(57)【要約】【課題】圧力室及び圧力センサと各圧力センサから引き出される電気配線を高密度に配置するとともに、その場合に発生するクロストークを抑える。【解決手段】２次元マトリクス状に配置された、液体を吐出するノズルを有する複数の圧力室に対して、設けられた該圧力室内に前記液体を吐出するための圧力を発生させる圧力発生手段と、前記複数の圧力室に対して、前記圧力発生手段によって発生された前記圧力室内の圧力を検出する、少なくとも２層以上に形成された圧力センサ素材と、前記複数の各圧力室に対して、前記２層以上に形成された圧力センサ素材のうちの１層のみに対して該圧力センサ素材の両面に配置された、該圧力センサ素材を有効検出部とするための電極とを備え、さらに圧力センサ素材から検出信号を取り出す電気配線のプラスとマイナスの電極からの信号の差分を取る差分信号算出部を備える。【選択図】      図８
2006281540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルを有する複数の圧力室が２次元マトリクス状に配置された液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置であって、
前記複数の各圧力室に対して設けられた、該圧力室内に前記液体を吐出するための圧力を発生させる圧力発生手段と、
前記複数の圧力室に対して、前記圧力発生手段によって発生された前記圧力室内の圧力を検出する、少なくとも２層以上に形成された圧力センサ素材と、
前記複数の各圧力室に対して、前記２層以上に形成された圧力センサ素材のうちの１層のみに対して該圧力センサ素材の両面に配置された、該圧力センサ素材を有効検出部とするための電極と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記２層以上に形成された圧力センサ素材の積層数が、ｎを正の整数として、ｎ層であるとき、前記ｎ層中の１層の圧力センサ素材について、前記２次元マトリクス状に配置された前記圧力室の行または列について（ｎ−１）個置きに、前記圧力センサ素材の有効検出部を設けるとともに、前記有効検出部を設けていない前記行または列の部分に前記有効検出部の電極から引き出した電気配線を配置したことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体吐出装置であって、さらに、前記圧力センサ素材から検出信号を取り出す電気配線のプラスとマイナスの電極からの信号の差分を取る差分信号算出手段を備え、前記差分信号算出手段が前記差分を取るにあたり、前記プラスとマイナスの電極からの信号の増幅率を異ならせるようにするか、または前記圧力室から近い側の電極の信号を時間的に遅延させるようにするか、あるいは前記電気配線の幅を深さ方向の位置によって変えるようにするか、のいずれか１つ以上のことを行うようにしたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出装置であって、さらに、前記圧力センサ素材の電極から引き出される電気配線の引き出し方向に沿って隣り合った前記圧力センサ素材の列が同時に圧力検出を行わないように検出タイミングをずらす検出タイミング調整手段を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
前記検出タイミング調整手段は、前記電気配線に沿って配列している前記圧力センサ素材の検出タイミングを前記各圧力室の共振周期の１／２ずつずらして圧力検出を行うようにすることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出装置であって、さらに、クロストークを与える側の前記圧力センサ素材から検出される信号と、クロストークを受ける側のクロストーク信号の相関を測定または理論的に予想しておき、圧力検出時にはクロストークを受ける側のクロストーク信号分をキャンセルする信号補正手段とを備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
前記２層以上に形成された圧力センサ素材の層間に電気的なシールド層を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に係り、特に、圧力室内のインク圧力を検出することにより吐出不良を検出する圧力センサを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置として、多数のノズル（液体吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、被記録媒体に向けてノズルからインク（インク液滴）を吐出することにより、被記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子（圧電セラミック）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式が知られている。
【０００４】
インクジェット記録装置のようなインクジェットヘッドを有する画像形成装置においては、インクを貯蔵するインクタンクからインク供給路を介してインクジェットヘッドにインクを供給し、上記圧電方式やその他様々な吐出方法でインクを吐出しているが、インクの吐出量、吐出速度、吐出方向及び吐出されるインクの形状（体積）等が、常に一定となるように安定して吐出する必要がある。
【０００５】
しかし、印字中においては、印字の指示があった場合に直ちに印字が実行されるようにインクジェットヘッドのノズルには常にインクが満たされており、ノズルのインクは空気にさらされているため、長時間吐出が行われないノズルのインクが乾燥し、インク粘度が高くなり適性なインク液滴を吐出出来なかったり、ノズルが目詰まりして不吐出になったりすることがある。また、インク供給路内等に混入した気泡が溜まり、インク供給を遮断したり、あるいは長時間吐出を続けていることにより、インクのリフィルが遅れ、吐出不良が発生する場合もある。
【０００６】
これらの様々な原因により、上述したように不吐出となったり、安定したインク吐出が行われなくなった場合には、吐出ヘッドのメンテナンスを行う必要がある。頻繁にメンテナンスを行うようになると、記録効率が低下する。そこで、従来より、インクを安定して吐出し、安定した画像記録を行うための様々な工夫が提案されている。
【０００７】
例えば、圧力室に生じる圧力変化を検出するセンサを圧力室内に設け、該センサによって検出された圧力波の反射成分に応じて第２の波形を発生することによって、意図しないサテライトインク滴の放出を抑えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００８】
また例えば、圧力室内の圧力波を検出する圧力変動検出手段を備え、圧力変動検出手段によって検出された圧力波に基づいて、圧力室の固有特性およびその固有特性にあった液滴噴射用の駆動電圧波形を算出し、その駆動電圧波形を用いて噴射液を噴射することにより、常に圧力室内の圧力波の特性にあった駆動波形を圧電素子に印加するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００９】
また例えば、圧力室内の圧力を検出する圧力センサを振動板と加圧機構の間に設け、圧力センサからの検出出力に応じて、加圧機構が振動板に与える圧力が一定となるように、圧力室内のインクに与える圧力を常に一定にして、記録する文字や画像を常に同等の品質に保つようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【特許文献１】特開２０００−９４６７５号公報
【特許文献２】特開平７−１３２５９２号公報
【特許文献３】特開平５−１８５５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献に記載されたものは、それぞれ各圧力室に圧力室内のインク圧力を検出する圧力センサを設けているが、いずれも圧力室及び圧力センサは１次元に単層に配置されており、このような構造で圧力室及び圧力センサを２次元マトリクス状に、高密度に配置しようとすると、各圧力センサからの配線を敷設することは密度的に困難であり、高密度化できないという問題がある。
【００１１】
また、配線を高密度化した場合に、近接した配線間でクロストークが発生するという問題も考えられる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、圧力室及び圧力センサと各圧力センサから引き出される電気配線を高密度に配置するとともに、その場合に発生するクロストークを抑えることを可能とした液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出するノズルを有する複数の圧力室が２次元マトリクス状に配置された液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置であって、前記複数の各圧力室に対して設けられた、該圧力室内に前記液体を吐出するための圧力を発生させる圧力発生手段と、前記複数の圧力室に対して、前記圧力発生手段によって発生された前記圧力室内の圧力を検出する、少なくとも２層以上に形成された圧力センサ素材と、前記複数の各圧力室に対して、前記２層以上に形成された圧力センサ素材のうちの１層のみに対して該圧力センサ素材の両面に配置された、該圧力センサ素材を有効検出部とするための電極と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置を提供する。
【００１４】
これにより、圧力センサ素材を有効検出部とする電極からの検出信号を出力する電気配線を高密度化することが可能となる。
【００１５】
また、請求項２に示すように、前記２層以上に形成された圧力センサ素材の積層数が、ｎを正の整数として、ｎ層であるとき、前記ｎ層中の１層の圧力センサ素材について、前記２次元マトリクス状に配置された前記圧力室の行または列について（ｎ−１）個置きに、前記圧力センサ素材の有効検出部を設けるとともに、前記有効検出部を設けていない前記行または列の部分に前記有効検出部の電極から引き出した電気配線を配置したことを特徴とする。
【００１６】
これにより、圧力センサ素材を有効検出部とする電極からの電気配線のさらなる高密度化が可能となり、製造工程も容易となる。
【００１７】
また、請求項３に示すように、請求項１または２に記載の液体吐出装置であって、さらに、前記圧力センサ素材から検出信号を取り出す電気配線のプラスとマイナスの電極からの信号の差分を取る差分信号算出手段を備え、前記差分信号算出手段が前記差分を取るにあたり、前記プラスとマイナスの電極からの信号の増幅率を異ならせるようにするか、または前記圧力室から近い側の電極の信号を時間的に遅延させるようにするか、あるいは前記電気配線の幅を深さ方向の位置によって変えるようにするか、のいずれか１つ以上のことを行うようにしたことを特徴とする。
【００１８】
これにより、多層に構成された圧力センサ素材の層間の電圧信号のクロストークを防止することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に示すように、請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出装置であって、さらに、前記圧力センサ素材の電極から引き出される電気配線の引き出し方向に沿って隣り合った前記圧力センサ素材の列が同時に圧力検出を行わないように検出タイミングをずらす検出タイミング調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５に示すように、前記検出タイミング調整手段は、前記電気配線に沿って配列している前記圧力センサ素材の検出タイミングを前記各圧力室の共振周期の１／２ずつずらして圧力検出を行うようにすることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項６に示すように、請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出装置であって、さらに、クロストークを与える側の前記圧力センサ素材から検出される信号と、クロストークを受ける側のクロストーク信号の相関を測定または理論的に予想しておき、圧力検出時にはクロストークを受ける側のクロストーク信号分をキャンセルする信号補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
これらにより、いずれも層間の電圧信号のクロストークを防止することが可能となる。
【００２３】
また、請求項７に示すように、前記２層以上に形成された圧力センサ素材の層間に電気的なシールド層を設けたことを特徴とする。
【００２４】
これにより、クロストークの影響を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る液体吐出装置によれば、圧力センサ素材を有効検出部とする電極からの電気配線のさらなる高密度化が可能となり、製造工程も容易となる。また、前記圧力センサ素材から検出信号を取り出す電気配線のプラスとマイナスの電極からの信号の差分を取る差分信号算出手段を備え、差分を取るようにした場合には、多層に構成された圧力センサ素材の層間の電圧信号のクロストークを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液体吐出装置について詳細に説明する。      
【００２７】
図１は、本発明に係る液体吐出装置ヘッドを備えた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の第１実施形態の概略を示す全体構成図である。
【００２８】
図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排出する排紙部２６とを備えている。
【００２９】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００３１】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３３】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３４】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００３５】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３６】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３７】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００３８】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００３９】
図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００４０】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４１】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４２】
なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。
【００４３】
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００４４】
また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００４５】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４６】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００４７】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００４８】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００４９】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００５０】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５１】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５２】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００５３】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００５４】
次に、印字ヘッド（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。
【００５５】
図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図３では図示を省略した共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。
【００５６】
図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室５２には、図３に示すように、正方形の場合その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。
【００５７】
また、図４は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図４に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。
【００５８】
図５はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図５のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。
【００５９】
図５に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。
【００６０】
なお、図５には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６１】
また、インクジェット記録装置１０の印字ヘッド５０に対して、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。
【００６２】
これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニット６１は、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００６３】
キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。
【００６４】
クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄化するようになっている。
【００６５】
印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６４に向かって予備吐出が行われる。
【００６６】
また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。
【００６７】
すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電素子（図示省略、後述）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００６８】
また、ノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、上述したような吸引動作を行う。
【００６９】
すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。
【００７０】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図５で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。
【００７１】
また、好ましくは、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成としてもよい。
【００７２】
なお、後述するように、不吐出検出手段による検出結果に応じてこのようなパージ、あるいは吸引というようなヘッド（ノズル）の回復動作が適宜行われる。
【００７３】
図６はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す主要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００７４】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。
【００７５】
システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。
【００７６】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってヒーター８９を駆動するドライバである。このヒーター８９は、後乾燥部４２用のヒーター及びインク加熱用のヒーターを含んでいる。インク加熱用のヒーター８９は、詳しくは後述するが、インク粘度が上昇して不吐出の虞があるときに、インクを加熱してインク温度を上昇させてインク粘度を下げ、不吐出を防止するものである。このインク加熱用のヒーター８９は、特に限定されず、インクタンク６０に設けられてインク全体の温度を上げるようにしてもよいし、各印字ヘッド５０毎（例えば各印字ヘッド５０へのインク供給路等）に設けられ各印字ヘッド５０毎にインク温度を制御するようにしてもよい。さらに、各圧力室５２毎あるいは複数の圧力室５２を含む領域毎のインク温度を制御できるようにしてもよい。
【００７７】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該印字データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００７８】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図６において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００７９】
ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の圧電素子を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８０】
印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（図示省略）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のバラツキなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。
【００８１】
なお、吐出状態（気泡混入や溶媒の揮発等による吐出不良）を検出する手段（不吐出検出部１２０）として、印字ヘッド５０の圧力室５２内のインク圧力を検出することで吐出不良を検出する圧力センサが設けられている。特に本実施形態は、各圧力室５２に対して圧力センサ素材を２層に配置し、各圧力室５２に対し一つの圧力センサ素材のみが圧力センサとして機能するように電気配線を工夫したものである。また、不吐出検出部１２０に対して、圧力センサの検出タイミングを調整する検出タイミング調整部１２２、検出信号の差分を取る差分信号算出部１２４及び検出信号を補正する信号補正部１２６が設けられている。これらについて、詳しくは後述する。
【００８２】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。また、吐出状態に影響を与える周囲環境の変化を測定する手段として、例えば周囲温度の変化を測定する温度センサ２５を印字ヘッド５０に備えるようにしてもよい。この場合プリント制御部８０は、例えば温度センサ２５が検出したインク温度を用いて、予め設定されているインク特性に応じたインク温度とインク粘度との関係から、インク粘度を算出し、吐出状態を判断する。他に吐出状態に影響を与える周囲環境の変化としては、湿度、気圧などが考えられる。
【００８３】
また、プリント制御部８０は、印字検出部２４あるいはこの他に設置された不吐出検出部１２０からの検出信号を受けて、必要に応じてシステムコントローラ７２を介してメンテナンスユニット６１を駆動して印字ヘッド５０の回復動作（メンテナンス）を行う。
【００８４】
本実施形態では、印字ヘッドの高密度化を実現するために、まず、例えば図３に示したように、圧力室５２（ノズル５１）を２次元マトリクス状に配置してノズル５１の高密度化（例えば２４００ｎｐｉ）を図っている。次に、圧力室５２にインクを供給する共通液室を振動板の上側に配置し、インクのリフィル性を重視して、この共通液室から直接圧力室５２へインクを供給するようにして流路抵抗となるような配管をなくしてインク供給系を高集積化するようにしている。さらに、圧力室５２を変形する圧電素子の電極（個別電極）に駆動信号を供給する圧電素子配線を、各個別電極から垂直に立ち上げて、共通液室の中を貫通するようにして上部のフレキシブルケーブル等の配線へと接続するようにしている。
【００８５】
図７に、このような高密度化された印字ヘッド５０の一部を、簡単化して斜視透視図で示す。
【００８６】
図７に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０においては、ノズル５１とインク供給口５３を有する圧力室５２の上側に、圧力室５２の上面を形成する振動板５６が複数の圧力室５２に共通の１枚のプレートとして配置されている。また、振動板５６上の各圧力室５２に対応する部分には、上下を電極で挟んだピエゾ等の圧電体で構成される圧電素子５８（圧力発生手段）が配置され、圧電素子５８はその上面に個別電極５７を有している。
【００８７】
そして、この個別電極５７の端面から外側へ電極接続部としての電極パッド５９が引き出されて形成され、電極パッド５９上に柱状の駆動配線９０が圧電素子５８が形成される面に対して垂直に立ち上がって形成されている。この垂直に立ち上がった駆動配線９０の上には多層のフレキシブルケーブル９２が配置され、前述したヘッドドライバ８４からこれらの配線を介して駆動信号が圧電素子５８の個別電極５７に供給されるようになっている。
【００８８】
また、圧力室５２の底面の下側には、圧力室５２内のインク圧力を検出するための不吐出検部１２０（圧力センサ）としての圧力センサ素材９４が設けられている。圧力センサ素材９４としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）（ポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン共重合体）等の圧電素子層が好適に例示される。
【００８９】
ＰＶＤＦは、上記振動板５６と同様に、複数の圧力室５２に対して共通の多層のプレートとして配置され、各圧力室５２下側の圧力検出範囲にそれぞれ電極を配置して各圧力室５２毎の圧力を検出することができるようになっている。電極は、印刷による形成や、蒸着、スパッタにより金属を付けて不要部をエッチング的方法による形成や、不要部をメタルマスクを用いて蒸着、スパッタにより金属を付ける方法によって形成する。
【００９０】
また、本実施形態では、圧力センサ素材９４は、圧力室５２の下側に２層に形成される。すなわち、ＰＶＤＦのプレートが２枚配置され、その間に絶縁層が形成され、各ＰＶＤＦのプレートの両面を電極で挟むように形成される。なお、圧力センサ素材９４は２層に配置されているが、各１つの圧力室５２に対して実際に圧力を検出するセンサとして機能する有効検出部（圧力を受けて検出信号を発生する受圧部）となるのは２層のうちの１つのみであり、２層のＰＶＤＦのうちの一方にのみ検出に有効な電極が対向して配置されるようになっている。例えば、２次元マトリクス状に配列された各圧力室５２の列毎に交互に、２層のＰＶＤＦの上層、下層に電極を振り分けて配置する。これにより、ＰＶＤＦの各層についてみると、各層において対応する圧力室５２の列に対し、１列おきに電極が配置されるようになっている。またこのとき、電極が配置されない空いた部分に、各電極から引き出された電気配線を（水平方向に）通すようにすることで、電気配線の高密度化が実現される。
【００９１】
また図７に示すように、振動板５６とフレキシブルケーブル９２との間の柱状の駆動配線９０が垂直に立ち並んで形成された空間は、ここから各インク供給口５３を介して各圧力室５２にインクを供給するための共通液室５５となっている。
【００９２】
なお、ここに示した共通液室５５は、図３に示した全ての圧力室５２にインクを供給するように、圧力室５２が形成された全領域に渡って形成される１つの大きな空間となっているが、共通液室５５は、このように一つの空間として形成されるものには限定されず、いくつかの領域に分かれて複数に形成されていてもよい。
【００９３】
この垂直に柱のように立ち上がった駆動配線９０は、その形状からエレキ柱と呼ぶ場合もある。このように、駆動配線（エレキ柱）９０は、共通液室５５の中を貫通するように形成される。
【００９４】
なお、ここに示した駆動配線９０は、各圧電素子５８（の個別電極５７）に対して１つずつ形成され、一対一に対応しているが、配線数（エレキ柱の数）を削減するために、いくつかの圧電素子５８に対する配線をまとめて１つの駆動配線９０とするように複数の圧電素子５８に対して１つの駆動配線９０が対応するようにしてもよい。この場合、複数の圧電素子５８の個別電極に接続された複数の配線は各々独立（絶縁）された状態で束ねて、１つの駆動配線９０として構成する。このように柱状の駆動配線９０の本数を減らすと共通液室５５中におけるインクの流路抵抗を減少させることができる。
【００９５】
図７に示すように各圧力室５２においては、ノズル５１が底面に形成され、ノズル５１と対角をなす角部の上面側にインク供給口５３が設けられている。インク供給口５３は振動板５６を貫いており、その上の共通液室５５と圧力室５２はインク供給口５３を介して真っ直ぐに連通している。これにより、共通液室５５と圧力室５２を流体的に直接繋ぐことが出来る。
【００９６】
上述したように、振動板５６は各圧力室５２に共通に１枚のプレートで形成されている。そして、振動板５６の各圧力室５２に対応する部分に、圧力室５２を変形させるための圧電素子５８が配置されている。圧電素子５８に電圧を印加して駆動するための電極（共通電極と個別電極）が圧電素子５８を挟むようにその上下面に形成されている。
【００９７】
振動板５６を例えばＳＵＳ等の導電性の薄膜で形成して、振動板５６が共通電極を兼ねるようにしてもよい。このとき、圧電素子５８の上面には個々の圧電素子５８を個別に駆動するための個別電極５７が形成される。
【００９８】
上述したように、この個別電極５７から電極パッド５９を引き出して形成し、電極パッド５９の上に垂直に立ち上がり共通液室５５を貫通する駆動配線９０（エレキ柱）が形成される。柱状の駆動配線９０の上には多層のフレキシブルケーブル９２が形成されており、駆動配線９０が柱となって多層フレキシブルケーブル９２を支え、振動板５６を床、多層フレキシブルケーブル９２を天井として、共通液室５５としての空間が確保されるようになっている。また、図示は省略したが、各駆動配線９０からそれぞれ個別の配線に接続されて個々の個別電極５７に駆動信号が供給され、各圧電素子５８が駆動されるようになっている。
【００９９】
また、図７では図示を省略したが、共通液室５５はインクで満たされるため、共通電極としての振動板５６、個別電極５７、駆動配線９０及び多層フレキシブルケーブル９２のインクと接触する面はそれぞれ絶縁性の保護膜で覆われている。
【０１００】
図８に、本実施形態の印字ヘッド５０の一部を拡大して、正面透視断面図として示す。
【０１０１】
図８に示すように、圧力室５２の上面を形成する振動板５６の上に圧電素子５８が形成され、その上に圧電素子５８上の個別電極５７と電気的に接続する柱状の駆動配線９０が形成され、その上に多層フレキシブルケーブル９２が形成されている。そして、柱状の駆動配線９０によって形成される振動板５６と多層フレキシブルケーブル９２との間の空間が共通液室５５となっており、インク供給口５３を介して共通液室５５から圧力室５２にインクが供給されるようになっている。
【０１０２】
また、圧力室５２の下側には圧力センサ素材９４が形成されている。圧力センサ素材９４は、上層９６と下層９８の２層で構成されている。上層９６と下層９８の間には絶縁層が形成され、上層９６、下層９８のうち一方にのみに対して電極が配置され、有効検出部として機能し、その電極から検出信号を取り出す電気配線（対）１００（あるいは１０２）が引き出され、印字ヘッド５０外のコネクタ１０４に接続している。
【０１０３】
圧力センサ素材９４の下側には、ノズル流路１０６ａが形成されたＳＵＳのノズル流路プレート１０６が形成され、ノズル流路プレート１０６の下にはノズル５１が形成されたノズルプレート１０８が形成されている。また、圧力センサ素材９４を構成する上層９６、下層９８にも、圧力室５２とノズル流路１０６ａを連通するための穴９６ｄ、９８ｄがそれぞれ形成されている。
【０１０４】
図９に、このような印字ヘッド５０を構成する圧電素子５８より下側を構成する各要素を分解して側面図で示す。
【０１０５】
図９に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、各種薄膜層を積層して形成されている。この積層の下の方から説明すると、まず図９に示すようにノズル５１が形成されたノズルプレート１０８が接着層１１０を介してＳＵＳのノズル流路プレート１０６に接合されている。ノズル流路プレート１０６の上には、接着を兼用した絶縁層１１２が積層され、その上には圧力センサ素材９４の下層９８としてのＰＶＤＦ９８ａが形成される。下層９８（ＰＶＤＦ９８ａ）を有効検出部として機能させる場合には、２つの電極９８ｂと９８ｃでＰＶＤＦ９８ａの両面を挟むようにして下層圧力センサ９５が構成される。
【０１０６】
また、下層圧力センサ９５の上には絶縁層１１４を介して圧力センサ素材９４の上層９６としてのＰＶＤＦ９６ａが形成される。上層９６（ＰＶＤＦ９６ａ）を有効検出部として機能させる場合には、ＰＶＤＦ９６ａを２つの電極９６ｂと９６ｃとで両面を挟んで上層圧力センサ９３が構成される。しかし、実際には一つの圧力室５２に対応する下層９８及び上層９６の両方の部分にこのように同時に電極９８ｂ、９８ｃ及び９６ｂ、９６ｃが形成されているのではない。ＰＶＤＦ９８ａ及び９６ａはそれぞれ１枚のプレートとして全面に両方が積層されているが、各圧力室５２に対してどちらか一方のＰＶＤＦ９８ａあるいは９６ａのみを圧力センサ（上層圧力センサ９３あるいは下層圧力センサ９５）として使用するため、電極９８ｂ、９８ｃ及び９６ｂ、９６ｃは一つの圧力室５２の下にはどちらか一方（の組）のみが配置されるようになっている。例えば、図９に示した圧力室５２に対しては、下層のＰＶＤＦ９８ａに対する電極９８ｂ、９８ｃはここでは配置されていないものとして破線で表示し、上層のＰＶＤＦ９６ａのみに対して電極９６ｂと９６ｃが対向して配置されているとしている。
【０１０７】
また上層圧力センサ９３の上に、接着層を兼用した絶縁層１１６が積層され、その上に平面形状が略正方形状の圧力室５２が形成され、圧力室５２の上には絶縁層１１８が貼り付けられた振動板５６が形成される。また、振動板５６上には圧電素子（ピエゾ）５８が形成される。
【０１０８】
なお、各要素の寸法を例示すると、各層の厚さは以下の通りである。例えば、ノズルプレート１０８は５０μｍ、接着層１１０は２μｍ、ノズル流路プレート（ＳＵＳ）１０６は８０μｍである。また、接着層を兼用した絶縁層１１２、１１６及び絶縁層１１４、１１８は５μｍ、電極９８ｂ、９８ｃ、９６ｂ、９６ｃは１μｍ、ＰＶＤＦ９８ａ、９６ａは２０μｍである。また、圧力室５２の高さは１５０μｍである。
【０１０９】
なお、実際の製造工程においては、ＰＶＤＦ９８ａ、９６ａに対し電極９８ｂ、９８ｃ及び９６ｂ、９６ｃ、絶縁層１１２、１１４、１１６を付けて一体化したシートをＳＵＳのノズル流路プレート１０６とともに積層するようにする。また、あるいは、ノズル流路プレート１０６のＳＵＳ基板に順次各層を形成して、その後他のＳＵＳ基板とともに積層するようにしてもよい。その後駆動配線９０等を取り付けるようにする。
【０１１０】
図１０に、上層圧力センサ９３を平面透視図で示し、図１１に下層圧力センサ９５を平面透視図で示す。図１０及び図１１においては、図の横方向を主走査方向すなわち印字ヘッド５０の長手方向とし、図の縦方向を副走査方向すなわち印字ヘッド５０の短手方向として表示している。
【０１１１】
また、図１０に示す上層圧力センサ９３の圧力センサ素材であるＰＶＤＦ９６ａには、ノズル流路１０６ａ（図８参照）に連通する（小さな白丸で表された）穴９６ｄが、２次元マトリクス状のノズル配置に沿って形成されており、同様に図１１に示す下層圧力センサ９５の圧力センサ素材であるＰＶＤＦ９８ａにも、ノズル流路１０６ａに連通する（小さな白丸で表された）穴９８ｄが、２次元マトリクス状のノズル配置に沿って形成されている。そして、図１０に符号Ａで示された穴と、図１１に符号Ａ’で示された穴とが一致するものとする。
【０１１２】
まず、図１０に示した上層圧力センサ９３において、図の縦方向に並んだノズル配列に対応する穴９６ｄの列に沿って、１列置き（図に示す例では左側から数えて偶数列）に、各ノズル５１に対応する圧力室５２に対応する位置に電極９６ｂ、９６ｃが形成される。電極９６ｂと９６ｃは、ＰＶＤＦ９６ａを両面から挟んで同じ位置に形成されるので、図では表側に形成された電極９６ｂのみが表示されている（これに対応する電極９６ｃはその真下に形成される。）。
【０１１３】
また、電極９６ｂから図に実線で表す電気配線１００ａが引き出され、電極９６ｃからは図に破線で表す電気配線１００ｂが引き出される。各電気配線１００ａ、１００ｂは、ノズル５１に対応する穴９６ｄを回避して引き出され、電極９６ｂ（９６ｃ）の形成されていない列に沿って副走査方向に引き出され、ヘッド外のコネクタ１０４に接続されている。
【０１１４】
また、図１１に示す下層圧力センサ９５も、今説明した上層圧力センサ９３と同様に形成され、ただ各圧力室５２に対応して形成される電極９８ｂ（９８ｃ) の位置が、上層圧力センサ９３とは１列だけずれている。すなわち、図１１に示す下層圧力センサ９５の例では、ノズル５１に対応する穴９８ｄの列の（図の左から数えて）奇数列に対して電極９８ｂ（９８ｃ）が形成されている。
【０１１５】
そして、電極９８ｂから図に実線で示す電気配線１０２ａが引き出され、電極９８ｃから図に破線で示す電気配線１０２ｂが引き出され、それぞれ穴９８ｄを回避して、電極９８ｂ（９８ｃ）の形成されていない列に沿って、副走査方向に引き出され、ヘッド外のコネクタ１０４に接続されている。
【０１１６】
このように、本実施形態においては、従来１層で構成されていた圧力センサ素材９４を上層９６と下層９８の２層構造とし、図１０及び図１１に示すように、２次元マトリクス状のノズル配列に対応した配列の主走査方向に１列置きに圧力センサを機能させる電極を配置して、副走査方向に並ぶ電極間に隙間を設け、この部分に各電極から引き出した電気配線を配線するようにしている。
【０１１７】
例えば、２４００ｄｐｉの場合に、圧力センサを本実施形態のように２層構造とする場合を考える。圧力室は縦横０．５ｍｍ間隔で並んでおり、圧力室サイズ（これは圧力センサ（圧力センサ素材の有効検出部）のサイズと同等である。）を縦横０．３ｍｍとすると、本実施形態のように２層構造としない場合、もともとの配線可能な隙間は、０．５−０．３＝０．２ｍｍである。一方、マトリクス状に配置された圧力室の副走査方向の配列数は、０．５ｍｍピッチで２４００ｄｐｉとすると、０．５／（２５．４／２４００）＝４７．２よって略４８個となる。さらに、このヘッドの短手方向（副走査方向）の両方向から配線を引き出すとすると、片側からは４８個の半分で２４個となるが、このうち１個は他のセンサの隙間を通さなくてよいので、最終的には２４から１を引いて２３個となる。よって、本実施形態のように２層構造としない場合には、配線のピッチは０．２（ｍｍ）／２３＝約８．７（μｍ）となり、線幅はこの約半分であるが、これは技術的に困難な配線ピッチである。
【０１１８】
これに対して、本実施形態において２層にして電極を１列置きにすることにより、１列分空くために増える配線可能な隙間は０．５ｍｍとなる。この部分には、吐出のための圧力室からノズルへの流路（ノズル流路）が形成されるので、このノズル流路の直径０．１ｍｍは配線できない（ただし、センサがノズル側に無ければこれは考慮しなくてもよい）。従って、センサを２層にして電極を１列置きにすることによる配線可能な隙間は０．２＋０．５−０．１＝０．６ｍｍとなる。
【０１１９】
このように、本実施形態によれば、配線可能な隙間は０．６ｍｍとなるので、配線ピッチは、０．６（ｍｍ）／２３＝２６（μｍ）となり、これは現実的に可能なピッチとなる。このように、本実施形態によれば、圧力センサからの電気配線を高密度化することが可能となる。
【０１２０】
なお、上述した実施形態においては、圧力センサ素材を２層としたが、本発明においては圧力センサ素材の積層数は２層に限定されるものではない。求めるセンサ配置密度によっては３層以上であってもよい。また２層構造の場合に、電極を主走査方向に１列置きに配置したが、一般に圧力センサ素材がｎ層の場合には、電極は主走査方向に（ｎ−１）列置きに配置する。
【０１２１】
このように、圧力センサ素材を多層構造（上に示した例では２層構造）にすることにより、配線密度の問題は改善されたが、圧力センサ素材を多層化することにより、例えば図１０及び図１１に示すように、各層の配線部に対し垂直方向に他の層の検出部電極が配置されるため、この検出部と配線間でコンデンサーが形成されてしまい、圧力検出時にクロストーク信号が発生するという問題がある。
【０１２２】
この問題のクロストーク信号は、配線の構造から、影響を受ける側の配線の＋と−の線には同相の信号が発生する。また、検出部と配線間の距離（厚み）の差から電圧振幅は少し異なり、略厚みに比例した振幅となる。
【０１２３】
このクロストーク発生という問題に対して、いくつかの解決方法が考えられ、以下これについて説明する。
【０１２４】
まず、第１の解決方法は、センサ配線の＋と−の電極からの信号の差分をとり、クロストーク成分をキャンセルするものである。
【０１２５】
例えば、図１０に示す上層圧力センサ９３の電極９６ｂ、９６ｃから引き出された＋の電気配線１００ａのクロストーク信号Ａと、−の電気配線１００ｂのクロストーク信号Ｂに対して、差分信号算出部１２４において、その差分Ａ−Ｂをとる。ここで本来の信号は、＋と−の電極に逆の極性の信号として発生しているので、差分をとることで、単純には２倍の大きさになる。つまり、Ｓ−（−Ｓ）＝２Ｓである。
【０１２６】
図１２に、このような＋電極のクロストーク信号Ａと−電極のクロストーク信号Ｂの振幅の違いやディレイを考慮しないで差分Ａ−Ｂを取った場合のグラフを示す。
【０１２７】
しかし、このとき＋と−の配線のクロストーク信号は、電圧振幅が少し異なるので、差分信号算出部１２４においては、これがほぼ同じになるように＋と−の配線信号の増幅率を異ならせてクロストーク分の電圧振幅が同じになるようにしてから差分をとるようにすることが好ましい。
【０１２８】
またさらに、圧力室５２から遠いと発生タイミングがやや遅れるので、差分信号算出部１２４において、逆に圧力室５２から近い側の電極（上の例でいうと電極９６ｂ）の信号をこれとほぼ同じだけ遅らせてから差分をとることが望ましい。ここで本来の信号にもディレイと増幅が行われるが、実は、クロストーク信号だけでなく、本来の信号も圧力室から遠い側の方が出力が小さく、また時間も遅れが生じており、クロストーク信号と一緒にディレイと増幅が行われることでより望ましい信号になる。
【０１２９】
図１３に、＋電極のクロストーク信号Ａと、−電極のクロストーク信号Ｂの振幅の違いやディレイを考慮して差分Ａ−Ｂを取った場合のグラフを示す。  
【０１３０】
また、センサの深さ方向によって信号出力の大きさが変わるので、配線の幅をそれが位置する深さによって変えるようにする。例えば、クロストーク源から遠い方の配線の幅を広くし、クロストーク源に近い方の配線幅を狭くする。これにより、クロストークによって発生する電荷量を＋側、−側で同等とし、差分を求めることにより、確実にクロストーク成分をキャンセルすることができる。
【０１３１】
次にクロストークの第２の解決方法について説明する。第２の解決方法は、クロストークを起こす元となるセンサ列である隣り合ったセンサ列が同時に圧力検出を行わないように測定タイミング、すなわち測定用アクチュエータの駆動タイミングをずらすようにしてクロストークの発生を防止するものである。
【０１３２】
上に述べたような２層構造の圧力センサ素材９４とした場合においては、隣り合ったセンサ列は上層９６と下層９８に分かれているので、検出タイミング調整部１２２により、例えば上層９６と下層９８のセンサによる検出を交互に行うように検出タイミングを調整することが好ましい。
【０１３３】
次にクロストークの第３の解決方法について説明する。第３の解決方法は、＋または−電極の信号単独について考えた場合に、各列の個々のセンサが同時に圧力検出をすると、クロストークを起こす元となるセンサが増えるので、個々のセンサの圧力検出タイミングを少しずらして、上述したクロストーク信号にすることによって、クロストークの影響を無視できる程度にするものである。
【０１３４】
この場合、結果として同時に多数のセンサで圧力検出しないように構成する。さらに、圧力検出信号は減衰する正弦波状なので、上述した少しずつタイミングのずれた微小な信号の位相がそれぞれ１／２周期ずつずれるようにして、クロストーク信号を合成した波形の振幅が小さくなるようにする。この周期は各圧力室５２の共振周期に等しい。
【０１３５】
そこで、検出タイミング調整部１２２により、１つの圧力センサの配線に沿って配列しているアクチュエータの駆動タイミングを各圧力室の共振周期の１／２ずつずらして圧力検出するように検出タイミングを調整する。
【０１３６】
図１４に、各圧力室５２の駆動タイミングを圧力室５２の共振周期の１／２ずらした状態のクロストーク信号のグラフを示す。
【０１３７】
図１４（ａ）は、１つの圧力室５２からのクロストーク信号を表し、図１４（ｂ）は、４つの圧力室５２からの位相がそれぞれ１／２周期ずつずれたクロストーク信号を合成した状態を示すものである。図１４（ｂ）中に符号Ｃで示した部分のように、複数の信号が重なった部分は振幅が小さい。
【０１３８】
次にクロストークの第４の解決方法について説明する。第４の解決方法は、クロストークを与える側のセンサから検出される信号と、クロストークを受ける側のクロストーク信号には相関があるので、事前にこれらの信号の相関を測定（または理論的に予想）しておき、実際の検出時には、クロストークを与える側のセンサから検出された信号からクロストーク量を推定して、クロストークを受ける側のクロストーク信号をキャンセルするようにするものである。
【０１３９】
実際に、この第４の解決方法を実行する場合には、信号補正部１２６においてソフト的な演算によってクロストーク信号をキャンセルするようにしてもよいし、または信号補正部１２６をオペアンプなどの電気回路によってハード的に構成して、クロストーク信号をキャンセルするようにしてもよい。
【０１４０】
次にクロストークの第５の解決方法について説明する。第５の解決方法は、上層９６、下層９８間等の層間に電気的なシールド層（グランドに落とす）を設けることで、電界を遮断することで、クロストークの影響をなくすようにするものである。
【０１４１】
このとき、シールド層自身の厚みと、シールド層とセンサ電極間の絶縁の層を追加する必要があるので、センサ層全体がわずかに、例えば１５μｍ程度厚くなる。
【０１４２】
最後にクロストークの第６の解決方法について説明する。第６の解決方法は、上層圧力センサ９３の配線は下層圧力センサ９５の有効検出部（受圧部）を、また下層圧力センサ９５の配線は上層圧力センサ９３の有効検出部（受圧部）をさけて配線することにより、クロストークの影響をなくすようにするものである。
【０１４３】
この方法は、特に配線引き出しの端部から遠い側にある圧力室に好適に適用することができる。
【０１４４】
以上述べたように、本実施形態によれば、従来１層で構成されていた圧力センサ素材を２層構造（あるいは求めるセンサ配置密度によっては３層以上の多層構造）とし、さらに、主走査方向（ヘッド長手方向）に１列置き（圧力センサ素材の層がｎ層の場合には（ｎ−１）列置き）にセンサ（有効検出部）を配置し、副走査方向（ヘッド短手方向）に並ぶセンサ列間に隙間を設け、この部分に配線することにより、高密度なセンサ配置を可能とするとともに、現実的な配線ピッチでセンサを構成することが出来る。
【０１４５】
また、多層センサ構造において、センサ配線の＋と−の電極からの信号の差分をとることにより、クロストークにより発生する信号をキャンセルすることでクロストークの影響をなくすることができる。
【０１４６】
さらにこのとき、＋と−の配線信号の増幅率を異ならせてクロストーク分の電圧振幅が同じになるようにしてから差分をとるようにしたり、圧力室から近い側の電極の信号を時間的に遅延させてから差分をとったり、または配線の幅を深さ方向の位置によって変えるようにすることで、クロストークにより発生する信号を、差分をとる際に確実にキャンセルすることができる。
【０１４７】
また、隣り合ったセンサ列（クロストークを起こす元となるセンサ列）が同時に圧力検出を行わないように、測定タイミング（測定用アクチュエータ駆動タイミング）をずらすようにすることで、クロストークの影響を抑えることができる。
【０１４８】
また、クロストークを起こす元となるセンサのアクチュエータ駆動タイミングを各圧力室の共振周期の１／２ずつずらして圧力検出を行うようにすることで、クロストークの信号同士が互いにキャンセルし合い、クロストークの影響を抑えることができる。
【０１４９】
また、クロストークを与える側のセンサから検出される信号と、クロストークを受ける側のクロストーク信号の相関を測定（または理論的に予想）しておき、検出時にクロストークを与える側のセンサから検出された信号からクロストーク量を推定して、クロストークを受ける側のクロストーク信号分をキャンセルすることにより、クロストークの影響を抑えることができる。
【０１５０】
また、上層、下層等の層間に電気的なシールド層を設けることでクロストークの影響を抑えることができる。
【０１５１】
またさらに、上層の配線は下層の受圧部を避けて配線するようにし、かつ下層の配線は上層の受圧部を避けて配線するようにすることで、クロストークの影響を抑えることができる。
【０１５２】
以上、本発明の液体吐出装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッド（印字ヘッド）を有するインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図３】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】印字ヘッドの他の例を示す平面図である。
【図５】本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図である。
【図６】本実施形態のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。
【図７】本実施形態の印字ヘッドの一部を拡大して示す斜視透視図である。
【図８】本実施形態の印字ヘッドの一部を拡大して示す正面透視断面図である。
【図９】印字ヘッドを構成する各要素を分解して示す側面図である。
【図１０】上層圧力センサを示す平面透視図である。
【図１１】下層圧力センサを示す平面透視図である。
【図１２】＋電極のクロストーク信号と−電極のクロストーク信号の振幅の違いやディレイを考慮しないで差分を取った場合を示すグラフである。
【図１３】＋電極のクロストーク信号と−電極のクロストーク信号の振幅の違いやディレイを考慮して差分を取った場合を示すグラフである。
【図１４】各圧力室の駆動タイミングを圧力室の共振周期の１／２ずらした状態のクロストーク信号を示すグラフであり、（ａ）は、１つの圧力室からのクロストーク信号を表し、（ｂ）は、４つの圧力室からの位相がそれぞれ１／２周期ずつずれたクロストーク信号を合成した状態を示すものである。
【符号の説明】
【０１５４】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８ａ…圧電体、５８…圧電素子、５９…電極パッド、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６６…ブレード、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータドライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒータ、９０…駆動配線、９２…多層フレキシブルケーブル、９３…上層圧力センサ、９４…圧力センサ素材、９５…下層圧力センサ、９６…上層、９８…下層、１００…電気配線、１２０…不吐出検出部、１２２…検出タイミング調整部、１２４…差分信号算出部、１２６…信号補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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