(57)【要約】【課題】インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共に省電力化を図る。【解決手段】インクジェットヘッドが、ノズルに対応する圧力室に関連づけられた個別電極及びグランド電極で圧電シートを挟持するアクチュエータユニットと、吐出波形及び吐出波形よりパルス周期が短いフラッシング吐出波形を選択的に出力するドライバＩＣとを有している。ドライバＩＣに電力を供給する電源装置１６が、ドライバＩＣが全ての個別電極に対して吐出波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、ドライバＩＣが全ての個別電極に対してフラッシング吐出波形を出力したときに供給すべき電流に満たない上限電流以上の電流を電源装置１６が供給しようとしたとき、電源装置１６が供給する電流を制限する電流制限回路８５を有している。【選択図】図８
2011131607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動するパルスを含む波形であって、前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記第１波形のパルスよりパルス幅が小さく、且つ、前記アクチュエータを駆動するパルスであって、前記第１波形のパルスの間隔より狭い間隔で連続している複数のパルスを含む第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、
前記波形出力手段に電力を供給する電源装置とを備えており、
前記電源装置が、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第２波形を出力することで上限電流以上の電流を供給しようとしたとき、前記波形出力手段に供給する電流を、前記第２波形のパルスの駆動電圧が前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧となる電流に制限する電流制限手段を有しており、
前記上限電流は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形のパルスと同じ駆動電圧で前記第２波形を出力したときに供給すべき電流に満たないことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記第１波形は、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流未満の電流が消費される周波数を有し、前記第２波形は、前記第１波形より高い周波数を有しており、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流以上の電流が消費される周波数を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
被記録媒体を搬送する搬送装置と、
共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、
前記被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ前記被記録媒体が搬送されるのに要する時間を印刷周期としたとき、前記１印刷周期内において前記ノズルから互いに異なる量のインクが吐出される複数種類の波形であって、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む複数の吐出波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、
前記波形出力手段に電力を供給する電源装置とを備えており、
前記電源装置が、前記波形出力手段が前記１印刷周期内において全ての前記個別電極に対して最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力することで上限電流以上の電流を供給しようとしたとき、前記波形出力手段に供給する電流を、前記吐出波形のパルスの駆動電圧が前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧となる電流に制限する電流制限手段を有しており、
前記上限電流は、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出させるために、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流に満たないことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記電流制限手段は、投入された電力を前記上限電流未満に制限された電流で前記波形出力手段に供給する回路であって、抵抗と前記抵抗を介して前記波形出力手段に供給される電流を検出する電流検出回路とを有しており、前記電流検出回路が前記上限電流以上の電流を検出したきには、前記波形出力手段への電力の供給を停止し、前記波形出力手段への電力の供給を停止して前記電流検出回路が前記上限電流以上の電流を検出しなくなったときには、前記波形出力手段への電力の供給を再び開始することで、前記波形出力手段に供給する電流を制限することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記電流制限手段は、投入された電力を前記上限電流未満に制限された電流で前記波形出力手段に供給する回路であって、３端子レギュレータを有しており、前記電源装置から前記波形出力手段に前記上限電流以上の電力を供給するとき、供給する電流の制限を開始し、供給する電流を低下させると共に電圧を指数関数状に低下させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等の被記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットプリンタが有するインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルとノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを有するものがある。アクチュエータは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加するものであり、複数の圧力室に跨る圧電シート（圧電層）と、各圧力室に対向する複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する基準電位が付与された共通電極（グランド電極）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータは、個別電極にパルス状の駆動信号が付与されることによって、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用し、この部分の圧電シートを厚み方向に伸張させる。このとき、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６５６８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットプリンタにおいては、印刷速度の高速化が望まれている。印刷速度の高速化を図るためにはインク滴の吐出周期を短くする必要があるが、インク滴の吐出周期を短くする場合には、記録用紙上に着弾したインク滴が瞬時に乾燥するような速乾性のインクを用いる必要がある。このような速乾性のインクを用いると、ノズル内のインクが乾燥により増粘して、インク吐出特性が悪化したり吐出不良を起こしたりすることがある。このような問題を回避するため、増粘したインクをノズルから吐出する吐出フラッシングを行うことが知られているが、吐出フラッシングの頻度が多い場合には多量のインクが無駄に消費される。
【０００５】
そこで、ノズルからインク滴を吐出させる駆動信号のパルス幅より狭いパルス幅を有する駆動信号を個別電極に付与することによって、ノズルからインク滴が吐出されない程度にアクチュエータを駆動してノズル内のインクを攪拌する不吐出フラッシングが行われることがある。しかしながら、このような不吐出フラッシングは、吐出フラッシングの場合と比較してアクチュエータの駆動回数を多くする必要があるため、インクジェットプリンタの消費電力が大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共に省電力化を図ることができるインクジェットプリンタ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】
【０００７】
本発明のインクジェットプリンタは、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む波形であって、前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記第１波形のパルスよりパルス幅が小さく、且つ、前記アクチュエータを駆動するパルスであって、前記第１波形のパルスの間隔より狭い間隔で連続している複数のパルスを含む第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、前記波形出力手段に電力を供給する電源装置とを備えている。前記電源装置が、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第２波形を出力することで上限電流以上の電流を供給しようとしたとき、前記波形出力手段に供給する電流を、前記第２波形のパルスの駆動電圧が前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧となる電流に制限する電流制限手段を有しており、前記上限電流は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形のパルスと同じ駆動電圧で前記第２波形を出力したときに供給すべき電流に満たない。
【０００８】
このとき、前記第１波形は、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流未満の電流が消費される周波数を有し、前記第２波形は、前記第１波形より高い周波数を有しており、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流以上の電流が消費される周波数を有していることが好ましい。
【０００９】
本発明によると、不吐出フラッシングを行うときに、波形出力手段が全ての個別電極に対して第２波形を出力しようとすると、電流制限手段が、波形出力手段に供給される電流を制限する。これにより、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共にインクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。
【００１０】
別の観点から観て本発明のインクジェットプリンタは、被記録媒体を搬送する搬送装置と、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、前記被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ前記被記録媒体が搬送されるのに要する時間を印刷周期としたとき、前記１印刷周期内において前記ノズルから互いに異なる量のインクが吐出される複数種類の波形であって、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む複数の吐出波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、前記波形出力手段に電力を供給する電源装置とを備えている。前記電源装置が、前記波形出力手段が前記１印刷周期内において全ての前記個別電極に対して最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力することで上限電流以上の電流を供給しようとしたとき、前記波形出力手段に供給する電流を、前記吐出波形のパルスの駆動電圧が前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧となる電流に制限する電流制限手段を有しており、前記上限電流は、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出させるために、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流に満たない。
【００１１】
このとき、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することが好ましい。
【００１２】
さらには、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することがより好ましい。
【００１３】
本発明によると、不吐出フラッシングを行うために、波形出力手段が全ての個別電極に対して吐出波形を出力しようとすると、電流制限手段が、波形出力手段に供給される電流を制限するため、吐出波形の駆動電圧がノズルからインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータを駆動するものとなる。このように、電流制限手段が、不吐出フラッシングを行うときに電源装置から出力される電流を制限するため、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共にインクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。さらに、過電流保護装置として機能する電流制限手段が、不吐出フラッシングを行うときに駆動信号の駆動電圧を低下させるため、駆動電圧を低下させる電圧制御回路や、不吐出フラッシング用の波形を生成する波形生成回路が不要となり、インクジェットプリンタの低コスト化を図ることができる。
【００１４】
本発明においては、前記電流制限手段が、投入された電力を前記上限電流未満に制限された電流で前記波形出力手段に供給する回路であって、抵抗と前記抵抗を介して前記波形出力手段に供給される電流を検出する電流検出回路とを有しており、前記電流検出回路が前記上限電流以上の電流を検出したきには、前記波形出力手段への電力の供給を停止し、前記波形出力手段への電力の供給を停止して前記電流検出回路が前記上限電流以上の電流を検出しなくなったときには、前記波形出力手段への電力の供給を再び開始することで、前記波形出力手段に供給する電流を制限してもよい。
【００１５】
または、前記電流制限手段が、投入された電力を前記上限電流未満に制限された電流で前記波形出力手段に供給する回路であって、３端子レギュレータを有しており、前記電源装置から前記波形出力手段に前記上限電流以上の電力を供給するとき、供給する電流の制限を開始し、供給する電流を低下させると共に電圧を指数関数状に低下させてもよい。これによると、電流制限手段を安価な構成で実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、不吐出フラッシングを行うときに、波形出力手段が全ての個別電極に対して第２波形を出力しようとすると、電流制限手段が、波形出力手段に供給される電流を制限する。これにより、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共にインクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観側面図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの短手方向に沿った断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４に示すV−V線断面図である。
【図６】図４に示すアクチュエータユニットの拡大図である。
【図７】図２に示すドライバＩＣが出力しようとする駆動信号の波形図である。
【図８】図１に示す電源装置の機能ブロック図である。
【図９】図１に示す電源装置の電力供給特性を示すグラフである。
【図１０】図２に示すドライバＩＣから実際に出力される駆動信号の波形図である。
【図１１】第１変形例を説明するための図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図１２】第２実施形態に係るインクジェットプリンタが有する電源装置の機能ブロック図である。
【図１３】図１２に示す電源装置の電力供給特性を示すグラフである。
【図１４】第３実施形態に係るインクジェットプリンタが有する電源装置の機能ブロック図である。
【図１５】図１４に示す電源装置からドライバＩＣ５２に供給される電力の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態であるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。また、インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットヘッド１に電力を供給する電源装置１６を有している。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。
【００２０】
インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙（被記録媒体）Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内においてインクジェットヘッド１と対向する位置に配置されたプラテン１５とを含むベルト搬送機構（用紙搬送機構）１３が設けられている。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する領域において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。
【００２１】
図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が駆動される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。
【００２２】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中左方の右方の排紙部１２に向けて送るように構成されている。
【００２３】
４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、用紙Ｐの搬送方向に沿って４つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が搬送ベルト８の外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に形成された印刷領域に向けてインク吐出面２ａから各色のインク滴が吐出される。これにより、用紙Ｐの印刷領域に所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００２４】
次に、図２を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の短手方向に沿った断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体２、ヘッド本体２の上面に配置されていると共にヘッド本体２にインクを供給するリザーバユニット７１、アクチュエータユニット２１を駆動させる駆動信号を生成するドライバＩＣ（波形出力手段）５２が表面に実装されたＣＯＦ（Chip On Film）５０、ＣＯＦ５０と電気的に接続された基板５４、並びに、アクチュエータユニット２１、リザーバユニット７１、ＣＯＦ５０及び基板５４を覆いつつ、外部からインクやインクミストが浸入するのを防ぐためのサイドカバー５３及びヘッドカバー５５を有している。
【００２５】
リザーバユニット７１は、プレート９１〜９４の４枚のプレートが互いに位置合わせされて積層されたものであり、その内部に、図示しないインク流入流路、インクリザーバ６１、及び、１０個のインク流出流路６２が互いに連通するように形成されている。なお、図２においては、１つのインク流出流路６２のみが表れている。インク流入流路は図示しないインクタンクからのインクが流入するものである。インクリザーバ６１はインク流入流路及びインク流出流路６２と連通している。インク流出流路６２は、流路ユニット９の上面に形成されたインク供給口１０５ｂ（図３参照）を介して流路ユニット９と連通している。インクタンクからのインクがインク流入流路を介してインクリザーバ６１に流れ込む。インクリザーバ６１に流れ込んだインクはインク流出流路６２を通過し、インク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９に供給される。
【００２６】
また、プレート９４には、凹部９４ａが形成されている。プレート９４の凹部９４ａが形成された部分では、流路ユニット９との間に空隙を形成しており、この空隙内に、アクチュエータユニット２１が配置されている。
【００２７】
ＣＯＦ５０は、表面に形成された図示しない配線が後述する個別電極１３５及び共通電極１３４と電気的に接続されるように、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接着されている。さらに、ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面からサイドカバー５３とリザーバユニット７１との間を通過するように上方に引き出されており、他方端部がコネクタ５４ａを介して基板５４に接続されている。このとき、ＣＯＦ５０のドライバＩＣ５２が、リザーバユニット７１の側面に貼り付けられたスポンジ８２によってサイドカバー５３に付勢されている。ドライバＩＣ５２は、放熱シート８１を介してサイドカバー５３の内側面と密着することによってサイドカバー５３と熱的に結合されている。これにより、ドライバＩＣ５２からの熱がサイドカバー５３を介して外部に放熱される。
【００２８】
基板５４は、図示しない上位の制御装置からの指示に基づいて、ＣＯＦ５０を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を出力することによって、アクチュエータユニット２１の駆動を制御するものである。
【００２９】
サイドカバー５３は、流路ユニット９の上面における短手方向両端部近傍から上方に延在するように取り付けられた金属製の板部材である。ヘッドカバー５５は、流路ユニット９より上方の空間を封止するようにサイドカバー５３の上方に取り付けられている。このように、２つのサイドカバー５３とヘッドカバー５５とにより囲まれる空間内に、リザーバユニット７１、ＣＯＦ５０及び基板５４が配置されている。サイドカバー５３と流路ユニット９との接続部、及び、サイドカバー５３とヘッドカバー５５との嵌合部にシリコン樹脂材料等からなる封止部材５６が塗布されている。これにより、外部からのインクやインクミストの浸入をより確実に防いでいる。
【００３０】
次に、図３〜図６を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図３は、ヘッド本体２の平面図である。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図５は、図４に示すV−V線に沿った部分断面図である。図６（ａ）はアクチュエータユニット２１の拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。
【００３１】
ヘッド本体２は、図３に示すように、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、流路ユニット９に形成された圧力室１１０に対向して設けられた複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。
【００３２】
流路ユニット９は、リザーバユニット７１のプレート９４とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路６２（図２参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、図４及び図５に示すように多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面においてノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。
【００３３】
本実施形態では、等間隔に流路ユニット９の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル１０８も、これと同様の配置がされている。
【００３４】
流路ユニット９は、図５に示すように、上から順に、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、マニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０、という９枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。
【００３５】
キャビティプレート１２２には、インク供給口１０５ｂ（図３参照）に対応する貫通孔、及び、圧力室１１０に対応する略菱形の貫通孔が多数形成されている。ベースプレート１２３には、各圧力室１１０について圧力室１１０とアパーチャ１１２との連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。アパーチャプレート１２４には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２となる貫通孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。サプライプレート１２５には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２と副マニホールド流路１０５ａとの連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。マニホールドプレート１２６、１２７、１２８には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔、及び、積層時に互いに連結してマニホールド流路１０５及び副マニホールド流路１０５ａとなる貫通孔が形成されている。カバープレート１２９には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されている。ノズルプレート１３０には、各圧力室１１０についてノズル１０８に対応する孔が形成されている。
【００３６】
これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。
【００３７】
次に、流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、リザーバユニット７１からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。
【００３８】
アクチュエータユニット２１について説明する。図３に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。
【００３９】
図６（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シート（圧電層）１４１〜１４３から構成されている。最上層の圧電シート１４１上における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間にはシート全面に形成された共通電極（グランド電極）１３４が介在している。個別電極１３５は、図６（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された円形のランド１３６が設けられている。
【００４０】
共通電極１３４はすべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位（基準電位）が付与されている。一方、個別電極１３５は、各ランド１３６及びＣＯＦ５０の内部配線を介してドライバＩＣ５２の各端子と電気的に接続されており、ドライバＩＣ５２からの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室１１０の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。
【００４１】
ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１はその厚み方向に分極されており、個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電シート１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート１４１における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。この活性部は、電界と分極の方向とが同じときには、厚み方向に伸張し面方向に収縮する。このときの伸張及び収縮に伴う変位量は、厚み方向より面方向の方が大きい。つまり、アクチュエータユニット２１は、圧力室１１０から離れた上側１枚の圧電シート１４１を、活性部を含む層とし且つ圧力室１１０に近い下側２枚の圧電シート１４２、１４３を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプである。図６（ａ）に示すように、圧電シート１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されているため、圧電シート１４１における電界印加部分とその下方の圧電シート１４２、１４３との間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート１４１〜１４３全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、圧力室１１０内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室１１０からノズル１０８まで伝播することによってノズル１０８からインク滴が吐出される。
【００４２】
なお、本実施形態においては、予め個別電極１３５に所定の電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５にグランド電位を付与し、その後所定のタイミングにて再び所定の電位を個別電極１３５に付与するような駆動信号をドライバＩＣ５２から出力させる。この場合、個別電極１３５がグランド電位になるタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が降下して副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５を所定の電位にしたタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が上昇し、ノズル１０８からインク滴が吐出される。つまり、個別電極１３５に矩形波のパルスを付与することになる。このパルス幅は、圧力室１１０内において圧力波が副マニホールド１０５ａの出口からノズル１０８の先端まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）であり、圧力室１１０内のインクが負圧
状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさるため、強い圧力でインク滴をノズル１０８から吐出させることができる。なお、本実施の形態では、所定の電位を２４Ｖとする（図７参照）。
【００４３】
インクジェットプリンタ１０１には、速乾性のインクが用いられており、用紙Ｐに着弾したインク滴が瞬時に乾燥するようになっている。これにより、インク滴の吐出周期を短くすることができ、高速印刷が可能となる。一方、速乾性のインクを用いるとノズル１０８内のインクが乾燥して増粘し易くなる。ノズル１０８内のインクが増粘するとインク吐出特性が悪化したり吐出不良を起こしたりすることがある。そこで、インクジェットプリンタ１０１においては、ノズル１０８からインク滴を吐出させる通常印刷と、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスを振動させることによって、ノズル１０８内のインクを攪拌する不吐出フラッシングとが選択的に行われる。
【００４４】
具体的には、基板５４は、図示しない用紙検知センサの検知結果に基づいて用紙Ｐがインク吐出面２ａと対向しているか否かを判断し、用紙Ｐがインクジェットヘッド１のインク吐出面２ａと対向したときにのみ通常印刷を行い、用紙Ｐがインク吐出面２ａと対向していないときにのみ不吐出フラッシングを行う。
【００４５】
次に、図７を参照しつつドライバＩＣ５２が出力する駆動信号の波形について説明する。図７は、ドライバＩＣ５２が出力しようとする駆動信号の波形図である。なお、図７（ａ）は、１印刷周期内における吐出波形の一例を、図７（ｂ）は、不吐出フラッシング波形の一例をそれぞれ示している。ここで、印刷周期とは、用紙Ｐに形成される画像の印刷解像度（例えば、本実施形態においては６００ｄｐｉ）に対応する単位距離だけ用紙Ｐが搬送されるのに要する時間である。ドライバＩＣ５２は、基板５４からの指示に基づいて、通常印刷を行うときに出力される波形である吐出波形（第１波形）と、不吐出フラッシングを行うときに出力される波形であるフラッシング波形（第２波形）とを各個別電極１３５に対して選択的に出力する。吐出波形は、１印刷周期内においてノズル１０８から吐出させるインク滴の数に応じて連続するパルスを含むものである。用紙Ｐ上に形成される画像を構成する各ドットの階調は、１印刷周期内においてノズル１０８から吐出されるインク滴の数で調整されるインク吐出量で表現される。したがって、吐出波形は、１印刷周期内においてノズル１０８から吐出させるインク滴の数（インク吐出量）によって複数種類存在している。本実施形態においては、１印刷周期内においてノズル１０８から吐出させるインク滴の数が１滴〜３滴であるため、計３種類の吐出波形が存在している。図７（ａ）は、１印刷周期内においてノズル１０８から３滴のインク滴を吐出させるための吐出波形である。
【００４６】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、不吐出フラッシング波形は、吐出波形のパルスの数より多い数のパルスが連続したものである。そして、不吐出フラッシング波形のパルス幅が吐出波形のパルス幅より短くなっていると共に、不吐出フラッシング波形の周期Ｔ１が吐出波形の周期Ｔ０より短くなっている。これにより、不吐出フラッシング波形の周波数が吐出波形の周波数より高くなっている。なお、本実施形態においては、吐出波形の周波数が６０ＫＨｚとなっており、不吐出フラッシング波形の周波数が１００ＫＨｚである。このように、不吐出フラッシング波形のパルス幅が吐出波形のパルス幅より短くなっているため、不吐出フラッシング波形のパルス幅がＡＬ以下となる。これにより、不吐出フラッシング波形を有する駆動信号が個別電極圧力室１１０内のインクが負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が干渉し合い、ノズル１０８からインク滴が吐出されなくなる。
【００４７】
また、ドライバＩＣ５２が出力しようとする不吐出フラッシング波形の駆動電圧が吐出波形の駆動電圧と同じになっている。上述したように、不吐出フラッシング波形の周波数が吐出波形の周波数より高くなっているため、不吐出フラッシング波形を出力するときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電力が、吐出波形を出力するときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電力より大きくなる。したがって、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力したときに供給すべき電力が、各ドライバＩＣ５２が１印刷周期内において全ての個別電極１３５に対して最大数のインク滴を吐出するための吐出波形を出力したときに各ドライバＩＣ５２に供給すべき電力よりも大きくなる。なお、後述するように、不吐出フラッシングを行うときは、ドライバＩＣ５２に供給される電流が制限されるため、ドライバＩＣ５２が実際に個別電極１３５に出力する駆動信号においては、不吐出フラッシング波形の駆動電圧が吐出波形の駆動電圧より低くなる（図９参照）。
【００４８】
次に、電源装置１６について図８を参照しつつ詳細に説明する。図８は、電源装置１６の機能ブロック図である。図８に示すように、電源装置１６は、各インクジェットヘッド１のドライバＩＣ５２に電力を供給するものであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ８４と、電流制限回路（電流制限手段）８５とを有している。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４は、外部電源から供給された交流電流を直流電流に変換するものである。本実施形態においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ８４が外部電源から供給されたＡＣ１１０ＶをＤＣ３０Ｖに変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４から出力された電力は電流制限回路８５に出力される。
【００４９】
電流制限回路８５は、電源装置１６がドライバＩＣ５２に供給する電流を予め決定された上限電流未満に制限するものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６と、電流検出回路８７とを有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ８４から出力された電力をＤＣ２４Ｖで安定化させて出力するスイッチング式のレギュレータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６から出力された電力は、電流検出用抵抗Ｒ１を介してドライバＩＣ５２に供給される。電流検出回路８７は、電流検出用抵抗Ｒ１の両端の電圧を計測することによってＤＣ／ＤＣコンバータ８６から出力された電流を検出するものである。また、電流検出回路８７は、検出した電流が予め決定された上限電流以上となったときに、停止信号をＤＣ／ＤＣコンバータ８６に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、電流検出回路８７から停止信号が出力されると電力の出力を停止する。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６が電力の出力を停止すると、電流検出回路８７は、上限電流以上の電流を検出しなくなるため停止信号の出力を停止する。電流検出回路８７が停止信号の出力を停止すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は再び電力の出力を開始する。このように、電流制限回路８５は、フィードバック回路を構成することによって、ドライバＩＣ５２に供給する電流を上限電流未満に制限している。したがって、電流制限回路８５は、過電流保護装置としても機能する。
【００５０】
ここで上限電流は、通常印刷を行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする最大電流、即ち、各ドライバＩＣ５２が１印刷周期内において全ての個別電極１３５に対して最大数のインク滴を吐出するための吐出波形を出力したときに各ドライバＩＣ５２に供給すべき電流を超え、且つ、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電流、即ち、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力したときに供給すべき電流に満たない範囲で決定される。本実施形態においては、通常印刷を行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする最大電流は１Ａであり、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は２Ａであるため、上限電流は１．５Ａに決定されている。また、電流検出用抵抗Ｒ１の抵抗値が０．１Ωである。したがって、電流検出回路８７は、電流検出用抵抗Ｒ１の両端の電圧が１５０ｍＶ以上となったとき、つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６から出力された電流が１．５Ａ以上となったとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６に停止信号を出力する構成となっている。ここで、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電流が２Ａであり、電圧が２４Ｖであるから、このときの負荷は１２Ωとなる。したがって、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２に供給される電流が１．５Ａに制限されると、ドライバＩＣ５２が出力する不吐出フラッシング波形の駆動電圧が１２Ω×１．５Ａ＝１８Ｖとなる。
【００５１】
次に、電源装置１６の動作について図９及び図１０を参照しつつ詳細に説明する。図９は、電源装置１６の電力供給特性を示すグラフである。図９における横軸は供給する電流（Ａ）を、縦軸は供給する電圧（Ｖ）をそれぞれ示している。図１０は、ドライバＩＣ５２から実際に出力される駆動信号の波形図である。なお、図１０（ａ）は、１印刷周期内における吐出波形を、図１０（ｂ）は、不吐出フラッシング波形をそれぞれ示している。図９に示すように、電源装置１６が上限電流１．５Ａに満たない電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、電源装置１６が供給する電圧は２４Ｖで一定となっている。ところが、電源装置１６が上限電流１．５Ａ以上の電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、電流制限回路８５により供給する電流が制限される。上述したようにこのときの電圧は１８Ｖとなる。
【００５２】
図９及び図１０（ａ）に示すように、通常印刷を行うため、ドライバＩＣ５２が個別電極１３５に対して吐出波形を出力するときに、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は最大でも１Ａであるので、電流制限回路８５により電源装置１６が供給する電流が制限されることがない。したがって、ドライバＩＣ５２が出力する吐出波形の駆動電圧は２４Ｖで一定となる。一方、図９及び図１０（ｂ）に示すように、不吐出フラッシングを行うため、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力するときは、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は２Ａとなるので、電流制限回路８５により電源装置１６が供給する電流が上限電流１．５Ａに制限される。このため、ドライバＩＣ５２が出力する不吐出フラッシング波形の駆動電圧は１８Ｖに低下する。このとき、ノズル１０８からインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータユニット２１が駆動され、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスが振動する。これにより、ノズル１０８内のインクが攪拌される。
【００５３】
以上、説明した本実施形態によると、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力しようとすると、電流制限回路８５が電源装置１６からドライバＩＣ５２に供給される電流を上限電流１．５Ａに制限するため、インクジェットプリンタ１０１の省電力化を図ることができる。
【００５４】
以下、本実施形態に係る各種変形例について説明する。上述したインクジェットプリンタ１０１においては、ドライバＩＣ５２が、通常印刷を行うときに吐出波形の駆動信号を出力し、不吐出フラッシングを行うときに吐出波形よりパルス幅が狭い（周波数の高い）不吐出フラッシング波形の駆動信号を出力する構成となっているが、ドライバＩＣ５２が、通常印刷及び不吐出フラッシングを行うときに、同じ吐出波形の駆動信号を出力する構成であってもよい。
【００５５】
（第１変形例）
第１変形例においては、用紙Ｐの印刷領域全体に黒塗り画像を形成するため、１印刷周期内において全てのノズル１０８からインク滴を吐出するときは、ノズル１０８から２番目に多いインク吐出量のインク、言い換えれば、２番目に多い数のインク滴（例えば、１〜３滴のインク滴を吐出させる場合には、２滴のインク滴）を吐出させるための吐出波形を、ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に出力する。なお、１印刷周期内において全てのノズル１０８からインク滴を吐出させるときは、少なくとも１つのノズル１０８から２番目に多いインク吐出量のインクを吐出させるための吐出波形をドライバＩＣ５２が個別電極１３５に出力するのであれば、任意のパターンの吐出波形を他の個別電極１３５に出力するように構成してもよい。
【００５６】
そして、不吐出フラッシングを行うときは、全てのノズル１０８から最も多いインク吐出量のインクを吐出させる、言い換えれば、最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を、ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に出力する。これにより、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電力、即ち、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を出力したときに供給すべき電力が、通常印刷を行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電力より大きくなる。
【００５７】
このとき、電流制限回路８５における上限電流は、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電流付近に決定する。これによると、不吐出フラッシングを行うため、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を出力するときは、電流制限回路８５により電源装置１６が供給する電流が上限電流に制限され、ドライバＩＣ５２が出力する吐出波形の駆動電圧が低下する。このように、不吐出フラッシングを行う場合には不吐出フラッシング波形の駆動電圧が低下するため、アクチュエータユニット２１の変形量が小さくなり、対応するノズル１０８からインク滴が吐出されることがなく、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスが振動する。これにより、ノズル１０８内のインクが攪拌される。
【００５８】
以上説明した第１変形例によると、電流制限回路８５が、不吐出フラッシングを行うときに電源装置１６から出力される電流を制限するため、インクジェットプリンタ１０１の省電力化を図ることができる。さらに、過電流保護装置として機能する電流制限回路８５が、不吐出フラッシングを行うときに駆動信号の駆動電圧を変化させるため、駆動電圧を変化させる電圧制御回路や、不吐出フラッシング用の波形を生成する波形生成回路が不要となり、インクジェットプリンタ１０１の低コスト化を図ることができる。
【００５９】
（第２変形例）
次に第２変形例について図１１を参照しつつ説明する。図１１は、ヘッド本体２の平面図である。図１１に示すように、インク吐出面２ａは、吐出領域Ａと非吐出領域Ｂとを有している。吐出領域Ａは、最大サイズの用紙Ｐにおける印刷領域と対向するノズル１０８が配置されている領域、言い換えれば、用紙Ｐにインク滴を吐出し得るノズル１０８が配置されている領域である。非吐出領域Ｂは、吐出領域Ａの用紙Ｐの搬送方向に直交する方向に関する両側に隣接している領域であり、ノズル１０８が配置されている。また、非吐出領域Ｂは、ヘッド本体２の長手方向に関する外側に位置する各アクチュエータユニット２１のさらに外側の斜辺領域に対応するものである。この非吐出領域Ｂに対応するアクチュエータユニット２１の斜辺領域は、ヘッド本体２が有する各アクチュエータユニット２１の形状を同一としつつ長尺ヘッドを実現することによって生じるものであり、用紙Ｐに対する印刷に直接寄与するものではない。しかしながら、全てのアクチュエータユニット２１の形状を同一にすることにより、アクチュエータユニット２１の製造コストを低減することができる。また、各アクチュエータユニット２１の動作特性が均一化されるため、インク滴の吐出特性にばらつきが生じにくくなる。さらに、流路ユニット９内には、上述したアクチュエータユニット２１の斜辺領域に対応する個別インク流路１３２が形成されている。この個別インク流路１３２のノズル１０８が非吐出領域Ｂに配置されている。非吐出領域Ｂに関する個別インク流路１３２も、用紙Ｐに対する印刷に直接寄与するものではないが、アクチュエータユニット２１からの物理的な影響（剛性）を均一化するために形成されている。
【００６０】
第２変形例においては、通常印刷を行うときは、吐出領域Ａに係るノズル１０８のみからインク滴が吐出されるように、言い換えれば、非吐出領域Ｂに係るノズル１０８からインク滴が吐出されないように、ドライバＩＣ５２が１印刷周期内において各種吐出波形を吐出領域Ａに係るノズル１０８に対応する個別電極１３５のみに出力する。そして、不吐出フラッシングを行うときは、吐出領域Ａ及び非吐出領域Ｂに係る全てのノズル１０８から最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を全ての個別電極１３５に出力する。これにより、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電力、即ち、各ドライバＩＣ５２が吐出領域Ａ及び非吐出領域Ｂに係るノズル１０８に対応する全ての個別電極１３５に対して最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を出力したときに供給すべき電力が、通常印刷を行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする最大電力、即ち、各ドライバＩＣ５２が吐出領域Ａのみに係るノズル１０８に対応する全ての個別電極１３５に対して最も多い数のインク滴を吐出させるための吐出波形を出力したときに供給すべき電力より大きくなる。
【００６１】
ここで上限電流は、通常印刷を行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする最大電流を超え、且つ、不吐出フラッシングを行うときにドライバＩＣ５２が消費しようとする電流に満たない範囲で決定される。これにより、不吐出フラッシングを行うため、各ドライバＩＣ５２が吐出領域Ａ及び非吐出領域Ｂに係るノズル１０８に対応する全ての個別電極１３５に対して吐出波形を出力するときは、電流制限回路８５により、電源装置１６が供給する電流が上限電流に制限され、ドライバＩＣが出力する吐出波形の駆動電圧が低下する。このように、不吐出フラッシングを行う場合には不吐出フラッシング波形の駆動電圧が低下するため、アクチュエータユニット２１の変形量が小さくなり、対応するノズル１０８からインク滴が吐出されることがなく、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスが振動する。これにより、ノズル１０８内のインクが攪拌される。
【００６２】
以上説明した第２変形例によると、電流制限回路５８が、不吐出フラッシングを行うときに電源装置１６から出力される電流を制限するため、インクジェットプリンタ１０１の省電力化を図ることができる。さらに、過電流保護装置として機能する電流制限回路８５が、不吐出フラッシングを行うときに駆動信号の駆動電圧を変化させるため、駆動電圧を変化させる電圧制御回路や、不吐出フラッシング用の波形を生成する波形生成回路が不要となり、インクジェットプリンタ１０１の低コスト化を図ることができる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のインクジェットプリンタについて図１２及び図１３を参照しつつ説明する。図１２は、本実施形態のインクジェットプリンタが有する電源装置２１６の機能ブロック図である。図１３は、電源装置２１６の電力供給特性を示すグラフである。図１３における横軸は供給する電流（Ａ）を、縦軸は供給する電圧（Ｖ）をそれぞれ示している。なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と比較して電源装置２１６の構成が異なるのみで他の部材及び装置は実質的に同等である。したがって、以下、電源装置２１６についてのみ詳細に説明し、第１実施形態と同一の部材及び装置は同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図１２に示すように、電源装置２１６は、各インクジェットヘッド１のドライバＩＣ５２に電力を供給するものであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ８４と、３端子レギュレータ（電流制限手段）２８５とを有している。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４は、外部電源から供給された交流電流を直流電流に変換するものである。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４から出力された電力は３端子レギュレータ２８５に出力される。３端子レギュレータ２８５は、電源出力を安定させるものであると共に、電源装置２１６がドライバＩＣ５２に供給する電流を予め決定された上限電流未満に制限するものである。したがって、３端子レギュレータ２８５は、過電流保護装置としても機能する。なお、本実施形態においては、３端子レギュレータ２８５が、電源出力をＤＣ２４Ｖで安定させる。また、上限電流は１．５Ａに決定されている。
【００６５】
図１３に示すように、電源装置１６が上限電流１．５Ａに満たない電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、電源装置１６が供給する電圧は２４Ｖで一定となっている。ところが、電源装置１６が上限電流１．５Ａ以上の電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、電流制限回路８５により、電源装置１６が供給する電流が制限される。電流制限回路８５においては、一旦電流の制限が開始されると、出力する電流が低下するに伴って電圧が指数関数状に低下する。
【００６６】
したがって、通常印刷を行うためドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して吐出波形を出力するときは、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は最大でも１Ａであるので、３端子レギュレータ２８５により電源装置２１６が供給する電流が制限されることがない。このため、ドライバＩＣ５２が出力する吐出波形の駆動電圧は２４Ｖで一定となる。一方、不吐出フラッシングを行うため、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力するときは、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は２Ａとなるので、３端子レギュレータ２８５により電源装置２１６が供給する電流が制限される。このため、ドライバＩＣ５２が出力する不吐出フラッシング波形の駆動電圧が低下する（図９参照）。このとき、ノズル１０８からインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータユニット２１が駆動され、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスが振動する。これにより、ノズル１０８内のインクが攪拌される。
【００６７】
以上、説明した本実施形態によると、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力しようとすると、３端子レギュレータ２８５が電源装置１６からドライバＩＣ５２に供給される電流を上限電流１．５Ａに制限するため、インクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。また、安価な３端子レギュレータ２８５を用いているため、インクジェットプリンタの低コスト化を図ることができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態のインクジェットプリンタについて図１４及び図１５を参照しつつ説明する。図１４は、本実施形態のインクジェットプリンタが有する電源装置３１６の機能ブロック図である。図１５は、電源装置３１６からドライバＩＣ５２に供給される電力の特性を示すグラフである。図１５における横軸は供給される電流（Ａ）を、縦軸は供給される電圧（Ｖ）をそれぞれ示している。なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と比較して電源装置３１６の構成が異なるのみで他の部材及び装置は実質的に同等である。したがって、以下、電源装置３１６についてのみ詳細に説明し、第１実施形態と同一の部材及び装置は同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図１４に示すように、電源装置３１６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ８４を有している。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４は、外部電源から供給された交流電流を直流電流に変換するものである。ＡＣ／ＤＣコンバータ８４から出力された電力はケーブル（電力線）３８５を介して基板５４（ドライバＩＣ５２）に出力される。ケーブル３８５は、フラットフレキシブルケーブルなど、ドライバＩＣ５２に制御信号を出力するための信号線（図示せず）同じ部材で構成されており、内部抵抗Ｒ２を有している。なお、図１４においては、ケーブル３８５は、電源装置３１６と基板５４とを接続するものとして表しているが、基板５４とドライバＩＣ５２とを接続するＣＯＦ５０に形成された配線をも含めたものと考える。また、ケーブル３８５は、ドライバＩＣ５２に制御信号を出力するための信号線とは異なる部材で構成されていてもよい。この内部抵抗Ｒ２の抵抗値は、ドライバＩＣ５２に供給する電流が上限電流以上となったときに、ドライバＩＣ５２に供給される電圧が低下するように決定されている。
【００７０】
図１５に示すように、電源装置３１６が上限電流１．５Ａに満たない電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、ドライバＩＣ５２に供給される電圧は２４Ｖで一定となっている。ところが、電源装置１６が上限電流１．５Ａ以上の電力をドライバＩＣ５２に供給するときは、ケーブル３８５の内部抵抗Ｒ２により、ドライバＩＣ５２に供給される電圧が低下する。例えば、内部抵抗Ｒ２の抵抗値が２Ωであるとき、不吐出フラッシング時にはケーブル３８５に２Ａの電流が流れようとするため駆動電圧が４Ｖになる。
【００７１】
通常印刷を行うためドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して吐出波形を出力するときは、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は最大でも１Ａであるので、ケーブル３８５の内部抵抗Ｒ２によりドライバＩＣ５２に供給される電圧が低下することがない。このため、ドライバＩＣ５２が出力する吐出波形の駆動電圧は２４Ｖで一定となる。一方、不吐出フラッシングを行うため、各ドライバＩＣ５２が全ての個別電極１３５に対して不吐出フラッシング波形を出力するときは、ドライバＩＣ５２が消費しようとする電流は２Ａとなるので、ケーブル３８５の内部抵抗Ｒ２によりドライバＩＣ５２に供給される電圧が低下し、ドライバＩＣ５２が出力する不吐出フラッシング波形の駆動電圧が低下する（図９参照）。このとき、ノズル１０８からインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータユニット２１が駆動され、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスが振動する。これにより、ノズル１０８内のインクが攪拌される。
【００７２】
以上、説明した本実施形態によると、ケーブル３８５の内部抵抗Ｒ２により、ドライバＩＣ５２が出力する不吐出フラッシング波形の駆動電圧を低下させるため、不吐出フラッシングを行うための電圧制御回路、及び、不吐出フラッシング用の波形を生成する波形生成回路が不要となり、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共にインクジェットプリンタの低コスト化を図ることができる。
【００７３】
また、ケーブル３８５が、ドライバＩＣ５２に制御信号を出力するための信号線同じ部材で構成されているため、ケーブル３８５のコストを低減することができる。
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した第１〜３実施形態においては、アクチュエータユニット２１がユニモルフタイプの圧電式となっているが、パルス状の駆動信号を入力することによって駆動するアクチュエータで、且つ、パルスの駆動電圧により駆動量が変化するものであれば、他のアクチュエータを用いてもよい。
【００７５】
また、上述した第３実施形態においては、ドライバＩＣ５２が、通常印刷を行うときに吐出波形の駆動信号を出力し、不吐出フラッシングを行うときに吐出波形よりパルス幅が狭い（周波数の高い）不吐出フラッシング波形の駆動信号を出力する構成となっているが、ドライバＩＣ５２が、第１実施形態における第１〜第３変形例に示すように、通常印刷及び不吐出フラッシングを行うときに、同じ吐出波形の駆動信号を出力する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１        インクジェットヘッド
２ａ        インク吐出面
６、７        ベルトローラ
８        搬送ベルト
９        流路ユニット
１６        電源装置
２１        アクチュエータユニット
５２        ドライバＩＣ
５４        基板
８４        ＡＣ／ＤＣコンバータ
８５        電流制限回路
８６        ＤＣ／ＤＣコンバータ
８７        電流検出回路
１０１        インクジェットプリンタ
１０８        ノズル
１１０        圧力室
１３２        個別インク流路
１３４        共通電極
１３５        個別電極
１４１〜１４３    圧電シート
２１６        電源装置
２８５        ３端子レギュレータ
３１６        電源装置
３８５        ケーブル
【図１】
2011131607.tif 000003
【図２】
2011131607.tif 000004
【図３】
2011131607.tif 000005
【図４】
2011131607.tif 000006
【図５】
2011131607.tif 000007
【図６】
2011131607.tif 000008
【図７】
2011131607.tif 000009
【図８】
2011131607.tif 000010
【図９】
2011131607.tif 000011
【図１０】
2011131607.tif 000012
【図１１】
2011131607.tif 000013
【図１２】
2011131607.tif 000014
【図１３】
2011131607.tif 000015
【図１４】
2011131607.tif 000016
【図１５】
2011131607.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月2日(2011.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動するパルスを含む波形であって、前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記第１波形のパルスよりパルス幅が小さく、且つ、前記ノズルからインク滴が吐出されない範囲で前記アクチュエータを駆動するパルスであって、前記第１波形のパルスの間隔より狭い間隔で連続している複数のパルスを含み前記第１波形よりも大きな電力を消費する第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、
外部電源から電力が供給されるＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流未満であるときは当該電流を制限せずに前記波形出力手段に出力し、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流以上であるときは当該電流を制限して前記波形出力手段に出力する電流制限手段とを有しており、
前記上限電流は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形のパルスと同じ駆動電圧で前記第２波形を出力したときに供給すべき電流に満たないものであり、
前記電流制限手段は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第２波形を出力するとき、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された前記上限電流以上の電流を制限して出力することにより、前記波形出力手段に供給する電力の電圧を低下させて、前記第２波形のパルスの駆動電圧を前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧とすることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記第１波形は、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流未満の電流が消費される周波数を有し、前記第２波形は、前記第１波形より高い周波数を有しており、全ての前記個別電極に供給されることによって前記アクチュエータを駆動したときに前記上限電流以上の電流が消費される周波数を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
被記録媒体を搬送する搬送装置と、
共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、
前記被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ前記被記録媒体が搬送されるのに要する時間を印刷周期としたとき、前記１印刷周期内において前記ノズルから互いに異なる量のインクが吐出される複数種類の波形であって、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む複数の吐出波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、
前記波形出力手段を制御する制御手段と、
外部電源から電力が供給されるＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流未満であるときは当該電流を制限せずに前記波形出力手段に出力し、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流以上であるときは当該電流を制限して前記波形出力手段に出力する電流制限手段とを有しており、
前記制御手段は、一部の前記ノズルからインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、当該一部の前記ノズルに対応する一部の前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のいずれかを出力するように制御し、全ての前記ノズルからインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、少なくとも１つの前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のうち２番目に多いインクの吐出量以下の量に対応する吐出波形を出力し、且つ、他の前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のいずれかを出力するように制御し、全ての前記ノズルからインク滴が吐出されない範囲で前記アクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、全ての前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のうち最も多いインク吐出量に対応する吐出波形を出力するように制御し、
前記上限電流は、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出させるために、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量に対応する前記吐出波形を出力すると共に他の前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流に満たないものであり、
前記電流制限手段は、前記波形出力手段が前記１印刷周期内において全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力するとき、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流を制限して出力することにより、前記波形出力手段に供給する電力の電圧を低下させて、当該吐出波形のパルスの駆動電圧を前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧とすることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のインクジェットプリンタは、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む波形であって、前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記第１波形のパルスよりパルス幅が小さく、且つ、前記ノズルからインク滴が吐出されない範囲で前記アクチュエータを駆動するパルスであって、前記第１波形のパルスの間隔より狭い間隔で連続している複数のパルスを含み前記第１波形よりも大きな電力を消費する第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、外部電源から電力が供給されるＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流未満であるときは当該電流を制限せずに前記波形出力手段に出力し、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流以上であるときは当該電流を制限して前記波形出力手段に出力する電流制限手段とを有しており、前記上限電流は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第１波形のパルスと同じ駆動電圧で前記第２波形を出力したときに供給すべき電流に満たないものであり、前記電流制限手段は、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記第２波形を出力するとき、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された前記上限電流以上の電流を制限して出力することにより、前記波形出力手段に供給する電力の電圧を低下させて、前記第２波形のパルスの駆動電圧を前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
別の観点から観て本発明のインクジェットプリンタは、被記録媒体を搬送する搬送装置と、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含んでいるアクチュエータと、前記被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ前記被記録媒体が搬送されるのに要する時間を印刷周期としたとき、前記１印刷周期内において前記ノズルから互いに異なる量のインクが吐出される複数種類の波形であって、前記アクチュエータを駆動するパルスを含む複数の吐出波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、前記波形出力手段を制御する制御手段と、外部電源から電力が供給されるＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流未満であるときは当該電流を制限せずに前記波形出力手段に出力し、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流が上限電流以上であるときは当該電流を制限して前記波形出力手段に出力する電流制限手段とを有しており、前記制御手段は、一部の前記ノズルからインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、当該一部の前記ノズルに対応する一部の前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のいずれかを出力するように制御し、全ての前記ノズルからインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、少なくとも１つの前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のうち２番目に多いインクの吐出量以下の量に対応する吐出波形を出力し、且つ、他の前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のいずれかを出力するように制御し、全ての前記ノズルからインク滴が吐出されない範囲で前記アクチュエータを駆動させるときは、１印刷周期内において、全ての前記個別電極に対して前記複数の吐出波形のうち最も多いインク吐出量に対応する吐出波形を出力するように制御し、前記上限電流は、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出させるために、前記波形出力手段が少なくとも１つの前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量に対応する前記吐出波形を出力すると共に他の前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流を超え、且つ、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力したときに供給すべき電流に満たないものであり、前記電流制限手段は、前記波形出力手段が前記１印刷周期内において全ての前記個別電極に対して前記最も多いインク吐出量に対応する前記吐出波形を出力するとき、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された電流を制限して出力することにより、前記波形出力手段に供給する電力の電圧を低下させて、当該吐出波形のパルスの駆動電圧を前記ノズルからインク滴が吐出されない電圧とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
このとき、前記１印刷周期内において全ての前記ノズルからインク滴を吐出するときは、前記波形出力手段が全ての前記個別電極に対して２番目に多いインク吐出量以下の量のインクを吐出するときの前記吐出波形を出力することが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によると、不吐出フラッシングを行うために、波形出力手段が全ての個別電極に対して吐出波形を出力しようとすると、電流制限手段が、波形出力手段に供給される電流を制限するため、吐出波形の駆動電圧がノズルからインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータを駆動するものとなる。このように、電流制限手段が、不吐出フラッシングを行うときにＡＣ／ＤＣコンバータから出力される電流を制限するため、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制すると共にインクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。さらに、過電流保護装置として機能する電流制限手段が、不吐出フラッシングを行うときに駆動信号の駆動電圧を低下させるため、駆動電圧を低下させる電圧制御回路や、不吐出フラッシング用の波形を生成する波形生成回路が不要となり、インクジェットプリンタの低コスト化を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】