(57)【要約】【課題】コストを抑制して、液体噴射特性の低下を防止した循環経路を有する液体噴射ヘッドを制御する制御装置及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】入力データに応じて、液体貯留手段から液体が供給される供給路及び液体貯留手段に液体を回収する回収路からなる流路を介して前記液体貯留手段に接続された複数の液体噴射ヘッド１００に印加する駆動信号を生成し、各液体噴射ヘッドに駆動信号を印加して各液体噴射ヘッドを駆動制御する制御装置であって、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、液体貯留手段の温度と各液体噴射ヘッドとが同一であった場合の基準となる基準駆動信号を補正して、液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成し、生成された駆動信号を入力して液体噴射ヘッドを駆動制御することを特徴とする。液体噴射装置は、これを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに応じて、液体貯留手段から液体が供給される供給路及び該液体貯留手段に液体を回収する回収路からなる流路を介して前記液体貯留手段に接続された複数の液体噴射ヘッドに印加する駆動信号を生成し、各前記液体噴射ヘッドに該駆動信号を印加して各液体噴射ヘッドを駆動制御する制御装置であって、
各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体貯留手段の温度と各前記液体噴射ヘッドの温度とが同一であった場合の基準となる基準駆動信号を補正して、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成し、生成された該駆動信号を入力して前記液体噴射ヘッドを駆動制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
さらに前記液体噴射装置内の前記液体噴射ヘッド近傍の温度分布に応じて前記基準駆動信号を補正して、前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに応じて設定された駆動信号を示すテーブルデータを有し、該テーブルデータは、各前記液体噴射ヘッドの前記液体貯留手段からの前記供給路の長さに応じて前記液体噴射ヘッド毎に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記テーブルデータは、さらに前記入力データから予測される液体噴射量が大きいと、前記駆動信号を小さく設定するものであることを特徴とする請求項３記載の制御装置。
【請求項５】
液体貯留手段と、液体貯留手段から液体が供給される供給路及び該液体貯留手段に液体を回収する回収路からなる流路を介して前記液体貯留手段に接続された複数の液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドに印加する駆動信号を生成し、各前記液体噴射ヘッドに該駆動信号を印加して各液体噴射ヘッドを駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部は、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体貯留手段の温度と各前記液体噴射ヘッドとが同一であった場合の基準となる基準駆動信号を補正して、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成し、生成された該駆動信号を入力して前記液体噴射ヘッドを駆動制御することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御装置及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置では、インクタンクをインクジェット式記録ヘッドから離間して設け、このインクタンクとインクジェット式記録ヘッド間でインクを循環させる循環式のインクジェット式記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２８９号公報（図３等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたインクジェット式記録装置では、インクジェット式記録ヘッド毎にインクタンクからの距離が異なることから、各インクジェット式記録ヘッドにおけるインクの温度が異なっていた。これによりインクの粘度が異なるために、インクジェット式記録ヘッド毎に吐出特性が異なってインクジェット式記録装置の印刷特性が低下するという問題があった。他方で、各インクジェット式記録ヘッドにおけるインクの温度が異なっていることから、インクの温度を上げるために加熱手段を各インクジェット式記録ヘッドに設けるとすれば、コスト高になってしまうという問題がある。
【０００５】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドを用いた液体噴射装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、コストを抑制して、液体噴射特性の低下を防止した循環経路を有する液体噴射ヘッドを制御する制御装置及び液体噴射装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、入力データに応じて、液体貯留手段から液体が供給される供給路及び該液体貯留手段に液体を回収する回収路からなる流路を介して前記液体貯留手段に接続された複数の液体噴射ヘッドに印加する駆動信号を生成し、各前記液体噴射ヘッドに該駆動信号を印加して各液体噴射ヘッドを駆動制御する制御装置であって、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体貯留手段の温度と各前記液体噴射ヘッドの温度とが同一であった場合の基準となる基準駆動信号を補正して、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成し、生成された該駆動信号を入力して前記液体噴射ヘッドを駆動制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の制御装置は、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成することで、インク温度を正確に、かつ、予め推定することができ、これに応じて駆動信号を生成していることから、各液体噴射ヘッドが所望の吐出特性を有するように制御することができる。また、センサーや加熱手段を個別の液体噴射ヘッドに設けることがないので、コストも抑えることが可能である。なお、本発明において、入力データから予測される液体噴射量とは、実際に噴射される液体噴射量ではなく、入力データから得られた、入力データを実現するのに必要な液体噴射量をいう。
【０００９】
さらに前記液体噴射装置内の前記液体噴射ヘッド近傍の温度分布に応じて前記基準駆動信号を補正して、前記駆動信号を生成することが好ましい。温度分布に応じて前記駆動信号を生成することで、インク温度を正確に推定しやすく、これにより、より各液体噴射ヘッドを所望の吐出特性を有するように制御することが可能である。
【００１０】
ここで、前記制御装置は、前記液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに応じて設定された駆動信号を示すテーブルデータを有し、該テーブルデータは、各前記液体噴射ヘッドの前記液体貯留手段からの前記供給路の長さに応じて前記液体噴射ヘッド毎に設定されていることが好ましい。これにより、簡易に各液体噴射ヘッドを所望の吐出特性を有するように制御することが可能である。
【００１１】
また、本発明の好ましい実施形態としては、前記テーブルデータは、さらに前記入力データから予測される液体噴射量が大きいと、前記駆動信号を小さく設定するものであることが挙げられる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、液体貯留手段と、液体貯留手段から液体が供給される供給路及び該液体貯留手段に液体を回収する回収路からなる流路を介して前記液体貯留手段に接続された複数の液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドに印加する駆動信号を生成し、各前記液体噴射ヘッドに該駆動信号を印加して各液体噴射ヘッドを駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体貯留手段の温度と各前記液体噴射ヘッドとが同一であった場合の基準となる基準駆動信号を補正して、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成し、生成された該駆動信号を入力して前記液体噴射ヘッドを駆動制御することを特徴とする。本発明の液体噴射装置は、各液体噴射ヘッドの供給路の長さと、各液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置の環境温度と、前記入力データから予測される液体噴射量とに基づいて、前記液体噴射ヘッド毎に液体噴射ヘッドに入力する駆動信号を生成することで、インク温度を正確に、かつ、予め推定することができ、これに応じて駆動信号を生成していることから、各液体噴射ヘッドが所望の吐出特性を有するように制御することができる。これにより、本発明の液体噴射装置は、液体噴射性能の低下を簡易に、かつコストをかけずに防止している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液体流路の構成を示す模式図である。
【図３】ヘッドの断面模式図である。
【図４】ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】ヘッドの平面図及び断面図である。
【図６】制御部を説明するためのブロック図である。
【図７】テーブルデータを示す図である。
【図８】駆動信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の制御装置及び液体噴射装置について、図１〜図７を用いて説明する。本実施形態のインクジェット式記録装置は、インクジェット式記録装置本体に液体噴射ヘッドを固定し、ノズル列方向に対して直交する方向に記録用紙等の記録媒体を搬送することで被記録媒体への印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。図１に示すインクジェット式記録装置ＩＩは、ヘッドユニット１と、装置本体２、給紙ローラー３と、制御部（制御装置）４とを備えている。
【００１５】
ヘッドユニット１は、複数の液体噴射ヘッド（以下、ヘッドという）１００からなるヘッド群（なお、図１中では各ヘッド群を４つのヘッド１００により構成するようにしている）が保持されたベースプレート１８に取り付けられたフレーム部材１９を備えており、このフレーム部材１９を介してヘッドユニット１が装置本体２に固定されている。
【００１６】
また、装置本体２には給紙ローラー３が設けられている。給紙ローラー３は、装置本体２に給紙された紙等の記録シートＳ（被記録媒体）を第１の方向に搬送し、記録シートＳをヘッド１００のインクの吐出面側を通過させる。ここで、第１の方向とは、記録シートＳとヘッド１００との相対的な移動方向をいう。本実施形態では、ヘッドユニット１は装置本体２に固定されているので、給紙ローラー３により記録シートＳが搬送される。
【００１７】
制御部４は、記録シートＳに印字される画像を表した印刷データに基づいて、給紙ローラー３に信号を送信して記録シートＳの搬送をさせると共に、配線部材２００を介して各ヘッド１００に詳しくは後述する駆動信号を送信してヘッド１００のヘッド本体からインクを吐出させる。
【００１８】
また、装置本体２には、インクが貯留されたインク貯留手段５が設けられている。本実施形態では、詳しくは後述するが、インク貯留手段５には、インクをインク貯留手段５から各ヘッド１００に供給するための供給管６と、各ヘッド１００からインク貯留手段５へインクを回収するための回収管７とが設けられている。即ち、本実施形態においては、インク貯留手段５には、供給管６と回収管７とが設けられており、インクは、インク貯留手段５から供給管６を介して各ヘッド１００のインク流路（液体流路）に供給され、ノズル開口から噴射されなかったインクは回収管７を介してインク貯留手段５に回収される。インク貯留手段５には、貯留されているインクを加熱するための加熱手段８が設けられている。このように、本実施形態においては、供給管６、回収管７及び各ヘッド１００のインク流路からなり、インク貯留手段５から加熱されたインクを循環させるインク循環路が設けられている。
【００１９】
このようなインクジェット式記録装置ＩＩでは、給紙ローラー３により第１の方向に記録シートＳが搬送されると共に、ヘッドユニット１のヘッド１００によってインクが吐出されて記録シートＳに画像等が印刷される。
【００２０】
以下、図２及び図３を用いてインク循環路について詳細に説明する。図２、図３中、インクの流れについては矢印で示してある。インク循環路は、上述したように、供給管６、各ヘッド１００に形成されたインク流路、回収管７により構成される。
【００２１】
供給管６は、インク貯留手段５に接続された一本の供給幹管６１と、供給幹管６１に設けられ、各ヘッド１００にインクを供給する供給枝管６２とからなる。回収管７は、インク貯留手段５に接続された一本の回収幹管７１と、回収幹管７１に設けられ、各ヘッド１００からのインクを回収する回収枝管７２とを備える。回収幹管７１とインク貯留手段５との間にはポンプＰが介設されており、このポンプＰによる負圧により、各ヘッド１００のインクがヘッド１００から回収管７を経てインク貯留手段５へ回収され、このインクが再度インク貯留手段５から供給管６を経てヘッド１００に供給されることでインクが循環する構成となっている。
【００２２】
各ヘッド１００は、図３に示すように、ノズル開口２１及びノズル開口２１に連通する第１流路であるリザーバー１０１が形成されたヘッド本体Ｉ（詳しくは後述する）と、ヘッド本体Ｉと供給枝管６２との間のインク流路、及びヘッド本体Ｉと回収枝管７２との間のインク流路が形成された流路部材ＩＩＩとからなる。流路部材ＩＩＩは、その上面に設けられた開口であるインク導入口１１０と、インク導入口１１０に連通する上部供給路１２０と、上部供給路１２０の下端部で接続し、上部供給路１２０に連通した接続路１３０とを備える。
【００２３】
また、流路部材ＩＩＩは、図示しない配線部材貫通孔を有する。この配線部材貫通孔には、ヘッド本体Ｉ側で駆動回路２５０（図４参照）が露出しており、配線部材貫通孔に挿入された配線部材２００が駆動回路２５０に接続できるように構成されている。
【００２４】
接続路１３０には、接続路１３０内に溜まったインクを排出するための上部回収路１４０が設けられている。上部回収路１４０は、流路部材ＩＩＩの上面に設けられたインク排出口１５０に連通する。インク排出口１５０には、回収枝管７２が接続されている。この上部供給路１２０、接続路１３０、及び上部回収路１４０により上部側循環路が構成されている。
【００２５】
接続路１３０には、その下面側に上部供給路１２０に対向するように開口である第１フィルター口１３１が設けられており、この第１フィルター口１３１には第１フィルター１３２が設けられている。また、第１フィルター口１３１には、第１フィルター１３２を介して第１フィルター口１３１に連通すると共に、ヘッド本体Ｉに接続してヘッド本体Ｉにインクを供給するヘッド側供給路１６０が設けられている。ヘッド側供給路１６０は、ヘッド本体Ｉの後述するコンプライアンス基板に設けられた第１開口４４を介してヘッド本体Ｉのリザーバー１０１に連通する。
【００２６】
リザーバー１０１は、ヘッド本体Ｉにおける液体流路の一部を構成する。リザーバー１０１は、圧力発生室１２、及び各圧力発生室１２に設けられ、インクを吐出するノズル開口２１に連通している。即ち、リザーバー１０１は、ノズル開口２１に連通する個別流路としての圧力発生室１２が共通して接続する共通流路である。また、リザーバー１０１を封止するコンプライアンス基板には第２開口４５が設けられており、流路部材ＩＩＩには、この第２開口４５を介してリザーバー１０１に連通するヘッド側回収路１７０が設けられている。ヘッド側回収路１７０は、接続路１３０の下面に設けられた開口である第２フィルター口１３３に第２フィルター１３４を介して連通する。ヘッド側供給路１６０、ヘッド本体Ｉにおけるインク流路及びヘッド側回収路１７０から下部側循環路が構成されている。
【００２７】
これらの第１フィルター１３２及び第２フィルター１３４は、気泡等によるドット抜けや、インク中のゴミによるノズル詰まり等の吐出不良を抑制すべく、インク内の気泡やゴミ等を除去するために設けてある。この第１フィルター１３２及び第２フィルター１３４としては、開口を有するシート状のものであればよく、例えば、金属を細かく編み込むことで複数の微細孔が形成されたシート状のものや、金属板に微細工を形成したものを用いることができる。
【００２８】
本実施形態においては、上部側循環路及び下部側循環路をインクが循環することにより、ヘッド１００の温度を一定に保持することが可能である。また、上部側循環路を有することで、流路部材ＩＩＩ内に沈殿したインク成分の沈降を抑制し、かつ、第１フィルター１３２及び第２フィルター１３４に溜まった気泡を回収することができると共に、さらに下部側循環路を有することでヘッド本体Ｉ内でのインク成分の沈降を抑制できる。これにより本実施形態の液体噴射装置ＩＩにおいては、ノズルの目詰まり等が抑制されてインクの噴射特性が向上している。
【００２９】
このような本実施形態の液体噴射装置ＩＩにおけるインク噴射動作について説明する。まず、循環中においては、インク貯留手段５から供給されたインクは、供給幹管６１及び供給枝管６２を介してヘッド１００の流路部材ＩＩＩのインク導入口１１０からヘッド１００に導入される。導入されたインクは、上部供給路１２０を介して接続路１３０に供給される。その後、インクは、第１フィルター１３２により濾過されてからヘッド側供給路１６０を通過してヘッド本体Ｉのリザーバー１０１から圧力発生室１２に導入される。
【００３０】
そして、ポンプＰによりリザーバー１０１内のインクはリザーバー１０１からヘッド側回収路１７０及び上部回収路１４０を介して回収されると共に、接続路１３０内のインクは接続路１３０から上部回収路１４０を介して回収される。同時に新しいインクが供給管６を経てヘッド１００に導入される。このようにして、インクがヘッド１００内を循環する。
【００３１】
以下、図４及び図５を用いて液体噴射ヘッド本体について説明する。図４は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド本体の概略構成を示す分解斜視図であり、図５は、インクジェット式記録ヘッド本体の平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図である。
【００３２】
図示するように、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には例えば二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、流路形成基板１０には、複数の隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバー１０１の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００３３】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。そして、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きく圧力発生室１２と同等の断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００３４】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等の接着剤層によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００３５】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とからなる圧電素子３００が形成されている。ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第１電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、本実施形態では、第１電極６０を複数の圧電素子３００の並設方向に亘って設け、第１電極６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を、圧力発生室１２に相対向する位置となるように設けた。また、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。
【００３６】
そして、このような各圧電素子３００の第２電極８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００３７】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にリザーバー部３１が設けられており、このリザーバー部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１０１を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３２とリザーバー部３１との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に第１電極６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これらの先端部に導電性ワイヤー１２１を介して圧電素子３００を駆動するための駆動回路２５０が電気的に接続されている。駆動回路２５０では、配線部材２００を介して制御部４から入力された駆動信号に基づいて個別駆動信号を生成し、これを導電性ワイヤー１２１を介して各リード電極９０に入力している。
【００３８】
保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料、すなわち、表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を用いた。
【００３９】
保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１０１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１０１の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００４０】
このコンプライアンス基板４０には、第１開口４４及び第２開口４５（図３参照）が設けられており、上述したように、第１開口４４にはヘッド側供給路１６０（図３参照）が連通し、第２開口４５にはヘッド側回収路１７０（図３参照）が連通する。これにより、上述したようにリザーバー１０１にインク貯留手段５（図２参照）からのインクが供給されると共に、気泡排出動作時にはインク貯留手段５にインクを排出するように構成されている。
【００４１】
このような本実施形態のヘッド本体Ｉでは、インク貯留手段５からのインクを取り込んでリザーバー１０１からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、配線部材２００を介して制御部４から入力された駆動信号に従い生成された駆動回路２５０からの個別駆動信号により圧力発生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００４２】
ここで、制御部４と駆動信号について図６〜図８を用いて説明する。
【００４３】
本実施形態の制御部４は、インクジェット式記録装置ＩＩの印刷動作を制御するものであり、図６に示すように、印刷位置制御手段２０１と駆動信号生成手段２０２とを有している。
【００４４】
印刷位置制御手段２０１は、制御部４に入力された記録シートＳに印字される画像を表した印刷データに基づいて、給紙ローラー３を駆動するための給紙ローラー駆動信号を生成する。印刷位置制御手段２０１は、生成した給紙ローラー駆動信号を給紙ローラー３に送信する。給紙ローラー３は、この給紙ローラー駆動信号に基づいて記録シートＳの搬送を行う。
【００４５】
駆動信号生成手段２０２は、制御部４に入力された記録シートＳに印刷される画像を表した印刷データである入力データに基づいて、ヘッド１００を駆動するための駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、ヘッド本体Ｉの駆動回路２５０に送信される。上述のように駆動回路２５０は、この駆動信号に基づいて各リード電極９０に送出する個別駆動信号を生成し、リード電極９０に入力する。リード電極９０に入力された個別駆動信号が圧電素子３００に入力され、各圧電素子３００が駆動される。これにより、インクがノズル開口２１から吐出され記録シートＳの搬送と共に印刷を行う。
【００４６】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置ＩＩでは、各ヘッド１００は、ベースプレート１８に固定されており、その位置が不変である。従って、各ヘッド１００は、各ヘッド１００のインク貯留手段５からの供給管６の長さ（以下、流路長ともいう）が異なる。これにより、インク貯留手段５からインクが各ヘッド１００に届くまでにインク温度が異なることとなる。即ち、インク貯留手段５から遠いヘッド１００では、インクがこのヘッド１００に届くまでに放熱し、冷めてしまう。この冷めたインクが上流側循環路及び下流側循環路を循環することから、インク貯留手段５から遠いヘッド１００では、インク貯留手段５から近いヘッド１００に比べてヘッド１００の温度が下がる。
【００４７】
また、本実施形態の液体噴射装置ＩＩでは、インクを吐出した分だけ新しいインクがインク貯留手段５からヘッド１００に流入される。この場合に、インクの吐出量が多い場合には、インク貯留手段５から供給管６を介してヘッド１００に供給されるインクの流れが速いが、インクの吐出量が少ない場合には、インク貯留手段５から供給管６を介してヘッドに供給されるインクの流れが遅いので、供給管６における放熱量がインクの吐出量が多い場合に比べて多い。従って、インクの吐出量が少ない場合は、インクの吐出量が多い場合に比べて、インクの温度が低下しやすい。
【００４８】
このように各ヘッド１００は、インクの吐出量やヘッド１００の設置位置により、それぞれ異なる温度となっているために、各ヘッド１００内のインクの粘度が異なり、これにより各ヘッド１００の吐出特性が異なるものとなっている。つまり、本実施形態におけるインクは、高温下では粘度が低く、低温下では粘度が高いものであり、各ヘッド１００の温度が異なることより各ヘッド１００の粘度が異なるのである。
【００４９】
また、インクジェット式記録装置ＩＩ内の環境温度も、インクジェット式記録装置ＩＩの設置された環境により、それぞれ異なる。例えば、寒冷地に設置された場合には、加熱手段８によりインク貯留手段５において加熱したとしても、一番インク貯留手段５に近いヘッド１００であってもインク貯留手段５からヘッド１００に到達するまでの間にインクの温度が低くなってしまい、インクの粘度が上昇することもある。
【００５０】
即ち、インク粘度は温度により異なるので、ヘッド１００に常に同じ駆動信号を入力すると、各ヘッド１００における温度の違いに起因した吐出特性の違いから印刷特性が低下し、例えば画像ずれなどが生じてしまうので、これを防止する必要がある。
【００５１】
そこで、本実施形態においては、駆動信号生成手段２０２は、各ヘッド１００に入力する駆動信号を、入力データから予測される液体噴射量、並びにインク温度を推定するための環境温度及び流路長に基づいてそれぞれ個別に設定するように構成されている。なお、ここでいう入力データから予測される液体噴射量とは、印刷データから得られた印刷データを実現するのに必要であると予測された液体噴射量をいう。
【００５２】
即ち、環境温度が低い場合や、液体噴射量が少ない場合、また、ヘッド１００がインク貯留手段５から離れた位置に設置されている場合には、インクは冷めやすいので、インクの粘度が上昇しやすい。本実施形態では、インク貯留手段５におけるインクの温度と同じ温度のインクを吐出する場合にヘッドに印加する駆動信号を基準駆動信号とし、これら３つの要素（入力データから予測される液体噴射量、並びにインク温度を推定するための環境温度及び流路長）に基づいて、この基準駆動信号を補正しているのである。このように構成されていることで、これらのインク温度を変更する各要素を考慮してインク温度を予め正確に推定することができ、個別のヘッド１００に対して、基準駆動信号を補正して、正確に、かつ適切な駆動信号を簡易に設定することができ、コストを抑えて印刷特性の低下を防止している。特に、液体噴射量を予測して考慮することで、予めどのようにインク温度が変化するかを予測することができるので、正確に印刷特性の低下を防止することができるのである。
【００５３】
以下、具体的に説明する。駆動信号生成手段２０２は、図７に示すようにテーブルデータを複数有する。複数有することで、インク貯留手段５からの流路長の違いに応じて適宜テーブルを選択することができるように構成しているのである。即ち、本実施形態においては、ヘッド１００が４つあることから、４つのテーブルデータＴ１〜Ｔ４を有している。
【００５４】
各テーブルデータＴ１〜Ｔ４は、入力データから得られた予想された液体噴射量と、環境温度との関係から、最適な駆動波形を選択することができるように、液体噴射量と環境温度と、駆動信号とをデータとして格納したものである。本実施形態におけるテーブルデータにおけるＡ〜Ｆはそれぞれ図８に示す駆動信号Ａ〜Ｆに対応する。このような波形の違いは、インク粘度の違いによる。即ち、温度が低いインクが循環することにより温度が低いヘッドでは、インク粘度が高いので、駆動信号を大きくすることで所定量のインクが噴射できるようにしている。他方で、温度が高いインクが循環することにより、温度が高いヘッドでは、インク粘度が低いので、駆動信号を小さくすることで所定のインクを噴射することができるように、即ち、インクを噴射しすぎないようにインク噴射量を抑制するように構成している。なお、本実施形態における基準信号は、駆動信号Ｆであり、駆動信号Ａ〜Ｅは、それぞれ駆動信号Ｆを補正して得られたものである。駆動信号Ａ〜Ｅは、それぞれ、アルファベット順に、駆動信号Ｆをだんだん大きく、即ち、最大電圧を大きくしたものである。
【００５５】
つまり、本実施形態においては、インクの温度が低い状態となっているヘッド１００、即ち、液体噴射量が少なく、環境温度が低く、またインク貯留手段５からの流路長が長いヘッド１００については、インク温度が低いと推定して、駆動信号を大きくし、これにより、圧電素子３００の変位量を大きくすることで、インクの噴射量を調整することができる。
【００５６】
従って、本実施形態においては、駆動信号生成手段２０２は、各ヘッド１００の駆動信号を生成する場合、ヘッド１００とインク貯留手段５との距離に基づいて、テーブルデータＴ１〜Ｔ４のうち、適切なテーブルデータを選択する。そして、駆動信号生成手段２０２は、選択したテーブルデータに基づいて、液体噴射装置ＩＩの環境温度と、制御部４に入力された記録シートＳに印刷される画像を表した印刷データから予測される液体噴射量とから、駆動波形を選択する。
【００５７】
例えば、駆動信号生成手段２０２が、インク貯留手段５から最も近いヘッド１００の駆動信号を生成する場合について説明する。駆動信号生成手段２０２は、まず、記録手段から、インク貯留手段５から最も近いヘッド１００とインク貯留手段５との距離に基づいて、テーブルデータＴ１〜Ｔ４のうち、最もインク貯留手段５に近いヘッド用のテーブルデータＴ１を取得する。次いで、液体噴射装置ＩＩの環境温度を取得する。そして、駆動信号生成手段２０２は、テーブルデータＴ１から、記録シートＳに印刷される画像を表した印刷データから得られた液体噴射量と環境温度とが交わる部分に記載された波形の駆動信号を生成する。この場合、例えば環境温度が低く、かつ、液体噴射量が多ければ、駆動信号生成手段２０２は、駆動信号Ｅを選択する。
【００５８】
このようにして駆動信号生成手段２０２が残りの３つのヘッド１００のそれぞれについて所定の駆動信号を生成し、これらを各ヘッド１００に入力する。これにより、各ヘッド１００には、液体噴射量、環境温度及び流路に応じて駆動波形の異なる駆動信号が入力されて、各ヘッド１００の吐出特性は、所望の吐出特性となる。従って、液体噴射装置ＩＩでは、印刷特性の低下を簡易に防止し、画像ずれ等を適切に防止できる。
【００５９】
なお、温度測定手段を各ヘッド１００の近傍に設けて温度を測定しながら入力データに基づいて駆動波形を決めるとすれば、センサーからのデータが入力されるまでに時間がかかるという問題が生じる。また、センサーから実際にヘッド１００内を通過して吐出するまでにも温度が低下してしまうので、実際の吐出特性とは異なるものとなってしまうという問題が生じる。他方で、各ヘッド１００の内部に温度測定手段を設けるとすれば、コスト高になるという問題がある。また、各ヘッド１００の内部に温度測定手段を個別に設けるとすれば、各温度測定手段の精度のばらつきにより、測定される温度に差が生じるため、誤差が生じてしまうという問題がある。また、ヒーターをヘッド１００内に設けてインクを所定温度に温めて保持することは設けることは、コスト高にもなるばかりか、循環流路を有して常にインクを循環させる液体噴射装置ＩＩにおいては現実的ではない。従って、本実施形態のように、テーブルデータを用いて、インクの温度を推定することで簡易に駆動信号を設定することが好ましいのである。
【００６０】
このようにして得られた適切な駆動信号が入力されることで、各ヘッド１００は、所望のインク液体噴射量を所望のタイミングで吐出でき、これにより、本実施形態の液体噴射装置ＩＩは、所望の印刷特性を有するものとなる。
【００６１】
（他の実施形態）
本実施形態にでは、インク温度を推定するための基準として、液体噴射量と、インク貯留手段５からの流路長と、環境温度とを挙げてこれらを考慮したが、これに限定されない。例えば、さらに液体噴射装置ＩＩ内の温度分布を考慮してもよい。例えば、液体噴射装置ＩＩ内は、モーター等の部品の配置により、温度分布が異なる場合がある。これにより、各ヘッドにおいてインクの温度が異なることも考えられる。従って、このような場合には、各テーブルデータにこの温度分布を考慮してもよい。
【００６２】
本実施形態では、ヘッド１００の数に合わせて４つのテーブルデータを有するように構成したが、これに限定されない。例えば、駆動信号生成手段２０２は、一つのテーブルデータのみを有し、ヘッド１００とインク貯留手段５との距離に応じて駆動波形に補正をかけるように構成してもよい。なお、もちろん、駆動信号生成手段２０２は、一つのテーブルデータのみを有し、ヘッド１００と環境温度や液体噴射量に応じて駆動波形に補正をかけるように構成してもよい。
【００６３】
本実施形態では、第１フィルター１３２及び第２フィルター１３４は、それぞれ接続路１３０の底面に設けられているが、これに限定されない。第１フィルター１３２はヘッド側供給路１６０内に設けてあればよく、第２フィルター１３４もヘッド側回収路１７０内に設けてあればよい。
【００６４】
本実施形態では、インク貯留手段５からのインクをヘッド１００に供給する供給管６及びヘッド１００からのインクをインク貯留手段５に回収する回収管７を示したが、これらは管に限定されない。例えば、エッチングなどによりシリコン基板を一部除去して形成した流路であってもよい。
【００６５】
本実施形態では、温度が低いほどインクの粘度が上昇することを前提に説明したが、このような物性を有するインクに限定されない。例えば、本実施形態とは逆に、温度が低いほど粘度が低下するインクを用いる場合には、テーブルデータの内容が全て逆になるように用いればよい。
【００６６】
さらに、上述の実施形態では、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド１００を例示して本発明を説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
【符号の説明】
【００６７】
５  インク貯留手段、  ６  供給管、  ７  回収管、  １０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ４１  封止膜、  ６１  供給幹管、  ６２  供給枝管、  ７１  回収幹管、  ７２  回収枝管、  １００  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０１  リザーバー、  １３０  接続路、  １６０  ヘッド側供給路、  １７０  ヘッド側回収路、  ２００  配線部材、  ２０２  駆動信号生成手段、  ３００  圧電素子
【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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