(57)【要約】【課題】記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保ち、記録された画像の画質の劣化を防止するインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッドにおけるチャンネルの側壁に対応して抵抗Ｒ１を設けることによりＣＲ発振回路７０を備え、このＣＲ発振回路７０が生成するパルス信号の周波数をカウンタ７２により計測し、計測された周波数に基づき、対応するチャンネルの温度を温度検出部７３が検出する。また、検出されたチャンネルの温度に対応して、適正な駆動電圧に変更し、該適切な駆動電圧にて、駆動制御部７４が、駆動装置６１の駆動回路６３を制御する。【選択図】　　　　図５
2004130684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを通流させる複数の流路を有する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置において、
前記複数の流路夫々に対応してパルス信号を生成する複数の発振回路と、
該発振回路が生成するパルス信号の周波数を計測する周波数計測手段と、
該周波数計測手段により計測された周波数に基づき、前記記録ヘッドの流路夫々の温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段が検出した温度に基づき、前記記録ヘッドを駆動させる駆動手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記発振回路が生成するパルス信号を分周する分周手段を備え、
前記周波数計測手段は、前記分周手段により分周されたパルス信号の周波数を計測すべくなしてあることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数の流路の周壁は圧電体により構成されており、
前記発振回路は、前記流路の周壁を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記発振回路は、温度の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記発振回路は、正特性サーミスタを有しており、
前記流路の周壁は、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体により構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記正特性サーミスタを、前記記録ヘッドを加熱する加熱手段としてあることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを通流させる複数の流路を有する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ装置、複写機等の記録装置には、インクタンクから記録ヘッドに供給されたインクを液滴として噴射することにより、記録紙及びＯＨＰ（Ｏｖｅｒ　Ｈｅａｄ　Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート等に文字及び画像を記録するインクジェット記録装置を用いたものがある。
インクジェット記録装置は、記録紙の搬送方向に直交してスライドシャフトが配置され、このスライドシャフトに摺動自在に取り付けられたキャリッジに記録ヘッドが搭載されており、キャリッジがスライドシャフトに沿って往復移動しながら、記録ヘッドによりインクが噴射される構成をなしている。
【０００３】
このような構成のインクジェット記録装置において、記録ヘッドから噴射されるインク滴の大きさが不均一である場合、記録された画像において、濃度にむらが発生し、記録画像の画質の低下を招く場合がある。また、記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさは、インクの粘度に大きく左右され、このインクの粘度は、インクの温度に依存して変化する。
そこで、インク及び記録ヘッドの温度を検出し、検出した温度に応じて、記録ヘッドを駆動させるための駆動電圧を適宜変更する構成を備えたインクジェット記録装置があり、インク及び記録ヘッドの温度に基づく駆動電圧により記録ヘッドを駆動させることにより、記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保ち、高画質の画像の記録を可能としている。
【０００４】
このようなインク及び記録ヘッドの温度を検出するインクジェット記録装置には、例えば、温度変化により特性が変化するサーミスタ又はダイオード等を記録ヘッドの内部又は記録ヘッドの近傍に配置しておき、記録ヘッドの温度変化に基づくサーミスタ又はダイオードの特性変化量を検出し、検出された特性変化量を示すアナログデータを、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器によりデジタルデータに変換し、このデジタルデータに所定の処理を施すことにより、温度情報に変換する装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、記録ヘッドに圧電材料を用い、記録ヘッドと、この記録ヘッドを駆動させる駆動回路との間に挿入した抵抗の両端に発生する電圧降下をアナログデータとして取得し、取得したアナログデータをＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換し、このデジタルデータに基づき前記記録ヘッドの静電容量を検出するインクジェット記録装置があり、この装置においては、検出した記録ヘッドの静電容量から、前記記録ヘッドの温度情報を検出し、検出した温度情報に基づく駆動電圧により記録ヘッドを駆動させることにより、記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保ち、高画質の画像の記録を可能としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１４８９２０号公報
【特許文献２】
特開平９−２０７３２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように、記録ヘッドの所定箇所に配置されたサーミスタ又はダイオード等により、記録ヘッドの温度を検出する場合、サーミスタ又はダイオード等の配置場所に基づく記録ヘッドの温度を局所的に検出することになり、上述した構成による場合は、間接的にインク吐出口の記録ヘッド内部の温度を測定しており、インク吐出口そのものの温度を測定することは困難であった。
また、サーミスタ又はダイオードにおける特性変化量、及び抵抗の両端に発生する電圧降下をアナログデータとして取得するため、ノイズによる影響を受けやすく、適正な温度情報を取得することは非常に困難であるという問題があった。
【０００８】
また、記録ヘッドに備える全てのインク吐出口における温度情報を取得するためには、サーミスタ等及びＡ／Ｄ変換器を全てのインク吐出口に対応して配置する必要があり、回路構成が複雑化するとともに、サーミスタ等及びＡ／Ｄ変換器の実装及び配線の配置に多大な労力が必要となる。
更に、記録ヘッドが低温となった場合に、インクの高粘度を低下させるために、別途に前記記録ヘッドを加熱する加熱部材を備える必要もあり、製造コストが高額になるという問題があった。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドにおけるインクの流路夫々に対応してパルス信号を生成する発振回路を備え、該発振回路が生成するパルス信号の周波数を計測し、計測された周波数に基づき、対応する流路夫々の温度を検出することにより、温度検出装置を別途に設ける必要がなく、デジタルデータである前記パルス信号の周波数に基づき、記録ヘッドのインクの流路夫々の温度を検出し、検出された各流路の温度に対応した駆動電圧で前記記録ヘッドを駆動させることにより、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保つインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、発振回路が生成したパルス信号を分周し、分周されたパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度を検出することにより、発振回路により生成されたパルス信号におけるパルスのばらつきを除去したパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの各流路の温度を検出するインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、圧電体にて構成された記録ヘッドにおける流路の周壁を、パルス信号を生成する発振回路に含めることにより、単純な回路構成にて、記録ヘッドが有するインクの流路夫々の温度を検出するインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、発振回路が、温度の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を備えることにより、記録ヘッドが有するインクの流路夫々における温度変化に応じて変化する前記抵抗の抵抗値に基づき、前記発振回路により生成されるパルス信号の周波数の変化量がより顕著となり、前記パルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度を検出するインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、発振回路に備える抵抗に正特性サーミスタを用い、また、記録ヘッドの周壁を構成する圧電体に、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体を用いることにより、前記発振回路において生成されるパルス信号の周波数が、温度変化に対して１対１対応となり、前記周波数に基づき検出されるインクの流路の温度に誤りが生じないインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、記録ヘッドが低温となったときに、該記録ヘッドに備える正特性サーミスタにて、前記記録ヘッドを加熱することにより、別途に記録ヘッドを加熱する加熱部材を備える必要がなく、製造コストの増加を防止して、インクの粘度を低下させるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを通流させる複数の流路を有する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置において、前記複数の流路夫々に対応してパルス信号を生成する複数の発振回路と、該発振回路が生成するパルス信号の周波数を計測する周波数計測手段と、該周波数計測手段により計測された周波数に基づき、前記記録ヘッドの流路夫々の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段が検出した温度に基づき、前記記録ヘッドを駆動させる駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明による場合は、記録ヘッドにおけるインクの流路夫々に対応してパルス信号を生成する発振回路を備え、該発振回路が生成するパルス信号の周波数を計測し、計測された周波数に基づき、対応する流路夫々の温度を検出することにより、温度検出装置を別途に設ける必要がなく、デジタルデータである前記パルス信号の周波数に基づき、記録ヘッドのインクの流路夫々の温度を検出するため、ノイズによる影響を受けにくく、インクの各流路の温度を適切に検出することができる。
また、検出された各流路の温度に対応した駆動電圧で前記記録ヘッドを駆動させることにより、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保ち、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００１７】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記発振回路が生成するパルス信号を分周する分周手段を備え、前記周波数計測手段は、前記分周手段により分周されたパルス信号の周波数を計測すべくなしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明による場合は、発振回路が生成したパルス信号を分周し、分周されたパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度を検出することにより、例えば、発振回路が生成したパルス信号をＮ分周したパルス信号の周波数を測定する場合、このＮ分周されたパルス信号の周波数に基づき、前記発振回路が生成したパルス信号において、Ｎ回計測した平均値を算出することができ、発振回路により生成されたパルス信号におけるパルスのばらつきを除去したパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの各流路の温度をより精度良く検出することができる。
【００１９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記複数の流路の周壁は圧電体により構成されており、前記発振回路は、前記流路の周壁を含んでいることを特徴とする。
【００２０】
本発明による場合は、圧電体にて構成された記録ヘッドにおける流路の周壁を、パルス信号を生成する発振回路に含めることにより、温度検出装置を別途に設ける必要がなく、また発振回路を構成する圧電体も別途に設ける必要がなく、単純な回路構成にて、記録ヘッドが有するインクの流路夫々の温度を検出することができる。
【００２１】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記発振回路は、温度の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明による場合は、発振回路が、温度の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を備えることにより、記録ヘッドが有するインクの流路夫々における温度変化に応じて変化する前記抵抗の抵抗値に基づき、前記発振回路により生成されるパルス信号の周波数の変化量がより顕著となり、前記パルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度をより精度良く検出することができる。
【００２３】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記発振回路は、正特性サーミスタを有しており、前記流路の周壁は、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体により構成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明による場合は、発振回路に備える抵抗に正特性サーミスタを用い、また、記録ヘッドの周壁を構成する圧電体に、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体を用いる。
正特性サーミスタは、温度変化に対する抵抗値の変化特性において、温度によって負に変化する性質と正に変化する特性とを有しており、同一の抵抗値に、複数の異なる温度が対応し、検出した温度に誤りが生ずる場合がある。ここで、発振回路に備える圧電体に、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体を用いることにより、当該発振回路において生成されるパルス信号の周波数が、温度変化に対して１対１対応となり、前記周波数に基づき検出されるインクの流路の温度に誤りが生じず、各インクの流路の温度を精度良く検出することができる。
【００２５】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記正特性サーミスタを、前記記録ヘッドを加熱する加熱手段としてあることを特徴とする。
【００２６】
本発明による場合は、記録ヘッドが低温となったときに、該記録ヘッドに備える正特性サーミスタにて、前記記録ヘッドを加熱することにより、別途に記録ヘッドを加熱する加熱部材を備える必要がなく、製造コストの増加を防止して、インクの粘度を低下させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は本発明に係るインクジェット記録装置を示す斜視図であり、図中１はインクジェット記録装置を示している。
図中矢符Ａは、給紙トレイ１０上に載置された記録紙１１の搬送方向を示しており、インクジェット記録装置１は、記録紙１１の搬送方向Ａに対して直交にスライドシャフト１２を備えている。このスライドシャフト１２には、摺動自在にキャリッジ１３が取り付けられており、このキャリッジ１３には、インクタンク群２０と一体に構成された記録ヘッド２が搭載されている。尚、インクタンク群２０と記録ヘッド２とは、取り外しが可能に構成することも可能である。また、図１におけるインクジェット記録装置１は、スライドシャフト１２及びインクタンク群２０等を明示するため、蓋部１４を開放した状態で示してある。
【００２８】
このような構成により、インクジェット記録装置１は、キャリッジ１３がスライドシャフト１２に沿って、記録紙１１の搬送方向Ａと垂直な方向に往復移動しながら、記録ヘッド２がインクタンク群２０から供給されたインクを噴射することで、記録紙１１上に画像を形成することができる。
尚、本実施の形態におけるインクジェット記録装置１は、カラー出力に対応しており、インクタンク群２０は、黒，シアン，マゼンタ及びイエローの４色のインクタンクを備えている。
【００２９】
図２は記録ヘッド２の構成を示す斜視図であり、記録ヘッド２を構成する各部を分解して図示してある。
記録ヘッド２は、上部に４色のインクタンク２１，２２，２３，２４からなるインクタンク群２０を備えており、インクタンク群２０の取付部分には、各インクタンク２１，２２，２３，２４に対応して各インクフィルタ３１，３２，３３，３４を備えたフィルタ部３０を設けており、このフィルタ部３０は、インクタンク２１，２２，２３，２４から流出されたインクを濾過してチャンネル部５０に供給する。
【００３０】
チャンネル部５０には、上蓋４０が取り付けられており、フィルタ部３０は、この上蓋４０の上部に配置されている。この上蓋４０には、フィルタ部３０の各インクフィルタ３１，３２，３３，３４に対応して、インクフィルタ３１，３２，３３，３４の形状の貫通孔４１，４２，４３，４４が穿設してあり、インクフィルタ３１，３２，３３，３４により濾過された各インクをチャンネル部５０に供給する。
また、チャンネル部５０の上面には、平行に設けられた矩形断面を有する１２本のチャンネル（インクの流路）５１ａ，５１ｂ…を備えており、上蓋４０の貫通孔４１，４２，４３，４４夫々に対して３つのチャンネル５１ａ，５１ｂ…の夫々一端部分が対応しており、例えば、インクタンク２１から流出したインクは、３つのチャンネル５１ａ，５１ｂ，５１ｃに供給されることになる。
【００３１】
チャンネル部５０は、一側面に各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の開口端面を有しており、この各開口端面に対応する位置にインクを吐出させるノズル５６ａ，５６ｂ…を備えたノズルプレート５５を備えている。
このような構成により、インクタンク２１，２２，２３，２４から供給されたインクは、インクフィルタ３１，３２，３３，３４により濾過され、夫々対応する上蓋４０の貫通孔４１，４２，４３，４４を貫通し、対応するチャンネル５１ａ，５１ｂ…を通流し、ノズルプレート５５の各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出される。
【００３２】
ここで、チャンネル部５０は圧電体により形成されており、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…夫々には、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…を仕切る側壁夫々の上方に、夫々電極５１ｄ，５１ｅ…が接着剤等で固定してある。この電極５１ｄ，５１ｅ…は夫々、チャンネル部５０の適宜箇所に接続してあるフラットパネルケーブル（以下、ＦＰＣという）６０を介して、記録ヘッド２を駆動させる駆動装置（駆動手段）６１に接続されている。
このような構成のチャンネル部５０において、電極５１ｄ，５１ｅ…により、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…を仕切る側壁に対して垂直に電界を印加した場合、電極５１ｄ，５１ｅ…から印加される電界の方向に応じ、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁は、上蓋４０と底面との中央部分が凹凸に屈曲するように歪みを生じる。
【００３３】
図３はチャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁の歪み状態を説明するための図を示しており、説明の便宜上、チャンネル５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃのみを図示している。図３（ａ）は、電極５２ｄ，５２ｅ…による電界の印加前のチャンネル部５０の状態を示しており、チャンネル５２ａ，５２ｂ…の側壁は、電極５２ｄ，５２ｅ…により印加される電界の方向に応じて、図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示すような変形を行う。
図４は温度変化に対するチャンネル部５０を構成する圧電体の比誘電率の変化特性を示すグラフであり、縦軸にチャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁における比誘電率を、横軸にチャンネル５１ａ，５１ｂ…における温度を夫々示している。尚、図３（ｂ）は、チャンネル５２ａ，５３ａが、対応するインクタンク２，２，３２からインクを吸引する状態を、図３（ｃ）は、チャンネル５２ａ，５３ａが、インクを吐出させる状態を夫々示しており、図４に示す特性を有するチャンネル部５０において、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁に同等の電圧が印加されるため、夫々の側壁は問題なく上述のような変形を行う。
【００３４】
本実施の形態では、各インクタンク２１，２２，２３，２４からインクを供給されるチャンネル５１ａ，５１ｂ…においては、同色のインクの流路である３つのチャンネルについて、いずれか１つのチャンネルを流れるインクのみが、対応するノズルから吐出され、異色のインクの流路であるチャンネル５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａから流出する各色のインクにより、カラー画像を形成することができる。
このように、本実施の形態に係る記録ヘッド２は、チャンネル５１ａ，５１ｂ，５１ｃ、チャンネル５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、チャンネル５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、チャンネル５４ａ，５４ｂ，５４ｃを夫々１グループとした、いわゆる３分割駆動構造を有しており、１印字サイクルにおいて各グループ中の１つのチャンネルのみがインクの吐出が可能である。
【００３５】
従って、１印字サイクルにおける各グループ中の吐出可能なチャンネルは、周期的に変更され、各チャンネルにおけるインクの吐出処理は、３チャンネルおきに実行され、各チャンネルの側壁に設けられた電極５１ｄ，５１ｅ…は、制御装置６１により３相信号で周期的に制御される。尚、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…において、側壁がチャンネル内部に突出することにより、チャンネル５１ａ，５１ｂ…内のインクに圧力が加わり、夫々対応するノズル５６ａ，５６ｂ…からインクを吐出させることができる。
上述したように、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁が中央部分で屈曲する場合、各側壁は電気的な負荷容量成分を有しており、電極５１ｄ，５１ｅ…を印加制御する駆動装置６１において、電極５１ｄ，５１ｅ…による駆動電圧発生手段の負荷は容量性負荷となる。
【００３６】
以下に、上述の構成のインクジェット記録装置１において、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の温度情報の検出処理について説明する。
図５は実施の形態１に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図であり、本実施の形態に係る温度検出機構は、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂを仕切る側壁である圧電体の静電容量Ｃ１と、各チャンネル５１ａ，５１ｂの側壁に取り付けた電極５１ｄ，５１ｅに電圧を印加する駆動装置６１と、駆動装置６１を制御する制御装置６２とにより構成されている。尚、図５中に二点鎖線で示す、圧電体の静電容量Ｃ１と、駆動装置６１に備える抵抗Ｒ１とにより構成されるＣＲ発振回路（発振回路）７０は、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁毎に設けてあり、制御装置６２は、チャンネル５１ａ，５１ｂ…夫々の温度を検出するように構成している。
【００３７】
駆動装置６１は、ＣＲ発振回路７０を構成する抵抗Ｒ１及び増幅器７１を備えており、このＣＲ発振回路７０は、圧電体からなるチャンネル５１ａ，５１ｂ間の側壁である圧電体の静電容量Ｃ１をパルスに変換する手段として機能しており、このＣＲ発振回路７０から出力されたパルス信号を増幅器７１により増幅し、増幅したパルス信号をＦＰＣ６０を介して、図示しないインクジェット記録装置１の本体基板に実装された制御装置６２に入力する。
制御装置６２は、カウンタ７２，温度検出部（温度検出手段）７３及び駆動制御部７４等を備えており、駆動装置６１から取得したパルス信号をカウンタ７２に入力し、１周期毎にカウンタ７２によりカウントする。尚、カウンタ７２が所定時間においてカウントした数は、ＣＲ発振回路７０により生成されたパルス信号の周波数を示しており、カウンタ７２は、ＣＲ発振回路７０から出力されたパルス信号の周波数を計測する周波数計測手段として動作する。
【００３８】
制御装置６２において、上述のようにカウンタ７２により計測されたＣＲ発振回路７０から出力されたパルス信号の周波数は、温度検出部７３に入力され、温度検出部７３は、取得した周波数に基づき対応するチャンネル５１ａの温度を検出する。また、温度検出部７３が検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電圧にて、駆動制御部７４が駆動装置６１を制御する。
【００３９】
図６は制御装置６２の構成を示すブロック図であり、制御装置６２は、図５に示したカウンタ７２及び駆動制御部７４のほか、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｕｎｉｔ）等により構成される制御部８０と、ＲＯＭ８１と、ＲＡＭ８２と、ＦＰＣ６０に接続されるインタフェース８３等を備えている。
制御部８０は、制御装置６２に備えるハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ８１に格納されたコンピュータプログラムを順次実行する。
【００４０】
ＲＯＭ８１は、インクジェット記録装置１が動作するために必要な種々のコンピュータプログラム、制御部８０が温度検出部７３として動作する場合に用いる第１テーブル及び第２テーブルを予め記憶している。
ＲＡＭ８２は、ＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ，フラッシュメモリ等で構成されており、制御部８０による前記コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。尚、ＲＡＭ８２にフラッシュメモリを使用した場合には、電源が遮断された場合であっても、記憶内容が失われることはない。
【００４１】
図７はＣＲ発振回路７０により生成されるパルス信号の周波数の変化に対して、ＣＲ発振回路７０に含まれる圧電体の静電容量Ｃ１の変化特性を示すグラフであり、縦軸にＣＲ発振回路７０から出力されるパルス信号の周波数を、横軸にＣＲ発振回路７０に備える圧電体の静電容量Ｃ１を夫々示している。
ＲＯＭ８１は、このグラフから、所定間隔毎に周波数成分と、この周波数成分に対応する静電容量の値とを抽出し、抽出した、ＣＲ発振回路７０により生成されるパルス信号の周波数成分に、このＣＲ発振回路７０に含まれる圧電体の静電容量Ｃ１を対応させることにより生成された第１テーブルを記憶している。
【００４２】
図８はＣＲ発振回路７０に含まれる圧電体の静電容量Ｃ１に対して、このＣＲ発振回路７０が取り付けられたチャンネルの温度の変化特性を示すグラフであり、縦軸にＣＲ発振回路７０に備える圧電体の静電容量Ｃ１を、横軸に圧電体の静電容量Ｃ１を構成するチャンネル５１ａにおける温度を夫々示している。
ＲＯＭ８１は、このグラフから、第１テーブルに含まれる圧電体の静電容量Ｃ１の値と、この静電容量に対応する温度とを抽出し、抽出した静電容量に、圧電体の静電容量Ｃ１を構成するチャンネル５１ａの温度を対応させることにより生成された第２テーブルを記憶している。
【００４３】
上述した構成を有する制御装置６２において、カウンタ７２がカウントしたカウント値、即ち、ＣＲ発振回路７０により生成されたパルス信号の周波数に基づき、制御部８０が、第１テーブルから、当該圧電体の静電容量Ｃ１を読み出す。また、制御部８０は、選択した静電容量に基づき、第２テーブルから、当該ＣＲ発振回路７０を取り付けたチャンネル５１ａの温度を読み出すことにより、温度検出部（温度検出手段）７３として機能する。
尚、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の温度が低い場合は、ＣＲ発振回路７０における圧電体の静電容量Ｃ１が下がり、ＣＲ発振回路７０により生成されるパルス信号の周波数が高くなり、また、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の温度が高い場合は、ＣＲ発振回路７０における圧電体の静電容量Ｃ１が上がり、ＣＲ発振回路７０により生成されるパルス信号の周波数が低くなる。
【００４４】
制御装置６２は、上述のように検出したチャンネル５１ａの温度に基づき、駆動制御部７４が、対応する電極５１ｄに印加する駆動電圧を変更し、駆動装置６１における駆動回路６３を制御することにより、駆動装置６１において、駆動回路６３が対応する電極５１ｄに適切な電圧を印加する。
上述のように、記録ヘッド２に備える各チャンネル５１ａ，５１ｂ…における温度を検出し、検出した温度に基づき、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…に取り付けられた電極５１ｄ，５１ｅ…に印加する駆動電圧を変更することにより、各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出するインク滴の大きさが均一となり、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００４５】
上述した実施の形態では、ＣＲ発振回路７０における圧電体の静電容量Ｃ１を記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁部分としており、このＣＲ発振回路７０により生成されるパルス信号の周波数に基づき、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の温度を検出する構成とすることにより、別途にコンデンサを設ける必要がなく、単純な回路構成により、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の温度を計測することができるが、この態様に限られない。
【００４６】
（実施の形態２）
図９は実施の形態２に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。尚、インクジェット記録装置１及び記録ヘッド２の各構成は、上述した実施の形態１と同様であるため説明を省略し、温度検出機構において実施の形態１と同様の構成であるものは同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態に係る温度検出機構も、実施の形態１と同様に、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂを仕切る側壁である圧電体の静電容量Ｃ１と、各チャンネル５１ａ，５１ｂとの側壁に取り付けた電極５１ｄ，５１ｅに電圧を印加する駆動装置６１と、駆動装置６１を制御する制御装置６２とにより構成されている。
【００４７】
本実施の形態では、制御装置６２は、分周回路（分周手段）７５を備えており、駆動装置６１から取得したパルス信号は分周回路７５により所定の分周比にて分周され、分周されたパルス信号はカウンタ７２に入力される。また、カウンタ７２は、取得したパルス信号を１周期毎にカウントする。
制御装置６２において、カウンタ７２により計測された、ＣＲ発振回路７０から出力されたパルス信号の周波数は、温度検出部７３に入力され、温度検出部７３は、取得した周波数に基づき対応するチャンネル５１ａの温度を検出し、温度検出部７３により検出されたチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電圧にて、駆動制御部７４が駆動装置６１を制御する。
【００４８】
尚、本実施の形態において、カウンタ７２は、ＣＲ発振回路７０により生成され、分周回路７５により分周されたパルス信号の周波数をカウントしており、例えば、分周回路７５により分周比Ｎの分周処理を行った場合、上述のようにカウンタ７２が所定時間内にカウントしたカウント値は、ＣＲ発振回路７０から出力されたパルス信号において、Ｎ個のパルス信号の平均の周波数を示すことになり、これにより、パルス信号のノイズ等によるばらつきが１／Ｎに低減されると共に、温度検出部７３における温度検出の分解能がＮ倍に向上し、より高精度の温度検出が可能となる。
【００４９】
上述したように、検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電流にて、駆動制御部７４が、対応する電極５１ｄに印加する駆動電圧を変更し、駆動装置６１における駆動回路６３を制御することにより、駆動装置６１において、駆動回路６３が対応する電極５１ｄに適切な電圧を印加することができ、各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出するインク滴の大きさが均一となり、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００５０】
上述した実施の形態１及び２において、ＣＲ発振回路に備える抵抗に、温度変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を用いることも可能であり、この場合、対応するチャンネルの温度変化に応じて、ＣＲ発振回路により生成されるパルス信号の周波数の変化量がより顕著となり、前記パルス信号の周波数に基づき、記録ヘッドのインクの流路の温度をより精度良く検出することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図１０は実施の形態３に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。尚、インクジェット記録装置１及び記録ヘッド２の各構成は、上述した実施の形態１と同様であるため説明を省略し、温度検出機構において実施の形態１と同様の構成であるものは同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態における温度検出機構も、実施の形態１と同様の構成を有しており、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂを仕切る側壁である圧電体の静電容量Ｃ２と、各チャンネル５１ａ，５１ｂとの側壁に取り付けた電極５１ｄ，５１ｅに電圧を印加する駆動装置６１と、駆動装置６１を制御する制御装置６２とにより構成されている。
【００５２】
本実施の形態では、記録ヘッド２のチャンネル部５０を、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体、例えば、（株）トーキン製の強誘電体セラミックスであるＮ−２１にて構成することにより、温度検出機構に備えるＣＲ発振回路８０における圧電体の静電容量Ｃ２における静電容量は、温度の上昇に応じて増加する。また、本実施の形態では、ＣＲ発振回路８０における抵抗Ｒ２に、正特性サーミスタを用いている。
【００５３】
図１１はＣＲ発振回路８０に備える圧電体の静電容量Ｃ２及び抵抗Ｒ２における温度変化に応じた各特性の変化率を示すグラフであり、横軸に温度を、縦軸に温度変化における各特性の変化率を夫々示している。
図中に実線ｘで示すグラフは、抵抗Ｒ２における特性変化を示しており、縦軸に示す変化率は、温度変化（横軸）に対する抵抗Ｒ２の抵抗値の変化率であり、正特性サーミスタからなる抵抗Ｒ２は、極小値となるキューリー温度Ｔｃ近傍以下の温度においては抵抗値が負特性に変化する。また、図中に破線ｙで示すグラフは、圧電体の静電容量Ｃ２における特性変化を示しており、縦軸に示す変化率は、温度変化（横軸）に対する圧電体の静電容量Ｃ２の変化率である。
【００５４】
更に、図中に太線ｚで示すグラフは、ＣＲ発振回路８０から出力されるパルス信号の周波数の変化を示しており、縦軸に示す変化率は、温度変化（横軸）に対するパルス信号の周波数の変化率である。
上述のように温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体の静電容量Ｃ２を、正特性サーミスタを用いたＣＲ発振回路８０に備えることにより、ＣＲ発振回路８０から出力されるパルス信号の周波数が、圧電体の静電容量Ｃ２の変化及び抵抗Ｒ２の抵抗値の変化に基づき、以下の（１）式に従って変化し、温度変化に伴う周波数の変化特性が、太線ｚで示すように、常に正特性となる。これにより、ＣＲ発振回路８０から出力される周波数に対応する温度が一意に決定され、温度の検出処理に誤りが生じず、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂの温度を精度良く検出することができる。
【００５５】
Ｆ＝１／（２×π×Ｃ×Ｒ）　…（１）
Ｆ：出力パルス信号の周波数，Ｃ：圧電体の静電容量Ｃ２，
Ｒ：抵抗Ｒ２の抵抗値
【００５６】
ＣＲ発振回路８０から出力されるパルス信号は、増幅器７１により増幅され、制御装置６２に入力され、制御装置６２は、駆動装置６１から取得したパルス信号をカウンタ７２に入力し、１周期毎にカウンタ７２によりカウントすることにより、ＣＲ発振回路８０から出力されたパルス信号の周波数を計測する。
また、制御装置６２において、カウンタ７２により計測された周波数は温度検出部７３に入力され、温度検出部７３により、取得した周波数に基づき対応するチャンネル５１ａの温度を検出し、検出されたチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電圧にて、駆動制御部７４が駆動装置６１を制御する。
【００５７】
上述したように、検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電流にて、駆動制御部７４が、対応する電極５１ｄに印加する駆動電圧を変更し、駆動装置６１における駆動回路６３を制御することにより、駆動装置６１において、駆動回路６３が対応する電極５１ｄに適切な電圧を印加することができ、各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出するインク滴の大きさが均一となり、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００５８】
また、上述のＣＲ発振回路８０に備える正特性サーミスタにより構成される抵抗Ｒ２を、記録ヘッド２が低温となった場合に、該記録ヘッド２を加熱する加熱手段として利用することも可能であり、この場合、別途に記録ヘッド２を加熱する加熱部材を備える必要がなく、製造コストの増加を防止して、インクの粘度を低下させることがでできる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１２は実施の形態４に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。尚、インクジェット記録装置１及び記録ヘッド２の各構成は、上述した実施の形態１と同様であるため説明を省略し、温度検出機構において実施の形態１と同様の構成であるものは同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態における温度検出機構は、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂを仕切る側壁であるコンデンサＣ３と、各チャンネル５１ａ，５１ｂとの側壁に取り付けた電極５１ｄ，５１ｅに電圧を印加する駆動装置６１と、駆動装置６１を制御する制御装置６２とにより構成されており、駆動装置６１は、コンデンサＣ３とコンデンサＣ３に電圧を印加する駆動回路６３との間に挿入された抵抗Ｒ３と、比較回路８１とを備えている。
【００６０】
本実施の形態に係る駆動装置６１において、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３からなる積分回路により、駆動回路６３から出力される基準パルス信号を積分し、積分されたパルス信号を比較回路８１に入力する。この比較回路８１には、所定閾値Ｖｒｅｆが入力されており、積分回路から取得したパルス信号と所定閾値Ｖｒｅｆとを比較し、この比較結果に基づき、取得したパルス信号を波形整形することにより生成されたデジタル信号は制御装置６２に入力される。
制御装置６２は、駆動装置６１から取得したデジタル信号の周波数をカウンタ７２により計測し、計測した周波数に基づき、温度検出部７３により対応するチャンネル５１ａの温度を検出し、検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電圧にて、駆動制御部７４が駆動装置６１を制御する。
【００６１】
上述したように、駆動装置６１に備える積分回路から出力されるデジタル信号に基づき検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電流にて、駆動制御部７４が、対応する電極５１ｄに印加する駆動電圧を変更し、駆動装置６１における駆動回路６３を制御することにより、駆動装置６１において、駆動回路６３が対応する電極５１ｄに適切な電圧を印加することができ、各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出するインク滴の大きさが均一となり、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００６２】
（実施の形態５）
図１３は実施の形態５に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。尚、インクジェット記録装置１及び記録ヘッド２の各構成は、上述した実施の形態１と同様であるため説明を省略し、温度検出機構において実施の形態１と同様の構成であるものは同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態における温度検出機構は、記録ヘッド２の各チャンネル５１ａ，５１ｂを仕切る側壁であるコンデンサＣ３と、各チャンネル５１ａ，５１ｂとの側壁に取り付けた電極５１ｄ，５１ｅに電圧を印加する駆動装置６１と、駆動装置６１を制御する制御装置６２とにより構成されており、駆動装置６１は、コンデンサＣ３の駆動回路６３に接続されていない一端に入力端子が接続された比較回路８１と、コンデンサＣ３と比較回路８１との間に一端を接続され、他端を接地してある抵抗Ｒ３とを備えている。
【００６３】
本実施の形態に係る駆動装置６１において、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３からなる微分回路により、駆動回路６３から出力される基準パルス信号を微分し、微分されたパルス信号を比較回路８１に入力する。この比較回路８１には、所定閾値Ｖｒｅｆが入力されており、微分回路から取得したパルス信号と所定閾値とを比較し、この比較結果に基づき、取得したパルス信号を波形整形することにより生成されたデジタル信号が制御装置６２に入力される。
制御装置６２は、駆動装置６１から取得したデジタル信号の周波数をカウンタ７２により計測し、計測した周波数に基づき、温度検出部７３により対応するチャンネル５１ａの温度を検出し、検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電圧にて、駆動制御部７４が駆動装置６１を制御する。
【００６４】
上述したように、駆動装置６１に備える微分回路から出力されるデジタル信号に基づき検出したチャンネル５１ａの温度に基づく駆動電流にて、駆動制御部７４が、対応する電極５１ｄに印加する駆動電圧を変更し、駆動装置６１における駆動回路６３を制御することにより、駆動装置６１において、駆動回路６３が対応する電極５１ｄに適切な電圧を印加することができ、各ノズル５６ａ，５６ｂ…から吐出するインク滴の大きさを均一に保つことができる。
【００６５】
上述した各実施の形態において、記録ヘッド２は、圧電体により構成されるチャンネル部５０の各チャンネル５１ａ，５１ｂ…の側壁が変形することにより、各チャンネル５１ａ，５１ｂ…内のインクを加圧するせん断歪みモードの装置について説明しているが、振動板を介してインクを加圧することにより、インクを吐出する厚み歪みモード、ユニモルフ構造等のベンデング歪みモード等の各種の記録ヘッドにおいても有効である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明による場合は、記録ヘッドにおけるインクの流路夫々に対応してパルス信号を生成する発振回路を備え、該発振回路が生成するパルス信号の周波数を計測し、計測された周波数に基づき、対応する流路夫々の温度を検出することにより、温度検出装置を別途に設ける必要がなく、デジタルデータである前記パルス信号の周波数に基づき、記録ヘッドのインクの流路夫々の温度を検出するため、ノイズによる影響を受けにくく、インクの各流路の温度を適切に検出することができる。
また、検出された各流路の温度に対応した駆動電圧で前記記録ヘッドを駆動させることにより、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさを均一に保ち、記録された画像の画質の劣化を防止することができる。
【００６７】
本発明による場合は、発振回路が生成したパルス信号を分周し、分周されたパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度を検出することにより、例えば、発振回路が生成したパルス信号をＮ分周したパルス信号の周波数を測定する場合、このＮ分周されたパルス信号の周波数に基づき、前記発振回路が生成したパルス信号において、Ｎ回計測した平均値を算出することができ、発振回路により生成されたパルス信号におけるパルスのばらつきを除去したパルス信号の周波数に基づき、対応するインクの各流路の温度をより精度良く検出することができる。
【００６８】
本発明による場合は、圧電体にて構成された記録ヘッドにおける流路の周壁を、パルス信号を生成する発振回路に含めることにより、温度検出装置を別途に設ける必要がなく、また発振回路を構成する圧電体も別途に設ける必要がなく、単純な回路構成にて、記録ヘッドが有するインクの流路夫々の温度を検出することができる。
【００６９】
本発明による場合は、発振回路が、温度の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗を備えることにより、記録ヘッドが有するインクの流路夫々における温度変化に応じて変化する前記抵抗の抵抗値に基づき、前記発振回路により生成されるパルス信号の周波数の変化量がより顕著となり、前記パルス信号の周波数に基づき、対応するインクの流路夫々の温度をより精度良く検出することができる。
【００７０】
本発明による場合は、発振回路に備える抵抗に正特性サーミスタを用い、また、記録ヘッドの周壁を構成する圧電体に、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体を用いる。
正特性サーミスタは、温度変化に対する抵抗値の変化特性において、温度によって負に変化する性質と正に変化する特性とを有しており、同一の抵抗値に、複数の異なる温度が対応し、検出した温度に誤りが生ずる場合がある。ここで、発振回路に備える圧電体に、温度の上昇に応じて静電容量が増加する圧電体を用いることにより、当該発振回路において生成されるパルス信号の周波数が、温度変化に対して１対１対応となり、前記周波数に基づき検出されるインクの流路の温度に誤りが生じず、各インクの流路の温度を精度良く検出することができる。
【００７１】
本発明による場合は、記録ヘッドが低温となったときに、該記録ヘッドに備える正特性サーミスタにて、前記記録ヘッドを加熱することにより、別途に記録ヘッドを加熱する加熱部材を備える必要がなく、製造コストの増加を防止して、インクの粘度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】チャンネルの側壁の歪み状態を説明するための図である。
【図４】温度変化に対する圧電体の比誘電率の変化特性を示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ＣＲ発振回路により生成されるパルス信号の周波数に対する圧電体の静電容量の変化特性を示すグラフである。
【図８】圧電体の静電容量に対するチャンネルの温度の変化特性を示すグラフである。
【図９】実施の形態２に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】ＣＲ発振回路における温度変化に応じた各特性の変化率を示すグラフである。
【図１２】実施の形態４に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】実施の形態５に係る温度検出機構の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１　インクジェット記録装置
２　記録ヘッド
５１ａ，５１ｂ…　チャンネル
６１　駆動装置（駆動手段）
７０，８０　ＣＲ発振回路
７２　カウンタ（周波数計測手段）
７３　温度検出部（温度検出手段）
７５　分周回路（分周手段）
Ｃ１，Ｃ２　圧電体の静電容量
Ｃ３　コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３　抵抗
【図１】
2004130684.tif 000003
【図２】
2004130684.tif 000004
【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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