(57)【要約】【課題】圧力発生素子のたわみ振動を利用する記録ヘッドの内部でインク漏れを生じた場合を検出し、圧力発生素子を構成する電極間のショート等により望ましくない印字結果を生じる等の事態を防止する。【解決手段】複数のノズルに対応してそれぞれ設けられ、インクに圧力を加える圧電素子６を含む記録ヘッドを備え、対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット式記録装置であって、記録ヘッドのアクチュエータ２０、２０、２０上に複数の圧電素子６を取り囲むようにインク漏れ検出用の一対の電極２００を設け、両電極間の電位差が所定の閾値を越えたことが検出された場合に、所定の警告表示等を行う。【選択図】　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルに対応してそれぞれ設けられ、インクに圧力を加える圧力発生素子を含む記録ヘッドを備え、該記録ヘッドの前記圧力発生素子を駆動信号により所定の記録タイミングで選択的に駆動し、前記記録ヘッドの対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット式記録装置であって、
前記記録ヘッド内に前記圧力発生素子と共に設けたインク漏れ検出用の一対の電極と、前記一対の電極間の電気的値を検出する検出手段とを有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット式記録装置において、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、前記記録ヘッド内に前記圧力発生素子を取り囲むように設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインクジェット式記録装置において、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、通常時はオープン状態にあることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のインクジェット式記録装置において、更に、前記検出手段により前記電気的値が所定の閾値を越えたことが検出された場合に、所定の警告表示を行う制御手段を有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項５】
複数の圧力室と、これらの圧力室の一面を封止する振動板と、前記振動板の外面に前記圧力室に対応して配置された下部電極と、これらの下部電極に密着して積層される前記圧力発生素子と、前記圧力発生素子を前記下部電極とで挟み込むように配置した上部電極とで焼成によって形成されているアクチュエータを有するインクジェット式記録装置において、焼成によって形成されたインク漏れ検出用の一対の電極と、前記一対の電極間の電気的値を検出する検出手段とを有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項６】
請求項５記載のインクジェット式記録装置において、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、通常時はオープン状態にあることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載のインクジェット式記録装置において、更に、前記検出手段により前記電気的値が所定の閾値を越えたことが検出された場合に、所定の警告表示を行う制御手段を有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項８】
請求項１乃至７記載のインクジェット式記録装置において、前記制御手段は、前記所定の警告表示に代えて、又は前記所定の警告表示に加えて更に、前記記録ヘッドへの電源供給を遮断することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項９】
請求項１乃至８記載のインクジェット式記録装置において、前記電気的値は、電圧値（電位差）であることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８記載のインクジェット式記録装置において、前記電気的値は、抵抗値であることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８記載のインクジェット式記録装置において、前記電気的値は、電流値であることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１１記載のインクジェット式記録装置において、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、前記アクチュエータ部材の前記振動板の縁部に前記複数の圧力発生素子を取り囲むように設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１３】
請求項５乃至１２記載のインクジェット式記録装置において、前記インク漏れ検出用の一対の電極が、焼成により前記アクチュエータ部材と一体的に構成されることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１４】
請求項５乃至１３記載のインクジェット式記録装置において、前記アクチュエータ部材の前記インク漏れ検出用の一対の電極間にスリットが形成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１５】
複数のノズルに対応してそれぞれ設けられ、インクに圧力を加える圧力発生素子を含む記録ヘッドを備え、該記録ヘッド内に前記圧力発生素子と共に通常時はオープン状態にあるインク漏れ検出用の一対の電極を設け、前記圧力発生素子を駆動信号により所定の記録タイミングで選択的に駆動し、前記インクを前記対応するノズルからインク滴として吐出させて記録を行なうインクジェット式記録装置のインク漏れ検出方法において、
前記インク漏れ検出用の一対の電極間に電圧を印加する工程と、
該電圧の変化を測定する工程と、
測定結果に応じて前記記録ヘッド内のインク漏れを検出する工程とを有することを特徴とするインク漏れ検出方法。
【請求項１６】
請求項１５記載のインク漏れ検出方法において、前記各工程は、前記インクジェット式記録装置の電源ＯＮ時と印刷開始命令受信時の双方の時に行われることを特徴とするインク漏れ検出方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載のインク漏れ検出方法において、前記インク漏れを検出する工程においてインク漏れが検出された場合に、更に、所定の警告表示を行う工程を有することを特徴とするインク漏れ検出方法。
【請求項１８】
請求項１５記載のインク漏れ検出方法において、前記インク漏れを検出する工程においてインク漏れが検出された場合に、前記所定の警告表示を行う工程に代えて、又は前記所定の警告表示を行う工程に加えて、更に、前記記録ヘッドへの電源供給を遮断する工程を有することを特徴とするインク漏れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタあるいはインクジェットプロッタなどのインクジェット式記録装置に関し、特に、移動しながらインク滴を吐出して記録するその記録ヘッド内でのインク漏れを検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタやファクシミリ装置等に用いられる記録装置には、サーマル式、ワイヤドット式、インクジェット式等種々の方式のものがある。中でも、記録速度が速く、フルカラー化が容易等の理由から、近年、インクジェット式記録装置が多く用いられている。このインクジェット式記録装置は、インクが充填されたインクカートリッジが記録ヘッドに取り付けられ、このインクカートリッジから記録ヘッドにインクが供給される。そして、記録ヘッドに設けられた複数のノズルから記録媒体に対して微小のインク滴が吐出されることにより印字が行われる。インクを吐出する方式としては、種々の方式が存在するが、圧電素子等圧力発生素子のたわみ振動を利用してインク滴を吐出する方式が、吐出されるインク滴の粒径等を制御し易く、高画質化の点で優れている等の理由から、近年、有力な方式となっている。これは、圧力発生室の一部を構成する振動板に、例えば、ピエゾ素子から成る圧力発生素子を張設し、ピエゾ素子のたわみ振動により圧力発生室の容積を変化させてインク滴を吐出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したインクジェット式記録ヘッドにおいて、インクカートリッジから記録ヘッドにインクが供給される過程等でインク漏れが発生することがある。このような場合、電極間のショート等により、記録データ上は非印字のノズルからインク滴が吐出される等の事態が生じて所望の印字結果が得られず、高圧電極間でショート等を生じた場合では、発煙することも考えられる。
【０００４】
従来、かかるインク漏れ対策を施したインクジェット式記録ヘッド乃至記録装置として、特開平１０−１９３５８８号公報や特開平１０−８６３５７号公報に記載のものが提案されている。
【０００５】
しかしながら、特開平１０−１９３５８８号公報に記載の従来例は、ヘッドごとインクカートリッジ（インクタンク）を交換可能なインクジェット式記録ヘッドにおいて、記録装置本体との電気的接触を得るために記録ヘッドの外部に露出して設けられたパット部に生じたインク漏れを検知する構成のものであり、特に、大電流が流れる電力用パットと他のパットとの間にショート等を生じた場合の検知等を対象としている。また、特開平１０−８６３５７号公報に記載の従来例も、記録ヘッド外部のフレキシブル基板上等に設けられたドライバ駆動電源用電極間に生じたインク漏れを検知する構成のものであり、特に、高電圧が印加されている該電極間でのショートや発煙を未然に防止する技術に関するものである。
【０００６】
即ち、以上の従来例は、外部の部材との電気的接触等のために記録ヘッド上に設けられた電気的接点におけるインク漏れを検知等する構成のものであり、当該接点及びその近傍におけるインク漏れしか検出し得ない。換言すれば、記録ヘッド内のインク漏れ、例えば、セグメントショート等を検出することはできない。
このように、上記の従来例は、記録ヘッドの内部、特に、上述した圧力発生素子のたわみ振動を利用する方式の記録ヘッドに関して、記録ヘッド内部に生じるインク漏れを検知する構成を示すものではなかった。
【０００７】
従って、かかる圧力発生素子のたわみ振動を利用する方式の記録ヘッドに関し、その内部でわずかなインク漏れを生じた場合にも、これを検出し、圧力発生素子を構成する電極間のショート等により非印字のノズルからインク滴が吐出される等の事態を防止し得る技術が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、圧力発生素子のたわみ振動を利用する方式の記録ヘッドの内部でインク漏れを生じた場合を検出し、圧力発生素子を構成する電極間のショート等により望ましくない印字結果を生じる等の事態を防止し得るインクジェット式記録装置及びそのインク漏れ検出方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、記録ヘッド内に圧力発生素子と共にインク漏れ検出用の一対の電極を設け、両電極間の電気的値を検出し、その値が所定の閾値を越えたことをもって、記録ヘッド内のインク漏れを検出するようにした。
【００１０】
即ち、本発明の第１の様相によれば、複数のノズルに対応してそれぞれ設けられ、インクに圧力を加える圧力発生素子を含む記録ヘッドを備え、該記録ヘッドの前記圧力発生素子を駆動信号により所定の記録タイミングで選択的に駆動し、前記記録ヘッドの対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット式記録装置であって、前記記録ヘッド内に前記圧力発生素子と共に設けたインク漏れ検出用の一対の電極と、前記一対の電極間の電気的値を検出する検出手段とを有することを特徴とするインクジェット式記録装置が得られる。
【００１１】
かかる構成によれば、一対の電極間の電気的値を検出し、その値が所定の閾値を越えたことをもって記録ヘッド内のインク漏れを検出することができる。
【００１２】
更に、前記検出手段により前記電気的値が所定の閾値を越えたことが検出された場合に、所定の警告表示を行う制御手段を有していても良い。
【００１３】
かかる構成によれば、所定の警告表示を行うことにより、ユーザは望ましくない印字結果を生じる等の事態を防止し得る。
【００１４】
また、本発明の第２の様相によれば、複数の圧力室と、これらの圧力室の一面を封止する振動板と、前記振動板の外面に前記圧力室に対応して配置された下部電極と、これらの下部電極に密着して積層される前記圧力発生素子と、前記圧力発生素子を前記下部電極とで挟み込むように配置した上部電極とで焼成によって形成されているアクチュエータを有するインクジェット式記録装置において、焼成によって形成されたインク漏れ検出用の一対の電極と、前記一対の電極間の電気的値を検出する検出手段とを有することを特徴とするインクジェット式記録装置が得られる。
【００１５】
かかる構成によれば、焼成によって形成されたインク漏れ検出用の一対の電極間の電気的値を検出し、その値が所定の閾値を越えたことをもって記録ヘッド内の圧力発生素子近傍のインク漏れを検出することができる。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記所定の警告表示に代えて、又は前記所定の警告表示に加えて更に、前記記録ヘッドへの電源供給を遮断するようにしても良い。
【００１７】
これにより、ユーザの対応如何に拘らず、望ましくない印字結果を生じる等の事態を確実に防止し得る。
【００１８】
尚、前記電気的値は、電圧値（電位差）、抵抗値、電流値のいずれでも良い。
【００１９】
また、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、前記アクチュエータ部材の前記振動板の縁部に前記複数の圧力発生素子を取り囲むように設けられているのが好適である。
【００２０】
これにより、アクチュエータ部材上で生じるインク漏れから圧力発生素子を保護することが可能である。
【００２１】
更に、前記インク漏れ検出用の一対の電極は、焼成により前記アクチュエータ部材と一体的に構成するのが望ましい。
【００２２】
これにより、製造が容易となり、コストの増加を最小限に抑えられる。
【００２３】
また、前記アクチュエータ部材の前記インク漏れ検出用の一対の電極間にスリットが形成されているのが好適である。
【００２４】
かかる構成であれば、スリットの毛細管力により、インク漏れの検出精度を向上させ得る。
【００２５】
更に、本発明の第３の様相によれば、複数のノズルに対応してそれぞれ設けられ、インクに圧力を加える圧力発生素子を含む記録ヘッドを備え、該記録ヘッド内に前記圧力発生素子と共に通常時はオープン状態にあるインク漏れ検出用の一対の電極を設け、前記圧力発生素子を駆動信号により所定の記録タイミングで選択的に駆動し、前記インクを前記対応するノズルからインク滴として吐出させて記録を行なうインクジェット式記録装置のインク漏れ検出方法において、前記インク漏れ検出用の一対の電極間に電圧を印加する工程と、該電圧の変化を測定する工程と、測定結果に応じて前記記録ヘッド内のインク漏れを検出する工程とを有することを特徴とするインク漏れ検出方法が得られる。
【００２６】
かかる構成によれば、一対の電極間の電圧変化を測定し、その値如何により記録ヘッド内のインク漏れを検出することができる。
【００２７】
尚、前記各工程は、インクジェット式記録装置の電源ＯＮ時と印刷開始命令受信時の双方の時に行うようにしても良い。
【００２８】
これにより、より確実な頻度でインク漏れを検出することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るインクジェット式記録装置及びそのインク漏れ検出方法について説明する。
【００３０】
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置は、ヘッドユニット１００、キャリッジ機構１１０、紙送り機構１２０、キャッピング装置１３０、ワイピング装置１４０等を備えている。
【００３３】
ヘッドユニット１００は、キャリッジ１０１がキャリッジ機構１１０のタイミングベルト１１１を介してキャリッジモータ１１２に接続され、ガイド部材１１３に案内されて記録用紙Ｐの紙幅方向に往復動するように構成されている。そして、ヘッドユニット１００の記録用紙Ｐと対向する面、この図に示す例では下面に、インクジェット式記録ヘッド１０２が取り付けられている。
【００３４】
記録ヘッド１０２は、キャリッジ１０１の内部に収容されているインクカートリッジ１５０から、例えば、６色から成るカラーインクの各色ごとのインクの補給を受け、ヘッドユニット１００の移動および紙送り機構１２０の紙送りローラ１２１による記録用紙Ｐの移動に合わせて記録用紙Ｐに各色ごとのインク滴を吐出してドットを形成し画像や文字を印刷するように構成されている。
【００３５】
また、キャッピング装置１３０は、非印刷領域（非記録領域）に配設されており、印刷の休止中に記録ヘッド１０２のノズル開口を封止し、また、印刷動作中に行われるフラッシング動作による記録ヘッド１０２からのインク滴を受けるように構成されている。従って、印刷の休止中、インクから溶媒が飛散することによってインクが増粘あるいはインク膜を形成することを抑制して、印刷の休止中にノズルに目詰まりが発生することを防止することができる。ワイピング装置１４０は、記録ヘッド１０２の表面をブレードなどでワイピングすることにより、そこに付着したインク滴や紙粉を拭き取るように構成されている。
【００３６】
図２は、図１のヘッドユニット１００を略示す一部断面図である。図２に示すように、ヘッドユニット１００は、キャリッジ１０１、記録ヘッド１０２、プリント（ヘッド）基板１０３を備えている。キャリッジ１０１は、上面が開放状態にある直方体形状のプラスチック製ケース状からなり、内側にはインクカートリッジ１５０が収容される。記録ヘッド１０２は、キャリッジ１０１の底面部に取り付けられており、詳細は後述する。プリント基板１０３上には、ヘッド駆動回路等を形成する各種電子部品１０３ａが搭載されており、キャリッジ１０１の側面部から所定間隔をあけて固定されている。また、プリント基板１０３上には、後述するインク漏れ検出回路も構成されている。尚、ヘッド駆動回路、インク漏れ検出回路は、プリント基板１０３上ではなく、別基板上で構成されていてもよい。
【００３７】
図３は、記録ヘッド１０２の分解斜視図である。図４は、図３の記録ヘッド１０２の断面図である。図５は、記録ヘッド１０２の圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０と流路ユニット４０の一部を示す分解斜視図である。図６は、記録ヘッド１０２の製造工程を示す図である。
【００３８】
図３に示すように、このインクジェット式記録ヘッド１０２は、ケースヘッド９０、圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０、２０、２０、供給孔プレート（Ｓプレート）１３、リザーバプレート（Ｒプレート）１２、及びノズルプレート（Ｎプレート）１１とを有している。供給孔プレート（Ｓプレート）１３、リザーバプレート（Ｒプレート）１２及びノズルプレート（Ｎプレート）１１は、流路ユニット４０を構成する。
【００３９】
ケースヘッド９０は、基板が取り付けられ、インクを供給する流路が形成されると共に、以下のアクチュエータ２０、２０、２０、供給孔プレート（Ｓプレート）１３、リザーバプレート（Ｒプレート）１２、及びノズルプレート（Ｎプレート）１１等の各部材を収納し保護するケースとしての機能を持つ。
【００４０】
図３、図４及び図５に示すように、本実施形態では、ケースヘッド９０と、複数ノズルを縦２列に構成した圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０を３ユニットと流路ユニット４０を用いて記録ヘッド１０２を構成している。
【００４１】
本実施形態の記録ヘッド１０２は、図３、図４及び図５に示すように、複数の圧電素子６、下部電極５、振動板４、圧電素子６に対応する複数の圧力室３を有する圧力室形成基板２及び連通路９が穿孔された連通路基板１とによって構成された圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０と、複数のインク供給孔１４を有する供給孔プレート（Ｓプレート）１３、インクリザーバ室１５を有するリザーバプレート（Ｒプレート）１２、複数のノズル１６を有するノズルプレート（Ｎプレート）１１とによって構成された流路ユニット４０があり、両ユニットが接着剤により接合されている。
【００４２】
接合方法は、スクリーン印刷法、転写法等によってペースト状接着剤を塗布し、加熱硬化させる。また、フィルム状接着剤をプレス加工等によって成型したものを用いることも可能である。この場合、接着方法としては、プレス加工されたフィルム状接着剤を図示しない案内孔を使って位置出しをしながら積層した後、加熱圧着を行う。
【００４３】
圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０は、焼成で一体に形成されるが、まず、一般的な工程を図６の（Ａ）から（Ｃ）に示す。図６の（Ａ）において、振動板４と、パンチングによって圧力室３となる部分を形成した圧力室形成基板２と、連通路基板１をアルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料であるグリーンシートの状態で加圧し、８００℃から１５００℃の温度で一体に焼成する。セラミックス材料は、一般的には酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化珪素のうち何れかの１種以上を主成分とする材料である。次に、図６の（Ｂ）において、下部電極５の材料を印刷によって圧力室３に対応する部分に形成し、焼成する。下部電極５の材料は、白金、パラジウム、銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウムから成る合金のうち少なくとも１種以上を主成分とする材料である。最後に、図６の（Ｃ）において、圧電素子６の材料を同じく印刷によって形成し、焼成して仕上げる。圧電素子６の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛を主成分とする材料である。
【００４４】
尚、図３に示すように、供給孔プレート（Ｓプレート）１３には、各色ごとのインク導入口１８、１８、１８・・・が設けられている。尚、供給孔プレート（Ｓプレート）１３上の一点鎖線で示す部分ＬＥＡＫにおいて、これらインク導入口１８、１８、１８・・・を介してインク漏れを生じる場合がある。
【００４５】
図７は、アクチュエータ２０、２０、２０をそのインク漏れ検出用電極パターン２００と共に拡大して示す模式図であり、図８は、図７のインク漏れ検出用電極パターン２００の一部を、更に拡大して示す図である。
【００４６】
図７に示すように、各アクチュエータ２０の外縁部には、２列の圧電素子６を取り囲むように、一対のインク漏れ検出用電極パターン２００が形成されている。該一対のインク漏れ検出用電極パターン２００は、外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂとから成り、これら外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂとは、通常時オープン状態となっている。外側電極２００Ａは、例えば、３．３Ｖの電圧が印加されるように、所定の電源（図示せず）に接続されている。一方、内側電極２００Ｂは、グラウンド接続されている。そして、インク漏れ検出用電極パターン２００は、後述するインク漏れ検出回路２２０により外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂとの間の電位差が検出され、記録装置本体の制御部は、インク漏れ検出回路２２０によって検出された両電極間の電位差に応じてヘッドドライバへの電源供給を制御する。尚、外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間には任意の電位差を設けるようにして良いが、誤検出を防止するためには、少なくとも３．３Ｖ程度の電位差を設けるのが好適である。
【００４７】
図７に示すように、各アクチュエータ２０、２０、２０のそれぞれにおいて、各２列の圧電素子６を取り囲むように、各外側電極２００Ａと各内側電極２００Ｂとから成る一対のインク漏れ検出用電極パターン２００が設けられている。尚、本実施形態では、これらインク漏れ検出用電極パターン２００は、図３乃至図６に示した記録ヘッド１０２の製造時に、各アクチュエータ２０の振動板４上に、例えば、導電ペーストによりパターン形成され、アクチュエータ２０、２０、２０をそれぞれ焼成する時に一体的に構成される。従って、インク漏れ検出用電極パターン２００を設けるために、特別の工程を別個に設けることなく比較的容易に形成し得るので、記録ヘッドのコスト増加を最小限に抑えることも可能である。
【００４８】
更に、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドにおいては、図８に示すように、各アクチュエータ２０の振動板４におけるインク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂとの間に両電極間を連通する複数のスリット２０２が形成されている。これらスリット２０２の機能については後述する。尚、図７及び図８において、符号２０４乃至２０９は、６色から成るカラーインクの各色ごとに供給孔プレート（Ｓプレート）１３に設けられたインク導入口１８、１８、１８・・・にそれぞれ対応するアクチュエータ２０、２０、２０上の箇所を示す。図３に関して前述したように、供給孔プレート（Ｓプレート）１３上の一点鎖線で示す部分ＬＥＡＫにおいて、インク導入口１８、１８、１８・・・を介してインク漏れを生じる場合には、アクチュエータ２０、２０、２０上において、インク導入口１８、１８、１８・・・に対応する箇所２０４乃至２０９から各アクチュエータ２０の外縁部に回り込むようにインク漏れを生じることが多い。本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０２では、図７に示したように、各アクチュエータ２０の外縁部に圧電素子６を取り囲むように、一対のインク漏れ検出用電極パターン２００が形成されているので、このように対応箇所２０４乃至２０９から各アクチュエータ２０の外縁部に回り込むように生じるインク漏れから圧電素子６を保護するのに極めて有効な電極パターン形状であると言える。
【００４９】
次に、本実施形態のインクジェット式記録装置の制御系の構成について、図９を参照して説明する。
【００５０】
図９は、本実施形態のインクジェット式記録装置の全体構成を表す機能ブロック図である。図９において、本実施形態のインクジェット式記録装置は、プリンタコントローラ３４０及びプリントエンジン３０５とから概略構成されている。プリンタコントローラ３４０は、ホストコンピュータ（図示せず）からの多値階層情報を含む記録データ等を受信するインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４３と、多値階層情報を含む記録データ等の各種データの記憶を行うＲＡＭ３４４と、各種データ処理を行うためのルーチン等を記憶したＲＯＭ３４５と、ＣＰＵ３０６ａ等からなる制御部３０６と、発振回路３４７と、ヘッドユニット１００内のアナログスイッチ回路３１６を介して記録ヘッド１０２に印加される駆動信号ＣＯＭを発生させる駆動信号発生回路３０８と、ドットパターンデータに展開された記録データＳＩ及び駆動信号ＣＯＭをプリントエンジン３０５に送信する等の機能を担うインターフェース３４９とを備えている。
【００５１】
本実施形態では、ヘッドドライバ電源制御回路３４２と、駆動信号発生回路３０８及び図示しない電流増幅用回路等によって記録ヘッド１０２におけるインク滴の吐出を駆動するヘッドドライバ３０７（インクジェットヘッドドライバ）が構成されている。尚、制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａには、ユーザに対してインク漏れの発生等を警告するためのＬＥＤ（ライト・エミッティング・ダイオード）３４４が接続されている。
【００５２】
ホストコンピュータ等から送られた多値階層情報を含む記録データはインターフェース３４３を介して記録装置本体内部の受信バッファ３４４Ａに保持される。受信バッファ３４４Ａに保持された記録データは、コマンド解析が行われ、各文字の印字位置、修飾の種類、大きさ、フォントのアドレス等が付加される処理が制御部３０６によって実行される。次に、制御部３０６は、解析したデータを印刷用イメージデータとしての２値化されたドットパターンデータの形式で出力バッファ３４４Ｃに展開し、記憶させる。尚、ＲＡＭ３４４には、各種作業データ等を一時的に記憶するワークメモリ（作業領域）３４４Ｂも設けられている。
【００５３】
記録ヘッド１０２の１スキャン分に相当する印刷用イメージデータが得られると、この印刷用イメージデータは、インターフェース３４９及びフレキシブルフラットケーブル４１０を介して記録ヘッド１０２にシリアル転送される。
【００５４】
プリントエンジン３０５は、キャリッジ機構１１０、紙送り機構１２０、及び上述した記録ヘッド１０２から構成されている。紙送り機構１２０は、紙送りモータ（図示せず）および紙送りローラ（図示せず）等からなり、印刷用紙等の記録媒体（図示せず）を順次送り出して副走査を行うものである。キャリッジ機構１１０は、記録ヘッド１０２を搭載するキャリッジ１０１（図１参照）と、このキャリッジ１０１をタイミングベルト１１１を介して走行させるキャリッジモータ１１２等からなり、記録ヘッド１０２を主走査させるものである。
【００５５】
記録ヘッド１０２は、副走査方向に例えば６４個のノズルを有し、所定のタイミングで各ノズル開口３１１からインク滴を吐出させるものである。この記録ヘッド１０２には、シフトレジスタ３１３、ラッチ回路３１４、レベルシフタ３１５およびアナログスイッチ回路３１６が構成されている。プリンタコントローラ３４０において印刷用イメージデータに展開された記録データＳＩは、発振回路３４７からのクロック信号ＣＬＫに同期して、インターフェース（Ｉ／Ｆ）３４９及びフレキシブルフラットケーブル４１０を介してシフトレジスタ３１３にシリアル転送される。このシリアル転送された記録データＳＩは、一旦、ラッチ回路３１４によってラッチされる。ラッチされた記録データＳＩは、電圧増幅器であるレベルシフタ３１５によって、アナログスイッチ回路３１６を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の所定の電圧にまで昇圧される。所定の電圧まで昇圧された記録データＳＩはアナログスイッチ回路３１６に与えられる。アナログスイッチ回路３１６の入力側には、駆動信号発生回路３０８からの駆動信号ＣＯＭが印加されており、アナログスイッチ回路３１６の出力側には、圧力発生素子としての圧電素子６が接続されている。圧電素子６は、ノズル開口３１１に対して１対１の関係をもって、ノズル開口３１１と同数（例えば６４個）形成されている。
【００５６】
ここで、記録データＳＩは、アナログスイッチ回路３１６の動作を制御する。例えば、アナログスイッチ回路３１６に加わる記録データＳＩが「１」である期間中は、駆動信号ＣＯＭが圧電素子６に印加される。この信号に応じて圧電素子６が伸縮を行う結果、ノズル開口３１１からインク滴が吐出される。一方、アナログスイッチ回路３１６に加わる記録データＳＩが「０」である期間中は、圧電素子６への駆動信号ＣＯＭの供給が遮断される。このため、圧電素子６は変化せず、ノズル開口３１１からインク滴は吐出されない。
【００５７】
一方、ヘッドユニット１００のプリント（ヘッド）基板１０３（図２参照）には、上述したインク漏れ検出回路２２０が設けられている。このインク漏れ検出回路２２０の入力側には、記録ヘッド１０２内に設けられた上記インク漏れ検出用電極パターン２００が接続されている。また、インク漏れ検出回路２２０の出力側は、フレキシブルフラットケーブル４１０、インタフェース３４９を介して制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａに接続されている。インク漏れ検出回路２２０は、上述したインク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間の電位差を監視するための、例えば、コンパレータ等から成る。
【００５８】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置の作用効果について、図１０及び図１１を参照して説明しておく。図１０は、一例としてのインク漏れを生じた場合のアクチュエータを示す図である。図１１は、他の一例としてのインク漏れを生じた場合のインク漏れ検出用電極パターン間の様子を拡大して示す図である。
【００５９】
本実施形態のインクジェット式記録装置においては、図１０に示すように、アクチュエータ２０上においてインク（ハッチングにより示す）が漏れ、外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂの双方を濡らした場合には、オープン状態となっていた両電極２００Ａと２００Ｂが漏れ出たインクによって導通し、両電極間の電位差が無くなるか少なくとも低下するので、インク漏れ検出回路２２０がこの電位差の変化に基づく検出信号を制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａに出力することで、インク漏れの検出が可能となる。一方、図１１に示すように、アクチュエータ２０上においてインク（ハッチングにより示す）が外側電極２００Ａのみを濡らす程度に漏れた場合、このままでは、両電極２００Ａと２００Ｂがインクによって導通することなくオープン状態のままなので、両電極間の電位差に変化は無く、インク漏れの検出ができないこととなる。しかしながら、本実施形態のインクジェット式記録装置においては、図８に示したように、各アクチュエータ２０のインク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂとの間に両電極間を連通する複数のスリット２０２が形成されているので、図１１に点線部で示すように、ハッチングにより示したインクが毛細管現象によりスリット２０２を介して内側電極２００Ｂ上に吸い寄せられる。これにより、両電極２００Ａと２００Ｂがインクによって導通し、両電極間の電位差が無くなる等するので、インク漏れ検出回路２２０がこの電位差の変化に基づく検出信号を制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａに出力することで、同様に、インク漏れの検出が可能となる。このように、本実施形態では、外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間にスリット２０２が形成されているので、毛細管現象の効果によりインク漏れの検出精度が向上する。
【００６０】
さて、インク漏れ検出回路２２０からその検出結果が制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａに出力されると、制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａはこのインク漏れ検出回路２２０からの信号に基づいて、図示しない電源からヘッドドライバ３０７やヘッドへの電源供給を遮断する。更に、制御部３０６内のＣＰＵ３０６ａは、ＬＥＤ（ライト・エミッティング・ダイオード）３４４を点滅させる等により、ユーザに対してインク漏れの発生を警告する。
【００６１】
次に、上記ドライバ電源制御回路３４２について図１２を参照して説明する。
ドライバ電源制御回路３４２は、ヘッドドライバと電源との間に介在され、更に、ヘッドドライバへ供給される電源を平滑するためのコンデンサ３２１と並列に接続されている。ドライバ電源制御回路３４２は、制御信号入力端３６１から入力される制御信号に応じてヘッドドライバへの電源を供給すると共に、この電源供給停止時には内蔵された放電用抵抗Ｒを介してコンデンサに充電されている電荷を放電させる。
【００６２】
ドライバ電源制御回路３４２は、電源からヘッドドライバへの電源供給を制御するトランジスタＴｒ１と、このトランジスタＴｒ１の導通を制御するトランジスタＴｒ３と、放電用抵抗Ｒと直列に接続され、コンデンサの電荷放電を制御するトランジスタＴｒ２と、このトランジスタＴｒ２の導通を制御するトランジスタＴｒ４と、上記放電用抵抗Ｒからなる。上記トランジスタＴｒ３のベースは制御信号入力端３６１に接続され、また、トランジスタＴｒ４のベースはＮＯＴ回路３６３を介して制御信号入力端に接続されている。この制御信号入力端３６１にはＣＰＵ３０６ａから制御信号が入力される。
【００６３】
上記構成でなるドライバ電源制御回路３４２の動作について説明する。インクジェット式記録装置の主電源がＯＮになっている状態において、ヘッドドライバに電源を供給する場合、ＣＰＵ３０６ａは制御信号入力端３６１に電源供給信号＝“１”を与える。即ち、Ｈｉの電圧を印加する。これにより、トランジスタＴｒ３がＯＮし、それによりトランジスタＴｒ１がＯＮとなる。電願からヘッドドライバに電源が供給される。この時、トランジスタＴｒ４は、ＣＰＵ３０６ａから電源供給信号＝“１”が与えられても、ＮＯＴ回路３６３が配設されているためＯＦＦとなり、それによりトランジスタＴｒ２がＯＦＦとなり、放電用抵抗Ｒとコンデンサとは非接続状態となる。
【００６４】
次に、記録ヘッドにおいて、インク漏れが生じた場合のドライバ電源制御回路３４２の動作について説明する。インクジェット式記録装置の主電源がＯＦＦであるとき、または、インク漏れ検出回路２２０が検出したインク漏れ検出用電極２００の両電極間の電位差が所定の閾値（２．５Ｖ）よりも小さくなった場合、即ち、両電極が導通して電位差が下がった場合、この検出結果を示す信号がインク漏れ検出回路２２０からＣＰＵ３０６ａに送られる。この信号に基づいて、ＣＰＵ３０６ａは制御信号入力端３６１に電源供給信号＝“０”を与える。即ち、Ｌｏｗの電圧を印加する。これにより、トランジスタＴｒ３がＯＦＦし、それによりトランジスタＴｒ１がＯＦＦとなり、電源からヘッドドライバへの電源供給が停止される。この時、トランジスタＴｒ４には、ＣＰＵ３０６ａから制御信号入力端３６１に電源供給信号＝“０”が与えられており、ＮＯＴ回路３６３によってＯＮとなり、それによりトランジスタＴｒ２がＯＮとなり、放電用抵抗Ｒとコンデンサが接続された状態となる。従って、コンデンサに充電されている電荷が放電用抵抗Ｒによって短時間で放電される。
【００６５】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるインク漏れ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【００６６】
まず、図１３（ａ）に示すように、記録装置の主電源がＯＮされると（Ｓ４０１）、インク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間に所定の電圧（例えば、３．３Ｖ）を印加する（Ｓ４０２）。この外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間の電圧（電位差）は、インク漏れ検出回路２２０により検出され（Ｓ４０３）、問題が有るか否かが判断される。即ち、例えば、この電位差が所定の閾値（例えば、２．５Ｖ）を下回っているか否かが判断され（Ｓ４０４）、下回っていなければ（Ｓ４０４でＮｏ）、印刷待機状態に移行する（Ｓ４０５）。一方、下回っていれば（Ｓ４０４でＹｅｓ）、ＬＥＤ３４４を点滅等させてユーザに警告を表示して（Ｓ４０６）、終了する（Ｓ４０７）。
尚、図１３（ａ）には図示しないが、ユーザに警告を表示する前又は後に、上述したように、電源からヘッドドライバ３０７への電源供給を停止する処理を実行しても良い。
【００６７】
次に、図１３（ｂ）に示すように、図９には示さないホストコンピュータ上のプリンタドライバから印刷開始命令を受信すると（Ｓ５０１）、インク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間に所定の電圧（例えば、３．３Ｖ）を印加する（Ｓ５０２）。この外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間の電圧（電位差）は、インク漏れ検出回路２２０により検出され（Ｓ５０３）、問題が有るか否かが判断される。即ち、例えば、この電位差が所定の閾値（例えば、２．５Ｖ）を下回っているか否かが判断され（Ｓ５０４）、下回っていなければ（Ｓ５０４でＮｏ）、印刷を開始する（Ｓ５０５）。一方、下回っていれば（Ｓ５０４でＹｅｓ）、ＬＥＤ３４４を点滅等させてユーザに警告を表示して（Ｓ５０６）、終了する（Ｓ５０７）。尚、図１３（ｂ）には図示しないが、ユーザに警告を表示する前又は後に、上述したように、電源からヘッドドライバ３０７への電源供給を停止する処理を実行しても良い。
【００６８】
以上、本発明を特定の実施形態について述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で他の実施形態についても適用される。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、圧力発生ユニット（アクチュエータ）と、供給孔プレート（Ｓプレート）と、リザーバプレート（Ｒプレート）と、ノズルプレート（Ｎプレート）とが積層された記録ヘッドについて本発明を適用したが、かかる積層型の記録ヘッド以外の記録ヘッドに関しても本発明は適用可能である。
【００７０】
また、上記実施形態では、インク漏れ検出用電極パターン２００の外側電極２００Ａと内側電極２００Ｂ間の電位差によりインク漏れを検出したが、インク漏れ検出用の一対の電極間の電気的値の変化によりインク漏れを検出し得れば良く、この電気的値は、電圧値（電位差）に限られない。両電極間の抵抗値の変化又は電流値の変化によりインク漏れを検出しても良い。
【００７１】
更に、上記実施形態では、インク漏れ検出用の一対の電極をアクチュエータ部材の振動板の縁部に複数の圧電素子を取り囲むように設けたが、アクチュエータ部材の振動板の表面に複数の圧電素子と共に設けてさえいれば、記録ヘッド内のインク漏れを検出し得る。
【００７２】
尚、上記実施形態では、インク漏れ検出用の一対の電極間にスリットが形成されているが、かかるスリットが無くとも、記録ヘッド内のインク漏れを検出し得るのは勿論である。
【００７３】
また、上記実施形態では、圧力発生素子としてはピエゾ素子を用いたが、ピエゾ素子に限らず、磁歪素子等を用いるものでもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェット式記録ヘッド内のインク漏れ、例えば、セグメントショート等を検出することができる。従って、記録ヘッド内のインク漏れによるインクジェット式記録ヘッドひいてはインクジェット式記録装置の故障を防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示すヘッドユニットを略示す一部断面図である。
【図３】図２に示す記録ヘッド１０２の分解斜視図である。
【図４】図３に示す記録ヘッド１０２の断面図である。
【図５】記録ヘッドの圧力発生ユニット（アクチュエータ）２０と流路ユニット４０の一部を示す分解斜視図である。
【図６】記録ヘッド１０２の製造工程を示す図である。
【図７】アクチュエータ２０、２０、２０をそのインク漏れ検出用電極パターン２００と共に拡大して示す模式図である。
【図８】図７のインク漏れ検出用電極パターン２００の一部を、更に拡大して示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の機能ブロック図である。
【図１０】一例としてのインク漏れを生じた場合のアクチュエータを示す図である。
【図１１】他の一例としてのインク漏れを生じた場合のインク漏れ検出用電極パターン間の様子を拡大して示す図である。
【図１２】ヘッドドライバ電源制御回路を示す図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるインク漏れ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　　連通路基板
２　　　　圧力室形成基板
３　　　　圧力室
４　　　　振動板
５　　　　下部電極
６　　　　圧電素子
９　　　　連通路
１１　　　ノズルプレート（Ｎプレート）
１２　　　リザーバプレート（Ｒプレート）
１３　　　供給孔プレート（Ｓプレート）
１４　　　インク供給孔
１５　　　インクリザーバ室
１６　　　ノズル
１８　　　インク導入口
２０　　　圧力発生ユニット（アクチュエータ）
４０　　　流路ユニット
９０　　　ケースヘッド
１００　　ヘッドユニット
１０２　　インクジェット式記録ヘッド
１１０　　キャリッジ機構
１２０　　紙送り機構
Ｐ　　　　記録用紙
１５０　　インクカートリッジ
２００　　一対のインク漏れ検出用電極パターン
２００Ａ　外側電極
２００Ｂ　内側電極
２０２　　スリット
ＬＥＡＫ　一点鎖線で示す部分
２２０　　インク漏れ検出回路
【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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