(57)【要約】【課題】アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込むことを防止する。【解決手段】液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートが前記第１及び第２の振動板に対して略直交するように形成された前記圧力室を有する圧力室ユニットを積層する際、積層方向に隣接する圧力室同士の、前記第１の振動板同士、及び前記第２の振動板同士が互いに対向するように配置して複数積層して液滴吐出ヘッドを構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートが前記第１及び第２の振動板に対して略直交するように形成された前記圧力室を有する圧力室ユニットを積層する際、積層方向に隣接する圧力室同士の、前記第１の振動板同士、及び前記第２の振動板同士が互いに対向するように配置して複数積層して、構成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記圧力室ユニットは、前記圧力室が前記第１及び第２の振動板と平行な平面内に一列に配列されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記第１の振動板の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記積層方向に隣り合う圧力室の前記圧力検出素子同士、及び前記圧電素子同士をそれぞれ同じ配線部材を用いて、それぞれを信号検出回路及び駆動回路に接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記圧力検出素子同士の配線部材、及び前記圧電素子同士の配線部材の間に、ノイズシールド部材を配置したことを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記積層方向に隣り合った圧力室の圧力検出素子を共通にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記圧力検出素子を共通にする隣り合った２つの圧力室の前記圧電素子の駆動タイミングがずれていることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記圧力検出素子は圧電体であり、圧力検出信号を送信する配線と、駆動電力を送電する配線に接続され、これら２つの配線の接続を切り換えるようにして、前記圧力検出素子を圧力発生手段としても用いるようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された振動板と、前記振動板と対向して配置された圧力検出素子とを有し、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートが前記振動板及び前記圧力検出素子に対して略直交するように形成された前記圧力室を有する圧力室ユニットを積層する際、積層方向に隣接する圧力室同士の、前記振動板と前記圧力検出素子の間にノイズ遮蔽板を配置して複数積層して、構成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記圧力室ユニットは、前記圧力室が前記振動板及び前記圧力検出素子と平行な平面内に一列に配列されて形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室を形成する部材に対して、第１の振動板及び第２の振動板を、互いに対向した前記圧力室の隔壁を構成するようにして加熱接合し、
前記第１の振動板に対し前記圧力室の外側に圧力発生手段としての圧電素子を形成するとともに、前記第２の振動板に対して前記圧力室の外側に圧力検出素子を形成する工程と
を含む工程により製造した圧力室ユニットを、前記第１の振動板同士、前記第２の振動板同士が対向するようにして複数積層する工程と、前記圧力室ユニットの側壁の外側にノズルプレートを接着する工程と、
を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法に係り、特に、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の片側面に吐出用のアクチュエータを配置するとともにその反対面に圧力センサを備えた液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置として、インク等の液体を液滴として吐出するノズル（液滴吐出口）を多数配列したインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を備え、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が、その一つに、圧電素子の変形によって圧力室の一壁面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ある。
【０００４】
圧電方式を利用したインクジェットヘッドとして、例えば、基板部材上に圧力室を形成し、その上に２層構造の電気機械変換材料からなる圧電素子（ＰＺＴ）を用いたアクチュエータを接合配置し、ノズルを形成したノズルプレートを前面に接合したサイドシュータ型のインク吐出ユニットを２層あるいは３層以上に積層し、積層端面にノズルが千鳥状に配列されるようにした高集積マルチノズルヘッドが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
また例えば、インクの物性や使用環境の変化等に左右されず常に圧力室内の圧力波の特性にあった駆動波形をピエゾ素子に印加することを目的として、圧力室内の実際の圧力を検出する圧力センサを備えたものとして、圧力室内の実際の圧力変動を駆動用のピエゾ素子及び検出回路によって検出し、その検出させた圧力波に基づいて実際印字用の駆動電圧波形を算出するようにしたものや、駆動用ピエゾ素子とは別に圧力検出用ピエゾ素子を設けて、検出用ピエゾ素子と検出回路とを接続して圧力室内の圧力変動を検出するようにしたもの、あるいはＰＺＴ等の圧電材料に溝加工を行って多数の圧力室を形成するとともに、その圧力室を隔てている複数の隔壁の両面にそれぞれ電極を形成し、それ等の隔壁がそのまま圧電素子として機能するようにしたシェアモード型のもので、一つの圧力室の両側の隔壁から圧力変動を検出することができるようにしたもの等が知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開平１１−２５４６７４号公報
【特許文献２】特開平７−１３２５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１においては、１列の圧力室、ノズルを積層する技術が示されており、これは高密度で圧力室を配置する際の一つの方法ではあるが、このような圧力室、ノズルを積層する際、２層、３層と積層数を増やした場合の、配線構造についての開示がなく、実際に積層数を増していった場合には、配線構造の実現が困難であるという問題がある。
【０００７】
さらに、上記特許文献１には、不吐出を検出してこれに対処するような、圧力検出についての開示が全くないが、ノズルを高密度配置して記録画像を高画質化するためには、不吐出を検出してこれに対処することが不可欠である。
【０００８】
また一方、上記特許文献２においては、吐出用のアクチュエータを圧力センサとしても使うもの、駆動用のアクチュエータとは別に圧力センサを備えたもの、さらに圧力室の向かい合う２面の壁をアクチュエータとして使い、これを圧力センサとしても使う例が示されているが、いずれも圧力室を高密度に配置するようなヘッド、例えば被記録媒体から見て圧力室を２次元状に配置するようなヘッドにおいて、アクチュエータと圧力センサを高密度に配線する方法については全く開示されていない。しかし、このようなヘッドを実現するには、実際問題としてこのような高密度な配線構造を形成する必要があるという困難な問題がある。
【０００９】
またさらに、従来の構成では、圧力センサを有した圧力室を高密度に配置することも難しかったが、仮に圧力センサを有した圧力室を高密度に配置することができたとしても、圧力センサとアクチュエータとの距離が近くなってしまい、アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込みやすいという問題があった。
【００１０】
また、積層型のヘッド構造の場合、アクチュエータと圧力センサの配線が交互に必要になり、配線の部材が非常に多くなってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込むことを防止するとともに、部品点数を削減し、ヘッドサイズを小型化した液滴吐出ヘッド及びその製造方法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】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートが前記第１及び第２の振動板に対して略直交するように形成された前記圧力室を有する圧力室ユニットを積層する際、積層方向に隣接する圧力室同士の、前記第１の振動板同士、及び前記第２の振動板同士が互いに対向するように配置して複数積層して、構成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１３】
これにより、圧電素子と検出素子の面積を大きくしても、圧電素子が取り付けられた第１の振動板と検出素子が取り付けられた第２の振動板がノズルプレートと直交する配置となっているので、ノズルピッチを高密度に配置することが可能で、かつ駆動用圧電素子と圧力検出素子を個々に近接させ、圧電素子と検出素子を隔離して配置しているので、クロストークを防止し、検出素子のノイズを低減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に示すように、前記圧力室ユニットは、前記圧力室が前記第１及び第２の振動板と平行な平面内に一列に配列されて形成されたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、一つの平面内に一列に配列された圧力室をその平面に垂直な方向に積層することで圧力室を２次元状に高密度に配列することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３に示すように、前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、圧力発生手段としての圧電素子と圧力検出素子との間に、２層の共通電極を介在させることができるため、圧力検出素子に対する圧電素子からの電気的クロストークが入り込むのを防止して、圧力検出素子の検出信号のノイズを低減することが可能となる。
【００１８】
また、請求項４に示すように、前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記第１の振動板の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを構成したことを特徴とする。
【００１９】
これにより、ヘッドの液滴吐出性能と、圧力検出性能とを両立させることが可能となる。
【００２０】
また、請求項５に示すように、前記積層方向に隣り合う圧力室の前記圧力検出素子同士、及び前記圧電素子同士をそれぞれ同じ配線部材を用いて、それぞれを信号検出回路及び駆動回路に接続したことを特徴とする。
【００２１】
これにより、配線を引き出す例えばフレキシブルケーブル等の部材を半減することができる。
【００２２】
また、請求項６に示すように、前記圧力検出素子同士の配線部材、及び前記圧電素子同士の配線部材の間に、ノイズシールド部材を配置したことを特徴とする。
【００２３】
これにより、電気的クロストークの発生をより効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、請求項７に示すように、前記積層方向に隣り合った圧力室の圧力検出素子を共通にしたことを特徴とする。
【００２５】
これにより、部品点数を削減することができ、ヘッドを小型化することができる。
【００２６】
また、請求項８に示すように、前記圧力検出素子を共通にする隣り合った２つの圧力室の前記圧電素子の駆動タイミングがずれていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、個々の圧力室の圧力検出素子を１つの圧力検出素子とし、個々の圧力室の駆動タイミングをずらすことで１つの圧力検出素子により双方の圧力室の圧力を個別に測定することができ、部品点数を削減することができる。
【００２８】
また、請求項９に示すように、前記圧力検出素子は圧電体であり、圧力検出信号を送信する配線と、駆動電力を送電する配線に接続され、これら２つの配線の接続を切り換えるようにして、前記圧力検出素子を圧力発生手段としても用いるようにしたことを特徴とする。
【００２９】
これにより、圧力検出素子によりインクが高粘化して吐出力が不足した事が検出された場合、本来の圧力発生手段と、圧力検出素子の圧電体の両方を駆動して高粘化したインクを吐出させることが可能となる。
【００３０】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された振動板と、前記振動板と対向して配置された圧力検出素子とを有し、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートが前記振動板及び前記圧力検出素子に対して略直交するように形成された前記圧力室を有する圧力室ユニットを積層する際、積層方向に隣接する圧力室同士の、前記振動板と前記圧力検出素子の間にノイズ遮蔽板を配置して複数積層して、構成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【００３１】
これにより、クロストークを防止し、圧力検出素子のノイズを低減することができる。
【００３２】
また、請求項１１に示すように、前記圧力室ユニットは、前記圧力室が前記振動板及び前記圧力検出素子と平行な平面内に一列に配列されて形成されたことを特徴とする。
【００３３】
これにより、一つの平面内に一列に配列された圧力室をその平面に垂直な方向に積層することで圧力室を２次元状に高密度に配列することが可能となる。
【００３４】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室を形成する部材に対して、第１の振動板及び第２の振動板を、互いに対向した前記圧力室の隔壁を構成するようにして加熱接合し、前記第１の振動板に対し前記圧力室の外側に圧力発生手段としての圧電素子を形成するとともに、前記第２の振動板に対して前記圧力室の外側に圧力検出素子を形成する工程とを含む工程により製造した圧力室ユニットを、前記第１の振動板同士、前記第２の振動板同士が対向するようにして複数積層する工程と、前記圧力室ユニットの側壁の外側にノズルプレートを接着する工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００３５】
これにより、アクチュエータ駆動信号から圧力検出センサへの電気的クロストークを低減するとともに、部品点数を削減し、装置を小型化した液滴吐出ヘッドを得ることができる。  
【００３６】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３７】
これにより、ノズルピッチを高密度に配置し、クロストークを防止し、検出素子のノイズを低減し、高画質な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、駆動用圧電素子と圧力検出素子を個々に近接させ、圧電素子と検出素子を隔離して配置しているので、クロストークを防止し、検出素子のノイズを低減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】
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る液滴吐出ヘッド及びその製造方法について詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【００４１】
図１に示したように、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（液滴吐出ヘッド）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）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
ベルト３３は、記録紙１６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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
印字部１２は、４色（ＫＣＭＹ）に対応する印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからなり、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、それぞれが複数の吐出口を有する複数の吐出ヘッドを記録紙１６の全幅を担うように、各吐出ヘッドの長手方向を記録紙１６の幅方向に並べて構成された、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを、紙搬送方向と直交する方向に配置した、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。詳しくは後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。
【００５２】
図２に、インクジェット記録装置１０の印字部１２周辺を平面図で示す。
【００５３】
図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、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を有して構成されている。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の印字ヘッド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。
【００５４】
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。
【００５５】
なお、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。
【００５６】
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の印字ヘッドと連通されている。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
なお、検出にあたり印字検出部２４は、例えば各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。
【００６０】
印字部１２及び印字検出部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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、印字ヘッドの構造について説明する。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ため、以下、これらを一つの印字ヘッド５０で代表させて説明する事とする。
【００６６】
図３（ａ）に、本発明の第１実施形態の印字ヘッド５０の一部を模式的に斜視図で示す。図３（ａ）に示すように、印字ヘッド５０のインク吐出面５０Ａには、インク滴を吐出するためのノズル５１が副走査方向（紙搬送方向）に対して略直交する主走査方向に沿って真っ直ぐに１次元状に等間隔で配列され、その反対側の面（インク供給面）５０Ｂには、インク供給口５３が主走査方向に沿って真っ直ぐに１次元状に等間隔で配列されている。
【００６７】
この印字ヘッド５０は、ノズル５１及びインク供給口５３を有する圧力室ユニット６１を主走査方向に多数積層した構造となっている。各圧力室ユニット６１は、それぞれ複数のセラミックスグリーンシートを主走査方向に積層した積層体である。また、各圧力室ユニット６１の積層方向（主走査方向）の厚さは特に限定されるものではないが、例えば、１０〜数１０μｍで構成される。
【００６８】
各圧力室ユニット６１の内部には、ノズル５１及びインク供給口５３にそれぞれ連通する圧力室５２が形成されている。各インク供給口５３はインクインク貯蔵／装填部１４（図１参照）のタンクと管路（図示省略）を介して連通しており、タンクから各インク供給口５３を介して各圧力室５２にインクが分配供給される。
【００６９】
また、各圧力室ユニット６１の内部には、それぞれ圧電素子５８が設けられている。圧電素子５８は、圧電材料によって形成された圧電プレートの両面を駆動電極及び共通電極で挟んだ構成となっている。各圧力室ユニット６１の圧電素子５８の駆動電極は、印字ヘッド５０の副走査方向上流面（図３（ａ）の前面）５０Ｃに設けられる駆動回路９０にそれぞれ接続されている。一方、各圧力室ユニット６１の圧電素子５８の共通電極は、印字ヘッド５０の副走査方向下流面（図３（ａ）の背面）５０Ｄに引き出されて露出しており、接地されている。なお、駆動回路９０の取り付け位置は図３（ａ）に示した例に限定されるものではない。
【００７０】
また、本実施形態の印字ヘッド５０の他の例を図３（ｂ）に斜視図で示す。また、図３（ｂ）中の一点鎖線４Ａ−４Ｂ線に沿った断面図を図４に示す。
【００７１】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを吐出するノズル５１が横１列に形成された圧力室ユニットを複数層（図３（ｂ）に示す例では、圧力室ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃの３層）積層して構成されている。
【００７２】
このとき、積層された各圧力室ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃに形成されたノズル５１は、全体が千鳥状に配列されるようになっている。図４は、積層方向に並んだノズル５１を含むような平面で切った断面を示している。
【００７３】
図４に示すように、各圧力室ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、それぞれ圧力室５２、ノズル流路５１ａ、インク供給口５３、インク供給絞り５３ａ等が形成されたインク流路プレート６８に対して、圧力室５２の一つの隔壁を構成し圧力室５２とは反対側にアクチュエータ（駆動用圧電素子）５８が形成された振動板５６、及び振動板５６と対向するような圧力室５２の隔壁を構成する圧力検出素子６６（絶縁膜＋個別電極＋ＰＶＤＦ＋共通電極＋絶縁膜）が接合されて構成されている。
【００７４】
また、振動板５６の上側には、駆動時に駆動用圧電素子５８の変形を妨げないように、駆動用圧電素子５８の周囲に空間６３を形成するためのアクチュエータカバー６２が形成されている。なお、駆動用圧電素子５８及び圧力検出素子６６には、それぞれ駆動電源を供給する電極及び配線が形成されているが図４では、図示を省略している。
【００７５】
本実施形態の圧力室ユニット５０ａ等は、このように、駆動用圧電素子５８が形成された振動板５６と圧力検出素子６６が圧力室５２の上下の隔壁を構成し、これに対して一方の側面にインク供給口５３が形成され、インク供給口５３に対向する側面にノズル流路５１ａ及びノズル５１が形成された、いわゆるサイドシューター型のヘッドを構成する。
【００７６】
インク吐出時には、駆動用圧電素子５８に駆動信号が供給され、駆動用圧電素子５８が変形すると、それにともない振動板５６が圧力室５２側に撓むように変形し、圧力室５２の容積が減少して圧力室５２内のインクに対して圧力が加わり、ノズル５１からインクが吐出するようになっている。
【００７７】
このとき、圧力室５２内のインク圧力が圧力室５２の下面を形成する圧力検出素子６６にも加わり、圧力検出素子６６が変形してその圧力を電気信号として検出する。検出した電気信号は図示を省略したセンサ配線によって同じく図示を省略した検出回路に導かれ、圧力が検出される。
【００７８】
このとき、図４に示すように、各圧力室ユニット５０ａ等は、それぞれ上から駆動用圧電素子５８が形成された振動板５６、圧力室５２、圧力検出素子６６の順番で並んで構成されており、これらがこの順で積層されて印字ヘッド５０が形成されているため、積層された各圧力室ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃにおいて、圧力検出素子６６のすぐ下に隣の層の駆動用圧電素子５８が配置されることになる。
【００７９】
そのため、圧力検出素子６６の検出信号に、検出しようとしている圧力室５２を駆動している駆動用圧電素子５８からもノイズが入るのみならず、隣の層の駆動用圧電素子５８の電気信号も入り込むため、強力なクロストークを引き起こすことになる。本実施形態では、圧力検出素子６６の検出信号に入り込むノイズを防止するために、アクチュエータカバー６２の上部にノイズ遮蔽板７０が配置されている。また、各圧力室ユニット５０ａ等を積層する際、ノイズ遮蔽板７０と圧力検出素子６６の間には接着層６７が形成されている。
【００８０】
このようにノイズ遮蔽板７０を配置することによって、圧力検出素子６６に両面から入り込むノイズを防止して、クロストークを低減することができる。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドについて説明する。
【００８２】
図５に、第２実施形態の印字ヘッドの概略構成を図４と同様の断面図で示す。
【００８３】
本実施形態の印字ヘッド１５０も、圧力室１５２を挟んで駆動用圧電素子１５８が形成されたアクチュエータ振動板１５６（第１の振動板）と圧力検出素子１６６が形成されたセンサ振動板１６４（第２の振動板）が圧力室１５２の対向する隔壁を形成し、圧力室１５２の側面にノズル１５１が形成された圧力室ユニット１５０ａ等が積層されたサイドシューター型のヘッドである。
【００８４】
図５に示すように、本実施形態の印字ヘッド１５０においては、積層の単位となる圧力室ユニット１５０ａは、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ、インク供給口１５３等が形成されたインク流路プレート１６８の上側にアクチュエータ振動板１５６が形成され、インク流路プレート１６８の下側にセンサ振動板１６４が形成されている。また、アクチュエータ振動板１５６の上側には駆動用圧電素子１５８が形成され、センサ振動板１６４の下側に圧力検出素子１６６が形成されている。また、圧力室１５２の対向する側壁には、それぞれインク供給口１５３及びノズル１５１が連通している。
【００８５】
本実施形態の印字ヘッド１５０は、このような圧力室ユニット１５０ａを積層する際、積層方向に隣あった圧力室ユニット１５０ａ、１５０ｂ同士をその構成要素が逆の順番に並ぶように積層して形成されている。例えば、図５において、圧力室ユニット１５０ａに対して、その下側に配置される圧力室ユニット１５０ｂは、圧力室ユニット１５０ａの一番下側に配置される圧力検出素子１６６のすぐ下に圧力室ユニット１５０ｂの圧力検出素子１６６が配置されて、圧力検出素子１６６、１６６同士が互いに向かい合うように配置されている。
【００８６】
すなわち、図５において上から２番目の層をなす圧力室ユニット１５０ｂにおいては、上から圧力検出素子１６６が圧力室１５２の外側に形成されたセンサ振動板１６４、圧力室１５２、そして一番下側に駆動用圧電素子１５８が圧力室１５２の外側に形成されたアクチュエータ振動板１５６が配置されるように構成されている。
【００８７】
以下同様にして、圧力検出素子１６６同士、駆動用圧電素子１５８同士が互いに向かい合うようにして、圧力室ユニット１５０ａ等を積層して行く。このように積層することにより、駆動用圧電素子１５８と圧力検出素子１６６との間にアクチュエータ振動板１５６とセンサ振動板１６４の２枚の板（例えば、ＳＵＳ等の金属製）が配置されることになり、これがシールド層の役割を果たし、駆動用圧電素子１５８から圧力検出素子１６６に入り込むノイズを遮蔽することができる。
【００８８】
またこのとき、インク吐出時の圧力によって、センサ振動板１６４及び圧力検出素子１６６が一体となった状態で撓む際の撓み量（撓むことによって生じる逃げ体積）が、駆動用圧電素子１５８（アクチュエータ）による（圧力室１５２内のインクの）排除体積の１０〜２０％となるように、センサ振動板１６４及び圧力検出素子１６６の剛性を設定する。
【００８９】
これは具体的には、例えば、センサ側（センサ振動板１６４及び圧力検出素子１６６）の材質とアクチュエータ側（アクチュエータ振動板１５６及び駆動用圧電素子１５８）の材質とが同じであったとすると、ヤング率が同じになるので、センサ側の厚みをアクチュエータ側の厚みの約２倍にすることによって得られる。
【００９０】
図６に、本実施形態の印字ヘッド１５０の積層の単位となる圧力室ユニット１５０ａを断面図で示す。
【００９１】
図６に示すように、本実施形態の印字ヘッド１５０に用いられる圧力室ユニット１５０ａは、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ、インク供給口１５３及びインク供給絞り１５３ａが形成されたインク流路プレート１６８の上にアクチュエータ振動板１５６が形成され、アクチュエータ振動板１５６の上の圧力室１５２に対応する部分に駆動用圧電体１５８（アクチュエータ）が形成されている。
【００９２】
また、圧力室１５２の側面を構成するインク流路プレート１６８のノズル流路１５１ａが形成されている側には、ノズル１５１が形成されたノズルプレート１６０が接合され、ノズル１５１とノズル流路１５１ａが連通するようになっている。
【００９３】
駆動用圧電体１５８の上にはアクチュエータ個別電極１５７が形成され、さらにアクチュエータ個別電極１５７にはアクチュエータ配線１７０が接続されている。また、アクチュエータ配線１７０とアクチュエータ振動板１５６との間には絶縁膜１６９が形成されている。
【００９４】
また、圧力室１５２の底面はセンサ振動板１６４で構成されており、その下側の圧力室１５２に対応する部分にセンサ圧電体１６６が形成されている。また、センサ圧電体１６６の下側にはセンサ個別電極１７２が形成されている。センサ個別電極１７２はセンサ配線１７４に接続しており、センサ配線１７４とセンサ振動板１６４との間には絶縁膜１７６が形成されている。
【００９５】
なお、図６においては省略しているが、インク供給絞り１５３ａは、図の右側でインク供給流路（共通流路）に連通しており、またアクチュエータ配線１７０、センサ配線１７４も、それぞれ図示を省略した駆動回路、検出回路と接続されている。
【００９６】
また、このような圧力室ユニット１５０ａ積層する際、駆動用圧電体１５８(アクチュエータ）の上方に、駆動用圧電体１５８の駆動を妨げないための空間が形成されるように積層するための部材を圧力室ユニット間に配置するようにする。また同様に、センサ圧電体１６６の下方にも、同様の空間を形成するための部材が圧力室ユニット間に配置される。
【００９７】
なお、図６において、インク供給絞り１５３ａ、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ等のハッチングしていない部分は、この断面図では断面にならない空洞部分であり、この部分に表示されている線は、ヘッド掲示用のエッジや積層したプレートの境界等を示している。
【００９８】
アクチュエータ配線１７０を介してアクチュエータ個別電極１５７に駆動信号を供給して、共通電極であるアクチュエータ振動板１５６との間に駆動電圧を印加することにより駆動用圧電体１５８が変形し、アクチュエータ振動板１５６が下へ押され、圧力室１５２の容積が減少し、圧力室１５２内に圧力が発生して、圧力室１５２の側面に設けられたノズル１５１よりインクが吐出される。このように、サイドシュータ型のヘッドにおいては、アクチュエータの変位方向と略垂直の方向にインクが吐出される。
【００９９】
また、このとき圧力室１５２内に発生した圧力により、センサ振動板１６４が変形し、それに伴ないセンサ圧電体１６６が変形して電圧が発生する。この電圧をセンサ配線１７４によって取り出し、図示を省略した検出回路によって圧力が検出される。
【０１００】
図５に示す印字ヘッド１５０は、このような圧力室ユニット１５０ａを、アクチュエータ（駆動用圧電素子１５８）同士、及び圧力検出素子１６６同士が向かい合うようにして積層して構成されている。
【０１０１】
このように積層することにより、前にも述べたが、駆動用圧電素子１５８と圧力検出素子１６６との間にアクチュエータ振動板１５６とセンサ振動板１６４の２枚の板（例えば、ＳＵＳ等の金属製）が配置されることになり、これがシールド層の役割を果たし、駆動用圧電素子１５８から圧力検出素子１６６に入り込むノイズを遮蔽することができる。
【０１０２】
また、このように積層したことにより、向かい合ったアクチュエータ同士、向かい合った圧力検出素子同士の配線を共通化して引き出すことが可能となる。
【０１０３】
例えば、図５に符号ａ、ａ’で示すような２つのアクチュエータ配線１７０を１つに共通化するとともに、符号ｂ、ｂ’で示すような２つのセンサ配線１７４を１つに共通化することができる。このとき、グランド側の共通電極はそれぞれアクチュエータ振動板１５６及びセンサ振動板１６４である。圧力室の隔壁を構成する部材が拡散接合等により接続され、電気的に完全に導通している場合は、これらの共通電極は同一の配線でグランドにアースすればよいが、ポリミド接着剤当によりアクチュエータ振動板とセンサ振動板が絶縁されている場合は、共通電極（アクチュエータ振動板１５６）と共通電極（センサ振動板１６４）は、互いの干渉を防止するために、ヘッドから離れた電源に近い位置でグランドに接続する。なお、これらはＳＵＳ板の代わりにポリミド等の樹脂の絶縁保護膜を用い、その片面に金属膜をコートして、グランドにアースするようにしてもよい。
【０１０４】
また、上記アクチュエータ配線ａとａ’とを１本で配線するようにした場合に、配線ａとａ’との切り換えは、それぞれのアクチュエータ１５８の共通グランドを分離し、駆動しない側の共通グランドの電位を対応するアクチュエータ配線ａまたはａ’と等しくすることで行うことができる。
【０１０５】
また、センサ配線ｂとｂ’を１本で配線するようにした場合に、配線ｂとｂ’との切り換えは、対応するアクチュエータ１５８の駆動タイミングを変えることによって行うことができる。
【０１０６】
また、例えば図４に示すように積層した場合には、図７（ａ）に圧力室を略して圧電素子とその配線の並びのみを示すように、アクチュエータ（駆動用圧電素子）Ｐａと圧力センサ（圧力検出素子）Ｐｂとが、交互にならんで積層され、それぞれから配線Ｗａ及びＷｂが引き出され、配線が複雑になる。
【０１０７】
これに対して、本実施形態の印字ヘッド１５０のように積層した場合には、仮にこのように配線ａとａ’及び配線ｂとｂ’を共通化しない場合であっても、図７（ｂ）に図７（ａ）と同様に略して示すように、アクチュエータＰａ同士、圧力センサＰｂ同士が並ぶように積層されるので、これらをそれぞれ１つのフレキシブルケーブルの裏表両面に配線することで、ノイズ源になる部分及びセンサ信号の部分それぞれを１枚にまとめることができるため、ノイズ対策が容易となるとともに、フレキシブルケーブルのような配線を引き出す際の部品点数を減らすことができる。
【０１０８】
次に、図６に示した、本実施形態の印字ヘッド１５０の積層単位である圧力室ユニット１５０ａの製造方法について説明する。
【０１０９】
図８に、圧力室ユニット１５０ａの製造方法の各工程を示す。
【０１１０】
まず、図８（ａ）に示すように、いずれもＳＵＳで形成された、アクチュエータ振動板１５６、圧力室１５２やインク供給口１５３等が形成された流路プレート１６８、およびセンサ振動板１６４を洗浄する。
【０１１１】
次に、図８（ｂ）に示すように、これらのアクチュエータ振動板１５６、流路プレート１６８及びセンサ振動板１６４を位置合わせをして重ね、拡散接合する。これにより、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ、インク供給口１５３及びインク供給絞り１５３ａ等が形成される。
【０１１２】
次に、図８（ｃ）に示すように、アクチュエータ振動板１５６の上に、ＡＤ法（エアロゾルデポジション法）でＰＺＴの駆動用圧電体（アクチュエータ）１５８を成膜する。
【０１１３】
次に、図８（ｄ）に示すように、センサ振動板１６４の下側にスクリーン印刷でＰＺＴのセンサ圧電体１６６を成膜する。
【０１１４】
次に、図８（ｅ）に示すように、駆動用圧電体１５８（アクチュエータ）及びセンサ圧電体１６６の各圧電体を焼成する。
【０１１５】
次に、図８（ｆ）に示すように、駆動用圧電体１５８の上にアクチュエータ個別電極１５７を形成し、アクチュエータ振動板１５６の上に絶縁膜１６９及びアクチュエータ配線１７０をスクリーン印刷で形成し、アクチュエータ個別電極１５７とアクチュエータ配線１７０とを接続する。また同様に、センサ振動板１６４の下側に、絶縁膜１７６とセンサ配線１７４を、スクリーン印刷で形成する。またセンサ圧電体１６６にセンサ個別電極１７２を形成し、センサ個別電極１７２とセンサ配線１７４とを接続する。なお、各圧電体において、共通電極は、それぞれＳＵＳ製のアクチュエータ振動板１５６、センサ振動板１６４が兼ねている。
【０１１６】
次に、図８（ｇ）に示すように、圧力室１５２の左側側壁の外側にノズルプレート１６０をポリミド接着剤で接着する。これにより図６に示したような圧力室ユニット１５０ａが形成される。
【０１１７】
具体的には、このようにして形成された図６に示すような圧力室ユニット１５０ａを、アクチュエータ同士、圧力検出素子同士が向き合うようにして積層する。
【０１１８】
なお、図８（ｇ）に示したノズルプレート１６０は、圧力室ユニット１５０ａを複数積層してから、複数の圧力室ユニット１５０ａのノズルを１枚に形成して接着してもよい。
【０１１９】
このように積層して構成することにより、例えば図４に示すような積層型の印字ヘッド５０の場合に必要であったノイズ遮蔽板が不要となるとともに、配線部材等の部品点数を削減することができヘッドサイズ（幅）を小型化することが可能となる。
【０１２０】
隣の層のアクチュエータ、圧力センサそれぞれが対向して配置されるようにしているため、配線を引き出すフレキシブルケーブル等の部材を半分で配線することができ配線数を低減することができる。また、駆動配線、センサ配線を別のフレキシブルケーブルとすることができるので、配線間にノイズ遮蔽板のようなノイズシールド部材を容易に入れることができ、電気的クロストークの発生を抑制することができる。
【０１２１】
以上説明した実施形態においては、駆動用の圧電素子（アクチュエータ）５８、１５８
の他に、圧力検出用の圧電素子（６６、１６６）を備えていたが、圧力検出用の圧電素子（６６、１６６）を（圧力）センサとして用いるだけでなく、アクチュエータとしても用いるようにしてもよい。圧力検出用の圧電素子（６６、１６６）をアクチュエータとして用いることにより、インク吐出用のアクチュエータが２つになり、その分吐出力が増加する。そのため、インクが高粘化して通常では吐出力が不足するような場合において、インク吐出のための圧力発生の補助となる。
【０１２２】
従って、圧力検出センサによって、インクが高粘化して吐出力が不足した事が検出された場合に、本来のアクチュエータと圧力検出用の圧電素子の両方を駆動することにより高粘化したインクを吐出することが可能となる。
【０１２３】
また、これを実現するためには、圧力検出用の圧電素子（６６，１６６）をアクチュエータに切り換えて駆動するように制御するための回路構成が必要となる。以下、これについて説明する。
【０１２４】
図９は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す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１７７、システムコントローラ１７８、メモリ１７９、モータドライバ１８１、ヒータドライバ１８３、プリント制御部１８０、バッファメモリ１８２、ヘッド駆動部１８４、吐出検出部１８５等を備えている。
【０１２５】
通信インターフェース１７７は、ホストコンピュータ１８６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１７７にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワーク等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。
【０１２６】
ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７７を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ１７９に記憶される。
【０１２７】
メモリ１７９は、通信インターフェース１７７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１７８を通じてデータの読み書きが行われる。なお、メモリ１７９は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。また、メモリ１７９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磁気媒体を用いてもよい。
【０１２８】
システムコントローラ１７８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、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７８は、通信インターフェース１７７、メモリ１７９、モータドライバ１８１、ヒータドライバ１８３等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、メモリ１７９の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。
【０１２９】
メモリ１７９には、システムコントローラ１７８のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。メモリ１７９は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【０１３０】
モータドライバ１８１は、システムコントローラ１７８からの指示にしたがってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１８３は、システムコントローラ１７８からの指示にしたがって後乾燥部４２（図１参照）等のヒータ１８９を駆動するドライバである。
【０１３１】
プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７８の制御に従い、メモリ１７９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、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッド駆動部１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッド駆動部１８４を介してヘッド５０（１５０）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。
【０１３２】
プリント制御部１８０にはバッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０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バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図９において、バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、メモリ１７９と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７８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。
【０１３３】
印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７７を介して外部から入力され、メモリ１７９に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ１７９に記憶される。
【０１３４】
メモリ１７９に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１７８を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０においてディザ法や誤差拡散法などのハーフトーン化技術によってインク色ごとのドットデータに変換される。インクジェット記録装置１０では、インク（色材）による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に擬似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。
【０１３５】
すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータ（処理液用及び各色用）は、バッファメモリ１８２に蓄えられる。
【０１３６】
ヘッド駆動部１８４は、プリント制御部１８０から与えられる印字データ（すなわち、バッファメモリ１８２に記憶されたドットデータ）に基づき、各色のヘッド５０（１５０）の駆動制御信号を生成する。ヘッド駆動部１８４から供給される駆動制御信号によってヘッド５０（１５０）の圧電素子５８（１５８）が駆動されることにより、該当ノズル５１（１５１）からインクが吐出される。なお、ヘッド駆動部１８４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。
【０１３７】
記録媒体たる記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０（１５０）からのインクの吐出を制御することにより、記録紙１６に画像が形成される。
【０１３８】
吐出検出部１８５は、圧力検出素子６６（１６６）によって検出された圧力室５２（１５２）の圧力変化に応じた検出信号に所定の信号処理を施す信号処理部である。ここでいう「検出信号」とは、圧力検出素子６６（１６６）が圧力室５２（１５２）の圧力を検出する圧力センサとして機能する際に、これから得られる信号であり、インク吐出時のアクチュエータ（駆動用圧電素子５８（１５８））による吐出駆動が実行されたときにインク圧力の変化に相当する検出信号である。より具体的に例示すれば、検出信号は、インク圧力の値（変化量）または駆動信号に対するノズル５１（１５１）、圧力室５２（１５２）、インク供給流路（図示省略）、駆動用圧電素子５８（１５８）、インク等の特性によって決まる共振状態（共振周波数）及び応答に相当する信号（インピーダンス変化）である。
【０１３９】
吐出検出部１８５によって信号処理を施された検出信号はプリント制御部１８０を通じてシステムコントローラ１７８へと送られ、当該圧力室５２（１５２）が有するノズル５１（１５１）の異常や圧力室５２（１５２）内の気泡発生などによる吐出異常の有無が判断される。
【０１４０】
印字検出部２４は、図１で説明したように、イメージセンサ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、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。
【０１４１】
プリント制御部１８０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ヘッド５０（１５０）に対する各種補正を行う。また、システムコントローラ１７８は、印字検出部２４並びに吐出検出部１８５から得られる情報に基づいて、予備吐出や吸引その他の所定の回復動作を実施する制御を行う。
【０１４２】
次に、圧力検出素子６６（１６６）について、検出センサとしての機能と、アクチュエータとしての機能とを切り換える制御回路について説明する。
【０１４３】
図１０は、図９で説明したプリント制御部１８０、ヘッド駆動部１８４及び吐出検出部１８５の詳細構成例を示すブロック図である。図１０中図９の構成と対応するブロックには同一の符号を付してある。図１０中符号１９０の点線で囲んだ範囲は、図９で説明したプリント制御部１８０とヘッド駆動部１８４とを組み合わせた構成に相当している（以下、これを包括して「吐出駆動部１９０」という）。なお、図１０では図示を簡略化するために、ヘッド５０（１５０）内に５つずつアクチュエータ（駆動用圧電素子）５８（１５８）及び圧力検出素子６６（１６６）を表示したが、これらの素子の数並びにその配列形態については図４あるいは図５で説明したような形態となっている。
【０１４４】
図１０の吐出駆動部１９０は、ヘッドコントローラ２００、ドットデータ生成プロセッサ２０２、駆動波形データ生成プロセッサ２０４、及びこれらに備えられた記憶手段であるＲＯＭ２０６、２０８、２１０、及び圧力検出素子６６（１６６）を制御するための、駆動波形データ生成プロセッサ２０４によって生成される駆動波形を一時記憶するＲＡＭ２１２、Ｄ／Ａ変換器２１４、駆動用アンプ２１６、ドットデータ生成プロセッサ２０２によって生成されるドットデータの一時記憶領域であるＲＡＭ２２０、パラレルシリアル変換器２２２、駆動用マルチプレクサロジック２２４、スイッチ回路２２６（駆動用マルチプレクサ）等から構成されるとともに、アクチュエータ（駆動用圧電素子５８（１５８））を制御するために同様の構成として、ＲＡＭ２１２ｂ、Ｄ／Ａ変換器２１４ｂ、駆動用アンプ２１６ｂ、ＲＡＭ２２０ｂ、パラレルシリアル変換器２２２ｂ、駆動用マルチプレクサロジック２２４ｂ、スイッチ回路２２６ｂ（駆動用マルチプレクサ）等の構成を有している。
【０１４５】
また、吐出検出部１８５は、不吐出検出コントローラ２３０、不吐出データ処理プロセッサ２３２、及びこれらに備えられた記憶手段であるＲＯＭ２３４、２３６、電圧変換増幅部２３８、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４０、検出用マルチプレクサロジック２４６、スイッチ回路２４８（検出用マルチプレクサ）等から構成されている。
【０１４６】
なお、図１０に示した、プロセッサ、コントローラ等は、ワンチップマイコンやＭＰＵなどを用いて１または２以上のデバイスに集約してもよい。また、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリは１つのデバイス内の領域を分割して構成してもよい。
【０１４７】
システムコントローラ１７８は、外部より文字や画像等の印字データを受け取り、ヘッドコントローラ２００、不吐出検出コントローラ２３０、その他、図１０において図示は省略するが記録紙１６の搬送を制御する搬送コントローラあるいはヘッド５０（１５０）の吐出異常があった場合にその回復処理を制御するヘッドメンテナンスコントローラ等を制御し、印字処理をコントロールするものである。例えば、インクが高粘化して吐出力が不足するような場合には、圧力検出素子６６（１６６）をアクチュエータに切り換えて駆動し、吐出力を増加してインクを吐出するように制御する。
【０１４８】
ヘッドコントローラ２００は、システムコントローラ１７８からの指示及びデータに基づいて印字用のドットデータの生成をドットデータ生成プロセッサ２０２に指示するとともに、インク吐出用の駆動波形の生成を駆動波形データ生成プロセッサ２０４に指示するものである。
【０１４９】
また、ヘッドコントローラ２００は、ドットデータ生成プロセッサ２０２から通知される吐出異常検出動作をすべき圧力検出素子６６（１６６）の情報を不吐出検出コントローラ２３０に伝え、更に、不吐出検出コントローラ２３０からの吐出異常情報に基づいてドットデータ生成プロセッサ２０２へ生成ドットの変更を指示するものである。
【０１５０】
駆動波形データ生成プロセッサ２０４は、ヘッドコントローラ２００の指示及び温度・湿度条件、媒体条件等に従い、各サイズのドットの生成やメンテナンス動作（予備吐出）、及びノズル面でのインク揮発防止等のために圧電素子駆動波形を生成するものである。
【０１５１】
この駆動波形データはＲＡＭ２１２ｂに蓄えられ、該駆動波形データは、所定のクロック信号に合わせてＤ／Ａ変換器２１４ｂを用いてＤ／Ａ変換され、駆動用アンプ２１６ｂにより所定電圧に増幅され、スイッチ回路２２６ｂにより切り換えられて駆動用圧電素子５８（１５８）に供給されるようになっている。
【０１５２】
ドットデータ生成プロセッサ２０２は、ヘッドコントローラ２００の指示に従い、文字や画像情報からドットの配置情報を生成するものである。生成されたドットデータはＲＡＭ２２０ｂに蓄えられる。ＲＡＭ２２０ｂに蓄えられたドットデータは、パラレルシリアル変換器２２２ｂによってパラレルシリアル変換され、多量のデータが比較的少ない信号線で圧電素子５８（１５８）近傍まで送られる。パラレルシリアル変換器２２２ｂから出力されたデータは、駆動用マルチプレクサロジック２２４ｂに入力され、所定のクロック信号に合わせて、上記駆動波形データと同期して、駆動用マルチプレクサロジック２２４ｂによりスイッチ回路２２６ｂを切り換え、駆動対象の圧電素子５８（１５８）（ピエゾアクチュエータ）に駆動波形を送るようになっている。
【０１５３】
このように、通常の吐出は、ピエゾアクチュエータ（駆動用圧電素子５８（１５８））によって行われる。ドットデータ生成プロセッサ２０２は、画像データからドットの配置情報を生成する。この情報によって、駆動用マルチプレクサ（スイッチ回路２２６ｂ）が動作し、駆動用アンプ２１６ｂからの信号を切り換えて、このアクチュエータ（駆動用圧電素子５８（１５８））に印加する。
【０１５４】
ピエゾアクチュエータ（駆動用圧電素子５８（１５８））の発生した圧力室５２（１５２）内のインク圧力は圧力検出素子６６（１６６）によって検出され、検出用マルチプレクサ２４８によって切り換えられ、電圧変換増幅部２３８以降の電気回路によって処理される。
【０１５５】
不吐出検出の結果、インクの高粘化などによって吐出力が不足していると判断された圧力室５２（１５２）に対しては、対応する圧力検出素子６６（１６６）を補助の駆動用圧電素子として使用する。その際には、２６０Ａに繋がったマルチプレクサ２２６が駆動用アンプ２１６からの信号を切り換えて印加する。
【０１５６】
また、上で述べた各実施形態においいては、各圧力室５２（１５２）に対して、アクチュエータ（駆動用圧電素子）と圧力検出素子がそれぞれ１つずつ配置され、複数の圧力室を積層する際、積層方向に隣り合った圧力室のアクチュエータ同士、及び圧力検出素子同士が対向するようにして積層されていた。
【０１５７】
これに対する変形例として、積層方向に隣り合った２つの圧力室に対して、圧力検出素子を１つにして共通にしてもよい。
【０１５８】
図１１に、このように２つの圧力室に対して圧力検出素子を共通にした印字ヘッドの例を示す。
【０１５９】
図１１に示すように、この印字ヘッド２５０においては、図５に示した印字ヘッド１５０のように複数の圧力室ユニット２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ等を、アクチュエータ（駆動用圧電素子２５８）同士、圧力検出素子２６６同士を向かい合わせるようにして積層いるが、このとき、積層方向に隣り合った２つの圧力室２５２ａ、２５２ｂに対して、圧力検出センサを１つの圧力検出素子２６６で共通化するようにしている。
【０１６０】
１つの圧力検出素子２６６に対応する２つの圧力室２５２ａ、２５２ｂは、それぞれの圧力室２５２ａ、２５２ｂのアクチュエータ（駆動用圧電素子２５８ａ、２５８ｂ）の駆動のタイミングを変えることによってそれぞれの圧力を検出する。
【０１６１】
このように、積層した状態で対向する個々の圧力室の圧力検出センサを１つのセンサ（圧力検出素子）で共通化し、個々の圧力室の駆動タイミングをずらすことで、１つの圧力検出センサにより双方の圧力室内のインク圧力を測定できるようにしたため、部品点数を半減させることが可能となる。
【０１６２】
次に、以上説明した各実施形態の印字ヘッドのもう一つの変形例について説明する。
【０１６３】
図１２に、この変形例の印字ヘッドの断面図を示す。図１２に示すように、この例は、図５に示す印字ヘッドと同様に圧力室ユニットを積層したものであるが、図５の例のような向かい合った圧力検出素子間の空洞がなくなっている。
【０１６４】
すなわち、図１２に示すように、この印字ヘッド３５０は、圧力室ユニット３５０ａ、３５０ｂ等を積層して構成され、その際アクチュエータ（駆動用圧電素子３５８ａ、３５８ｂ）同士、及び圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂ同士が向かい合うように積層されている。
【０１６５】
そして、圧力室ユニット３５０ａのセンサ振動板３６４ａと圧力検出素子３６６ａとの間にポリミド板３７１を配置し、圧力室ユニット３５０ｂのセンサ振動板３６４ｂと圧力検出素子３６６ｂとの間にポリミド板３７５を配置し、さらに２つの圧力検出素子３６６ａと３６６ｂとの間にもポリミド板３７３を配置するようにしたものである。
【０１６６】
このとき、２つの圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂ間に配置されるポリミド板３７３には、その両面に各圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂから検出信号を取り出すセンサ配線が形成される。また、各圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂとセンサ振動板３６４ａ、３６４ｂとの間に配置されるポリミド板３７１、３７５は、無しにして各センサ振動板３６４ａ、３６４ｂを共通グランドにしてもよい。
【０１６７】
図１２に示す例では、２つの圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂ間には空洞が存在しないが、厳密には図５に示すもののように空洞があった方が望ましいが、圧力検出素子３６６ａ、３６６ｂの変位量はきわめて小さいためこの空洞はなくてもよい。
【０１６８】
以上、本発明の液滴吐出ヘッド及びその製造方法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】
【０１６９】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１の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（ａ）】本実施形態の印字ヘッドの積層構造を示す斜視図である。
【図３（ｂ）】本実施形態の印字ヘッドの積層構造の他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る印字ヘッドの概略を示す、図３中の４Ａ−４Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドの概略を示す図４と同様の断面図である。
【図６】図５の印字ヘッドの積層構造の基本単位となる圧力室ユニットを示す断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、積層構造の印字ヘッドにおける配線引き出しの様子を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は、図６の圧力室ユニットの製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示したプリント制御部、ヘッド駆動部及び吐出検出部の詳細構成例を示すブロック図である。
【図１１】本実施形態の一つの変形例を示す断面図である。
【図１２】本実施形態の他の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７０】
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、６１…圧力室ユニット、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５２…圧力室、５３…インク供給口、５３ａ…インク供給絞り、５６…振動板、５８…駆動用圧電素子（アクチュエータ）、６０…ノズルプレート、６４…センサ振動板、６６…センサ圧電素子、６８…インク流路プレート、７０…ノイズ遮蔽板、７２…センサ個別電極、７４…センサ配線、７６…絶縁膜
【図１】
2007050530.tif 000003
【図２】
2007050530.tif 000004
【図３（ａ）】
2007050530.tif 000005
【図３（ｂ）】
2007050530.tif 000006
【図４】
2007050530.tif 000007
【図５】
2007050530.tif 000008
【図６】
2007050530.tif 000009
【図７】
2007050530.tif 000010
【図８】
2007050530.tif 000011
【図９】
2007050530.tif 000012
【図１０】
2007050530.tif 000013
【図１１】
2007050530.tif 000014
【図１２】
2007050530.tif 000015