(57)【要約】【課題】液体の吐出特性に差が生じることを抑制した循環式の液体噴射装置を提供する。【解決手段】インクを吐出するノズルが列設されたノズル列、該ノズルに連通する圧力発生室を有する個別流路、該個別流路に連通するマニホールド１０１、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子、及びマニホールド１０１のインクの温度を調節可能なヒーター２２を有するヘッドと、マニホールド１０１に外部からの液体を供給する供給路及びマニホールド１０１からインクを外部に回収する回収路を含む循環流路と、マニホールド１０１のインクに、マニホールド１０１の前記供給路側から前記回収路側に向かって上昇した温度勾配が付与されるようにヒーター２２を設定する制御部とを備える。【選択図】      図７
2013014058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルが列設されたノズル列、該ノズルに連通する圧力発生室を有する個別流路、該個別流路に連通する共通流路、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段、及び前記共通流路の液体の温度を調節可能な温度調節手段を有する液体噴射ヘッドと、
前記共通流路に外部からの液体を供給する供給路及び前記共通流路から液体を外部に回収する回収路を含む循環流路と、
前記共通流路の液体に、前記共通流路の前記供給路側から前記回収路側に向かって上昇した温度勾配が付与されるように前記温度調節手段を設定する制御手段とを備える
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射装置において、
前記温度調節手段は、前記共通流路の前記供給路側の液体を冷却する冷却手段又は前記共通流路の前記回収路側の液体を加熱する加熱手段の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する液体噴射装置において、
前記共通流路に流入する液体の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された液体の温度に基づいて、前記温度調節手段を設定する
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
請求項３に記載する液体噴射装置において、
前記共通流路に流入する液体の温度及び前記共通流路の前記供給路側から前記回収側に向かって減少する液体の圧力勾配と、当該温度及び当該圧力勾配に対応して設定される温度勾配との関係を表した情報である補正テーブルが記憶された記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された液体の温度及び前記共通流路の圧力勾配に対応する温度勾配を前記補正テーブルから読み出し、当該温度勾配が前記共通流路の液体に付与されるように前記温度調節手段を設定する
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、液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置として、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）。
【０００３】
インクジェット式記録ヘッドは、複数のノズルからなるノズル列、各ノズルにインクを供給する個別流路（圧力発生室等）、個別流路に共通した共通流路を有している。循環式のインクジェット式記録装置では、インクタンクから共通流路の一端部側（入口側）にインクが供給される。共通流路の入口側から供給されたインクは他端部側（出口側）に流通するとともに、一部が個別流路に流入して、ノズルからインク滴として吐出される。そして、個別流路に流入しなかったインクは、共通流路の出口側からインクタンクに回収される。
【０００４】
このようにインクを循環させることで、インク中の顔料などの成分が沈降することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
共通流路の入口側から出口側にインクが流通する途中で、個別流路にインクの一部が流入するので、共通流路の入口側から出口側に向けてインクの圧力が徐々に低下する。このように共通流路の入口側から出口側にわたりインクの圧力勾配が生じるため、ノズルから吐出されたインク滴の特性、例えば重量や形状、速度は、共通流路の入口側と出口側とで異なる。
【０００７】
このような圧力勾配によりインクの吐出特性に差が生じると、共通流路の出口側に近い個別流路・ノズルから吐出されたインクほど、インク滴の形状が小さくなり、紙面に印刷されたインクの濃度にムラが生じてしまう。また、共通流路の入口側と出口側で、吐出されたインク滴の形状や速度がばらつくため、インクの着弾精度にもばらつきが生じてしまう。
【０００８】
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インクジェット式記録装置だけではなく、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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、液体の吐出特性に差が生じることを抑制した循環式の液体噴射装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズルが列設されたノズル列、該ノズルに連通する圧力発生室を有する個別流路、該個別流路に連通する共通流路、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段、及び前記共通流路の液体の温度を調節可能な温度調節手段を有する液体噴射ヘッドと、前記共通流路に外部からの液体を供給する供給路及び前記共通流路から液体を外部に回収する回収路を含む循環流路と、前記共通流路の液体に、前記共通流路の前記供給路側から前記回収路側に向かって上昇した温度勾配が付与されるように前記温度調節手段を設定する制御手段とを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、共通流路の供給管側から回収管側に向けて、液体の温度が上昇するように温度勾配を付与し、液体の粘度を回収管側に向けて低下させる。これにより、共通流路の供給管側から回収管側に向けて流路抵抗が増大するが、共通流路の供給管側から回収管側に向けて液体の粘度が減少するので、流路抵抗の増大を抑制することができる。これにより、共通流路内の流路抵抗はほぼ一定となり、液体の圧力もほぼ一定となるので、各ノズルから吐出された液滴の大きさや速度など吐出特性も均等化される。この結果、バラツキのない液滴が吐出され、濃度ムラの無い吐出を行うことができる。このようにして、循環流路により液体を循環させるとともに、液体の濃度ムラを防止して高品質な印刷を行うことができる液体噴射装置が提供される。
【００１１】
ここで、前記温度調節手段は、前記共通流路の前記供給路側の液体を冷却する冷却手段又は前記共通流路の前記回収路側の液体を加熱する加熱手段の少なくとも一方を含むことが好ましい。これによれば、加熱手段又は冷却手段により共通流路の液体に温度勾配を付与することができる。
【００１２】
また、前記共通流路に流入する液体の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された液体の温度に基づいて、前記温度調節手段を設定することが好ましい。これによれば、液体の温度に適した温度勾配を付与することができる。
【００１３】
また、前記共通流路に流入する液体の温度及び前記共通流路の前記供給路側から前記回収側に向かって減少する液体の圧力勾配と、当該温度及び当該圧力勾配に対応して設定される温度勾配との関係を表した情報である補正テーブルが記憶された記憶手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された液体の温度及び前記共通流路の圧力勾配に対応する温度勾配を前記補正テーブルから読み出し、当該温度勾配が前記共通流路の液体に付与されるように前記温度調節手段を設定することが好ましい。これによれば、予め設定した補正テーブルに基づいて、液体の温度に適した温度勾配を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッドの断面模式図である。
【図３】ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】ヘッドの平面図及び断面図である。
【図５】循環流路の構成を示す模式図である。
【図６】本実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【図７】マニホールドの圧力勾配及びインク滴を説明する模式図である。
【図８】インクの温度とインク重量との関係を表したグラフである。
【図９】本実施形態に係る補正テーブルを表したグラフである。
【図１０】制御部による制御のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〈実施形態１〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。以下、インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単にヘッドとも言う。また、インクジェット式記録装置は液体噴射装置の一例である。
【００１６】
図１は、インクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。インクジェット式記録装置Ｉは、複数のヘッド１を有するヘッドユニットＩＩを装置本体２に固定し、搬送方向に記録シートＳ等の被噴射媒体を搬送することで印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。
【００１７】
ヘッドユニットＩＩは、ベースプレート１８と、ベースプレート１８に保持された複数のヘッド１とから構成されている。各ヘッド１のインクの吐出面となるノズルプレート２０（図３参照）は、ベースプレート１８の一方面側に現れている。このようなベースプレート１８は、フレーム部材１９を介して装置本体２に固定されている。
【００１８】
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を第１方向とは直交する第２方向に搬送し、記録シートＳをヘッド１のインクの吐出面側を通過させる。ここで、第１方向とは、後述するヘッド１のノズルが並設された方向であり、第２方向とは、第１方向に直交する方向である（図２〜４参照。）。なお、本実施形態では、第２方向は、記録シートＳとヘッド１との相対的な移動方向でもある。また、ヘッドユニットＩＩには、４つのヘッド１が第１方向に並設されている。
【００１９】
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の搬送をさせるとともに、図示しない配線を介して各ヘッド１に駆動信号を送信してインクを吐出させる。また、詳細は後述するが、制御部４は、ヘッド１に供給されたインクの温度を制御する機能を有している。
【００２０】
装置本体２には、インクが貯留されたインクタンク５が設けられている。インクタンク５には、ヘッド１に供給されるインク及びヘッド１から回収されるインクの流路となる循環流路８が設けられている。
【００２１】
循環流路８は、インクをインクタンク５から各ヘッド１に供給する流路（供給路）である供給管６と、各ヘッド１からインクタンク５へインクを回収する流路（回収路）である回収管７とから構成されている。詳細は後述するが、循環流路８により、インクは、インクタンク５から供給管６を介して各ヘッド１のマニホールド（共通流路）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を介してインクタンク５に回収される。
【００２２】
図２に基づいて、本実施形態に係るヘッドについて説明する。図示するように、ヘッド１は、インクを吐出させるヘッド本体１００と、ヘッド本体１００と循環流路８との間に介在したインクの流路を有する流路部材１７０とから構成されている。
【００２３】
流路部材１７０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に設けられ、上部供給路１２０よりもその内径が拡幅されて形成されたフィルター室１３０と、フィルター室１３０の下流側に設けられた下部供給路１６０とを有する。
【００２４】
インク導入口１１０には、循環流路８（図１参照）の一部を構成する供給枝管６２が接続され、循環流路８からのインクが上部供給路１２０に供給される。さらに下部供給路１６０は、ヘッド本体１００の共通流路であるマニホールド１０１に連通しており、下部供給路１６０からインクがマニホールド１０１に供給される。
【００２５】
これらの上部供給路１２０と下部供給路１６０との間に設けられたフィルター室１３０には、フィルター１３１が設けられている。
【００２６】
フィルター１３１は、フィルター孔１３２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。フィルター１３１により、インク内の気泡やゴミ等がフィルター１３１よりも下流側、すなわちマニホールド１０１に流入することが抑制されている。これにより、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が抑制される。
【００２７】
流路部材１７０は、その上面に別の開口であるインク排出口１５０と、インク排出口１５０に連通する回収路１４０とを備えている。回収路１４０は、マニホールド１０１に連通し、インク排出口１５０には、循環流路８（図１参照）の一部を構成する回収枝管７２が接続されている。回収路１４０には、ノズル２１から吐出されなかったインクがマニホールド１０１から流入し、インク排出口１５０を介して回収枝管７２に排出される。
【００２８】
また、流路部材１７０に接続された供給枝管６２には、マニホールド１０１に流入するインクの温度を検出する温度検出手段の一例である温度センサー２９が設けられている。温度センサー２９は、供給枝管６２の管壁に対して接触するように配置されており、この管壁を介して伝達される熱量に基づいて、供給枝管６２からマニホールド１０１に流入するインクの温度を計測する。また、温度センサー２９が計測した温度は、制御部４に送信される。
【００２９】
図３及び図４を用いて、ヘッド本体１００を詳細に説明する。図３は、ヘッド本体の分解斜視図であり、図４は、ヘッド本体の平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図である。
【００３０】
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、複数の隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２が第１方向（圧力発生室１２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（共通流路）となるマニホールド１０１の一部を構成する連通部１３が形成されている。本実施形態では、請求項の個別流路は、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５から構成されている。
【００３１】
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。
【００３２】
ノズル２１は、第１方向に並設されており、並設された複数のノズル２１からノズル列２１Ａが構成されている。
【００３３】
流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述した弾性膜５０上に、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、圧力発生手段として、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、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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
流路形成基板１０の圧電素子３００側には、保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にマニホールド部３１が設けられており、このマニホールド部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（共通流路）となるマニホールド１０１を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３２とマニホールド部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内に絶縁体膜５５、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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によってマニホールド部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のマニホールド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、マニホールド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。
【００３８】
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２参照）が設けられており、上述したように、第１開口４４には下部供給路１６０（図２参照）が連通し、第２開口４５には回収路１４０（図２参照）が連通している。
【００３９】
このような本実施形態のヘッド本体１００では、インクタンク５（図１参照）から循環流路８（供給枝管６２）や流路部材１７０の下部供給路１６０等を介してマニホールド１０１にインクが供給され、インクはマニホールド１０１内を第１開口４４から第２開口４５側に向かい流通する。マニホールド１０１内のインクの一部は、個別流路である連通路１５、インク供給路１４、圧力発生室１２に流入する。そして、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、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２１からインク滴が吐出する。
【００４０】
一方、圧力発生室１２等の個別流路に流入しなかったインクは、第２開口４５、流路部材１７０の回収路１４０、循環流路８（回収枝管７２）を介してインクタンク５に回収される。このように共通流路を含む流路全体でインクが流通しているので、インクに含まれる顔料などの成分が沈降することが防止されている。
【００４１】
また、ヘッド１のマニホールド１０１では、個別流路（圧力発生室１２等）に流入しないインクは、第１開口４４から第２開口４５に向かう方向に沿って流れる。以下、マニホールド１０１においてインクの流れる方向を流通方向という。本実施形態では、流通方向は、第１方向と平行としてある。
【００４２】
さらに、ヘッド本体１００には、マニホールド１０１のインクの温度を調節する温度調節手段の一例であるヒーター２２が設けられている。ヒーター２２は、平板状に形成され、セラミックや電熱線などの発熱体である。また、ヒーター２２は、リード線（図示せず）を介して上述した制御部４に接続されており、制御部４で設定された温度となるように所定の電流が流れるように構成されている。
【００４３】
ノズルプレート２０の流路形成基板１０との接合面には、その表面から窪んだ凹部２３が形成されており、この凹部２３にヒーター２２が収容されている。凹部２３は、マニホールド１０１内に露出するようにノズルプレート２０に設けられており、圧力発生室１２の列設方向（第１方向）に沿って所定の間隔を空けて複数個設けられている。本実施形態では、一つの圧力発生室１２に対して１つの凹部２３が設けられている。
【００４４】
このようにマニホールド１０１内に設けられたヒーター２２は、制御部４からリード線（図示せず）を介して電流が流されることで発熱する。このようなヒーター２２の発熱により、マニホールド１０１内に流れるインクが加熱される。なお、詳細は後述するが、各ヒーター２２に流される電流値を適宜設定することで、マニホールド１０１内のインクに温度勾配を与えることができる。
【００４５】
図５を用いて循環流路について詳細に説明する。図５のハッチは循環流路やヘッドのマニホールド１０１（共通流路）等に流通するインクを表し、矢印はインクの流れる方向（流通方向）を表している。
【００４６】
本実施形態に係るインクジェット式記録装置Ｉは、上述したようにヘッド１が第１方向に４つ並設されている。
【００４７】
循環流路８は、供給管６と回収管７とから構成されている。本実施形態では、４つのヘッド１に対して１つの循環流路８が設けられている。
【００４８】
供給管６は、インクタンク５に接続された一本の供給幹管６１と、供給幹管６１とヘッド１のインク導入口１１０とを接続する供給枝管６２とから構成されている。回収管７は、インクタンク５に接続された一本の回収幹管７１と、回収幹管７１とインク排出口１５０とを接続する回収枝管７２とから構成されている。回収幹管７１とインクタンク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１のインクがヘッド１から回収管７を経てインクタンク５へ回収され、インクがインクタンク５から供給管６を経てヘッド１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。
【００４９】
次に、図６を用いて本実施形態に係る制御手段である制御部４について説明する。図６は、本実施形態に係る制御部を示すブロック図である。本実施形態に係る制御手段は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）とメモリを備えた汎用コンピューターをベースに実装された制御部４であり、記録シートＳの位置、インクの吐出等を制御する機能や、ヒーター２２の加熱を制御する機能など、インクジェット式記録装置Ｉの各機能を実現する回路やプログラムから構成されている。各機能は、当該機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることや、ハードウェア回路により実現される。
【００５０】
制御部４は、印刷制御手段２４、記録ヘッド駆動回路２５、印刷位置制御手段２６及びヒーター制御手段２７を具備する。
【００５１】
印刷制御手段２４は、ヘッド１の印刷動作を制御する。例えば、印刷データの入力に伴って記録ヘッド駆動回路２５を介して圧電素子３００に駆動パルスを印加して、ヘッド１からインクを吐出させる。記録ヘッド駆動回路２５は、印刷データに基づいて、ノズル２１毎にインクの吐出回数、タイミングを決定して圧電素子３００に駆動パルスを出力する回路である。
【００５２】
印刷位置制御手段２６は、ヘッド１の印刷時に、記録シートＳとヘッド１（ヘッドユニットＩＩ）との位置決めを行う。詳しくは、印刷位置制御手段２６は、給紙ローラー３を駆動して記録シートＳを第２方向に移動させ、ヘッド１対する記録シートＳの第２方向の位置決めを行っている。
【００５３】
ヒーター制御手段２７は、各ヘッド１のヒーター２２の温度を所定温度に設定する。具体的には、各ヒーター２２にリード線（図示せず）を介して、電流を流す。これによりヒーター２２が発熱し、マニホールド１０１（図３、図４参照）内のインクが加熱される。詳細は後述するが、ヒーター制御手段２７は、マニホールド１０１の出口側（第２開口４５）に設けられたヒーター２２に、入口側（第１開口４４）に設けられたヒーター２２よりも大きい電流を流すことが可能となっている。このようにマニホールド１０１の入口側と出口側とで異なる電流を流すことで、マニホールド１０１内のインクに温度勾配を持たせることができる。
【００５４】
マニホールド１０１内のインクの温度勾配とは、マニホールド１０１の供給管６側（第１開口４４）から、マニホールド１０１の回収管７側（第２開口４５）までのインク温度の変化量である。
【００５５】
また、印刷制御手段２４には、温度センサー２９が検出したマニホールド１０１に流入するインクの温度を読み取り可能となっている。
【００５６】
さらに、制御部４は、不揮発メモリなどの記憶手段２８を備えており、印刷制御手段２４は、記憶手段２８に情報を読み込み・書き込み可能になっている。記憶手段２８には、マニホールド１０１に流入するインクの温度及びマニホールド１０１の圧力勾配と、当該温度及び当該圧力勾配に対応して設定される温度勾配との関係を表した情報である補正テーブルが記憶されている。
【００５７】
ここで、マニホールド１０１のインクの圧力勾配について説明する。図７（ａ）は、マニホールドのインクの圧量勾配を説明する模式図であり、図７（ｂ）、（ｃ）はインク滴の模式図である。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、ヘッド１のマニホールド１０１には、連通路１５等の個別流路（図３、図４参照）が第１方向に沿って複数設けられている。ここで、マニホールド１０１の第１開口４４から、各個別流路の入口（連通路１５）までの流路抵抗Ｒｉは、次のように定義される。
【００５９】
【数１】
2013014058.tif 000003
【００６０】
ηはインクの粘度［Ｐａ・Ｓ］、ｄは流路半径［ｍ］、Ｌは流路長［ｍ］、Ｕは流量［ｍ３／ｓ］を示す。ｉは１からＮまでの整数（Ｎは連通路１５の数）である。流路抵抗Ｒｉは、マニホールド１０１の第１開口４４から、第１開口４４に近い順から数えてｉ番目の連通路１５までの流路抵抗を表す。
【００６１】
第１開口４４から遠い個別流路ほど、流路長Ｌが長くなるので流路抵抗Ｒｉは高い。このため、マニホールド１０１の上流側（第１開口４４側）ほどインクの圧力Ｐｉは高く、下流側（第２開口４５側）ほどインクの圧力Ｐｉが低い。すなわち、上流側から下流側に向かい、インクの圧力が小さくなるように圧力勾配が生じている。なお、圧力Ｐｉは、マニホールド１０１の第１開口４４から近い順から数えてｉ番目の連通路１５でのインクの圧力を表す。
【００６２】
仮に、マニホールド１０１内のインクの圧力勾配を補正しないまま、ヘッド１から記録シートＳにインクを吐出したとすると、図７（ｂ）のようにインク滴が吐出される。同図のインク滴Ａｉ（ｉは、１〜Ｎまでの整数）は、ヘッド１の左から数えてｉ番目の連通路１５に連通したノズル２１（図３、４参照）から吐出されたインク滴を表している。すなわち、インク滴Ａｉは、マニホールド１０１の上流側（第１開口４４側）に近い連通路１５を介してノズル２１から吐出されたものほど大きい。このようなインク滴Ａｉの大きさの差は、上流側ほどインクが濃く、下流側ほどインクが薄くなった濃度勾配として現れる。なお、同図では、インク滴の大きさの差を分かりやすくするために、敢えて差を顕著に表現してあり、実際には図中のインク滴ほど大きさに差はない。
【００６３】
ここで、上述した流路抵抗Ｒｉにおいて、流路半径ｄと流量Ｕは略一定である。したがってインクの粘度ηを流路長Ｌに反比例して小さくすれば、各流路抵抗Ｒｉを、ほぼ一定の大きさにすることができる。
【００６４】
つまり、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けてインクの温度を上昇させるような温度勾配を付与すれば、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けてインクの粘度が低下する。この結果、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けて増大する流路長Ｌに伴い流路抵抗Ｒｉも増大するが、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けてインク粘度が減少するので、流路抵抗Ｒｉの増大が抑制される。したがって、各流路抵抗Ｒｉ、各圧力Ｐｉはほぼ一定となり、図７（ｃ）に示すように、各ノズル２１から吐出されたインク滴の大きさや速度など吐出特性も均等化される。これにより、バラツキのないインク滴が吐出され、濃度ムラの無い印刷を行うことができる。
【００６５】
ここで、図８及び図９を用いて、マニホールド１０１のインクの圧力勾配を補正する具体例を示す。図８は、インクの温度とインク重量との関係を表したグラフである。図９は、マニホールド１０１の圧力勾配及びインク温度と、これらに対応する温度勾配との関係を表した補正テーブルである。
【００６６】
図８の横軸は、温度センサー２９が検出したインクの温度、すなわち、マニホールド１０１に流入するインクの温度を表している。縦軸は、インクの温度において単位温度（ΔＴ１℃）変化したとき、ノズル２１から吐出されたインク滴の重量（Ｉｗ）の変化率を表している。
【００６７】
例えば、インクの温度が２７℃のときは、ΔＴ１℃の温度変化により、インク滴重量が約３％変化することを表している。また、グラフは、２７℃、３５℃、４０℃について、それぞれインクの粘度が１５ｍＰａ・ｓ、１１ｍＰａ・ｓ、８ｍＰａ・ｓであることを表している。
【００６８】
全体的な傾向としては、インクの温度が高いほどインクの粘度が低下している。また、インク滴の重量（Ｉｗ）の変化率は、温度の上昇に対して直線的ではなく、緩やかに低下している。換言すれば、インクの温度が低いほど、少しの温度変化でインク滴の重量（Ｉｗ）を大きく変化させることができる。
【００６９】
したがって、図７（ａ）に示したマニホールド１０１のインクに温度勾配を付与する際には、インクの温度に応じて温度勾配を設定することが望ましい。例えば、マニホールド１０１に流入するインクの温度が低ければ、僅かな温度勾配を設けるだけで、インク滴の重量に大きく変化させることができる。
【００７０】
図９に、このようなインクの特性に鑑みて設定した補正テーブルを例示する。横軸は、マニホールド１０１の第１開口４４から第２開口４５までの圧力勾配を表し、縦軸は、温度勾配を表している。図示するように、補正テーブルは、インクの温度が２７℃、インクの温度が３５℃、インクの温度が４０℃のときの圧力勾配と温度勾配との関係を表している。
【００７１】
図８で説明したように、インクの温度が低いほど、インクの重量の変化率が大きいため、温度勾配を小さく（傾きを小さく）設定してある。例えば、マニホールド１０１の圧力勾配が１００Ｐａであれば、インクの温度が２７℃、３５℃、４０℃のとき、温度勾配はそれぞれ約０．２℃、約０．３℃、約０．５℃である。
【００７２】
このような補正テーブルは、マニホールド１０１の形状から予め圧力勾配を求め、当該圧力勾配に伴う流路抵抗Ｒｉの増大を抑制するような温度勾配を、インクの温度ごとに設定することにより作製する。
【００７３】
このように作製した補正テーブルを用いた制御部４の制御のフローを説明する。図１０は、制御部４による制御のフローを示す図である。
【００７４】
まず、印刷制御手段２４は、温度センサー２９が検出したマニホールド１０１に流入するインクの温度を読み取る（ステップＳ１）。そして、この温度に対応する温度勾配を補正テーブルから読み取る（ステップＳ２）。すなわち、図９に示した補正テーブルから、マニホールドに流入するインクの温度と、予め求めておいたマニホールド１０１の圧力勾配とから温度勾配を読み取る。
【００７５】
そして、印刷制御手段２４は、マニホールド１０１のインクの温度が補正テーブルから読み取った温度勾配となるように、ヒーター制御手段２７にヒーター２２の発熱を制御させる（ステップＳ３）。具体的には、マニホールド１０１の第１開口４４側に近いヒーター２２ほど、流す電流値を低くする。
【００７６】
このようにヒーター２２を発熱させてマニホールド１０１のインクに温度勾配を付与することで、上述したように、各流路抵抗Ｒｉをほぼ一定とすることができる。
【００７７】
以降、印刷データに基づいてインクをノズル２１から吐出させて印刷する（ステップＳ４）。
【００７８】
以上に説明したように、本実施形態に係るインクジェット式記録装置Ｉでは、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けて、インクの温度が上昇するように温度勾配を付与し、インクの粘度を出口側に向けて低下させた。これにより、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けて流路抵抗Ｒｉが増大するが、マニホールド１０１の入口側から出口側に向けてインク粘度が減少するので、流路抵抗Ｒｉの増大を抑制することができる。
【００７９】
これにより、各流路抵抗Ｒｉはほぼ一定となり、各圧力Ｐｉもほぼ一定となるので、図７（ｃ）に示したように、各ノズル２１から吐出されたインク滴の大きさや速度など吐出特性も均等化される。この結果、バラツキのないインク滴が吐出され、濃度ムラの無い印刷を行うことができる。このようにして、本実施形態に係るインクジェット式記録装置Ｉでは、循環流路８により、インクを循環させるとともに、インクの濃度ムラを防止して高品質な印刷を行うことができる。
【００８０】
また、インクの温度勾配の決定に際しては、マニホールド１０１に流入するインクの温度に対応した温度勾配を用いた。これにより、インクの温度によりインク滴の重量の変化率が異なるというインクの特性に適した温度勾配をインクに付与することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、複数のヒーター２２に電流値を適宜設定することで、マニホールド１０１に温度勾配をつける温度調節手段としたが、このような態様に限定されない。例えば、第１方向に延設された一つのヒーター２２をノズルプレート２０に設け、マニホールド１０１に現れる面積を調節することで、温度勾配を付けられるようにしてもよい。例えば、ヒーター２２は、マニホールド１０１の第１開口４４側では、比較的小さな面積とし、マニホールド１０１の第２開口４５側では、比較的大きな面積とする。このような態様であっても、マニホールド１０１の第１開口４４側から第２開口４５側に向けて上昇するような温度勾配をインクに付与できる。
【００８２】
また、ヒーター２２は、マニホールド１０１内に露出している必要はない。例えば、ヒーター２２は、ノズルプレート２０の内部に埋設されていてもよい。また、ヒーター２２は、ノズルプレート２０に設けられている場合に限定されない。例えば、流路形成基板１０に設けられていてもよい。いずれにせよ、マニホールド１０１内のインクに温度勾配を付与できるならば、ヒーター２２が設けられる部位に限定はない。
【００８３】
また、温度調節手段の一例として加熱手段であるヒーター２２を採用したが、ヒーター２２に限らず、他の加熱手段であってもよい。例えば、流路形成基板１０やノズルプレート２０の内部に流路を設け、当該流路に熱媒を流通させた構成を加熱手段としてもよい。このような流路を、マニホールド１０１の第１方向に沿って、流路形成基板１０やノズルプレート２０に設け、第２開口４５側から第１開口４４側に熱媒を流通させる。これにより、第２開口４５側のインクの温度は、第１開口４４側のインクの温度よりも高くなるため、上述したような温度勾配をインクに付与することができる。
【００８４】
さらに、温度調節手段としては、ヒーター２２に限定されず、例えばペルチェ素子などの冷却手段であってもよい。この場合、マニホールド１０１の第１開口４４側のインクの温度が第２開口４５側のインクの温度よりも低くなるように冷却手段を構成する。この場合でも、マニホールド１０１の第１開口４４側から第２開口４５側に向けて上昇するような温度勾配がインクに付与される。
【００８５】
また、上述した例では、補正テーブルには、インクの温度ごとにインクの圧力勾配と温度勾配との関係が設定されているが、必ずしもインクの温度ごとに設定する必要はない。例えば、或る一つの温度におけるインクの圧力勾配と温度勾配とから補正テーブルを作製してもよい。
【００８６】
〈他の実施形態〉
上述した実施形態では、第１方向にヘッド１が４つ並設されていたが、このような態様に限らない。ヘッド１の個数、配置に限定はない。
【００８７】
また、インクタンク５に、貯留されているインクを加熱するための加熱手段を設けてもよい。インクを加熱することにより、インクの粘度が低下し、インクを良好に循環させることができる。
【００８８】
さらに、圧力発生手段として、第１電極６０、圧電材料からなる圧電体層７０及び第２電極８０を成膜及びリソグラフィー法によって形成した薄膜型の圧電素子３００を用いたが、これに限定されない。
【００８９】
例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子であってもよい。また、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて積層方向の一端部を振動板に当接させる横振動型の圧電素子を用いるようにしてもよい。さらに、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を使用することもできる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるものなども使用することができる。
【００９０】
また、上述した実施形態では、各ヘッドが固定されたライン式のインクジェット式記録装置を示したが、いわゆるシリアル式のインクジェット式記録装置に用いることも可能である。なお、シリアル式のインクジェット式記録装置とは、液体噴射ヘッドを被記録媒体の搬送方向とは交差する方向に移動させながら印刷を行うものをいう。
【００９１】
さらに、上述の実施形態では、インク滴を吐出するヘッド１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】
【００９２】
Ｉ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  ＩＩ  ヘッドユニット、  １  ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ４  制御部、  ５  インクタンク、  ６  供給管、  ７  回収管、  ８  循環流路、  １２  圧力発生室、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル、  ２１Ａ  ノズル列、  ２２  ヒーター、  ２９  温度センサー、  ４４  第１開口、  ４５  第２開口、  ６１  供給幹管、  ６２  供給枝管、  ７１  回収幹管、  ７２  回収枝管、  １００  ヘッド本体、  １０１  マニホールド（共通流路）、  １７０  流路部材、  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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【図９】
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【図１０】
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