JP4711054B2 - 圧力センサ、圧力検出装置、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は圧力センサ、圧力検出装置、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に高密度実装に適した圧力センサ、圧力検出装置、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

従来、複数のノズルを配列させた液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）と紙などの記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するようにした画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置に搭載する液体吐出ヘッドとしては、例えば、ノズルに連通する圧力室にインクを供給し、この圧力室に振動板を介して取り付けられた圧力発生手段としての圧電体に対して画像データに応じた駆動信号を与えることにより、圧力室の容積を変化させて、圧力室内のインクをノズルから吐出するようにしたピエゾ方式の液体吐出ヘッドが知られている。

一方で、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを吐出するようにしたサーマルジェット方式の液体吐出ヘッドも知られている。

また、圧力センサを設けた液体吐出ヘッドが知られている。

例えば、特許文献１には、意図していないサテライトインク滴の放出を抑えることを目的として、圧力室（チャンバ）の内圧を検出する圧力センサを備え、この圧力センサの検出結果に基づいてフィードバック制御を行うようにしたものが記載されている。

この文献には、圧力センサの具体例として、一次元的に配列された全ての圧力室にまたがる比較的薄い１ピースの圧電性センサウェーハや、各圧力室ごとに設けられた複数片の細長な圧電性センサストリップなどが開示されている。
特開２０００−９４６７５号公報（特に図２及び図１３）

近年、複数のノズルを高密度に配列して単位面積あたりの画素数（ドット数）を多くすることにより、高画質な画像を形成することが要求されている。このような要求に応えるために、複数のノズルを高密度に配列しようとすると、各ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室も一般に高密度に配列する必要がある。

一方で、高画質の画像を保障するためにインクの不吐出などの吐出異常を的確に検出することが求められており、このような要求に応えるために、各圧力室ごとに圧力センサを配置しようとすると一般に圧力室の数に応じて配線数も増加する。しかしながら、圧力室の数に応じて増加した配線を、高密度に配列した圧力室の隙間に設けることは困難である。

例えば、２次元配列された複数の圧力室のピッチが縦方向、横方向ともに０．５ｍｍであって各圧力室のサイズが縦、横ともに０．３ｍｍである場合、配線可能な圧力室間の隙間は０．２ｍｍ(=0.5-0.3mm)である。ここで、目的とする解像度が２４００ｄｐｉであって、この解像度を達成するために圧力室を縦方向において４８個（≧0.5/(25.4/2400)）並べようとする。そうすると、各圧力室ごとに１本ずつ圧力センサ用の配線が必要なので合計で４８本となる配線を、２方向（例えば右方向及び左方向）に分けて引き出すこととし、さらに圧力室間を通す必要がない圧力室１個分の配線１本を差し引いたとしても、２３本（=48/2-1）の配線は圧力室間の隙間（前述の０．２ｍｍ）に通す必要がでてくる。そうすると、配線ピッチは８．７μｍ（=0.2/23）となり、このような配線ピッチの約半分が配線の線幅であるものとすると、そのような配線は現実的には困難である。

ところで、特許文献１には、全ての圧力室にまたがる比較的薄い１ピースの圧力センサが記載されているが、各圧力室ごとで異なる圧力振幅を検出しようとすると、このような全ての圧力室にまたがる１ピースの圧力センサを用いることはできず、各圧力室ごとに設けられた圧力センサを用いることになり、このような各圧力室ごとに設けられた圧力センサでは、前述のように各圧力室ごとに配線が必要となってしまう。また、特許文献１には、一次元的に配列した圧力室は記載されているが、二次元的に配列した圧力室については記載がなく、二次元的に配列した各圧力室ごとの圧力を検出する圧力センサ及びその配線についても記載がない。すなわち、圧力室を２次元的且つ高密度に配置するとともにそのような圧力室の圧力検出を行うことは困難である。

また、圧力センサの面積が大きくなると、その静電容量も大きくなり、出力電圧が低下するという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液体に圧力を付与する圧力室などの圧力検出対象を高密度に配置することができるとともに圧力の検出感度が良い圧力センサ、その圧力センサを備えた圧力検出装置、液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、圧電体と、前記圧電体を厚さ方向において挟む第１電極及び第２電極と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、液体が供給される複数の圧力室に対して共通に設けられ、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一方の電極は、前記圧力室に対応する部分の幅よりも前記圧力室の間に対応する連結部の幅が狭く形成されていることを特徴とする圧力センサを提供する。

この発明によれば、複数の圧力検出対象に対して共通に設けられた圧力センサから信号を取得するための配線として、第１電極に接続する配線と第２電極に接続する配線とを設けるだけでよいことになり、圧力検出対象の高密度化に適している。また、少なくとも一方の電極は、圧力検出対象に対応する部分の幅よりも圧力検出対象の間に対応する連結部の幅が狭く形成されているので、連結部の静電容量が低く抑えられることになり、一様な幅の電極を有する圧力センサと比較して出力電圧が向上し、感度が良い圧力センサを提供できることになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１電極の連結部と前記第２電極の連結部とが、前記圧電体の厚さ方向において対向し合わないように、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において互いに位置を異ならせて配置されていることを特徴とする圧力センサを提供する。

請求項３に記載の発明は、圧電体と、前記圧電体を厚さ方向において挟む第１電極及び第２電極と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、液体が供給される複数の圧力室に対して共通に設けられ、前記第１電極及び前記第２電極は、前記圧力室に対応する部分と前記圧力室の間に対応する連結部とを有し、前記第１電極の連結部と前記第２電極の連結部とが、前記圧電体の厚さ方向において対向し合わないように、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において互いに位置を異ならせて配置されていることを特徴とする圧力センサを提供する。

この発明によれば、第１電極の連結部と第２電極の連結部とが、圧電体の厚さ方向において対向し合わないように、圧電体の厚さ方向と直交する方向において互いに位置を異ならせて配置されているので、連結部における静電容量が排除されて、出力電圧が向上することになるとともに、外力によって不要な信号成分が出ることを防ぎ得る。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一方の電極は、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において前記連結部が交互に位置を異ならせて配置されていることを特徴とする圧力センサを提供する。

この発明によれば、圧電体の厚さ方向に直交する方向において電極の連結部が交互に位置をずらして配置されていることにより、圧力検出対象に対応しない部分である連結部の全体として、圧力検出において余分なノイズやクロストークなどの影響を均等に受けることになり、そのようなノイズやクロストークなどの影響による不要な信号成分のキャンセルが容易になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の圧力センサと、前記圧力センサの前記第１電極の出力信号と前記第２電極の出力信号との差分をとる手段を備えたことを特徴とする圧力検出装置を提供する。

この発明によれば、ノイズやクロストークなどの影響による不要な信号成分がキャンセルされることになり、圧力検出対象に係る圧力のみを精度よく検出できることになる。

請求項６に記載の発明は、前記複数の圧力室と、請求項１乃至４の何れか１項に記載の圧力センサを備えた液体吐出ヘッドを提供する。

この発明によれば、複数の圧力室に対して共通に設けられた圧力センサから信号を取得する配線として、圧力センサの第１電極に接続する配線と第２電極に接続する配線とを設ければ済むので、圧力室の配置を高密度化することができるとともに、感度のよい圧力センサにより圧力室の内圧を的確に検出できることにより吐出異常を的確に検出し得る。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液体吐出ヘッドを備え、該液体吐出ヘッドにより所定の記録媒体に向けてインクを吐出することにより画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。

この発明によれば、液体吐出ヘッドに設けられた前述の感度が良い圧力センサによって圧力室の内圧が検出されるので、圧力室の内圧に基づいて吐出異常の検出処理、回復処理、補正処理などの高品位の画像を得るための各種の処理を行い得る。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記圧力センサの前記第１電極の出力信号と前記第２電極の出力信号との差分をとる手段を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

この発明によれば、ノイズやクロストークなどの影響による不要な信号成分がキャンセルされることになり、圧力室の内圧のみを精度よく検出できることになる。

本発明によれば、液体に圧力を付与する圧力室などの圧力検出対象を高密度に配置することができるとともに圧力の検出感度を良くすることができる。

以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

［液体吐出ヘッドの構造］
図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドの全体構造の一例について概略を示す平面透視図である。

図１において、液体吐出ヘッド５０は、紙などの記録媒体に向けてインクを吐出するノズル５１（吐出口）と、ノズル５１に連通し、ノズル５１からインクが吐出される際にインクに圧力を付与する圧力室５２と、圧力室５２にインクが供給される開口部としてのインク供給口５３とを含んでなる複数の圧力室ユニット５４が、２次元配列されて構成されている。なお、図１は、図示の便宜上、一部の圧力室ユニット５４を省略して描かれている。

複数のノズル５１は、主走査方向（本実施形態では記録媒体の搬送方向と略直交する方向である）と、主走査方向に対して所定の角度θをなす斜め方向との２方向に沿って、２次元マトリクス状に配列されている。具体的には、主走査方向に対して角度θをなす斜め方向に沿ってノズル５１が一定のピッチｄで複数配列されていることにより、各ノズル５１が主走査方向に沿った一直線上にピッチＰ（＝ｄ×cosθ）で配列されたものと等価に取り扱うことができる。これにより、主走査方向に沿って例えば１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）に及ぶような高密度のノズル配列と実質的に同等の構成となる。このような構成により、液体吐出ヘッド５０の長手方向（主走査方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。図１に示すように２方向に沿ったノズル配列を、２次元マトリクス状のノズル配列と呼ぶことにする。

すなわち、液体吐出ヘッド５０は、多数のノズル５１が２次元配列されており、これらのノズル５１に１対１で連通する多数の圧力室５２もノズル５１と同様に２次元配列されている。

なお、本発明の実施に際してノズル５１等の配置構造は図１に示した例に特に限定されない。例えば、図２に示すように、複数のノズル５１が２次元的に配列された短尺の液体吐出ヘッドブロック５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有する液体吐出ヘッドを構成してもよい。図２に示すようなノズル配列も２次元マトリクス状のノズル配列である。

図１に示すノズル配列であっても、図２に示すノズル配列であっても、主走査方向（記録媒体の搬送方向と略直交する方向）に記録媒体の全幅に対応する長さにわたるノズル列を備えるフルライン型の液体吐出ヘッドを構成することができる。

図３は、図１の液体吐出ヘッド５０の一部を拡大して示す平面透視図である。また、図３の４−４線に沿った断面図を図４に示し、図３の５−５線に沿った断面図を図５に示す。

図４及び図５に示されるように、液体吐出ヘッド５０は、ノズル形成プレート５０１、ＳＵＳプレート５０２、圧力センサ形成プレート５０３、圧力室形成プレート５０４、アクチュエータ形成プレート５０５、及び、共通液室形成プレート５０６を含む複数のプレートが積層されて形成されている。

ノズル形成プレート５０１は、液体を吐出する複数のノズル５１（吐出口）が形成されているプレートである。

ＳＵＳプレート５０２は、ノズル形成プレート５０１と接着層５１１（第１の接着層）を介して接着される、ＳＵＳからなるプレートである。

圧力センサ形成プレート５０３は、一又は複数の圧力センサ７０が形成されているプレートである。

圧力センサ７０は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの圧電材料からなる圧力検出用の圧電体層７１（以下、単に「圧電体」ということもある）を、圧電体７１の厚さ方向において、金属などの導電性材料からなる電極層７２（以下、単に「電極」ということもある）が挟んで構成されている。

なお、本実施形態における圧力検出用の圧電体７１は、複数の圧力室５２に共通のものとして１枚のプレートで形成されているが、このような場合に特に限定されず、例えば、圧力室５２ごとに形成されている場合もある。

圧力センサ７０の電極７２は、図３の４−４線の方向（すなわち主走査方向）に沿って延在し、複数の圧力室５２に共通のものとして形成されている場合を例として図示されているが、このような場合に特に限定されない。例えば、主走査方向と所定の角度をなす斜め方向に沿って延在している場合もある。

圧力検出用の圧電体７１は、後述の圧力室形成プレート５０４に形成されている圧力室５２の内圧の変化に応じて歪みを生じる。このような圧電体７１を挟む電極７２は、圧電体７１の歪みに応じて電荷が誘導される。したがって、圧力センサ７０の電極７２から、圧力室５２の内圧に応じた電圧（以下、「圧力検出信号」ということもある）が出力される。

また、圧力センサ７０の両面（上側及び下側）には、絶縁層７３を介して、シールド層７４が形成されている。シールド層７４は、接地されており、圧力センサ７０をその外部の電界から遮蔽する。

すなわち、圧力検出用の圧電体７１の上側及び下側には、その圧電体７１を挟むようにして、電極７２、絶縁層７３、シールド層７４の順に、各層が積層されている。これらの圧電体７１、電極７２、絶縁層７３及びシールド層７４によって圧力センサ形成プレート５０３が構成されている。このような圧力センサ形成プレート５０３は、絶縁性の接着層５１２（第２の接着層）を介して、ＳＵＳプレート５０２に接着されている。

圧力室形成プレート５０４は、各ノズル５１に連通する複数の圧力室５２がノズル５１に対して一対一で形成されているプレートである。このような圧力室形成プレート５０４は、絶縁性の接着層５１３（第３の接着層）を介して、圧力センサ形成プレート５０３に接着されている。

アクチュエータ形成プレート５０５は、各圧力室５２の容積を変化させる圧力発生手段としての複数のアクチュエータ６０が圧力室５２に対して一対一で形成されているプレートである。このようなアクチュエータ形成プレート５０５は、絶縁性の接着層５１４（第４の接着層）を介して、圧力室形成プレート５０４に接着されている。

アクチュエータ６０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸塩）などの圧電材料からなる圧力発生用の圧電体５８を、導電性を有する振動板５６及び個別電極５７が挟んで構成されている。

振動板５６は、圧力室形成プレート５０４を挟んで、ノズル形成プレート５０１、ＳＵＳプレート５０２及び圧力センサ形成プレート５０３が配置されている側とは反対側に配置されており、圧力室５２の一方の面（振動面）を構成している。

また、振動板５６は、接地されており、アクチュエータ６０の一方の電極（共通電極）を構成している。アクチュエータ６０の他方の電極は、個別電極５７によって構成されており、この個別電極５７から延在して駆動信号用の電極パッド５９が形成されている。この駆動信号用の電極パッド５９は、後述の柱状電気配線６２を介して外部と接続されている。

圧力発生用の圧電体５８は、個別電極５７に所定の駆動信号が与えられると歪みを生じ、振動板５６を介して、圧力室５２の容積を変化させる。

なお、本実施形態における振動板５６は、複数の圧力室５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されているが、このような場合に特に限定されず、圧力室５２ごとに形成されている場合もある。

共通液室形成プレート５０６は、アクチュエータ形成プレート５０５を挟んで、圧力室形成プレート５０４が配置されている側とは反対側に配置されており、圧力室５２にインクを供給する共通液室５５と、アクチュエータ６０に駆動信号を供給する柱状電気配線６２が形成されている。

なお、図４及び図５は、図１に示す液体吐出ヘッド５０のうちで一つの圧力室ユニット５４に相当する部分のみを図示しているので、共通液室５５を構成する壁としては天面板５５１のみ示されているが、実際には、図４及び図５では図示を省略した側壁が存在する。

共通液室５５は、圧力室５２に対してノズル５１を下として見たとき、複数の圧力室５２の直上において、これらの複数の圧力室５２の全てを覆うように、ひとつの共通の空間をなす流路として形成されており、図示を省略したインク貯蔵手段としてのインクタンクから供給されたインクを、複数の圧力室５２に対してそれぞれインク供給口５３を介して供給する。このような共通液室５５により、各圧力室５２に対して、インクがリフィル性良く供給されることになる。

柱状電気配線６２は、アクチュエータ６０が配置されている面に対して略垂直に立ち上がり、共通液室５５を貫通してその天面板５５１の上面に達している。天面板５５１の上面には、図示を省略したＦＰＣ（Flexible Print Circuit）が設けられ、このＦＰＣを介して液体吐出ヘッド５０の外部から柱状電気配線６２に所定の駆動信号が与えられる。

図６は、図５の断面図に示される液体吐出ヘッド５０のノズル形成プレート５０１からアクチュエータ形成プレート５０５までの構成要素を分解した状態で示している。

主な構成要素の厚さの例を示すと、ノズルプレート５０１は５０μｍ、第１の接着層５１１は２μｍ、ＳＵＳプレート５０２は８０μｍ、第２の接着層５１２及び第３の接着層５１３は５μｍ、シールド層７４は１μｍ、絶縁層７３は５μｍ（但し電極７２に隣接する部分の厚さである）、電極７２は１μｍ、圧力検出用の圧電体７１は４０μｍ、圧力室形成プレート５０４は１５０μｍ、振動板５６は５μｍである。

なお、図３、図４、図５及び図６は、図１に示す液体吐出ヘッド５０のうちで一つの圧力室ユニット５４に相当する部分のみを図示しているので、ノズル５１、圧力室５２、アクチュエータ６０がそれぞれひとつずつ図示されているが、実際には、一つの液体吐出ヘッド５０にそれぞれ複数形成されていることは言うまでもない。

［圧力センサの構造］
図７は、圧力センサ７０、圧力発生手段であるアクチュエータ６０、圧力センサ７０の圧力検出対象である圧力室５２、及び、アクチュエータ６０が発生した圧力によって圧力室５２内の液体を吐出するノズル５１について、これらの位置関係の例を模式的に示す断面図である。なお、図３〜図６に示したその他構成要素（圧力センサ７０、アクチュエータ６０、圧力室５２及びノズル５１以外の液体吐出ヘッド５０の構成要素である）については、説明の便宜上、図示を省略してある。

圧力センサ７０は、その圧力検出対象である複数の圧力室５２に対して共通に設けられている。例えば、図７に示すように、８つの圧力室５２を一組として、これらの８つの圧力室５２の内圧に応じた電圧を出力する共通の圧力センサ７０を設ける。

なお、１つの圧力センサ７０に対応する圧力室５２の数は、特に限定されない。

圧力センサ７０は、その圧力検出対象である複数の圧力室５２をまたがるように配置されている。例えば、図７に示すように、１組である８つの圧力室５２の下側（ノズル５１が配置されている側である）に、８つの圧力室５２をまたがるように圧力センサ７０が配置されている。

なお、圧力センサ７０を配置する位置は、圧力検出対象の圧力室５２の下方に特に限定されない。例えば、１組である複数の圧力室５２の側方に、ノズル５１の配置面に対して垂直に圧力センサ７０を配置してもよい。ただし、圧力室５２を２次元的に且つ高密度に配置するためには、圧力室５２の側方に圧力センサ７０が配置されているよりも、圧力室５２の下方に圧力センサ７０が配置されている方が、好ましい。また、ノズル５１の吐出状態を的確に判定するには、図７に示すようにノズル５１の近傍に圧力センサ７０が配置されていることが、好ましい。

図７に一例として示されている圧力センサ７０は、液体吐出ヘッド５０内の全圧力室５２に対して共通に設けられた平板状の一枚の圧電体７１と、８つの圧力室５２ごとに共通に設けられた一対の電極７２（正電極と負電極である）とによって構成されている。また、正負の各電極７２からその長さ方向に配線９１（図１０に符号９１−１、９１−２、９１−３を付して示す配線である）が引き出されて設けられている。

なお、圧力検出用の圧電体７１は、全ての圧力室５２に対して共通である場合に限定されず、物理的に分割されていてもよい。例えば、電極７２と同様に複数（例えば８つ）の圧力室５２を一組としてその一組の圧力室５２に共通に設けられていてもよく、また、各圧力室５２ごとに個別に設けられていてもよい。

また、圧力検出用の圧電体７１の形状は、平板状に限定されるものではない。ただし、圧力センサ７０を圧力室５２とノズル５１との間に設けた場合、アクチュエータ６０によって発生された圧力に対する吐出の即応性を低下させないように、薄板からなる圧電材料を圧電体７１として用いて、圧力室５２からノズル５１の吐出面までの距離を短くすることが、好ましい。

圧力検出用の圧電体７１は、例えば、ＰＶＤＦなどの強誘電性の圧電材料からなる。

また、図７に示す圧力検出用の圧電体７１は、圧力検出対象である圧力室５２に対応する部分８１（検出対応部）と、それ以外の部分８２（検出非対応部）とよって構成されている。ただし、圧力検出用の圧電体７１が、各圧力室５２ごとに物理的に分割して設けられている場合には、圧電体７１の検出非対応部８２は存在しない。

圧力検出用の圧電体７１を挟む一対の電極７２は、金属などの導電性材料からなる２枚の薄板（又は薄膜）によって形成されている。このような電極７２は、圧力検出対象である圧力室５２に対応する部分８３（検出対応部）と、圧力室５２間に対応する連結部８４（検出非対応部）とによって構成されている。

図７に一例として示されている電極７２の各検出対応部８３は、各圧力室５２の断面積と略同一の表面積をそれぞれ有しており、各圧力室５２の内圧に応じて圧電体７１に歪みが生じるとその歪みに対応する電荷が効率よく誘導される。

なお、電極７２の検出対応部８３の表面積は、圧力検出対象である圧力室５２の断面積と等しい場合に特に限定されない。例えば、圧力室５２のうちでノズル５１の周辺部分のみに対応する検出対応部８３を設けてもよい。

ところで、電極７２の連結部８４（検出非対応部）にも電荷が誘導されるが、その電荷の量は電極７２の検出対応部８３に誘導される電荷の量と比較して小さい。

このような電極７２の連結部８４に誘導される電荷による影響を無視できるほど低減した圧力センサ７０の具体的な態様には、各種あるので、そのうちで代表的なものについて、第１実施形態から第５実施形態までに分けて、以下、詳細に説明する。

まず、図８〜図１１を用いて、第１実施形態の圧力センサについて説明する。

図８は、第１実施形態の圧力センサ７０を主走査方向に対して斜めの方向に沿って配置した場合のインク吐出ヘッド５０を示す平面透視図である。一方で、図９は、第１実施形態の圧力センサ７０を主走査方向に沿って配置した場合のインク吐出ヘッド５０を示す平面透視図である。

なお、図８及び図９は、圧力センサ７０の電極７２のみを透視して示しており、図１に示したその他構成要素（ノズル５１、圧力室５２及びインク供給口５３）、圧力検出用の圧電体７１、及び、電極７２からの配線９１（図１０に符号９１−１、９１−２、９１−３を付して示す配線である）については、説明の便宜上、図示を省略してある。

図８及び図９に示すように、第１実施形態の圧力センサ７０は、圧力室５２間に対応する連結部８４の幅が圧力室５２に対応する検出対応部８３の幅よりも狭く形成されている。

検出対応部８３は、図８及び図９に示す例では、圧力室５２の断面形状と同じ形状をしており、圧力室５２の断面積と同等の表面積を有しているが、検出対応部８３の形状及び断面積はこのような場合に特に限定されない。

連結部８４の幅については、連結部８４の配線抵抗が極端に高くならず、断線等の問題がないならば、狭いほど連結部８４の静電容量を低減することができ、好ましい。連結部８４の幅は、例えば、圧力室５２の幅（すなわち電極７２の検出対応部８３の幅）の１／３以下とする。

なお、圧力センサ７０の配列態様は、図８及び図９に示した例に特に限定されない。図８及び図９は、本実施形態の圧力センサ７０を、図１に示されているような圧力室５２が主走査方向と斜め方向とに２次元マトリクス状に配列された液体吐出ヘッド５０に適用した場合について示すものであり、圧力検出対象である圧力室５２の配置の態様によって圧力センサ７０の配列を異なるものとしてよいことは言うまでもない。例えば、圧力室５２が副走査方向に沿って並べられている場合には、圧力センサ７０も副走査方向に沿って配置してよい。また、圧力室５２が一次元的に配列されている場合には、圧力センサ７０も１次元的な配列でよいことは言うまでもない。

図９に示すように主走査方向に沿って圧力センサ７０を配置した場合における圧力センサ７０への配線について、その一部を図１０の平面図に示す。

図１０において、一方向に沿って並べられた複数の圧力センサ７０（７０−１、７０−２、７０−３）の電極７２（７２−１、７２−２、７２−３）から、液体吐出ヘッド５０の外部に圧力検出信号を出力するための複数の電極パッド９２（９２−１、９２−２、９２−３）に至るまで、圧力検出信号用の配線９１（９１−１、９１−２、９１−３）が形成されている。

実際には、図７に示すように圧電体７１を挟む一対の電極７２（正電極及び負電極）が形成されているので、図１０に示すような圧力検出信号用の配線９１及び電極パッド９２は、圧電体７１の両側（図７において圧電体７１の上側及び下側）に正電極用と負電極用とに分かれて設けられる。

図１１は、第１実施形態の圧力センサをひとつ示す平面図である。なお、後述する他の実施形態の圧力センサと区別するため、図１１では、第１実施形態の圧力センサに符号７０ａを付し、その正電極の符号を７２１ａとし、負電極の符号を７２２ａとしてある。第１実施形態の圧力センサ７０ａでは、正電極７２１ａと負電極７２２ａとが同一形状である。

また、図１１では、圧力検出用の圧電体７１は、全ての圧力室５２に対して共通に設けられているものとして図示を省略してある。

第１実施形態の圧力センサ７０ａの電極７２１ａ、７２２ａは、前述のように圧力室５２間に対応する連結部８４の幅を圧力室５２に対応する検出対応部８３の幅よりも狭くして形成されている。このような第１実施形態の圧力センサ７０ａと、図１２に示す一様な幅の電極９７２を有する圧力センサ９７０とを対比してみる。

ここで、２次元配列された複数の圧力室５２のピッチが縦方向（副走査方向）、横方向（主走査方向）ともに0.5mmであって、各圧力室５２のサイズが縦、横ともに0.3mmであるものとする。そうすると、0.5mmピッチで幅0.3mmの圧力室５２が配置されているので、図１２に示す圧力センサ９７０の幅が一様な電極９７２では、その４０％（=(0.5-0.3)/0.5×100％）が圧力検出としては不要な部分ということになる。ひとつの圧力センサ９７０に対応する圧力室５２が８個である場合、圧力室５２間が７箇所なので、図１２に示す電極９７２の幅が一様な圧力センサ９７０の静電容量は、連結部８４が全くない場合と比較して略１．５８（=(40×7＋60×8)／(60×8)）倍となり、出力電圧は略０．６３倍となってしまう。これに対して、図１１に示す電極７２ａの連結部８４が幅狭な第１実施形態の圧力センサ７０ａの静電容量は、連結部８４の幅を圧力室５２の幅の略１／３であるものとすると、連結部８４が全くない場合と比較して略１．１９（(40×7×（1/3）＋60×8)／(60×8)）倍となり、出力電圧は略０．８４倍となる。すなわち、図１１に示す第１実施形態の圧力センサ７０ａでは、図１２に示す電極９７２の幅が一様な圧力センサ９７０と比較して、出力電圧が略１．３３（=0.84/0.63）倍向上し、これは２．５ｄＢの改善効果に相当する。

なお、圧力センサ７０の正電極及び負電極の両電極の連結部８４がともに検出対応部８４３よりも幅が狭い場合について説明したが、正電極及び負電極のいずれか一方の電極のみの連結部８４が検出対応部８４３よりも幅が狭い場合であってもよい。

次に、図１３を用いて、第２実施形態の圧力センサ７０ｂについて説明する。

図１３（ａ）は、第２実施形態の圧力センサ７０ｂの正電極７２１ｂを示す平面図である。図１３（ｂ）は第２実施形態の圧力センサ７０ｂの負電極７２２ｂを示す平面図である。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の正電極７２１ｂを実線で示すとともに図１３（ｂ）の負電極７２２ｂを点線で示す第２実施形態の圧力センサ７０ｂの平面図である。なお、図１３において、一対の電極７２１ｂ、７２２ｂによって挟まれる圧力検出用の圧電体は、全ての圧力室５２に対して共通に設けられているものとして図示を省略してある。

図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第２実施形態の圧力センサ７０ｂの電極（正電極７２１ｂ、負電極７２２ｂ）は、圧力室５２間に対応する連結部８４の幅を圧力室５２に対応する検出対応部８３の幅よりも狭くして形成されている。

また、第２実施形態の圧力センサ７０ｂは、特に図１３（ｃ）に示されるように、正電極７２１ｂの連結部８４と負電極７２２ｂの連結部８４とが、垂直方向（厚さ方向である）において対向し合わないように、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において互いに位置を異ならせて配置されている。

なお、図１３（ｃ）に示されるように、垂直方向（厚さ方向）から見た場合に、正電極７２１ｂの連結部８４と負電極７２２ｂの連結部８４との間に隙間８４４が形成されていることが、好ましい。

第２実施形態の圧力センサ７０ｂは、正電極７２１ｂの連結部８４と負電極７２２ｂの連結部８４とが水平方向（厚さ方向に直交する方向）において互いに位置を異ならせて配置され、正電極７２１ｂの連結部８４と負電極７２２ｂの連結部８４とが対向し合わないことにより、第１実施形態の圧力センサ７０ａと比較して、不要な静電容量を削減することができるとともに、不要な信号成分の発生を削減することができる。

具体的には、電極７２１ｂ、７２２ｂのうち圧力検出について不要な連結部８４の静電容量がなくなって、圧電センサ７０ｂの全体の静電容量は連結部８４が全くない場合と同等（１倍）になり、出力電圧も同等（１倍）になる。図１２に示す電極９７２の幅が一様な圧力センサ９７０と比較した場合、出力電圧が略１．５９（=1/0.63）倍向上し、これは４ｄＢの改善効果に相当する。

次に、図１４を用いて、第３実施形態の圧力センサ７０ｃについて説明する。

図１４（ａ）は、第３実施形態の圧力センサ７０ｃの正電極７２１ｃを示す平面図である。図１４（ｂ）は、第３実施形態の圧力センサ７０ｃの負電極７２２ｃを示す平面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）の正電極７２１ｃを実線で示すとともに図１４（ｂ）の負電極７２２ｃを点線で示す第３実施形態の圧力センサ７０ｃの平面図である。なお、図１４において、一対の電極７２１ｃ、７２２ｃによって挟まれる圧力検出用の圧電体は、全ての圧力室５２に対して共通に設けられているものとして図示を省略してある。

図１４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第３実施形態の圧力センサ７０ｃの電極７２１ｃ、７２２ｃは、圧力室５２間に対応する連結部８４の幅を圧力室５２に対応する検出対応部８３の幅よりも狭くして形成されている。

また、第３実施形態の圧力センサ７０ｃは、正電極７２１ｃの連結部８４と負電極７２２ｃの連結部８４とが、垂直方向（厚さ方向である）において対向し合わないように、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において互いに位置を異ならせて配置されている。

さらに、第３実施形態の圧力センサ７０ｃは、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において同一の電極上の連結部８４が交互に位置を異ならせて配置されている。

具体的には、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように圧力センサ７０ｃを水平方向（厚さ方向に直交する方向）に沿って配置した場合、複数の連結部８４は、それぞれの電極７２１ｃ、７２２ｃ上で、ひとつごとに位置が図１４（ｃ）中において上下している。実際には、複数の連結部８４は、水平方向（厚さ方向に直交する方向）において千鳥状に交互に位置を異ならせている。

詳細には、正電極７２１ｃにおいて、その電極７２１ｃの長さ方向に沿って並んだ複数の検出対応部８３を連結している複数の連結部８４同士が、図１４（ｃ）中では上、下、上、下、・・・と（実際には電極７２１ｃの幅方向において右、左、右、左、・・・と）、交互に位置を切り替えて配置されている。負電極７２２ｃにおいても、複数の連結部８４同士が、図１４（ｃ）中では下、上、下、上、・・・と（実際には電極７２２ｃの幅方向において左、右、左、右、・・・と）、正電極７２１ｃとは幅方向において反対位置となるように、交互に位置を切り替えて配置されている。

なお、図１４（ｃ）に示されるように、垂直方向（厚さ方向）から見た場合に、正電極７２１ｂの連結部８４と負電極７２２ｂの連結部８４との間に隙間８４４が形成されていることが、好ましい。

第３実施形態の圧力センサ７０ｃは、正電極７２１ｃの連結部８４と負電極７２２ｃの連結部８４とが対向し合わないことにより、第１実施形態の圧力センサ７０ａと比較して、不要な静電容量を削減することができるとともに、不要な信号成分の発生を削減することができる。

さらに、同一の電極上で連結部８４が交互に位置を異ならせて配置されていることにより、連結部８４全体として周辺環境からの電気的クロストークや電波ノイズを各電極７２１ｃ、７２２ｃ上で均等に受けることになるので、後述するように正電極７２１ｃから出力される圧力検出信号と負電極７２２ｃから出力される圧力検出信号との差分をとることにより確実にクロストークやノイズをキャンセルし得ることになる。

また、熱膨張や外力による面方向の剪断歪みが発生しても、連結部８４で生じる影響を大部分キャンセルし得ることになる。それは、面内の剪断歪みが加わった場合、相対的に上側に位置する連結部８４と相対的に下側に位置する連結部８４とで互いにキャンセルされるからである。特に、同一の電極上で連結部８４の数が偶数である場合には、剪断歪みが面内で均一であれば、連結部８４で生じる影響は「０」にキャンセルされることになる。

次に、図１５を用いて、第４実施形態の圧力センサ７０ｄについて説明する。

図１５（ａ）は、第４実施形態の圧力センサ７０ｄの正電極７２１ｄを示す平面図である。図１５（ｂ）は、第４実施形態の圧力センサ７０ｄの負電極７２２ｄを示す平面図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）の正電極７２１ｄを実線で示すとともに図１５（ｂ）の負電極７２２ｄを点線で示す第４実施形態の圧力センサ７０ｄの平面図である。

図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第４実施形態の圧力センサ７０ｄは、正電極７２１ｄの連結部８４と負電極７２２ｄの連結部８４とが、垂直方向（厚さ方向である）において対向し合わないように、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において互いに位置を異ならせて配置されている。

なお、第４実施形態の圧力センサ７０ｄの幅は、ほぼ一様である。

第４実施形態の圧力センサ７０ｄによれば、電極７２１ｄ、７２２ｄのうち圧力検出について不要な連結部８４の静電容量がなくなって、圧電センサ７０ｄの全体の静電容量は、連結部８４が全くない場合と比較して同等（１倍）になり、出力電圧も同等（１倍）になる。

なお、図１５（ｃ）に示されるように、垂直方向（厚さ方向）から見た場合に、正電極７２１ｄと負電極７２２ｄとの間に隙間８４４が形成されていることが、好ましい。

次に、図１６を用いて、第５実施形態の圧力センサ７０ｅについて説明する。

図１６（ａ）は、第５実施形態の圧力センサ７０ｅの正電極７２１ｅを示す平面図である。図１６（ｂ）は、第５実施形態の圧力センサ７０ｅの負電極７２２ｅを示す平面図である。図１６（ｃ）は、図１６（ａ）の正電極７２１ｅを実線で示すとともに図１６（ｂ）の負電極７２２ｅを点線で示す第５実施形態の圧力センサ７０ｅの平面図である。

図１６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第５実施形態の圧力センサ７０ｅは、第４実施形態の圧力センサ７０ｄと同様に、正電極７２１ｅの連結部８４と負電極７２２ｅの連結部８４とが、垂直方向（厚さ方向である）において対向し合わないように、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において互いに位置を異ならせて配置されている。

さらに、第５実施形態の圧力センサ７０ｅは、水平方向（厚さ方向に直交する方向である）において負電極７２２ｅ上の連結部８４が交互に位置を異ならせて配置されている。詳細には、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように圧力センサ７０ｅを水平方向に沿って配置した場合、複数の連結部８４は、負電極７２２ｅ上で、ひとつごとに位置が上下している。

なお、第５実施形態の圧力センサ７０ｅの幅は、ほぼ一様である。

また、図１６（ｃ）に示されるように、垂直方向（厚さ方向）から見た場合に、正電極７２１ｅの連結部８４と負電極７２２ｅの連結部８４との間に隙間８４４が形成されていることが、好ましい。

［画像形成装置の構成］
図１７は、図１の液体吐出ヘッド５０を備えた画像形成装置１０の全体構成例を示すブロック図である。

図１７に示す画像形成装置１０は、主として、通信インターフェース１１１、メモリ１１２、１５１、システムコントローラ１１３、搬送部１１４、搬送制御部１１５、給液部１１６、給液制御部１１７、印字検出部１１８、ヘッドコントローラ１５０、ドットデータ生成部１５２、アクチュエータ駆動部１５３、アクチュエータ選択部１５４、センサ選択部１５５、圧力検出信号処理部１５６、及び、吐出異常検出部１５７を含んで構成されている。

通信インターフェース１１１は、ホストコンピュータ３００から送られてくる画像データを受信する画像データ入力手段である。通信インターフェース１１１には、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネットなどの有線、又は、無線のインターフェースを適用することができる。

ホストコンピュータ３００から送出された画像データは通信インターフェース１１１を介して画像形成装置１０に取り込まれ、システムコントロール用のメモリ１１２に一旦記憶される。

なお、画像データの入力態様は、ホストコンピュータ３００との通信により画像データが入力される場合に特に限定されるものではない。例えば、メモリカードや光ディスクなどのリムーバブルメディアから画像データを読み込むことにより画像データが画像形成装置１０に入力されるようにしてもよい。

システムコントローラ１１３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画像形成装置１０の全体を制御する主制御手段である。すなわち、システムコントローラ１１２は、通信インターフェース１１１、システムコントロール用のメモリ１１２、搬送制御部１１５、給液制御部１１７、印字検出部１１８、ヘッドコントローラ１５０等の各部を制御する。

搬送部１１４は、紙などの記録媒体を所定の搬送路上で搬送するものである。例えば、記録媒体を吸引して載置する搬送ベルト、その搬送ベルトを駆動する搬送ローラ及び搬送モータを含んで構成される。

搬送制御部１１５は、システムコントローラ１１３からの指示に従って搬送部１１４を駆動するドライバ（駆動回路）である。

搬送部１１４は、搬送制御部１１５により制御され、記録媒体と液体吐出ヘッド５０とを、記録媒体の搬送方向（副走査方向）において、相対的に移動させる。

給液部１１６は、液体吐出ヘッド５０にインクを供給するものである。給液部１１６は、例えば、画像形成装置１０に着脱自在に装着されたインクカートリッジ等のインク貯蔵部(図示を省略)から液体吐出ヘッド５０に至る管路、及び、ポンプ等からなる。

給液制御部１１７は、システムコントローラ１１３からの指示に従って給液部１１６を制御し、これによりインクカートリッジ等のインク貯蔵部から液体吐出ヘッド５０に対してインクが供給される。

印字検出部１１８は、液体吐出ヘッド５０の吐出結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った画像から着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。

ヘッドコントローラ１５０は、システムコントローラ１１３からの指示に従って、液体吐出ヘッド５０による画像形成や液体吐出ヘッド５０の吐出異常検出を制御する。

ドットデータ生成部１５２は、ヘッドコントローラ１５０の指示に従い、画像データからドットデータを生成するものである。画像データは、通信インターフェース１１１などにより画像形成装置１０に入力されてメモリ１１２に記憶されている。ドットデータは、主としてドットの配置を示すデータである。ドットのサイズが可変である場合には、ドットデータは、ドットの配置に加えて、ドットのサイズを示す。生成されたドットデータはヘッドコントロール用のメモリ１５１に記憶される。

アクチュエータ駆動部１５３は、ヘッドコントローラ１５０の指示に従い、液体吐出ヘッド５０のアクチュエータ６０に供給される所定の駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、アクチュエータ選択部１５４に対して出力される。

ヘッドコントローラ１５０は、ドットデータ生成部１５２によって生成されたドットデータに基づいて、液体吐出ヘッド５０内に２次元配列されている全てのアクチュエータ６０の中から駆動信号を与えるアクチュエータ６０を決定し、駆動信号を与えるアクチュエータ６０を示すアクチュエータ選択信号を生成する。生成されたアクチュエータ選択信号は、アクチュエータ選択部１５４に対して出力される。このようなアクチュエータ選択信号は、アクチュエータ駆動部１５３によって生成された駆動信号と同期してアクチュエータ選択部１５４に与えられるようになっている。

アクチュエータ選択部１５４は、スイッチ回路及びマルチプレクサロジック回路を含んで構成されている。アクチュエータ選択部１５４は、ヘッドコントローラ１５０から出力されたアクチュエータ選択信号に基づいて、アクチュエータ６０を選択し、アクチュエータ駆動部１５３によって生成された駆動信号を与える。

アクチュエータ選択部１５４から駆動信号を与えられた液体吐出ヘッド５０のアクチュエータ６０は、圧力を発生して対応する圧力室５２の容積を変化させることによりノズル５１からインクを吐出させる。

このような液体吐出ヘッド５０による記録媒体に向けたインクの吐出と並行して、ヘッドコントローラ１５０は、ドットデータ生成部１５２によって生成されたドットデータに基づいて、吐出異常検出のための圧力検出を行う圧力センサ７０を決定し、その決定された圧力センサ７０を示すセンサ選択信号を生成する。生成されたセンサ選択信号は、センサ選択部１５５に対して出力される。

センサ選択部１５５は、スイッチ回路及びマルチプレクサロジック回路を含んで構成されている。センサ選択部１５５は、ヘッドコントローラ１５０から出力されたセンサ選択信号に基づいて圧力センサ７０を選択する。

なお、液体吐出ヘッド５０内の各圧力センサ７０は、対応する圧力室５２の内圧を検出して、圧力検出信号を出力する。詳細には、液体吐出ヘッド５０の圧力センサ７０は一対の正電極及び負電極を有しており、各圧力センサ７０からは正電極の圧力検出信号と負電極の圧力検出信号とが出力される。

センサ選択部１５５は、選択した圧力センサ７０からの圧力検出信号を圧力検出信号処理部１５６に対して出力する。

圧力検出信号処理部１５６は、主として、電圧変換増幅回路１５６１、差分回路１５６２、バンドパスフィルタ１５６３（ＢＰＦ）、及び、Ａ／Ｄ変換器１５６４を含んで構成されている。

電圧変換増幅回路１５６１は、圧力センサ７０の正電極から出力された圧力検出信号及び負電極から出力された圧力検出信号に対して、所定の電圧変換と増幅を施す。

差分回路１５６２は、圧力センサ７０の正電極から出力された圧力検出信号と負電極から出力された圧力検出信号の差分をとる。なお、図１７に示す例では、実際には、電圧変換増幅回路１５６１によって所定の電圧変換及び増幅が施された後の圧力検出信号同士について差分をとるようになっている。

ここで、差分回路１５６２から出力される差分処理後の圧力検出信号について説明する。

差分回路１５６２により圧力センサ７０の正電極から出力された圧力検出信号と負電極から出力された圧力検出信号との差分がとられることにより、圧力センサ７０が受ける電気的クロストークや電波ノイズがキャンセルされることになる。

図１８（ａ）は、圧力センサ７０の正電極から出力された圧力検出信号の一例としての波形２０１を示し、図１８（ｂ）は、圧力センサ７０の負電極から出力された圧力検出信号の一例としての波形２０２を示す。これらの波形２０１、２０２には、不要な信号成分が含まれている。図１８（ｃ）は、差分回路１５６２によって不要な波形成分がキャンセルされた圧力検出信号の一例としての波形２０３を示す。

差分回路１５６２から出力された信号は、バンドパスフィルタ１５６３（ＢＰＦ）によって低周波数のノイズ成分を含む不要な帯域の成分が除去されて、Ａ／Ｄ変換器１５６４によってアナログからデジタルに変換される。

このようにして圧力検出信号処理部１５６によって信号処理された圧力検出信号は、圧力検出データとしてヘッドコントロール用のメモリ１５１に記憶される。

吐出異常検出部１５７は、メモリ１５１に記憶された圧力検出データに基づいて、圧力検出対象の圧力室５２に対応するノズル５１から正常に吐出が行われているか否かを判定する。このような吐出異常検出部１５７による判定の結果は、システムコントローラ１１３に伝えられる。

なお、クロストークが生じないように、また、隣り合った圧力センサ７０が同時に圧力検出を行わないように、測定タイミングをずらすことが、好ましい。

具体的には、例えば、アクチュエータ選択部１５４によりアクチュエータ６０の駆動タイミングを圧力センサ７０の列ごとにずらすことによって、各圧力センサ７０の列ごとに圧力検出を行う。

また、複数の圧力室５２に対して圧力センサ７０を共通に設けてあり、また、図１０に示すように配線９１及び電極パッド９２も複数の圧力室５２に対して共通に設けてあるので、一般に、同一の圧力センサ７０に対応する複数の圧力室５２について同時に圧力検出を行わないように、測定タイミングを異ならせる。

具体的には、例えば、アクチュエータ選択部１５４によりアクチュエータ６０の駆動タイミングを各圧力室５２ごとにずらすことによって、各圧力室５２ごとの圧力検出を行う。

ここで、「測定タイミングを異ならせる」とは、圧力検出用に特別な吐出を行うことを条件とするものではない。通常の画像データに基づく吐出であっても、各ノズル５１は画像データによってインクを吐出する状態と吐出しない状態とがあるので、そのような通常の画像データに基づく吐出において圧力検出を行うことが可能である。

詳細には、同一の圧力センサ７０に対応している同一組の複数のノズル５１のうちでひとつのノズル５１のみから吐出を行うべきタイミングで（すなわち同一組に属する複数の圧力室５２のうちでひとつの圧力室５２のみについてアクチュエータ６０が駆動されているタイミングで）圧力検出を行う。

ところで、液体吐出ヘッド５０、センサ選択部１５５、電圧変換増幅回路１５６１、差分回路１５６２、ＢＰＦ１５６３、及び、Ａ／Ｄ変換器１５６４の接続態様には各種ある。すなわち、差分回路１５６２の接続態様には各種ある。

図１７に一例として示した接続態様（第１の接続態様）では、液体吐出ヘッド５０→センサ選択部１５５→電圧変換増幅回路１５６１→差分回路１５６２→ＢＰＦ１５６３→Ａ／Ｄ変換器１５６４の順に接続されている。このように電圧変換増幅回路１５６１がセンサ選択部１５５の後段に設けられているので、電圧変換増幅回路１５６１をセンサ選択部１５５の前段に設けた場合と比較して、回路数（部品数）を減らすことができて、製造コストを低減できる点において、好ましい。このような第１の接続態様は、圧力センサ７０の性能が良くて（信号出力が大きくて）Ｓ／Ｎ比に比較的余裕がある場合や、性能よりもコストを重視した場合の構成である。

第２の接続態様として、液体吐出ヘッド５０→センサ選択部１５５→差分回路１５６２→電圧変換増幅回路１５６１→ＢＰＦ１５６３→Ａ／Ｄ変換器１５６４の順に接続した態様がある。このようにセンサ選択部１５５の後段に設けられた差分回路１５６２の更に後段に電圧変換増幅回路１５６１を設けた場合には、前述の第１の接続態様よりも更に電圧変換増幅回路１５６１を減らすことができる。このような第２の接続態様は、第１の接続態様よりも更にコストを重視した場合の構成である。

第３の接続態様として、液体吐出ヘッド５０→電圧変換増幅回路１５６１→センサ選択部１５５→差分回路１５６２→ＢＰＦ１５６３→Ａ／Ｄ変換器１５６４の順に接続した態様がある。このような第３の接続態様では、圧力センサ７０の近くに電圧変換増幅回路１５６１を配置し得るので、配線中でノイズが混じる前に圧力検出信号を増幅することが可能となり、圧力検出信号の信頼性が高くなる点において、好ましい。

第４の接続態様として、差分回路１５６２を省略して、液体吐出ヘッド５０→センサ選択部１５５→ＢＰＦ１５６３→Ａ／Ｄ変換器１５６４の順に接続した態様がある。なお、圧力センサ７０の信号出力が十分に大きいものとして、電圧変換増幅回路１５６１も省略してあり、センサ選択部１５５の出力信号は直接ＢＰＦ１５６３に入力される。このような第４の接続態様では、圧力センサの性能が良くて（信号出力が大きくて）Ｓ／Ｎ比に比較的余裕がある場合や、性能よりもコストを最大限重視した場合の構成である。Ｓ／Ｎ比が十分良い場合には、このように差分回路１５６２を省略し、圧力センサ７０の正電極の圧力検出信号及び負電極の圧力検出信号のうち一方のみを用いる。なお、圧力室５２に近い方の電極から出力される圧力検出信号は、圧力室５２に遠い方の電極から出力される圧力検出信号よりも、信号出力が大きい。一方で、圧力室５２に遠い方の電極から出力される信号は、アクチュエータ６０に起因する電気的なノイズの影響が小さい。どちらの電極から出力される圧力検出信号を用いるかについては、一般に、信号出力の大きさ（絶対値）や、アクチュエータ６０から圧力センサ７０へのノイズの遮蔽の程度などにより決定される。

なお、図１７では、アクチュエータ駆動部１５３、アクチュエータ選択部１５４、センサ選択部１５５、及び、圧力検出信号回路１５６を液体吐出ヘッド５０外に示しているが、これらの一部又は全部を液体吐出ヘッド５０内と設けてもよい。

また、図１に示すように液体吐出ヘッド５０のノズル５１及び圧力室５２が２次元マトリクス状に配列されている場合を例に説明したが、本発明はこのような場合に特に限定されない。例えば、ノズル５１及び圧力室５２が一次元的に配列されている場合であっても本発明を適用できる。

また、液体吐出ヘッド５０がピエゾ方式である場合を例に説明したが、本発明は、このような場合に特に限定されない。例えば、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを飛ばすようにしたサーマルジェット方式の液体吐出ヘッドに本発明を適用してもよいことは言うまでもない。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。

本発明に係る液体吐出ヘッドの全体構造の一例について概略を示す平面透視図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの全体構造の他の例について概略を示す平面透視図である。 図１に示す液体吐出ヘッドの一部を拡大して示す平面透視図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。 図３の５−５線に沿った断面図である。 図５に示す液体吐出ヘッドの要部を分解して示す分解断面図である。 圧力センサの基本構造の説明に用いる模式図である。 圧力センサを主走査方向に対して斜めの方向に沿って配置した液体吐出ヘッドを模式的に示す平面透視図である。 圧力センサを主走査方向に沿って配置した液体吐出ヘッドを模式的に示す平面透視図である。 圧力センサへの配線の一部を示す平面図である。 第１実施形態の圧力センサを示す平面図である。 第１実施形態の圧力センサと対比するための一様な幅を有する電極の例を示す平面図である。 第２実施形態の圧力センサ及びその電極を示す平面図である。 第３実施形態の圧力センサ及びその電極を示す平面図である。 第４実施形態の圧力センサ及びその電極を示す平面図である。 第５実施形態の圧力センサ及びその電極を示す平面図である。 画像形成装置の例の全体構成を示すブロック図である。 圧力センサの正電極から出力された信号と負電極から出力された信号との差分をとることの説明に用いる説明図である。

符号の説明

１０…画像形成装置、５０…液体吐出ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（アクチュエータの共通電極）、５７…アクチュエータの個別電極、５８…アクチュエータの圧電体（圧力発生用の圧電体）、６０…アクチュエータ、６２…柱状電気配線、７０（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ）…圧力センサ、７１…圧力センサの圧電体（圧力検出用の圧電体）、７２、７２１（７２１ａ、７２１ｂ、７２１ｃ、７２１ｄ、７２１ｅ）、７２２（７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃ、７２２ｄ、７２２ｅ）…電極、７３…絶縁層、７４…シールド層、９１…圧力センサへの配線、９２…圧力センサ用の電極パッド、８３…圧力センサの電極の検出対応部、８４…圧力センサの電極の連結部、１１１…通信インターフェース、１１３…システムコントローラ、１１２、１５１…メモリ、１１４…搬送部、１１５…搬送制御部、１１６…給液部、１１７…給液制御部、１１８…印字検出部、１５０…ヘッドコントローラ、１５２…ドットデータ生成部、１５３…アクチュエータ駆動部、１５４…アクチュエータ選択部、１５５…センサ選択部、１５６…圧力検出信号処理部、１５７…吐出異常検出部、３００…ホストコンピュータ、５０１…ノズル形成プレート、５０２…ＳＵＳプレート、５０３…圧力センサ形成プレート、５０４…圧力室形成プレート、５０５…アクチュエータ形成プレート、５０６…共通液室形成プレート、５１１〜５１４…接着層、１５６１…電圧変換増幅回路、１５６２…差分回路、１５６３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦＦ）、１５６４…Ａ／Ｄ変換器

Claims (8)

1. 圧電体と、
   前記圧電体を厚さ方向において挟む第１電極及び第２電極と、
   を備え、
   前記第１電極及び前記第２電極は、液体が供給される複数の圧力室に対して共通に設けられ、
   前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一方の電極は、前記圧力室に対応する部分の幅よりも前記圧力室の間に対応する連結部の幅が狭く形成されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記第１電極の連結部と前記第２電極の連結部とが、前記圧電体の厚さ方向において対向し合わないように、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において互いに位置を異ならせて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 圧電体と、
   前記圧電体を厚さ方向において挟む第１電極及び第２電極と、
   を備え、
   前記第１電極及び前記第２電極は、液体が供給される複数の圧力室に対して共通に設けられ、
   前記第１電極及び前記第２電極は、前記圧力室に対応する部分と前記圧力室の間に対応する連結部とを有し、
   前記第１電極の連結部と前記第２電極の連結部とが、前記圧電体の厚さ方向において対向し合わないように、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において互いに位置を異ならせて配置されていることを特徴とする圧力センサ。
4. 前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一方の電極は、前記圧電体の厚さ方向と直交する方向において前記連結部が交互に位置を異ならせて配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の圧力センサ。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の圧力センサと、
   前記圧力センサの前記第１電極の出力信号と前記第２電極の出力信号との差分をとる手段と、
   を備えたことを特徴とする圧力検出装置。
6. 前記複数の圧力室と、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の圧力センサと、
   を備えた液体吐出ヘッド。
7. 請求項６に記載の液体吐出ヘッドを備え、該液体吐出ヘッドから所定の記録媒体に向けてインクを吐出することにより前記記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記圧力センサの前記第１電極の出力信号と前記第２電極の出力信号との差分をとる手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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