JP2005059441A - インクジェットヘッド記録装置、インクジェットヘッド記録方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 階調制御を行う場合であっても、構造的クロストークの影響を均一化する。
【解決手段】 画像データを受信する（Ｓ１０１）。各ノズルを順に判断し、吐出ノズルであれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、画像データの階調に基づいて吐出ノズルに対応する電極に供給するパルスのパルスパターンを決定する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。不吐出ノズルであれば（Ｓ１０２：ＮＯ）、隣接する吐出ノズルの最大階調に基づいて供給するパルスのパルスパターンを決定する（Ｓ１０５〜Ｓ１０７）。決定されたパルスパターンのパルスを生成して各電極に供給する（Ｓ１０９）。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、被記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッド記録装置、インクジェットヘッド記録方法及びプログラムに関する。

インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。

かかるインクジェットヘッドの一例として、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも１枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された多数の個別電極すなわち駆動電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている。駆動電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、その挟まれた部分の両側にある駆動電極が共通電極と異なる電位にされると、圧電シートの分極方向に外部電界が印加されることにより、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮する。この場合、個別電極と共通電極とで挟まれた圧電シートの部分が外部電界が印加されると圧電効果で変形する活性層として働いている。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから被記録媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。

上述のようなインクジェットヘッドにおいて、近年、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するために圧力室が高密度に配置されるに連れ、ある圧力室に対応した活性層を変形させることに起因して隣接する圧力室に対応した圧電シートまでもが変形し、本来インクを吐出すべきでないノズルからインクが吐出されたり、インク吐出量が本来の量よりも増加又は減少したりする、いわゆる構造的クロストークが問題となってきている。

そこで、インクを吐出させるノズルに対応する圧電シートを変形（駆動）させるときに、これに隣接するインクを吐出させないノズルに対応する活性層を、ノズルからインクを吐出させない範囲で変形させる技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術によると、インクを吐出させるノズルに対応する圧電シートが、隣接するインクを吐出させないノズルに対応する圧電シートからも一定の構造的クロストークを受けるため、インクを吐出させるノズルに対応する構造的クロストークの影響が均一化してインク吐出量を安定させることができる。

特開平１１−１５７０７６号公報（図１５）

上述の技術では、インク滴を１滴づつ吐出させる２値制御の場合には構造的クロストークの影響を均一化することができるが、インク滴を複数滴吐出させる階調制御を行う場合に、２滴目以降のインク滴を吐出するときの構造的クロストークの影響を均一化することができない。

本発明の目的は、階調制御を行う場合であっても、構造的クロストークの影響を均一化することができるインクジェットヘッド記録装置、インクジェットヘッド記録方法及びプログラムを提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給されるパルス列信号を生成するパルス生成装置とを備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドが、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、その各々が、圧力室に対向する位置に配置され且つパルス生成装置で生成されたパルス列信号が供給される複数の個別電極、共通電極、及び、共通電極と個別電極とによって挟まれた圧電シートを含み、流路ユニットの一表面に固定されて圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、パルス生成装置は、画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定手段と、決定手段によりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成手段と、決定手段によりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成手段とを備えている。

別の観点から見て本発明は、インクジェット記録装置を用い、画像データに含まれる階調データに基づくインク吐出量に対応する数のインク滴を吐出させるインクジェット記録方法であって、画像データが入力されるステップと、画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定ステップと、決定ステップによりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成ステップと、決定ステップによりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成ステップとを備えている。

別の観点から見て本発明は、インクジェット記録装置を制御し、画像データに含まれる階調データに基づくインク吐出量に対応する数のインク滴を吐出させるプログラムであって、画像データが入力されるステップと、画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定ステップと、決定ステップによりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成ステップと、決定ステップによりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成ステップとをコンピュータに実行させる。

別の観点から見て本発明は、インク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給されるパルス列信号を生成するパルス生成装置とを備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドが、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、その各々が、圧力室に対向する位置に配置され且つパルス生成装置で生成されたパルス列信号が供給される複数の個別電極、共通電極、及び、共通電極と個別電極とによって挟まれた圧電シートを含み、流路ユニットの一表面に固定されて圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、パルス生成装置は、インク滴を吐出するべきノズルに係る個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、画像データに含まれる階調データに対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成手段と、インク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成手段と、画像データに基づいて、インク滴を吐出すべきノズルに係る個別電極に第１のパルス列信号を、インク滴を吐出すべきでないノズルに係る個別電極に第２のパルス列信号を供給する供給手段とを備えている。

本発明によると、階調制御を行う場合であっても、吐出ノズルに対応する圧電シートが、隣接するノズルに対応する圧電シートから常に構造的クロストークを受けるため、構造的クロストークの影響を均一化することができる。すなわち、吐出ノズルは、隣接するノズルが吐出か不吐出にかかわらず自身の吐出駆動に同期したタイミングで隣接するノズルから常に構造的クロストークを受けることとなるため、隣接するノズルの影響による自身の吐出特性の変動を最小限に抑えることができ、記録画質のばらつきを少なくすることができる。

本発明において、パルス生成装置は、階調の各段階に基づくインク吐出量に対応するパルス数をそれぞれ有する複数種類のパルス列信号の波形データを記憶する記憶手段をさらに備えており、第１のパルス生成手段は、記憶手段に記憶された波形データに基づいて第１のパルス列信号を生成することが好ましい。これによると、記憶手段に波形データが予め記憶されているため、容易に素早くパルス列信号を生成することができる。

本発明においては、第２のパルス生成手段が、記憶手段に記憶された最大の階調に基づくインク吐出量に対応するパルス列信号の波形データに含まれるパルス数、位相及び周期に関するデータに基づいて、ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有するパルスを含んだ第２のパルス列信号を生成することが好ましい。これによると、第２のパルス生成手段の処理が容易になり素早く処理を完了することができる。

本発明においては、第２のパルス生成手段が、決定手段によりインク滴を吐出すべきでないと決定された全てのノズルに係る個別電極に供給される第２のパルス列信号を生成することが好ましい。これによると、不吐出ノズルであっても常に不吐出駆動されるため、インクが滞溜して粘性が高くなるということがなくなる。

本発明においては、第２のパルス供給手段が、インク滴を吐出すべきノズルに係る個別電極に隣接したインク滴を吐出すべきでないノズルに係る個別電極に、当該インク滴を吐出すべきノズルに対応した個別電極に供給されるのとパルス数が等しいパルス列信号を供給することが好ましい。これによると、不吐出ノズルの周囲にある吐出ノズルから吐出されるインク滴数を考慮することによって、省電力化を図りつつ、構造的クロストークの影響を効果的に均一化することができる。

本発明においては、記憶手段が、インク滴の吐出後における圧力室内の圧力変動を抑えるためのパルスを含んだパルス列信号の波形データを記憶していることが好ましい。これによると、吐出ノズル及び不吐出ノズルのいずれについても、圧力室に残留する不要な圧力を除去することが可能になる。

本発明においては、圧力室の平面形状が２つの鋭角部を有する平行四辺形又は角部が丸められた平行四辺形形状であり、個別電極が、圧力室内に対向する位置に配置された主電極領域と、主電極領域につながっており且つ主電極領域から圧力室の一方の鋭角部に向かう方向に配置された補助電極領域とから構成されており、補助電極領域が別の２つの個別電極の主電極領域間に位置するように、個別電極及び圧力室がマトリクス状に配置されていることが好ましい。これによると、圧力室を高密度に配置することができる。

さらに、別の観点から見て本発明は、それぞれが１つのノズルに対応した各チャネルから吐出する液滴数が画像データに含まれる階調データに応じて異なるように、インクジェット記録装置を用いるインクジェット記録方法であって、画像データが入力されるステップと、各チャネルに関して、画像データに基づいてインクが吐出される吐出チャネルか、吐出されない不吐出チャネルかを判断する第１判断ステップと、第１判断ステップで、インク液滴を吐出すると判断された吐出チャネルに関して、画像データに対応する吐出パルス列信号を生成する吐出信号生成ステップと、第１判断ステップで、インク滴を吐出しないと判断された不吐出チャネルに関して、画像データに基づいて、当該不吐出チャネルに隣接する複数のチャネルのうちの少なくとも１つが吐出チャネルか否かを判断する第２の判断ステップと、第２の判断ステップで、少なくとも１つが吐出チャネルであると判断された場合に、当該吐出チャネルのうちで最も階調の高い吐出を行う吐出チャネルに供給される吐出パルス列信号と、パルス数、位相及び周期が等しく、且つインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含んだ不吐出パルス列信号を生成する不吐出信号生成ステップとを備えている。

別の観点から見て本発明は、それぞれが１つのノズルに対応した各チャネルから吐出する液滴数が画像データに含まれる階調データに応じて異なるように、インクジェット記録装置を制御するプログラムであって、画像データが入力されるステップと、各チャネルに関して、画像データに基づいてインクが吐出される吐出チャネルか、吐出されない不吐出チャネルかを判断する第１判断ステップと、第１判断ステップで、インク液滴を吐出すると判断された吐出チャネルに関して、画像データに対応する吐出パルス列信号を生成する吐出信号生成ステップと、第１判断ステップで、インク滴を吐出しないと判断された不吐出チャネルに関して、画像データに基づいて、当該不吐出チャネルに隣接する複数のチャネルのうちの少なくとも１つが吐出チャネルか否かを判断する第２の判断ステップと、第２の判断ステップで、少なくとも１つが吐出チャネルであると判断された場合に、当該吐出チャネルのうちで最も階調の高い吐出を行う吐出チャネルに供給される吐出パルス列信号と、パルス数、位相及び周期が等しく、且つインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含んだ不吐出パルス列信号を生成する不吐出信号生成ステップとをコンピュータに実行させる。

本発明によると、階調制御を行う場合であっても、不吐出チャネルに対応する圧電シートのうち、吐出チャネルの周囲に配置されている圧電シートのみを、吐出チャネルに対応する圧電シートを同期して駆動させることにより、吐出チャネルに対応する圧電シートが、隣接するチャネルに対応する圧電シートから常に構造的クロストークを受けるため、省電力化を図りつつ、構造的クロストークの影響を均一化することができる。尚、本発明においてチャネルが隣接する状態とは、チャネルに含まれる圧力室同士が隣接すること、すなわち、チャネルに対応する圧電シートが隣接することを意味しており、チャネルに対応するノズル同士が隣接することは必ずとも要しない。

以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットプリンタの概略図である。図１に示すインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１１が、図中右方に排紙部１１２がそれぞれ構成されている。また、インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットプリンタ１０１を制御するための図示しない制御部１１３を備えている。

インクジェットプリンタ１０１内部には、給紙部１１１から排紙部１１２に向かって用紙が搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１１のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂが配置されている。一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって用紙は図中左方から右方へ送られる。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ１０６、１０７と、両ローラ１０６、１０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト１０８とが配置されている。搬送ベルト１０８の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト１０８の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ１０６の図中時計回り（矢印１０４の方向）への回転駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。

４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体７０を有している。ヘッド本体７０は、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのヘッド本体７０の各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のノズル８が形成されたノズルが設けられている。４つのヘッド本体７０のそれぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される（図５参照）。

ヘッド本体７０は、その下面と搬送ベルト１０８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト１０８上を搬送される用紙が４つのヘッド本体７０のすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次にインクジェットヘッド１の詳細について説明する。図２は、インクジェットヘッド１の外観斜視図である。図３は、図２のIII−III線における断面図である。インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上方に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路である２つのインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。

ヘッド本体７０は、インク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面に接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は共に、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が接着され、左右に引き出されている。ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１の長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。

ベースブロック７１の下面７３は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック７１は、下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。

ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ７２は、把持部７２ａと、把持部７２ａの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部７２ｂとを含んでいる。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上にドライバＩＣ８０が設置されている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。

ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されているため、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方であって、ＦＰＣ５０の外側には、基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上面と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下面とＦＰＣ５０との間は、それぞれシール部材８４で接着されている。

基板８１及びＦＰＣ５０を介してこれに接続されたＩＣ８０により、アクチュエータユニット２１を駆動するためのパルスを生成するとともに生成したパルスをアクチュエータユニット２１供給するためのパルス生成装置２００を構成している。パルス生成装置２００は、図示しないインクジェットプリンタ１０１を制御するための制御装部１１３に接続されており、制御装部１１３との通信に基づいて、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックに対応する各インクジェットヘッド１の制御を行う。

図４は、図２に示したヘッド本体７０の平面図である。図４において、ベースブロック７１内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。２つのインク溜まり３は、ヘッド本体７０の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。２つのインク溜まり３はそれぞれ一端に開口３ａを有し、この開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通することによって、常にインクで満たされている。また、開口３ｂは、ヘッド本体７０の長手方向に沿って各インク溜まり３に多数設けられていて、上述したように各インク溜まり３と流路ユニット４とを結んでいる。多数の開口３ｂは、対となる２つずつがヘッド本体７０の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対と、他方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対とは、千鳥状に配置されている。

開口３ｂが配置されていない領域には、開口３ｂの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット２１が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺（上辺及び下辺）は、ヘッド本体７０の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺の一部同士がヘッド本体７０の幅方向にオーバーラップしている。

図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５に示すように、各インク溜まり３に設けられた開口３ｂは共通インク室であるマニホールド５に連通し、さらに各マニホールド５の先端部は２つに分岐して副マニホールド５ａを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット２１における２つの斜辺側それぞれから、隣接する開口３ｂから分岐した２つの副マニホールド５ａが延出している。つまり、アクチュエータユニット２１の下方には、アクチュエータユニット２１の平行対向辺に沿って互いに離隔した計４つの副マニホールド５ａが延在している。

アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８は、図面を簡単にするために図５では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。

図６は、図５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図６は、流路ユニット４における多数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室１０は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向に平行である。各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、他端はアパーチャ１２（図７参照）を介して共通インク流路としての副マニホールド５ａに連通している。平面視において各圧力室１０と重なり合う位置には、圧力室１０と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。図６には、図面を簡略にするために、多数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。なお、図５及び図６において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。

図６において、圧力室１０がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域１０ｘは、互いに重なり合うことなく各辺を共有するように、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂ（第２の方向）の２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、インクジェットヘッド１の長手方向、すなわち副マニホールド５ａの延在方向であって、菱形領域１０ｘの短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす菱形領域１０ｘの一斜辺方向である。圧力室１０は、対応する菱形領域１０ｘと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。

配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのインク吐出領域内において、配列方向Ｂに１８個並べられている。但し、配列方向Ｂの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。

マトリクス状に配置された複数の圧力室１０は、図６に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図６の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。

第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、第３の方向から見て、配列方向Ａと直交する方向（第４の方向）に関して、ノズル８が図６の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの下端部に位置している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、第４の方向に関して、ノズル８が図６の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの上端部に位置している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、副マニホールド５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ｂ、１０ｃの全領域が、副マニホールド５ａと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。

次に、ヘッド本体７０の断面構造について、図７及び図８を参照してさらに説明する。図７は、図６のVII−VII線における断面図であり、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａが描かれている。図８はヘッド本体の部分分解斜視図である。図７から分かるように、ノズル８は、圧力室１０（１０ａ）及びアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、ヘッド本体７０には、副マニホールド５ａの出口からアパーチャ１２、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路３２が圧力室１０ごとに形成されている。

ヘッド本体７０は、図８からも分かるように、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚の金属プレートから流路ユニット４が構成されている。また、各金属プレートは拡散接合により一括接合されている。

アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図９（ａ）参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記する）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、２つの孔とその間を結ぶハーフエッチング領域で形成されたアパーチャ１２のほかに圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとの連絡孔及び圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、積層時に互いに連結して副マニホールド５ａを構成する孔に加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズル８がそれぞれ設けられた金属プレートである。尚、ノズル８は積層方向の上側から下側に向かって断面積が小さくなる先細り形状を有している。

これら９枚の金属プレートは、図７に示すような個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。この個別インク流路３２は、副マニホールド５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル８へと向かう。

次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。図９（ａ）はアクチュエータユニット２１と圧力室１０との部分拡大断面図であり、図９（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。

図９（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート４１上に個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電シート４１上には、個別電極３５が形成されている。最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。これら個別電極３５、共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図９（ｂ）に示すように、図６に示した圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している主電極領域と、主電極領域における鋭角部の一方の延出部である補助電極領域とを有している。補助電極領域の先端には、個別電極３５と電気的に接続された、略１６０μｍの径を有する円形のランド部３６が設けられている。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図９（ａ）に示すように、個別電極３５における延出部表面上に接着されている。また、ランド部３６は、ＦＰＣ５０に設けられた接点と電気的に接合されている。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに独立した別のリード線を含むＦＰＣ５０及びランド部３６を介してドライバＩＣ８０に接続されている（図２及び図３参照）。

次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば（以下、この所定電位を同電位と称す）圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図９（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画するキャビティプレート２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇する。そして、電界と分極とが逆方向になるように個別電極３５の電位を変化させると（以下、変化後の電位を逆電位と称す）、圧電シート４１〜４４は逆に活性側に凸となる形状になって、インクの圧力が降下する。

アクチュエータユニット２１は、予め個別電極３５を同電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を一旦逆電位とし、その後所定のタイミングにて同電位にする。この場合、個別電極３５が逆電位になるタイミングで、インクの圧力が降下してインクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後、再び個別電極３５を同電位にしたタイミングで、インクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。つまり、個別電極３５に矩形波のパルスを供給することになる。このパルス幅は、圧力室１０内において圧力波がマニホールド５からノズル８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）である。圧力室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに個別電極３５の電位を再び同電位にしているので、両者の圧力がより正圧状態となるように合わさり、強い圧力でインクを吐出させることができる。尚、ノズル８からインクを吐出させるためには、同電位と逆電位とが所定の電位差を有するようにしなければならない。本実施の形態では、同電位を２０Ｖ、インクを吐出させるための逆電位を−５Ｖ、及び、インクを吐出させない逆電位を０Ｖとして説明するが（図１１参照）、これらの電位に限定されるものではなく、アクチュエータユニット２１の構成や制御方法に基づいて異なる電位であってもよい。

階調はノズル８から吐出されるインクの液滴の数で調整されるインクの体積で表現されるため、ノズル８からインクを連続して吐出させる。連続してインクを吐出させる場合には、インクを吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとする。これにより、先に吐出されたインクを吐出させるために付与された圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインクを吐出させるべく付与された圧力の圧力波との周期が、それらのピークが合わさるように一致するため、これらの圧力が重畳して増幅される。これにより、後に吐出されたインクの吐出速度が、先に吐出されたインクの吐出速度より早くなり、後に吐出されたインクが先に吐出されたインクに追いついて空中で衝突して一体となる。あるいは、パルスの印加タイミングをＡＬに基づいて選ぶと、圧力の重畳効果により印加する電位差を小さくしても、所望の量のインク滴がパルスの印加タイミングで順次吐出される。

次に、基板８１及びドライバＩＣ８０で構成されるパルス生成装置２００の機能について詳細に説明する。図１０は、パルス生成装置２００の機能ブロック図である。図１１は、パルス生成装置２００により生成されるパルスの波形図である。尚、図１１のグラフ左側はインクを吐出するノズル８（以下、吐出ノズル８と称す）に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターン（パルス列信号の波形）を、図１１右側はインクを吐出しないノズル８（以下、不吐出ノズル８と称す）に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを示している。

図１０に示す各機能部は、基板８１に搭載されている演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、ドライバＩＣ８０内に構成されている各回路とが機能することにより実現されている。

パルス生成装置２００は、通信部２０１と、記憶部２０２と、決定部２０３と、吐出パルス生成部２０４と、不吐出パルス生成部２０５とを備えている。通信部２０１は、制御部１１３との通信を行うものである。制御部１１３はマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックに分離された印刷すべき階調表現された画像データと、この画像データに基づいて用紙の所定の位置に画像を印刷するためのタイミングデータとを各色に対応するインクジェットヘッド１のパルス生成装置２００に対して送信する。通信部２０１は、画像データとタイミングデータとを受信し、他の各部機能から参照可能なように記憶部２０２に格納する。

記憶部２０２は、ＲＯＭとＲＡＭとから構成されるものであり、パルスパターン記憶部２０２ａ及び画像データ記憶部２０２ｂを備えている。パルスパターン記憶部２０２ａは、ＲＯＭにより構成されており、個別電極３５に印可するべき、各階調データに対応するパルスパターンデータを記憶するものである。

図１１に示すように、パルスパターンは凹型矩形波のパルス群であり、階調データに基づいて決定される３段階のインク吐出量から算出されるインク滴の数と、パルスパターンの位相及び周期とで決定される。具体的には、パルスパターンは、立ち下がりタイミング及び立ち上がりタイミングで決定されるＡＬの幅を有した矩形波が、吐出されるインクの液滴の数（１〜３）に合わせてＡＬの間隔で連続し、最後にＡＬの半分の幅を有した矩形波が付加されたものである。尚、最後の矩形波は圧力室１０に残留した圧力をキャンセルするための圧力を発生させるためのものであり（キャンセル波）、パルスパターン記憶部２０２ａにはこのキャンセル波が付加された状態でパルスパターンデータが記憶されている。尚、図１１（ａ）は吐出されるインク滴の数が３の場合のパルスパターンを、図１１（ｂ）は吐出されるインク滴の数が２の場合のパルスパターンを、図１１（ｃ）は吐出されるインク滴の数が１の場合のパルスパターンを示している。

画像データ記憶部２０２ｂは、ＲＡＭにより構成されており、制御部１１３から受信した画像データ及びタイミングデータを一時的に記憶するものである。

決定部２０３は、各ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターン及び電圧を決定するものであり、パルスパターン決定部２０３ａ及び電圧決定部２０３ｂを備えている。パルスパターン決定部２０３ａは、画像データ記憶部２０２ｂに記憶されている画像データに含まれる階調データとタイミングデータとに基づいて、各ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを決定するものである。具体的には、画像データのピクセル毎に、当該ピクセルがいずれのノズル８に対応するかをタイミングデータから決定するとともに、当該ピクセルの階調データを読み出してこれに対応するパルスパターンデータをパルスパターン記憶部２０２ａに記憶されているパルスパターンの中から選択して決定する。

このとき、吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、対応するピクセルの階調データに基づいたパルスパターンに決定される。また、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、当該不吐出ノズル８に吐出ノズル８が隣接しているときには、隣接するノズル８のうち、最大の階調の吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに決定され、当該不吐出ノズル８に吐出ノズル８が隣接していないときには、パルスパターンが決定されない（図１２参照）。

電圧決定部２０３ｂは、画像データ記憶部２０２ｂに記憶されている画像データに基づいて、各ノズル８に対応する個別電極３５に供給すべきパルスの逆電位を決定するものである。具体的には、吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスの逆電位は−５Ｖに、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスの逆電位は０Ｖに決定される。

吐出パルス生成部２０４は、パルスパターン決定部２０３ａにより決定された吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンと、電圧決定部２０３ｂにより決定された−５Ｖの逆電位とに基づいてパルスを生成するものである。生成されたパルスは各吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給される。図１１に示すように、吐出パルス生成部２０４に生成されるパルスは、ノズル８からインクを吐出させるために同電位が２０Ｖ、逆電位が−５Ｖとなる。

不吐出パルス生成部２０５は、パルスパターン決定部２０３ａにより決定された不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンと、電圧決定部２０３ｂにより決定された０Ｖの逆電圧とに基づいてパルスを生成するものである。生成されたパルスは不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給される。図１１に示すように、吐出パルス生成部２０４に生成されるパルスは、ノズル８からインクを吐出させるために同電位が２０Ｖ、逆電位が０Ｖとなる。

次に、パルス生成装置２００の動作手順について説明する。図１２は、パルス生成装置２００の動作手順を示すフローチャートである。パルス生成装置２００は、インクジェットプリンタ１０１に対する電源の投入により、制御部１１３から送信される画像データとタイミングデータとの受信を待機している。

制御部１１３から画像データとタイミングデータとが送信されると、ステップＳ１０１（以下Ｓ１０１と略す、他のステップも同様）に移行し、通信部２０１が送信された画像データとタイミングデータとを受信する。画像データを受信した通信部２０１は、画像データとタイミングデータとを受信し、他の各部機能から参照可能なように画像データ記憶部２０２ｂに記憶する。

その後、Ｓ１０２に移行し、画像データ記憶部２０２ｂに記憶された画像データ及びタイミングデータに基づいて各ノズル８が吐出ノズル８か否かを順に判断する。ノズル８が吐出ノズル８でないと判断すれば（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０５に移行する。ノズル８が吐出ノズル８であると判断すれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３に移行し、ノズル８に対応する画像データの階調データに基づいて、パルスパターン決定部２０３ａによりパルスパターン記憶部２０２からノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを決定するとともに、電圧決定部２０３ｂにより逆電位を−５Ｖに決定する。その後、Ｓ１０４に移行し、Ｓ１０３で決定されたパルスパターンのデータを吐出パルス生成部２０４のレジスタに格納してパルスの生成準備を完了する。その後Ｓ１０８に移行する。

Ｓ１０５においては、ノズル８の周囲に吐出ノズル８が隣接しているか否かを判断する。ノズル８の周囲に吐出ノズル８が隣接していないと判断すれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０８に移行する。ノズル８の周囲に吐出ノズル８が隣接していると判断すれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６に移行し、パルスパターン決定部２０３ａにより、ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを、隣接する吐出ノズル８の中で最大の階調に基づいたパルスパターンに決定するとともに、電圧決定部２０３ｂによりパルスの逆電位を０Ｖに決定する。その後Ｓ１０７に移行し、Ｓ１０６で決定されたパルスパターンのデータを不吐出パルス生成部２０５のレジスタに格納してパルスの生成準備を完了する。その後、Ｓ１０８に移行する。

Ｓ１０８においては、パルスパターンが決定されていない次のノズル８があるか否かを判断する。次のノズル８があると判断すれば（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、再びＳ１０２に移行して同様の処理を行う。次のノズル８がないと判断すれば（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０９に移行する。

Ｓ１０９においては、パルスパターン決定部２０３ａにより決定されたパルスパターン及び電圧決定部２０３ｂにより決定されたパルスの逆電位に基づいて、吐出パルス生成部２０４及び不吐出パルス生成部２０５により各パルスを生成するとともに、所定のタイミングで各ノズル８に対応する個別電極３５に生成されたパルスを供給する。その後、図１２のフローチャートを終了する。

上述した第１の実施の形態によると、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５が変位させる圧電シート４１のうち、吐出ノズル８の周囲に配置されている圧電シート４のみを、吐出ノズル８に対応する圧電シート４１に同期して駆動させる。これにより、吐出ノズル８に対応する圧電シート４１が、その駆動と同時に、隣接するノズル８に対応する圧電シート４１から、隣接するノズル８が吐出するか不吐出であるかに関わらず常にある範囲の大きさの構造的クロストークを受けるため、階調データに基づいて制御を行う場合であっても、省電力化を図りつつ、構造的クロストークの影響を均一化することができる。

また、パルスパターン記憶部２０２ａに全てのパルスパターンが記憶されているため、容易に素早くパルスを生成することができる。

さらに、本発明においては、不吐出パルス生成部２０５が、不吐出ノズル８に隣接している吐出ノズル８のうち、最大の階調の吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに基づいてパルスを生成するため、不吐出ノズルの周囲にある吐出ノズルから吐出されるインク滴数に拘わらず、構造的クロストークの影響を効果的に均一化することができる。また、隣接する吐出ノズル８の階調がいずれも低い場合は、不吐出ノズル８に供給するパルスを低階調のパルス数の少ないパルスパターンに基づいて生成するため、不吐出ノズル８にクロストークの均一化に寄与しない無駄な駆動をさせることはなく省電力化を図ることができる。

本発明においては、パルスパターン記憶部２０２ａが、キャンセル波を含んだパルスデータを記憶しているため、インクの吐出後において圧力室に残留する不要な圧力を除去することが可能になる。

本発明においては、個別電極３５及び圧力室１０がマトリクス状に配置されているため、圧力室１０を高密度に配置することができる。

次に、本発明に係る第２の実施の形態によるインクジェットプリンタについて説明する。尚、第２の実施の形態によるインクジェットプリンタは、パルス生成装置の機能においてのみ第１の実施の形態と相違している。そこで、第２の実施の形態にかかる図面において、第１の実施の形態と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

基板８１及びドライバＩＣ８０で構成されるパルス生成装置２００Ａの機能について詳細に説明する。図１３は、パルス生成装置２００Ａの機能ブロック図である。尚、決定部２０３Ａは、第１の実施の形態における決定部２０３に相当し、それ以外の機能部は第１の実施の形態と実質的に同等であるため説明を省略し、以下決定部２０３Ａの機能についてのみ説明する。

決定部２０３Ａは、各ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターン及び電圧を決定するものであり、パルスパターン決定部２０３Ａａ及び電圧決定部２０３ｂを備えている。パルスパターン決定部２０３Ａａは、画像データ記憶部２０２ｂに記憶されている画像データに含まれる階調データとタイミングデータとに基づいて、各ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを決定するものである。具体的には、画像データのピクセルがいずれのノズル８に対応するかをタイミングデータから決定するとともに、ピクセルの階調に基づいて、ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンデータをパルスパターン記憶部２０２ａに記憶されているパルスパターンの中から決定する。

このとき、吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、対応する階調データに基づいたパルスパターンに決定される。また、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されているパルスパターンのうち、最大の階調に対応するパルスパターンに決定される（図１４参照）。尚、電圧決定部２０３ｂは、第１の実施の形態における決定部２０３ｂと実質的に同等であるため説明を省略する。

次に、パルス生成装置２００Ａの動作手順について説明する。図１４は、パルス生成装置２００Ａの動作手順を示すフローチャートである。パルス生成装置２００Ａは、インクジェットプリンタ１０１に対する電源の投入により、制御部１１３から送信される画像データとタイミングデータとの受信を待機している。

制御部１１３から画像データとタイミングデータとが送信されると、Ｓ２０１に移行し、通信部２０１が送信された画像データとタイミングデータとを受信する。画像データを受信した通信部２０１は、画像データをとタイミングデータとを受信し、他の各部機能から参照可能なように画像データ記憶部２０２ｂに記憶する。

その後、Ｓ２０２に移行し、各ノズル８が吐出ノズル８か否かを順に判断する。ノズル８が吐出ノズル８でないと判断すれば（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０５に移行する。ノズル８が吐出ノズル８であると判断すれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３に移行し、ノズル８に対応する画像データの階調データに基づいて、パルスパターン決定部２０３Ａａによりパルスパターン記憶部２０２からノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを決定するとともに、電圧決定部２０３ｂによりパルスの逆電位を−５Ｖに決定する。その後、Ｓ２０４に移行し、Ｓ２０３で決定されたパルスパターンのデータを吐出パルス生成部２０４のレジスタに格納してパルスの生成準備を完了する。その後Ｓ２０７に移行する。

Ｓ２０５においては、パルスパターン決定部２０３Ａａにより、ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンを、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づいたパルスパターンに決定するとともに、電圧決定部２０３ｂによりパルスの逆電位を０Ｖに決定する。その後Ｓ２０６に移行し、Ｓ２０５で決定されたパルスパターンのデータを不吐出パルス生成部２０５のレジスタに格納してパルスの生成準備を完了する。その後、Ｓ２０７に移行する。

Ｓ２０７においては、パルスパターンが決定されていない次のノズル８があるか否かを判断する。次のノズル８があると判断すれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、再びＳ２０２に移行して同様の処理を行う。次のノズル８がないと判断すれば（Ｓ２０７：ＮＯ）、Ｓ２０８に移行する。

Ｓ２０８においては、パルスパターン決定部２０３Ａａにより決定されたパルスパターン及び電圧決定部２０３ｂにより決定されたパルスの逆電位に基づいて、吐出パルス生成部２０４及び不吐出パルス生成部２０５により対応する各パルスを生成するとともに、所定のタイミングで各ノズル８に対応する個別電極３５に吐出パルス生成部２０４及び不吐出パルス生成部２０５により生成されたパルスを供給する。その後、図１４のフローチャートを終了する。

上述した第２の実施の形態によると、不吐出パルス生成部２０５により、全ての不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づくパルスパターンのパルスが供給され、吐出ノズル８に対応する圧電シート４１が、隣接するノズル８に対応する圧電シート４１から隣接するノズル８が吐出するか不吐出であるかに関わらず常にある範囲の大きさの構造的クロストークを受けるため、階調データに基づいて制御を行う場合であっても、構造的クロストークの影響を均一化することができる。

また、全ての不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づくパルスパターンのパルスが供給されるため、不吐出ノズルであっても常に不吐出駆動され、不吐出状態が続いたノズル８において、インクが滞溜することにより粘性が高くなって吐出特性が乱れるという不具合がなくなる。また、パルスパターン決定部２０３Ａａの処理が容易になり素早く処理を完了することができる。

次に、本発明に係る第３の実施の形態によるインクジェットプリンタについて説明する。尚、第３の実施の形態によるインクジェットプリンタは、パルス生成装置の機能においてのみ第１の実施の形態と相違している。そこで、第３の実施の形態にかかる図面において、第１の実施の形態と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

基板８１及びドライバＩＣ８０で構成されるパルス生成装置２００Ｂの機能について詳細に説明する。図１５は、パルス生成装置２００Ｂの機能ブロック図である。図１５に示す各機能部は基板８１に搭載されている演算処理装置であるＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータとが記憶されているＲＯＭと、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭと、ドライバＩＣ８０内に構成されている各回路とが機能することにより実現されている。

パルス生成装置２００は、通信部２０１と、記憶部２０２と、吐出パルス生成部２０４Ｂと、不吐出パルス生成部２０５Ｂと、供給部２０６とを備えている。通信部２０１及び記憶部２０２は、第１の実施の形態と実質的に同等であるため説明を省略する。

吐出パルス生成部２０４Ｂは、同電位を２０Ｖ、逆電位を−５Ｖとして、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている全てのパルスパターンのパルスを生成するものである。このとき、パルスの生成タイミングは供給部２０６により決定される。尚、パルスパターンの詳細については、第１の実施の形態と実質的に同等であるため省略する（図１１参照）。

不吐出パルス生成部２０５Ｂは、同電位を２０Ｖ、逆電位を０Ｖとして、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づいたパルスパターンのパルスを生成するものである。このとき、パルスの生成タイミングは供給部２０６により決定される。

供給部２０６は、画像データ記憶部２０２ｂに記憶されている画像データに含まれる階調データとタイミングデータとに基づいて、吐出パルス生成部２０４Ｂ及び不吐出パルス生成部２０５Ｂにより生成されたパルスを各ノズル８に対応する個別電極３５に供給するものである。具体的には、画像データのピクセルがいずれのノズル８に対応するかをタイミングデータから決定することにより、ノズル８毎にインクを吐出させる吐出ノズル８かインクを吐出させない不吐出ノズル８かを判断する。さらに吐出ノズル８の場合には、当該ピクセルの階調データを読み出してこれに対応するパルスパターンデータを決定する。

そして、所定のタイミングに基づいて、吐出ノズル８に対応する個別電極３５には、吐出パルス生成部２０４Ｂに生成されたパルスのうち、決定されたパルスパターンデータから生成されたパルスを供給する。また、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５には、不吐出パルス生成部２０５Ｂに生成されたパルスを供給する。

上述した第３の実施の形態によると、不吐出パルス生成部２０５Ｂにより、全ての不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に最大の階調に基づくパルスパターンのパルスが供給され、吐出ノズル８に対応する圧電シート４１が、隣接するノズル８に対応する圧電シート４１から常にある範囲の大きさの構造的クロストークを受けるため、階調データに基づいて制御を行う場合であっても、構造的クロストークの影響を均一化することができる。

また、供給部２０６が、不吐出パルス生成部２０５により生成されたパルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づくパルスパターンを全ての不吐出ノズル８ａに対応する個別電極３５に供給するため、不吐出ノズル８であっても常に不吐出駆動され、不吐出状態が続いた場合であってもインクが滞溜することで粘性が高くなり吐出特性が乱れるという不具合がなくなる。また供給部２０６の処理が容易になり素早く処理を完了することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１〜第３の実施の形態においては、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されているパルスパターンを用いてパルスを生成する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、パルスパターン記憶部２０２ａを備えず、パルスを生成する度に全てのパルスパターンを形成する構成でもよい。

また、第１の実施の形態においては、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、当該不吐出ノズル８に吐出ノズル８が隣接しているときには、隣接する１以上の吐出ノズル８のうち、最も高い階調で吐出する吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに決定され、隣接する吐出ノズル８が存在しないときにはパルスパターンが決定されない構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、パルスパターン決定部２０３ａが、不吐出ノズル８に隣接する吐出ノズル８の個別電極３５の有無を判別し、隣接する吐出ノズル８の個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに係わらず、最大階調に基づくパルスパターンを不吐出ノズル８に対応するパルスパターンとし、これに対応した決定部２０３の決定に従って、不吐出パルス生成部２０５が、最大階調に基づくパルスパターンで０Ｖの逆電圧のパルスを生成するようにしても良い。

また、第２の実施の形態においては、不吐出パルス生成部２０５により、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に、パルスパターン記憶部２０２ａに記憶されている最大の階調に基づくパルスパターンのパルスが供給される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、全ての不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に所定のパルスパターンのパルスを供給してもよいし、画像データにより、最も高い階調で吐出することとなった吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスと同様のパルスパターンのパルスを供給してもよい。

さらに、第２の実施の形態においては、不吐出パルス生成部２０５により、全ての不吐出ノズル８に対応する個別電極３５にパルスが供給される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、吐出ノズル８に隣接する不吐出ノズル８等、一部の不吐出ノズル８に対応する個別電極３５にのみパルスを供給する構成でもよい。

加えて、第１〜第３の実施の形態においては、パルスパターン記憶部２０２ａにキャンセル波が付加されたパルスパターンデータが記憶される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、記憶部２０２ａにキャンセル波が付加されていないパルスパターンデータが記憶される構成でもよい。この場合、各パルス生成部によりキャンセル波が付加されていないパルスを生成してもよいし、新たにキャンセル波が付加されたパルスを生成してもよい

また、第１〜第３の実施の形態では、圧力室１０及び個別電極３５が平行四辺形の平面形状を有するとともに、マトリックス状に配置される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、圧力室１０及び個別電極３５の形状は任意に設定されていてよい。

さらに、第１の実施の形態では、不吐出ノズル８に隣接する全ての吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに基づいて、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンを決定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、クロストークの影響が大きい特定の方向に隣接または、特定の位置関係で配置される、吐出ノズル８に対応する個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに基づいて決定してもよい。

特に、本実施の形態では、個別電極３５が、平面形状が平行四辺形状の圧力室１０に対応する位置に配置された主電極領域と、この主電極領域に繋がっており且つこの主電極領域から圧力室１０の一方の鋭角部に向かう方向に配置された補助電極領域とから構成されている。さらに、補助電極領域が別の２つの主電極領域の間に位置するように、個別電極３５及び圧力室１０をマトリクス状に配置しているという構造上の関係がある。そのため、吐出ノズル８の個別電極３５を構成する主電極領域に対して、両側から隣接する補助電極領域に係わるノズル８の少なくとも一方が不吐出ノズル８に相当する場合は、このような位置関係に配置されている不吐出ノズル８の個別電極３５に供給するパルスのパルスパターンは、この不吐出ノズル８に隣接する吐出ノズル８の階調に基づいて供給されるパルスのパルスパターンに決定しても良い。このような場合でも、パルスパターン決定部２０３ａは、不吐出ノズル８に対応する個別電極３５に隣接する吐出ノズル８の個別電極３５があるか無いかは判別するが、隣接する吐出ノズル８の個別電極３５に供給されるパルスのパルスパターンに係わらず、最も高い階調に基づくパルスパターンを不吐出ノズル８に対応するパルスパターンとして決定する。これに対応した決定部２０３の決定に従って、不吐出パルス生成部２０５が、最も高い階調に基づくパルスパターンで０Ｖの逆電位のパルスを生成するようにしてもよい。

本発明に係る第１の実施の形態によるインクジェットプリンタの概略図である。 図１に描かれたインクジェットヘッドの斜視図である。 図２のIII−III線に沿ったインクジェットヘッドの断面図である。 図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。 図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図６のVII−VII線に沿った流路ユニットの部分断面図である。 図３に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。 図６に描かれたアクチュエータユニットの部分断面図及び拡大平面図である。 図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるパルス生成装置の機能ブロック図である。 図１０に描かれたパルス生成装置により生成されるパルスの波形図である。 図１０に描かれたパルス生成装置の動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるパルス生成装置の機能ブロック図である。 図１３に描かれたパルス生成装置の動作手順を示すフローチャートである。 第３の実施の形態におけるパルス生成装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
８ ノズル
１０ 圧力室
１２ アパーチャ
３５ 個別電極
４１ 圧電シート
７０ ヘッド本体
１０１ インクジェットプリンタ
２００ パルス生成装置
２０２ 記憶部
２０２ａ パルスパターン記憶部
２０２ｂ 画像データ記憶部
２０３ 決定部
２０３ａ パルスパターン決定部
２０３ｂ 電圧決定部
２０４ 吐出パルス生成部
２０５ 不吐出パルス生成部

Claims (12)

1. インク滴を吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに供給されるパルス列信号を生成するパルス生成装置とを備えたインクジェット記録装置であって、
   前記インクジェットヘッドが、
   ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
   その各々が、前記圧力室に対向する位置に配置され且つ前記パルス生成装置で生成されたパルス列信号が供給される複数の個別電極、共通電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含み、前記流路ユニットの一表面に固定されて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
   前記パルス生成装置は、
   画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定手段と、
   前記決定手段によりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、前記決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成手段と、
   前記決定手段によりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、前記第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記パルス生成装置は、階調の各段階に基づくインク吐出量に対応するパルス数をそれぞれ有する複数種類のパルス列信号の波形データを記憶する記憶手段をさらに備えており、
   前記第１のパルス生成手段は、前記記憶手段に記憶された波形データに基づいて前記第１のパルス列信号を生成す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。
3. 前記第２のパルス生成手段が、前記記憶手段に記憶された最大の階調に基づくインク吐出量に対応するパルス列信号の波形データに含まれるパルス数、位相及び周期に関するデータに基づいて、前記ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有するパルスを含んだ第２のパルス列信号を生成することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記第２のパルス生成手段が、前記決定手段によりインク滴を吐出すべきでないと決定された全てのノズルに係る前記個別電極に供給される前記第２のパルス列信号を生成することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第２のパルス供給手段が、インク滴を吐出すべきノズルに係る個別電極に隣接したインク滴を吐出すべきでないノズルに係る個別電極に、当該インク滴を吐出すべきノズルに対応した個別電極に供給されるのとパルス数が等しいパルス列信号を供給することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記憶手段が、インク滴の吐出後における前記圧力室内の圧力変動を抑えるためのパルスを含んだパルス列信号の波形データを記憶していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記圧力室の平面形状が２つの鋭角部を有する平行四辺形又は角部が丸められた平行四辺形形状であり、
   前記個別電極が、前記圧力室内に対向する位置に配置された主電極領域と、前記主電極領域につながっており且つ前記主電極領域から前記圧力室の一方の鋭角部に向かう方向に配置された補助電極領域とから構成されており、
   前記補助電極領域が別の２つの前記個別電極の前記主電極領域間に位置するように、前記個別電極及び前記圧力室がマトリクス状に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. インクジェット記録装置を用い、画像データに含まれる階調データに基づくインク吐出量に対応する数のインク滴を吐出させるインクジェット記録方法であって、
   画像データが入力されるステップと、
   画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定ステップと、
   前記決定ステップによりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、前記決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成ステップと、
   前記決定ステップによりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、前記第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成ステップとを備えていることを特徴とするインクジェット記録方法。
9. インクジェット記録装置を制御し、画像データに含まれる階調データに基づくインク吐出量に対応する数のインク滴を吐出させるプログラムであって、
   画像データが入力されるステップと、
   画像データに含まれる階調データに基づいて、各ノズルについて、インク滴を吐出するべきか否かと、インク滴を吐出するべきノズルからのインク吐出量とを決定する決定ステップと、
   前記決定ステップによりインク滴を吐出するべきと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、前記決定手段により決定されたインク吐出量に対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成ステップと、
   前記決定ステップによりインク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、前記第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成ステップとをコンピュータに実行させるプログラム。
10. それぞれが１つのノズルに対応した各チャネルから吐出する液滴数が画像データに含まれる階調データに応じて異なるように、インクジェット記録装置を用いるインクジェット記録方法であって、
    画像データが入力されるステップと、
    各チャネルに関して、画像データに基づいてインクが吐出される吐出チャネルか、吐出されない不吐出チャネルかを判断する第１判断ステップと、
    前記第１判断ステップでインク液滴を吐出すると判断された吐出チャネルに関して、画像データに対応する吐出パルス列信号を生成する吐出信号生成ステップと、
    前記第１判断ステップでインク滴を吐出しないと判断された不吐出チャネルに関して、画像データに基づいて、当該不吐出チャネルに隣接する複数のチャネルのうちの少なくとも１つが吐出チャネルか否かを判断する第２の判断ステップと、
    前記第２の判断ステップで少なくとも１つが吐出チャネルであると判断された場合に、当該吐出チャネルのうちで最も階調の高い吐出を行う吐出チャネルに供給される吐出パルス列信号とパルス数、位相及び周期が等しく、且つインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含んだ不吐出パルス列信号を生成する不吐出信号生成ステップとを備えていることを特徴とするインクジェット記録方法。
11. それぞれが１つのノズルに対応した各チャネルから吐出する液滴数が画像データに含まれる階調データに応じて異なるように、インクジェット記録装置を制御するプログラムであって、
    画像データが入力されるステップと、
    各チャネルに関して、前記画像データに基づいてインクが吐出される吐出チャネルか、吐出されない不吐出チャネルかを判断する第１判断ステップと、
    前記第１判断ステップでインク液滴を吐出すると判断された吐出チャネルに関して、画像データに対応する吐出パルス列信号を生成する吐出信号生成ステップと、
    前記第１判断ステップでインク滴を吐出しないと判断された不吐出チャネルに関して、画像データに基づいて、当該不吐出チャネルに隣接する複数のチャネルのうちの少なくとも１つが吐出チャネルか否かを判断する第２の判断ステップと、
    前記第２の判断ステップで少なくとも１つが吐出チャネルであると判断された場合に、当該吐出チャネルのうちで最も階調の高い吐出を行う吐出チャネルに供給される吐出パルス列信号とパルス数、位相及び周期が等しく、且つインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含んだ不吐出パルス列信号を生成する不吐出信号生成ステップとをコンピュータに実行させるプログラム。
12. インク滴を吐出するインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドに供給されるパルス列信号を生成するパルス生成装置とを備えたインクジェット記録装置であって、
    前記インクジェットヘッドが、
    ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
    その各々が、前記圧力室に対向する位置に配置され且つ前記パルス生成装置で生成されたパルス列信号が供給される複数の個別電極、共通電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含み、前記流路ユニットの一表面に固定されて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
    前記パルス生成装置は、
    インク滴を吐出するべきノズルに係る前記個別電極に供給される第１のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こす高さを有するとともに、画像データに含まれる階調データに対応する数のパルスを含んだ第１のパルス列信号を生成する第１のパルス生成手段と、
    インク滴を吐出すべきでないと決定されたノズルに係る前記個別電極に供給される第２のパルス列信号であって、前記ノズルからのインク吐出を引き起こさない高さを有する１以上のパルスを含み、前記第１のパルス列信号と位相及び周期が等しい第２のパルス列信号を生成する第２のパルス生成手段と、
    画像データに基づいて、インク滴を吐出すべきノズルに係る個別電極に第１のパルス列信号を、インク滴を吐出すべきでないノズルに係る個別電極に第２のパルス列信号を供給する供給手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
    
    

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