JP3956393B2 - 液滴吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出装置及び画像形成装置に係り、特に、ノズルを高密度配置した液滴吐出ヘッドにおいて短時間に連続して駆動する圧力室間におけるクロストークを防止するようにした液滴吐出装置及び画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を有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。このインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを液滴として吐出して、記録媒体上にドットを形成することにより、画像を形成するものである。

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。例えば、圧電素子（圧電アクチュエータ）の変形によって圧力室（インク室）の一部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や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。

このようにインクジェット記録装置においては、ノズルから吐出されたインクによって形成されるドットを組み合わせることによって１つの画像が表現される。このときノズル径を小さくしてノズルを高密度に配列し、ノズルから吐出されるインクドットを小さくして１画像あたりの画素数を多くすることによって高画質を実現するようにしている。

しかしノズルを高密度化すると、特に近くにあるノズル同士において、あるノズルのインク吐出動作が他のノズルにおけるインク吐出動作に影響を与えるクロストークが生じる虞れがある。そこで従来、このような近接ノズル間におけるクロストークを防止するための種々の提案がなされている。

例えば、隣接ノズル間のクロストークを防止するために隣接ドットに相当するノズル同士を複数のノズル列に分けて千鳥状に配置させたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。これは、詳しくは、ノズルをマトリクス配列したインクジェットヘッドにおいて、印刷方向に略垂直に配列された複数のノズル列を同一のインク供給通路で構成し、このノズル列の各オリフィス穴位置に隣接するノズルに対し、ずらし量δ＝ｈ／（ｎ×ｍ）だけ印刷方向にずらすように配列したものである。ここで、ｈは２以上の整数、ｎはドット密度、ｍは５以上の整数である。また、各ノズルの印加タイミングをノズルのズレ分を補償しながら、隣り合うノズルを外すように順次印加するようにしている。

また例えば、吐出動作を行った圧電素子以外の圧電素子に対して、それぞれのインク室の容積変位を抑制し得るような補助駆動信号を印加するようにしてクロストークを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。

これは、詳しくは吐出動作を行う圧電素子に隣接する圧電素子には同位相の駆動信号を印加するとともに、吐出動作を行う圧電素子からそれぞれ１つずつ隔てた圧電素子には、逆位相の駆動信号を印加することにより、吐出動作を行う圧電素子以外の圧電素子に対応す振動プレートの変位を抑制するようにしたものである。
特開２００２−１０３６０４号公報 特開平１１−１５７０５６号公報

上述したように、高画質を実現するためにドットピッチを小さくして高解像度で印字するには、ノズルのピッチを小さくする必要があるが、それには圧力室の大きさがネックとなっていた。これに対して圧力室を２次元的に斜めに（千鳥状に）配置したノズル高密度化が従来行われているが、ドット密度とノズルピッチとの関係で隣接するノズルが略同時に吐出する場合が発生し、隣接するノズル同士でクロストークが発生するという問題があり、クロストークを防止したインクジェット記録装置の開発が望まれていた。

しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、連続して吐出するノズル同士の距離を遠く離して配置することによりクロストークを防止するようにしているが、必ずしもドット密度との関係で、同時吐出を完全には回避できておらず、クロストークの発生を完全に防止するものではない。

また、上記特許文献２に記載のものは、吐出動作を行った圧電素子以外の圧電素子に対して、それぞれのインク室の容積変位を抑制し得るような補助駆動信号を印加するようにしているが、インク室にインクを供給する供給絞りを共有している２個のインク室間におけるインクの干渉を防止することはできないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、隣接して配置され、短時間に連続して液滴を吐出するノズル間のクロストークを防止する液滴吐出装置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、被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって、複数の各圧力室に対応する複数のノズルが２次元的に配列されたフルライン型の液滴吐出ヘッドと、前記圧力室に圧力を発生させるアクチュエータの駆動波形を制御するアクチュエータ制御手段を有し、前記圧力室に液を供給する供給絞りを共有する前記圧力室に対応するノズル同士の、前記被記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対して相対搬送する方向である副走査方向のノズルピッチＰｎが、前記被記録媒体上でのドットの副走査方向の記録解像度に相当する副走査方向の最小ドット間ピッチをＰｄ、ｍを１以上の整数とし、ｋを０．４≦ｋ≦０．６を満たす任意の定数とするとき、次式（１）
Ｐｎ＝（ｍ＋ｋ）×Ｐｄ ・・・・・・（１）
を満たすように前記ノズルを配置するとともに、前記供給絞りを共有する２つの前記圧力室のうち一方の圧力室に対する駆動波形が、前記圧力室に圧力を加え前記ノズルから実際に液滴を吐出する吐出駆動波形を有する吐出領域部であるとき、他方の圧力室に対する駆動波形は、前記吐出駆動波形を有さず吐出を行わない待機領域部であり、かつ、該待機領域部は前記一方の圧力室に対する駆動波形の吐出領域部が有する前記吐出駆動波形と同期した、同方向の波形で、液滴を吐出しない程度の大きさの補助駆動波形を含んでいることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

これにより、供給絞りを共有する２つの圧力室同士のような供給系の影響が非常に大きいクロストークに対しても効果的に防止することができる。また、駆動波形を制御することにより、さらなるクロストーク防止効果の向上を達成し、且つ吐出動作を行っている圧力室の吐出圧力波を吐出動作を行っているノズルに効率的に伝播することができる。

また、請求項２に示すように、前記定数ｋが０．５であることが好ましい。隣接ノズルあるいは供給絞りを共有する圧力室に対応するノズルの吐出周期の位相を丁度１／２周期分ずらすことで最もクロストーク防止効果を高めることができる。

また、請求項３に示すように、前記副走査方向あるいは前記副走査方向に対し斜め方向に隣接する前記ノズルに対応する圧力室において、前記圧力室は前記圧力室に液を供給する供給口を介して供給流路と連通し、前記供給流路は前記供給絞りを介して共通液室と連通していることを特徴とする。

さらに、請求項４に示すように、前記圧力室はその平面形状が略正方形状をしており、前記圧力室内で、前記ノズルと前記供給口が対角線上に配置され、かつ、副走査方向に対し斜め方向に隣接する前記圧力室同士においてそれぞれの圧力室の前記供給口が、互いに近接して対向配置されたことを特徴とする。

このように２つの圧力室で供給絞りを共有するようにしたため、加工精度の厳しい供給絞りの数を削減することができ、供給絞りの加工精度を向上させることが可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。これにより、クロストークを防止して、品質の高い画像記録が可能となる。

以上説明したように、本発明に係る液滴吐出装置及び画像形成装置によれば、隣接して配置され、短時間に連続して液滴を吐出するノズル間のクロストークを防止することが可能となる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液滴吐出装置及び画像形成装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置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。

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。

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。

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。

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。

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のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分
が平面（フラット面）をなすように構成されている。

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のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ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。

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線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・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・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラが接触するので、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。

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。

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、それぞれ複数の吐出口（ノズル）を有し、記録紙１６の全幅を担うように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの長手方向を紙搬送方向（副走査方向）と直交する記録紙１６の幅方向（主走査方向）に並べて配置され、最大紙幅に対応する長さを有する、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。

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、その長手方向に複数配列されたライン型ヘッドとして構成されている。

また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。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図の左側）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。

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（副走査方向）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、一回の副走査で）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（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）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。

なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

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。

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。

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。

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。

印字検出部２４は、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。

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。

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。

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４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

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。

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。

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で代表させて表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面図を示す。

図３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、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図示しない共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が２次元的に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。

なお、本実施形態では図２に示したように印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ（印字ヘッド５０）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５１）が図３に示すように複数配列されたフルライン型ヘッドとなっているが、さらに図４に示すように、ノズル５１に対応する圧力室ユニット５４が２次元的に配列された短尺ヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、記録媒体の全幅に対応する長さとするようにしてもよい。なお、この場合には各短尺ヘッド５０’に対して後述するような本実施形態のノズル配列が適用される。

図５に、印字ヘッド５０の一部を拡大して示す。記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するために、本実施形態の印字ヘッド５０においては、上述したように、イ
ンク滴を吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数の圧力室ユニット５４を、千鳥状の２次元マトリクス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

図５に示すように、多数の圧力室ユニット５４が、主走査方向に沿った行方向、及びこの主走査方向に対して垂直でない一定の角度θを有する斜めの方向に沿った列方向に、一定の配列パターンで格子状に配列されている。

このように、主走査方向（行方向）に対してある角度θ（ただし、θ≠９０°）をなす列方向に沿って圧力室ユニット５４（５４−１１、５４−１２、５４−１３、・・・）を一定のピッチｄで複数配列して構成したことにより、主走査方向に射影（正射影）されたノズル５１（５１−１１、５１−１２、５１−１３、・・・）のピッチＰは、ｄ×ｃｏｓθとなる。すなわち、この印字ヘッド５０によって記録紙１６上に打滴されたドットの主走査方向のドットピッチは、Ｐ＝ｄ×ｃｏｓθである。

ノズル５１がこのように配置された印字ヘッド５０によって記録紙１６上にドットを打滴する場合を考える。図５に示すように、記録紙１６上において主走査方向に隣り合ったドット（例えばＤ１０１とＤ１０２）の中心間距離、すなわち主走査方向のドットピッチを上に述べたようにＰとし、また副走査方向に隣り合ったドット（例えば、Ｄ１０１とＤ２０１）の中心間距離、すなわち副走査方向のドットピッチをＰｄとする。また、副走査方向に隣り合ったノズルであり記録紙上で主走査方向に隣接するドット同士を打滴するノズル（例えば、５１−１１と５１−１２等）間の距離、すなわち副走査方向のノズルピッチをＰｎとし、さらに各圧力室ユニット５４を構成する圧力室５２の副走査方向の長さをＬとする。なお、副走査方向のドットピッチＰｄは、いわゆる記録解像度であり、装置スペックによって決まっている。通常、出力するプリントの記録解像度は、プリント・モードに応じて数種類が設定可能となっている。例えば、高解像度モード（Ｐｄ＝Ｐ１）、中解像度モード（Ｐｄ＝Ｐ２）、低解像度モード（Ｐｄ＝Ｐ３）のように複数のモードが設定されていて、目的に応じて設定可変となっている（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）。本発明は、上記複数の解像度モードのいずれにも適用することが可能である。

このとき、まず主走査方向に沿ったラインＡ１の左端のドットＤ１０１を打滴する場合には、このドットＤ１０１を打つべき記録紙１６上の位置がノズル５１−１１の直下の位置に来るまで記録紙１６が搬送された時点で、ノズル５１−１１からドットＤ１０１が吐出される。

その後、記録紙１６が副走査方向のノズルピッチＰｎ分の長さだけ搬送されて、ドットＤ１０２が打滴される位置がノズル５１−１２の直下に来た時点で、ノズル５１−１２からドットＤ１０２が吐出される。

このとき、ノズル５１−１１が存在する副走査方向に沿ったラインＢ１上に打滴されるべきドットが連続して存在する場合には、ドットＤ１０２が打滴される位置がノズル５１−１２の位置に来るまで記録紙１６が（ノズルピッチＰｎ分）搬送される間中ずっとノズル５１−１１は、記録紙１６が副走査方向のドットピッチＰｄ分搬送される毎（すなわち、これが副走査方向における吐出周期となる。）に吐出を行っている。

例えば、ラインＡ１の隣りの主走査方向に沿ったラインＡ２上にも、先のドットＤ１０１と副走査方向に隣り合ったドットＤ２０１が打たれる場合には、副走査方向のドットピッチＰｄ分の長さだけ記録紙１６を搬送して、ノズル５１−１１からドットＤ２０１を吐出する。特に、記録紙１６への記録開始直後の時間領域では、記録紙１６が副走査方向のノズルピッチＰｎ分搬送されるまでの間は、ノズル５１−１１（及び主走査方向に沿って
ノズル５１−１１とともに並ぶノズル５１−２１、５１−３１、・・・等）のみが打滴を行う。

このとき、副走査方向のドットピッチＰｄと副走査方向のノズルピッチＰｎとの関係によっては、ノズル５１−１１とノズル５１−１２が同時に打滴を行ってしまうことがあり得る。すなわち、副走査方向のノズルピッチＰｎが副走査方向のドットピッチＰｄの整数倍の場合には、ノズル５１−１１とノズル５１−１２が同時に打滴する場合が発生し、クロストークの弊害が発生する虞れがある。

そこで、本実施形態においては、近接したノズル同士が略同時に吐出を行うのを回避してクロストークを防止するようにノズルを配置する。すなわち、ｍを１以上の整数として、ノズル５１−１１とノズル５１−１２のように副走査方向に隣接するノズル５１の副走査方向のノズルピッチＰｎが次式（１）を満たすようにノズル５１を配置する。

Ｐｎ＝｛ ｍ ＋ （１／２）｝×Ｐｄ ・・・・・・（１）
これにより、ノズル５１−１１とノズル５１−１２の吐出タイミングは１／２周期分ずれることとなり、副走査方向に隣接するノズル５１−１１とノズル５１−１２との間のクロストークの問題が解消される。なお、このようなノズル配置を行う際、記録紙１６の搬送速度は一定として考えるものとする。

すなわち、記録紙１６が常に一定の速度で搬送されているとすると、副走査方向に隣接したノズルをそのノズルピッチＰｎが上記式（１）を満たすように配置することにより、例えば、ノズル５１−１１とノズル５１−１２について見ると、記録開始後ノズル５１−１２からも吐出が行われるようになった定常状態においては、ノズル５１−１１から吐出が行われた後、記録紙１６が１／２ピッチ（すなわち（１／２）×Ｐｎだけ）搬送されてノズル５１−１２から吐出が行われ、その後再度記録紙１６が１／２ピッチ搬送されてノズル５１−１１から吐出される。このように、副走査方向に隣接したノズル５１−１１とノズル５１−１２からは、交互に吐出が行われ、同時に吐出が行われることはなく、クロストークの問題は解消されている。

上記式（１）におけるｍについては、ノズル高密度化のため、なるべくノズルピッチＰｎが小さくなるように設定することが好ましいが、副走査方向のノズルピッチＰｎは圧力室５２の隔壁の厚さ分を確保しなければならないため、副走査方向の長さＬよりは小さくできない。従って、Ｐｎ＞Ｌを満たす範囲でＰｎを最小とするように設定することにより、ノズル高密度化及び隣接ノズルのクロストーク防止の両立を図ることが可能となる。

具体的には、例えば副走査方向のドットピッチＰｄを２０［μｍ］（これは約１２００［ｄｐｉ］の記録解像度に相当するドットピッチである。）とし、圧力室５２の副走査方向の長さＬを１５０［μｍ］とした場合、ｍ＝８と設定するとよい。この場合、副走査方向のノズルピッチＰｎは、Ｐｎ＝｛８＋（１／２）｝×２０＝１７０［μｍ］となる。このとき、もしｍをもっと小さく、例えばｍ＝７とすると、ノズルピッチＰｎは、Ｐｎ＝｛７＋（１／２）｝×２０＝１５０［μｍ］となり、圧力室５２の副走査方向の長さＬと一致してしまうため、各圧力室５２を仕切る隔壁のスペースが確保できなくなってしまうので不適切である。よってこの場合ｍ＝８が最もノズル高密度配列を実現可能とする数値となる。

なお、上記式（１）においては吐出周期を１／２ピッチずらすようにノズルを配置するようにしているが、ピッチをずらす値を１／２の代わりに０．４〜０．６の範囲の適当な値としてもクロストーク防止効果を得ることができる。すなわち、ｋを０．４から０．６の範囲の任意の値、０．４≦ｋ≦０．６、として、ノズルピッチＰｎが上記式（１）の代
わりに次の式（２）を満たすように設定するようにしてもよい。

Ｐｎ＝（ ｍ ＋ ｋ ）×Ｐｄ ・・・・・・（２）
この式（２）を満たすように副走査方向に隣接するノズルの吐出周期の位相をずらすことによりクロストークを防止することができる。しかし、ｋ＝１／２（＝０．５）の場合が最もクロストーク防止効果が大きい。

次に、インク供給系の構成について説明する。図６に、本実施形態のインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の概略構成を示す。

図６において、インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態としては、インク残量が少なくなった場合に、図示を省略した補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を換える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をカートリッジ等に付されたバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図６に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図６では図示を省略したが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、これも図示を省略した昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄する。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、圧力室５２を変形させてインクを吐出させる吐出駆動用のアクチュエータ（圧電素子）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータの動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータを動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータを動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図６で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。

また、好ましくは、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とすると良い。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１０の制御系について説明する。図７に、本実施形態のインクジェット記録装置１０のシステム構成の概略を示す。

図７に示すように、インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６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７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなど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。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置
１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０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７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４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の磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２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、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒーター８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４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、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０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ドライバ８４を介して印字ヘッド５０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。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０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画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２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。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０のアクチュエータ５８を駆動する駆動波形を制御するアクチュエータ制御部である。ヘッドドライバ８４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。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（図示省略）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、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

プリント制御部８０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印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、上述した第１実施形態のようにノズルを配置してクロストークを防止したものにおいて、さらに圧力室にインクを供給する供給絞りを複数の圧力室において共有するようにしたものである。

図８（Ａ）に、本実施形態における印字ヘッドの要部平面透視図を示す。本実施形態のインクジェット記録装置全体の構成は、前述した第１実施形態と同様である。また、印字ヘッドにおけるノズル配置も図５に示すものと同様であり、副走査方向に隣接するノズル同士のノズルピッチＰｎは前述した式（１）あるいは式（２）を満たすように設定されている。

図８（Ｂ）に、副走査方向に隣接するノズル同士のノズルピッチＰｎとドットピッチＰｄとの関係を拡大して示す。副走査方向に隣接するドット、例えばドットＤ１０１とドットＤ２０１のドットピッチをＰｄとし、副走査方向に隣接するノズル、例えばノズル５１−１１とノズル５１−１２のノズルピッチをＰｎとし、ｍを１以上の整数、ｋを０．４≦ｋ≦０．６の任意の値とするとき、次の式（２）を満たすように各ノズル５１が配置されている。

Ｐｎ＝（ ｍ ＋ ｋ ）×Ｐｄ ・・・・・・（２）
前述したようにこの式（２）において、特にｋ＝１／２とした場合が式（１）となる。

また、図８（Ａ）に示すように、ノズル５１（５１−１１等）、圧力室５２（５２−１１等）、インク供給口５３（５３−１１等）からなる圧力室ユニット５４（５４−１１等）が、主走査方向に沿った行方向と、主走査方向と垂直でない所定角度をなす列方向に、千鳥状の２次元マトリクス状に配列されている。

このとき、列方向に配列されたノズル５１−１１、５１−１２、５１−１３、５１−１４、・・・からなるノズルの列をノズル列Ｎ１、また同様にノズル５１−２１、５１−２２、５１−２３、５１−２４、・・・からなるノズルの列をノズル列Ｎ２等と言うことにする。

各ノズル列Ｎ１、Ｎ２等の副走査方向に隣接したノズル同士のノズルピッチＰｎは式（１）を満たすように設定されている。本実施形態では、さらにこのとき副走査方向に隣接した圧力室ユニット５４の圧力室５２にインクを供給する供給絞りを共通化する。すなわち、各ノズル列Ｎ１、Ｎ２の副走査方向に隣接した圧力室ユニット５４の間に主走査方向に平行な共通液室５１４を形成し、ここから副走査方向に隣接した圧力室５２に対して共通の供給絞りを介してインクを供給するようにする。

副走査方向に隣接した圧力室ユニット５４すべてについて同様であるので、例えば、ノズル列Ｎ１の副走査方向に隣接する圧力室ユニット５４−１１と５４−１２について説明する。

圧力室ユニット５４−１１と５４−１２において、ノズル５１−１１及び５１−１２はそれぞれ各圧力室５２−１１、５２−１２の左上隅に設けられているが、それぞれのインク供給口５３−１１と５３−１２が共通液室５１４を挟んで対向するように近接した位置に設置するようにする。図８（Ａ）に示す例では、圧力室５２−１１のインク供給口５３−１１は右上隅、圧力室５２−１２のインク供給口５３−１２は右下隅にそれぞれ設けるようにする。

そして、これら２つのインク供給口５３−１１、５３−１２にそれぞれ共通液室５１４からインクを供給する共通の供給流路５１７を設け、その中央に供給絞り５１６を設置する。図８（Ａ）に示すように、供給流路５１７は、各インク供給口５３−１１、５３−１２と連通し、共通液室５１４に対して斜め方向に構成される。供給流路５１７の中央部は共通液室５１４と重なり、その重なり部に供給絞り５１６が形成される。

これを断面図を用いてさらに詳しく説明する。図９に、図８（Ａ）中の９−９線に沿った断面図を示す。

図９に示すように、各圧力室ユニット５４−１１、５４−１２は、ＳＵＳ板等の薄い板材からなる複数枚のプレート部材５０１〜５０６を積層接合して作製されており、その内部に圧力室５２−１１、５２−１２、共通液室５１４、供給絞り５１６、供給流路５１７等が形成されている。

図９において、最下層はノズルプレート５０１であり、図９においては図示を省略したがこのノズルプレート５０１にノズル５１−１１、５１−１２等が形成される。ノズルプレート５０１の上には共通液室５１４が形成される共通液室プレート５０２、供給絞り５１６が形成される供給絞りプレート５０３、供給流路５１７が形成される供給流路プレート５０４、圧力室５２−１１、５２−１２等が形成される圧力室プレート５０５が積層される。

そして、最上層は、圧力室５２−１１、５２−１２の天面を形成する振動板プレート５０６となっている。振動板プレート５０６は共通電極をも兼ねている。振動板プレート５０６は、各圧力室５２−１１、５２−１２の部分においてその容積を変化させるように変形する振動板５６−１１、５６−１２となっている。

振動板５６−１１、５６−１２の上には、それぞれアクチュエータ（圧電素子）５８−１１、５８−１２が配置され、アクチュエータ５８−１１、５８−１２の上面には個別電極５７−１１、５７−１２が形成されている。そして、共通電極（振動板５６−１１、５６−１２）と個別電極５７−１１、５７−１２の間に電圧を印加することによりアクチュエータ５８−１１、５８−１２が駆動して振動板５６−１、５６−１２を変形させて圧力室５２−１１、５２−１２の容積を減少させることによりインクをノズル（図示省略）から吐出させるようになっている。

図９に示したように、２つの圧力室５２−１１及び５２−１２は、それぞれインク供給口５３−１１及び５３−１２を介して供給流路５１７と連通し、供給流路５１７は供給絞り５１６を介して共通液室５１４と連通している。すなわち、２つの圧力室５２−１１及び５２−１２は１つの供給絞り５１６を共有している。

供給絞り５１６は、微細な形状を有し、圧力室５２−１１、５２−１２に供給されたインクが供給流路５１７から供給絞り５１６を介して共通液室５１４に逆流するのを防ぐための流路抵抗として設置され、高精度の加工が要求される。

このように本実施形態では、主走査方向に隣接するドットを吐出し、副走査方向に隣接するノズル（例えばノズル５１−１１、５１−１２等、図５及び図８（Ａ）参照）同士の供給絞り５１６を共通化したため、供給絞りプレート５０３に形成される供給絞り５１６、供給流路プレート５０４に形成される供給流路５１７の数が、圧力室５２（５２−１１、５２−１２等）の数の１／２となる。そのため供給絞りプレート５０３及び供給流路プレート５０４にそれぞれ形成される供給絞り５１６及び供給流路５１７は、圧力室５２（５２−１１、５２−１２等）と同数構成する場合に比べて少数化、低密化するため、特に加工精度が厳しく要求される供給絞りの加工難易度が低減するとともに加工精度が向上する。

また、さらに本実施形態では、上記式（１）を満たすようにノズル配置されているためクロストークが防止されるようになっているため、供給絞り５１６を共通化することがより容易となった。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態も上記第２実施形態と同様に複数の圧力室で供給絞りを共通化するものであるが、第２実施形態とは供給絞りを共有する圧力室の組み合わせを変えたものである。

図１０に、本実施形態における印字ヘッドの要部平面透視図を示す。本実施形態のインクジェット記録装置全体の構成は、前述した第１実施形態と同様であり、また、印字ヘッドにおける圧力室ユニットの配置は図５に示すものと同様である。ただし、本実施形態においては、後述するように圧力室中におけるノズルの位置は前記実施形態とは異なっている。

図１０に示すように、ノズル５１（５１−１１等）、圧力室５２（５２−１１等）、インク供給口５３（５３−１１等）からなる圧力室ユニット５４（５４−１１等）が、主走査方向に沿った行方向と、主走査方向と垂直でない所定角度をなす列方向に、千鳥状の２次元マトリクス状に配列されている。

このとき前記第２実施形態と同様に、列方向に配列されたノズル５１−１１、５１−１２、５１−１３、５１−１４、・・・からなるノズルの列をノズル列Ｎ１、また同様にノズル５１−２１、５１−２２、５１−２３、５１−２４、・・・からなるノズルの列をノズル列Ｎ２等と言うことにする。

図１０に示すように、本実施形態では、各圧力室５２（５２−１１等）内でのノズル５１（５１−１１等）とインク供給口５３（５３−１１等）とを対角線上の隅部に配置している。さらに、ノズル列Ｎ１とノズル列Ｎ２のように主走査方向に隣接したノズル列同士において、ノズル列Ｎ１の各圧力室５２−１１等のインク供給口５３−１１等は圧力室５２−１１の右下隅に配置し、ノズル列Ｎ２の各圧力室５２−２１等のインク供給口５３−２１等は圧力室５２−２１の左上隅に配置するようにして、各インク供給口同士が対角上に対向するように配置されている。

例えば、ノズル列Ｎ１の圧力室ユニット５４−１２の圧力室５２−１２のインク供給口５３−１２と、ノズル列Ｎ２の圧力室ユニット５４−２１の圧力室５２−２１のインク供給口５３−２１とは、それぞれ対向する角部に設けられて、副走査方向に斜めに隣接している。

このような２つのノズル列Ｎ１、Ｎ２にまたがって副走査方向に斜めに隣接したインク供給口、例えばインク供給口５３−１２及び５３−２１等に対し、供給流路５１７及び供給絞り５１６を共通化させる。そのために、副走査方向に隣接する圧力室ユニット間にそれぞれ共通液室５１４を配置する。図１０に示すように供給流路５１７は、共通液室５１４に対して斜め方向に配置され、各インク供給口５３−１２及び５３−２１と連通するように構成される。また、供給流路５１７の中央部は共通液室５１４と重なり、その重なり部に供給絞り５１６が形成される。

本実施形態では、このように供給絞り５１６を、２つのノズル列Ｎ１、Ｎ２にまたがって副走査方向に斜めに隣接したノズル５１−１２、５１−２１間で共有化している。そして、本実施形態では、このように供給絞り５１６を共有しているノズル５１−１２、５１−２１間での副走査方向のノズルピッチを前述したノズルピッチＰｎと定義する。

従って、本実施形態では、このように供給絞り５１６を共有するノズル同士をそのノズルピッチＰｎが上記式（１）を満たすようにしてノズル配置を行う。

図１１に、図１０中の１１−１１線に沿った断面図を示す。

図１１に示すように、各圧力室ユニット５４−１２及び５４−２１は、ＳＵＳ板等の薄い板材からなる複数枚のプレート部材５０１〜５０６を積層接合して作製され、その内部に圧力室５２−１２、５２−２１、共通液室５１４、供給絞り５１６、供給流路５１７及びノズル流路５１８等が形成される。

ノズル５１−１２及び５１−２１が形成されるノズルプレート５０１の上にノズル流路５１８及び共通液室５１４が形成される共通液室プレート５０２が積層され、その上に供給絞り５１６が形成される供給絞りプレート５０３及び供給流路５１７が形成される供給流路プレート５０４が積層される。

さらにその上に圧力室５２−１２、５２−２１が形成される圧力室プレート５０５が積層され、最上層に圧力室５２−１２、５２−２１の天面を形成する振動板プレート５０６が積層される。振動板プレート５０６は、各圧力室５２−１２、５２−２１の部分においてそれぞれ振動板５６−１２、５２−２１となっており、その上にそれぞれアクチュエー
タ５８−１２、５８−２１が形成されている。

振動板プレート５０６は共通電極を兼ねており、また、アクチュエータ５８−１２、５８−２１の上面には個別電極５７−１２、５７−２１が形成されている。ここで、例えば共通電極（振動板５６−２１）と個別電極５７−２１に電圧を印加するとアクチュエータ５８−２１が駆動して振動板５６−２１が圧力室５２−２１の容積を減少させるように変形し、図に矢印αで示したような圧力がインクに加わり、ノズル５１−２１からインクが吐出する。

このように本実施形態においても、２つの圧力室５２−１２、５２−２１等において供給流路５１７及び供給絞り５１６を共有するようにしているため、プレート部材に形成される供給流路５１７及び供給絞り５１６の数が圧力室５２（５２−１２、５２−２１等）の数の１／２となる。そのため、前述した第２実施形態と同様に、特に加工精度が厳しく要求される供給絞りの加工難易度が低減するとともに加工精度を向上させることができる。

また、圧力室５２−１１と５２−１２のように副走査方向に沿って隣接する圧力室同士は供給絞りを共通化していないので、副走査方向に斜めに隣接する圧力室５２−１２、５２−２１と比べてクロストークの影響はかなり小さいため、これらの圧力室同士のノズル５１−１１と５１−１２間のノズルピッチは、上記式（１）を満たすように配置する必要性は少ない。

さらに、図１０に示すような本実施形態のノズル配置を、図８（Ａ）に示すような第２実施形態におけるノズル配置と比較すると、本実施形態においては圧力室内でノズルとインク供給口が対角線上に配置されているため、圧力室内で気泡が滞留しにくく、かつリフィル性が向上する。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。

図８（Ａ）に示す第２実施形態、あるいは図１０に示す第３実施形態のように供給絞りを２個の圧力室で共通化すると、この供給絞りを共有する２個の圧力室は実質的に同一のチャンバー内に存在することとなるが、前述したように、副走査方向に隣接する各ノズルを上記式（１）を満たすように配置することで吐出周期を１／２ずらすことにより駆動タイミングをずらして同時吐出を避けるようにしているため、クロストーク防止が達成されている。

本実施形態は、複数の圧力室で１つの供給絞りを共通化した場合に、各圧力室の駆動波形を以下説明するようにして生成することにより、さらにクロストーク防止効果を高めるようにしたものである。

図１２に、本実施形態における、１つの供給絞りを共有する２つの圧力室の駆動波形を示す。

図１２は、１つの供給絞りを共有する２つの圧力室Ａ及びＢのそれぞれの駆動波形を示したものであり、横軸は時間、縦軸は電圧である。ここで、圧力室Ａと圧力室Ｂは１つの供給絞りを共有するものであり、例えば、図８（Ａ）における圧力室５２−１１と圧力室５２−１２、あるいは図１０における圧力室５２−１２と圧力室５２−２１等が該当する。

いま仮に圧力室Ａは図１０の圧力室５２−２１、圧力室Ｂは図１０の圧力室５２−１２として説明することにする。第３実施形態において説明したように、圧力室５２−２１及
び圧力室５２−１２の各ノズル５１−２１及び５１−１２は、式（１）を満たすように配置されているため、各ノズル５１−２１及び５１−１２の吐出周期の位相は１／２周期ずれており、各ノズル５１−２１及び５１−１２からは交互に吐出が行われるようになっている。従って、ノズル５１−２１及び５１−１２の一方が吐出しているときには、他方は吐出してない。

図１２において、今圧力室Ａは図１０における圧力室５２−２１であり、圧力室Ｂは図１０における圧力室５２−１２である。また各圧力室５２−２１及び５２−１２に対応するアクチュエータ５８−２１及び５８−１２の駆動波形はヘッドドライバ８４（図７参照）によって制御される。図１２の圧力室Ａ（圧力室５２−２１）の駆動電圧波形のグラフにおいて、Ｆ１の部分は、吐出を行わない一定電圧Ｖ１の状態である。このとき振動板５６−２１（図１１参照）は多少圧力室５２−２１の内側に撓んだ状態となっている。

吐出にあたり、まずＦ２に示すように電圧を０に変化させると、振動板５６−２１の撓みがなくなり、その分圧力室５２−２１の容積は増大し、圧力室５２−２１内にインク供給口５３−２１（図１１参照）から圧力室５２−２１内にインクが流入するとともに、ノズル５１−２１のメニスカス面もノズル流路５１８内に後退する。

次にＦ３に示すように電圧Ｖ２を印加することによりアクチュエータ５８−２１が駆動され、振動板５６−２１が圧力室５２−２１の内側へ変形し、図１１に矢印αで示したようにインクに圧力が加わり、押されたインクがノズル流路５１８を介してノズル５１−２１から吐出される。このＦ３で示される波形が実際にインクを吐出する吐出駆動波形である。インク吐出後Ｆ４で示すように、再び定常電圧Ｖ１となる。ここまでの波形の部分Ｔ１を吐出動作を行っていいる状態であるため吐出領域と呼ぶ。

このように吐出時には、アクチュエータ５８−２１の駆動により、圧力室５２−２１内には図１１に矢印αで示すような圧力波が生じる。圧力室５２−２１に生じたこの圧力波により、供給流路５１７を介して圧力室５２−１２の方向へのインクの流れが生じて吐出に影響を及ぼす場合がある。そこでこの影響をなくすため、Ｇ１に示すように吐出を行わない定常電圧Ｖ１が掛けられていた圧力室５２−１２に対して、圧力室５２−２１にＦ３の吐出電圧Ｖ２を印加するのに同期させてＧ２に示すような、吐出駆動波形Ｆ３と同方向の波形で表される吐出までは至らない程度の電圧Ｖ３の補助駆動波形を印加する。

この吐出駆動波形Ｆ３と同期した同方向の波形である吐出までは至らない補助駆動波形Ｇ２による電圧Ｖ３により圧力室５２−１２にはアクチュエータ５８−１２により図１１に矢印βで示すような圧力波が生じ、これにより供給流路５１７を共有する圧力室５２−２１からの圧力波によるインクの供給流路５１７への流れを押し戻して、アクチュエータ５８−２１の変位による圧力（体積減少分）は、圧力室５２−２１のノズル流路５１８に効率的に伝わり、大きな吐出力を得ることができる。また、これによりクロストーク防止効果がより大きくなる。補助駆動波形を加えた後は、Ｇ３に示すように再び定常電圧Ｖ１の状態に戻る。圧力室Ｂ（５２−１２）の、ここまでの波形の部分Ｔ２を、吐出を行っていない状態であるため待機領域と呼ぶ。

前述したように、ノズル５１−２１とノズル５１−１２は１／２周期で交互に吐出を行っており、次はノズル５１−１２が吐出を行う。そこで圧力室５２−１２（圧力室Ｂ）に対して図１２の圧力室Ａの吐出領域Ｔ１と同じ波形の電圧を印加する。

すなわち、圧力室５２−１２に対し、まずＧ４に示すように電圧を０とした後、Ｇ５のような吐出駆動波形を印加してノズル５１−１２から吐出を行う。このとき、一方の圧力室５２−２１に対しては、Ｇ５の吐出駆動波形と同期させてＦ５に示すような補助駆動波
形を加える。その後はそれぞれＧ６、Ｆ６のように定常電圧の状態に戻る。

このように、１つの供給絞り５１６を共有する２つの圧力室５２−２１と圧力室５２−１２は、交互に吐出を行い、一方の波形が吐出領域Ｔ１のときには他方は待機領域Ｔ２となっており、この状態を１／２周期で交互に繰り返している。すなわち、この吐出領域Ｔ１と待機領域Ｔ２を合わせた時間間隔が１吐出周期Ｔ０である。

このように本実施形態では、１つの供給絞りを共有した２つの圧力室のノズル配置をそれぞれの吐出周期が１／２周期ずれるようなノズル配置として２つの圧力室を交互に駆動して吐出するようにした場合に、一方の圧力室から吐出駆動波形による吐出の瞬間、その圧力室のインクが他方の圧力室へ流入しないように、他方の圧力室に吐出しない程度の圧力が発生するように、吐出駆動波形と同期した同方向の補助駆動波形を加えるようにしたため、さらにクロストーク防止効果を高めることが可能となった。

以上説明したように、各実施形態によれば、記録媒体上で主走査方向に隣接したドットを打滴するノズルを、副走査方向のノズルピッチが吐出周期の１／２周期だけずれるように配置することにより、隣接したノズルが同時に吐出動作を行わないようにして、クロストークを防止することが可能である。

また、副走査方向あるいは副走査方向に斜めに隣接する圧力室同士が供給絞りを共有するようにすることで、特に加工精度の厳しい供給絞りの数を削減することができ、加工精度を向上させることができる。

さらに、供給絞りを共有する圧力室同士の駆動波形を、一方の圧力室からの吐出駆動波形と同期した同方向の波形で吐出には至らない程度の補助駆動波形を他方の圧力室に加えるようにすることで、クロストーク防止効果をよりいっそう高めることが可能となる。

以上、本発明の液滴吐出装置及び画像形成装置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。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置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１に示した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１のインクジェット記録装置の印字ヘッドの概略を示す平面図である。 印字ヘッドの他の例を示す平面図である。 第１実施形態の印字ヘッドにおけるノズル配置を示す平面図である。 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概略図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドの要部平面透視図である。 図８（Ａ）の印字ヘッドの副走査方向におけるノズルピッチとドットピッチの関係を示す拡大図である。 図８（Ａ）中の９−９線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係る印字ヘッドの要部平面透視図である。 図１０中の１１−１１線に沿った断面図である。 本発明の第４実施形態に係る圧力室の駆動波形を示す線図である。

符号の説明

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、３３…ベ
ルト、３４…吸着チャンバ、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、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５６…振動板、５８…アクチュエータ、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６６…ブレード、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータドライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ（アクチュエータ制御手段）、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒータ、５１４…共通液室、５１６…供給絞り、５１７…供給流路、５１８…ノズル流路

Claims (5)

1. 被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって、複数の各圧力室に対応する複数のノズルが２次元的に配列されたフルライン型の液滴吐出ヘッドと、
   前記圧力室に圧力を発生させるアクチュエータの駆動波形を制御するアクチュエータ制御手段を有し、
   前記圧力室に液を供給する供給絞りを共有する前記圧力室に対応するノズル同士の、前記被記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対して相対搬送する方向である副走査方向のノズルピッチＰｎが、
   前記被記録媒体上でのドットの副走査方向の記録解像度に相当する副走査方向の最小ドット間ピッチをＰｄ、ｍを１以上の整数とし、ｋを０．４≦ｋ≦０．６を満たす任意の定数とするとき、次式（１）
   Ｐｎ＝（ｍ＋ｋ）×Ｐｄ ・・・・・・（１）
   を満たすように前記ノズルを配置するとともに、
   前記供給絞りを共有する２つの前記圧力室のうち一方の圧力室に対する駆動波形が、前記圧力室に圧力を加え前記ノズルから実際に液滴を吐出する吐出駆動波形を有する吐出領域部であるとき、他方の圧力室に対する駆動波形は、前記吐出駆動波形を有さず吐出を行わない待機領域部であり、かつ、該待機領域部は前記一方の圧力室に対する駆動波形の吐出領域部が有する前記吐出駆動波形と同期した、同方向の波形で、液滴を吐出しない程度の大きさの補助駆動波形を含んでいることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記定数ｋが０．５であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記副走査方向あるいは前記副走査方向に対し斜め方向に隣接する前記ノズルに対応する圧力室において、前記圧力室は前記圧力室に液を供給する供給口を介して供給流路と連通し、前記供給流路は前記供給絞りを介して共通液室と連通していることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記圧力室はその平面形状が略正方形状をしており、前記圧力室内で、前記ノズルと前記供給口が対角線上に配置され、かつ、副走査方向に対し斜め方向に隣接する前記圧力室同士においてそれぞれの圧力室の前記供給口が、互いに近接して対向配置されたことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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