JP4736475B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関するものである。

微小なインク滴を用いて画像を記録するためのインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという場合がある）のようにノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドでは圧力付与手段を駆動して、圧力発生室内に圧力を付与することでノズルから液滴を吐出させ、記録紙等の記録媒体上に着弾させる。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材上にドットを記録し、それらドットからなる画像を記録するように構成されている。

インクジェットプリンタは、記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着させて画像を記録するように構成されている。

近年、各種プリンタで階調記録が行われるようになり、インクジェットプリンタにおいても他のプリンタと同様に行われるようになった。階調記録の１つとして、吐出ノズル径を小さくして、インク液滴１個の大きさを小さくし、１画素に対して吐出するドットの数を変化させる方法がある。この方法によれば、吐出させるドット数を変えることにより、吐出時のドットの大きさを変えるのと同等の効果が得られる。

また、印画速度を上げるため、すぐに重ね打ちがされてもインク同士が混じり合わないように、速乾性があるインクが用いられるようになっている。

ところで、このように吐出ノズル径が小さくなり、速乾性のインクが用いられるようになると、インクの吐出直後から急激に吐出ノズルのインク表面の乾燥が始まる。

このため、次のインク吐出までの時間が長い場合には、駆動信号を与えても吐出が行われない、あるいは、吐出が行われても速度，軌道が不安定となって正常な液滴が得られない、といった問題も生じている。この結果、形成された画像にかすれを伴うことになり、画像品質の低下を招く。

このような問題を回避するために、駆動信号により液体収容室に圧力を加えてノズル先端から液滴を吐出するヘッドと、画像形成領域内で画像データに応じた画素毎の駆動信号を生成するドライブ手段とを備え、このドライブ手段は、インク吐出を行わない画素に対してノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号を生成することを特徴とするインクジェットプリンタが開示されている。（特許文献１参照）
すなわち、特許文献１の発明では、インク吐出を行わない画素に対してノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号を生成するようにしている。このような駆動信号によって画像形成領域内でインク液滴を吐出しない画素に対しても液滴表面を振動させることにより、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらずノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
特開平１０−２５００６４号公報

特許文献１に開示された従来技術では、インク滴を吐出パルスとは別に吐出パルスの前又は後にノズル先端の液体表面を振動させるための非吐出パルスを含んだ駆動信号で駆動するので、振動させるためのパルスを印加する間は、吐出が行えず、記録速度が低下する。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で記録速度を低下させることなく、非吐出波形を印加することができ、ひいては、非吐出波形により、液滴を吐出しない画素に対しても液滴表面を振動させることにより、各画素毎に液滴の吐出の如何にかかわらずノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面が振動する状態に保たれるため、液体の乾燥が防止される、また、非吐出波形による圧力付与手段の駆動での発熱により液体を加熱することが可能な液滴吐出ヘッド、並びに液滴吐出装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
（請求項１）
液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルに連通する圧力発生室と、画像データに基づいて駆動されて前記圧力発生室内に圧力を付与することにより前記ノズルから液滴を吐出させる圧力付与手段と、がそれぞれ複数設けられた液滴吐出ヘッド本体と、
前記圧力付与手段を駆動する駆動回路と、
を有する液滴吐出ヘッドを備え、
前記液滴吐出ヘッドを主走査方向に往復走査させつつ前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
前記駆動回路は、前記画像データを記憶する第１の記憶手段と、前記画像データと前記圧力付与手段を駆動する駆動波形に対応した駆動波形パターンデータとの関係を規定した情報を記憶する第２の記憶手段とを有し、
前記駆動波形は、圧力付与手段を動作させない非動作波形、ノズルから液滴が吐出しない程度の圧力を圧力発生室に付与するように圧力付与手段を動作させる非吐出波形、吐出波形のいずれかであって、
複数の前記ノズルは、イエローインクの液滴を吐出する第１のノズル列と第２のノズル列と、マゼンタインクの液滴を吐出する第３のノズル列と第４のノズル列と、シアンインクの液滴を吐出する第５のノズル列と第６のノズル列と、ブラックインクの液滴を吐出する第７のノズル列と第８のノズル列とを有し、
前記第１〜第８のノズル列が前記主走査方向に並んで配置され、
前記駆動回路がノズル列毎に設けられていて、
前記液滴吐出ヘッドを往方向及び復方向の一方に主走査させつつ液滴を吐出させる際には、先頭に位置する前記第１のノズル列を基準とし、前記第１のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第１のノズル列以外のノズル列の画像データの前にそれぞれ付加し、後端に位置する前記第８のノズル列を基準とし、前記第８のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第８のノズル列以外のノズル列の画像データの後にそれぞれ付加して作成したノズル列毎の画像データを対応する前記駆動回路の前記第１の記憶手段にそれぞれ記憶させ、
前記液滴吐出ヘッドを往方向及び復方向の他方に主走査させつつ液滴を吐出させる際には、先頭に位置する前記第８のノズル列を基準とし、前記第８のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第８のノズル列以外のノズル列の画像データの前にそれぞれ付加し、後端に位置する前記第１のノズル列を基準とし、前記第１のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第１のノズル列以外のノズル列の画像データの後にそれぞれ付加して作成したノズル列毎の画像データを対応する前記駆動回路の前記第１の記憶手段にそれぞれ記憶させることを特徴とする液滴吐出装置。
（請求項２）
前記第２の記憶手段は、書き換え可能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。
（請求項３）
前記駆動回路は、前記ノズル列のノズルをＭ（Ｍは２以上の整数）個の組に分割して、前記分割された組毎に、順次にノズルから液滴を吐出させる制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
（請求項４）
前記圧力付与手段は、前記圧力発生室の隔壁の少なくとも一部を形成し、且つ、前記駆動波形の印加によりせん断モードで変形する圧電材料により構成され、前記Ｍは３であり、前記非吐出波形がＧＮＤ波形であることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
（請求項５）
前記第２の記憶手段は、装置の電源投入時にプリセット値にセットされることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。

本発明者は、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルに連通する圧力発生室と、吐出データに基づいて駆動されて前記圧力発生室内に圧力を付与することにより前記ノズルから液滴を吐出させる圧力付与手段とを有する液滴吐出ヘッド本体と、前記圧力付与手段を駆動する駆動回路とを有する液滴吐出ヘッドであって、前記駆動回路は、前記吐出データを記憶する第１の記憶手段と、前記吐出データと前記圧力付与手段を駆動する駆動波形に対応した駆動波形パターンデータとの関係を規定した情報を記憶する第２の記憶手段とを有し、前記駆動波形は、非動作波形、非吐出波形、吐出波形のいずれかであることを特徴とする液滴吐出ヘッドを用いることにより、吐出データに応じて非動作波形、非吐出波形、吐出波形のいずれかを選択することができ、簡単な構成で記録速度を低下させることなく、非吐出波形を印加することができ、ひいては、非吐出波形により、液滴を吐出しない画素に対しても液滴表面を振動させることにより、各画素毎に液滴の吐出の如何にかかわらずノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面が振動する状態に保たれるため、液体の乾燥が防止される、また、非吐出波形による圧力付与手段の駆動での発熱により液体を加熱することが可能になると考え、本発明に至った。

ここで非吐出波形による圧力付与手段の駆動とは、ノズルから液滴が吐出しない程度の圧力を圧力発生室に付与するようにして、圧力付与手段を駆動することを意味する。

請求項１に記載の発明によれば、簡単な構成で記録速度を低下させることなく、非吐出波形を印加することができ、ひいては、非吐出波形により、液滴を吐出しない画素に対しても液体表面を振動させることにより、各画素毎に液滴の吐出の如何にかかわらずノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面が振動する状態に保たれるため、液体の乾燥が防止される、また、非吐出波形による圧力付与手段の駆動での発熱により液体を加熱することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、必要に応じて吐出データと駆動波形パターンデータの組み合わせを自由に書き換えて設定できる。

請求項３に記載の発明によれば、同時に駆動する圧力付与手段の数を軽減でき、駆動回路の負担を軽減できる。

請求項４に記載の発明によれば、圧力付与手段が、圧力発生室の隔壁の少なくとも一部を形成し、且つ、駆動波形の印加によりせん断モードで変形する圧電材料により構成されたヘッドにおいて、ノズル列を３つの組に分割駆動して、非吐出波形にＧＮＤ波形を用いることにより、駆動に係るすべての波形を単一極の波形で構成することが可能になる。従って電源コストを低減できる。

請求項５に記載の発明によれば、第２の記憶手段を書き換える動作がない場合は、第２の記憶手段の情報が、装置の電源投入時に自動的にプリセット値にセットされるので、第２の記憶手段を書き換える動作が不要の場合などでは、操作手順を省略できる。

以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。

本発明に係る液滴吐出ヘッド本体は、液滴を吐出するためのノズルと、このノズルに連通する圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力を付与してノズルから液滴を吐出させる圧力付与手段とを備えた液滴吐出ヘッド本体であれば、どのようなタイプの液滴吐出ヘッド本体にも適用でき、また、圧力発生室内に満たされる液体はどのような液体であっても良い。以下の説明では、圧力発生室内の容積を膨張又は収縮させることによって圧力を変化させる圧力付与手段を備え、圧力発生室内に満たされる液体としてインクを使用した液滴吐出ヘッド本体であるせん断モード（シェアモード）タイプのインクジェットヘッド本体を用いて説明する。

せん断モードタイプのヘッド本体では、圧力発生室の隔壁の少なくとも一部を圧力付与手段である圧電素子により構成し、この圧電素子を変形することによりノズルからインク滴を吐出する。

また、液滴吐出ヘッド本体と駆動回路を併せて液滴吐出ヘッドと定義する。

このような液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置として、インクジェットプリンタを用いて説明する。

＜インクジェットプリンタの機械的構成＞
以下、図１のシリアル型インクジェットプリンタ１の主要部の機械的構成の図面に基づいて説明するが、この発明はこの実施の形態に限定されない。

この実施形態では、各色当たり２列のノズル列を有し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色分のノズル列を備えたインクジェットヘッド本体を備えたプリンタの例を示しているが、１列のノズル列を備えたヘッド本体や単色のヘッド本体で記録を行うプリンタにおいても本発明は適用できる。

なお、以下、ヘッド本体１７や駆動回路１６に関する構成は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色で共通なので、個々の色に関する構成を表示するアルファベットの添え字は省略して、総括的に表記する場合がある。

キャリッジ２は後述するヘッド本体１７とヘッド本体１７の圧力付与手段を駆動する４色分の駆動回路１６とインクカートリッジ（不図示）を納めた樹脂性のケースである。キャリッジ２に納められた駆動回路１６はＩＣで構成してあり、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブル５で制御基板９と接続されている。

液滴吐出ヘッド本体であるヘッド本体１７は、１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋの４色のヘッド本体で構成され、各色のヘッド本体１７は、記録媒体に対する主走査方向であるＸ方向に配置した２列のノズル列を有している。ノズル数は、１列当たり２５６個であり、副走査方向であるＹ方向に配列している。また、ノズル列毎に駆動回路１６を有している。

キャリッジ２はキャリッジ駆動機構６によって図中矢印Ｘで示した主走査方向に往復移動される。キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されていて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されている。

モータ６ａによりプーリ６ｂが回転すると、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中矢印Ｘの方向に沿って移動させられる。ガイドレール６ｄは互いに平行な２本の円柱で、かつキャリッジ２の挿通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにしてある。

このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重では撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッジ２が移動する向きを変更でき、回転数を変更すればキャリッジ２の移動速度を変更することも可能である。

インクカートリッジは内部にインクタンクを有している。インクタンクのインク供給口はインクカートリッジをキャリッジ２にセットしてインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除されると閉鎖され、ヘッド本体１７にインクが供給される。

キャリッジ２にはインクカートリッジの取り付け部が設けてあり、吐出用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のインクを納めたインクカートリッジを着脱できるようになっている。

フレキシブルケーブル５は、吐出データである画像データ等を転送するデータ転送手段であり、可撓性を有するフィルムに、データ信号線、電源線等を含む配線パターンをプリントしたもので、駆動回路１６と制御基板９との間でデータを転送し、キャリッジ２の移動に追従する。

エンコーダ７は樹脂の透明なフィルムに所定の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の移動速度を検知する。

紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａにより駆動されて、図示せぬギア列によって略等しいが搬送ローラー対８ｃが極わずかに速い周速で回転するローラー対である。

記録紙Ｐは給紙機構（図示せず）から送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ローラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によって副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。

搬送ローラー対８ｃの周速は搬送ローラー対８ｂよりも極わずか速いので、記録紙Ｐは弛みを発生させずに記録部を通過する。また記録紙Ｐが副走査方向に移動する速度は一定の速度に設定する。

このようにして記録紙Ｐを副走査方向に一定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一定速度で移動させ、ヘッド１７から吐出したインクを付着させて記録紙Ｐの片面の所定範囲に画像を記録する。

なお、本プリンタは、その記録速度を向上するために、主走査方向における往復双方向の走査時においてインク滴を吐出させ画像を記録することができる。（以下、かかる記録方法を双方向記録と呼ぶ場合がある。）。

＜インクジェットヘッド本体の構成＞
以下、図１のインクジェットプリンタにおけるヘッド本体の実施の形態を図面に基づいて説明するが、この発明はこの実施の形態に限定されない。

図２は図１におけるインクジェットヘッド本体１７を記録紙Ｐの方向からみたノズル部の拡大図である。この図では、１色当たり５１２個のノズルの一部に相当する１色当たり１５個のノズルが示してある。

インクジェットヘッド本体１７を構成する１７Ｙ、１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋのノズル部は、この順に主走査方向Ｘに所定距離離れて並んでいる。各色のインクジェットヘッド本体は、記録媒体に対する主走査方向Ｘに対して、例えば１７Ｙは、ノズル１８Ｙ１の第１ノズル列１０２Ｙとノズル１８Ｙ２の第２ノズル列１０３Ｙを有している。即ち、合計で８列のノズル列が主走査方向に配置されていることになる。これらのノズル列は、同一色内でのノズル列間距離Ｌ１、色間の距離Ｌ２だけ離れている。これらの８列のノズル列から吐出されたインク滴を所定の位置に着弾させ、副走査方向の直線のライン像を形成するには、各ノズル列からのインク滴の吐出タイミングを調整する必要がある。画像の印画開始はヘッドの主走査方向の先行ノズル列に対して後行ノズル列は、記録ヘッドの主走査速度及び前述の距離とで定まる吐出周期に合わせて駆動され、所定周期分遅れて印画開始する。往復印画する場合には復路では往路の逆順でノズル列間の駆動波形印加タイミングをずらす。詳細は後述する。

前述のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁によって隔てられた複数の圧力発生室を有するせん断モード型記録ヘッドを駆動する場合、一つの圧力発生室の隔壁が吐出の動作をすると、隣の圧力発生室が影響を受けるため、複数の圧力発生室（ノズル）のうち、互いに１本以上の圧力発生室（ノズル）を挟んで離れている圧力発生室（ノズル）をまとめて１つの組となすようにして、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。本実施形態では、全圧力発生室（ノズル）を２つおきに選んで３組に分けて吐出する、いわゆる３サイクル吐出法を採用している。

本実施形態では、各ノズル列は２５６ノズルからなり、各列内のノズルは３ノズル周期で隣接ノズルが主走査方向に最小画素ピッチの１／３ずつずれて配置される。各列内は２ノズルおきにＡ組、Ｂ組、Ｃ組の３サイクルで、記録ヘッドの主走査速度及び最小画素ピッチの１／３のずれ量とで定まる吐出周期に合わせて駆動される。これよりＡ組，Ｂ組，Ｃ組の各ノズルから吐出されるインク滴の着弾位置を揃えて、副走査方向に直線のライン像を形成する。

このようにノズル列内を分割駆動することで、同時に駆動する圧力付与手段の数が軽減でき、駆動回路の負担が小さくなり、駆動回路の駆動能力を抑え、小容量の駆動源を用いることでコスト削減が可能である。

また、列内のノズル列方向のノズルピッチは１８０ｄｐｉ（１４１μｍ）であり、２列は平行に配列し、互いのノズルに対してノズル列方向に７０．５μｍ（３６０ｄｐｉ相当）ずらして、２列全体でノズル列方向のノズル密度が３６０ｄｐｉで、５１２個のノズル群を構成している。即ち、各ノズル列１０２，１０３のノズル位置が、互いに補間し画像格子に対応するようにノズル列方向にずらして配置され、１走査で全画素が記録されるように構成される。

図３は１色分のせん断モードタイプのインクジェットヘッド本体及びその製造工程を示す概略図である。
を示す概略図である。ここでは、ヘッド本体１７Ｙの構成を示すが、ヘッド１７Ｍ〜１７Ｋについても同様な構成になっている。

まず、互いに分極方向が異なる第１の圧電性材料基板１０ａと第２の圧電性材料基板１０ｂとが用意され、第１の圧電性材料基板１０ａは、厚基板２６ａと薄基板２２ａとからなり、同様に第２の圧電性材料基板１０ｂも厚基板２６ｂと薄基板２２ｂとからなる（図３（ａ））。

第１の圧電性材料基板１０ａの薄基板２２ａ上にドライフィルム１３０ａを貼り、このドライフィルム１３０ａに露光現像処理して圧力発生室となるインクチャネルや電極の加工位置を設定するマスクを作成する（図３（ｂ））。第１の圧電性材料基板１０ａには、マスクにより設定された位置にダイヤモンドブレード等により２５８本の溝加工を行ない、インクチャネルである圧力発生室２８ａを形成する。これにより隣接する圧力発生室は、圧電材料の隔壁により区画される。アルミ蒸着により圧力発生室２８ａに駆動電極２５ａを形成するとともに、この駆動電極２５ａに接続した取出電極１６０ａを形成する（図３（ｃ））。

ここで、２５８個の圧力発生室のち、両端の２個の圧力発生室は、ノズルからのインク吐出を伴わないダミーの圧力発生室である。このようにインクを吐出する２５６個の圧力発生室の両外側に圧電物質の隔壁を介してインク吐出を伴わないダミーの圧力発生室を設けることにより、２５６本の圧力発生室の両端に位置する圧力発生室からのインク吐出量の低下を防ぐ。後述するように、このダミーの圧力発生室には、インクは供給されるが、対応するノズルを設けていない。

同様に、第２の圧電性材料基板１０ｂの薄基板２２ｂ上にドライフィルム１３０ｂを貼り、このドライフィルム１３０ｂに露光現像処理してインクチャネルや電極の加工位置を設定するマスクを作成する。第２の圧電性材料基板１０ｂには、マスクにより設定された位置にダイヤモンドブレード等により２５８本の溝加工を行ない、圧力発生室２８ｂを形成する。これにより隣接する圧力発生室は、圧電材料の隔壁により区画される。アルミ蒸着により圧力発生室２８ｂに駆動電極２５ｂを形成するとともに、この駆動電極２５ｂに接続した取出電極１６０ｂを形成する。

次に、第１の圧電性材料基板１０ａ及び第２の圧電性材料基板１０ｂに、圧力発生室２８ａ、２８ｂを覆うカバー基板２４ａ、２４ｂを取出電極１６０ａ，１６０ｂを残して設け（図３（ｄ））、第１の圧電性材料基板１０ａと第２の圧電性材料基板１０ｂとを、カバー基板２４ａ，２４ｂを設けた側と反対側を貼り合わせて中央部を切断し（図３（ｅ））、圧力発生室２８ａ，２８ｂに対応する部分に２５６個×２列のノズル１８ａ、１８ｂを有するノズルプレート１８０を設けて２個のヘッド本体１７Ｙを製造する（図３（ｆ））。

貼り合わせの際、各ヘッドの圧力発生室が、相互に１／２ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせることより、各ヘッドのそれぞれが１８０ｄｐｉのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに１／２ずらせることで、３６０ｄｐｉの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。

その後に、それぞれの２個のヘッド本体には、第１の圧電性材料基板１０ａと第２の圧電性材料基板１０ｂとに、インクを圧力発生室２８ａ，２８ｂに供給するマニホールド１９ｂ、１９ｂを接続すると共に、取出電極１６０ａ，１６０ｂに駆動回路１６ａ，１６ｂを備えた配線基板であるフレキシブルケーブル５ａ，５ｂを接続して同時に２個のインクジェットヘッドを製造する（図３（ｇ））。同時に２個の２列ヘッドを作製できるので、ヘッドの製造コストを低減できる。この２列ヘッドの圧力発生室には、同一色のイエローインクが供給されて、ノズルから吐出される。

この実施の形態では、複数のノズル列のノズル１８ａ、１８ｂを１枚のノズルプレート基板に一体的に形成しており、複数のノズル列のノズル１８ａ、１８ｂの位置決めが正確で、誤差を小さくして、高精度にインク滴を吐出させることができる。

圧電性材料基板１０に使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられ、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。

セラミックス基板としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ₃−ＰｂＴｉＯ₃）、第三成分添加ＰＺＴがあり、第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｍｎ_1/3Ｓｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｃｏ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃等があり、さらにＢａＴｉＯ₃、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃等を用いて形成することができる。

また、塗布や積層の工程を経て形成される基板として、例えば、ゾル−ゲル法、積層基板コーティング等で形成することができる。

カバー基板２４の材料は、特に限定されず、有機材料からなる基板であっても良いが、非圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この非圧電性非金属材料からなる基板として、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、分極されていないＰＺＴの少なくとも１つから選ばれることが好ましい。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。

また、ノズルプレート１８０の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂のほか、ステンレス等の金属材料を用いることもできる。

駆動電極２５、取出電極１６０に用いられる金属としては、白金、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、タンタル、チタンを用いることができ、特に、電気的特性、加工性の点から、金、アルミニウム、銅、ニッケルが好ましく、めっき、蒸着、スパッタで形成される。

この実施形態では、圧力発生室の隔壁が、分極方向が異なる２枚の圧電性材料基板である薄基板と厚基板によって構成されているが、圧電性材料基板は例えば薄基板の部分のみであってもよく、隔壁の少なくとも一部にあればよい。

せん断モードタイプの記録ヘッドは、以上のように圧電材料に圧力発生室を形成して、その隔壁に金属電極を形成するだけで、ヘッドの主要部分を構成できるので、製造が簡単で、多数の圧力発生室を高密度に配置できるために、高精細な画像記録を行う上で好ましい態様である。

以上のようにして、各色のヘッド本体１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋを作製し、ヘッド本体１７となる。

なお、かかるヘッド本体１７では、以上のように、隔壁の変形によって圧力発生室内のインクに正負の圧力が付与されるものであり、この隔壁は圧力付与手段を構成している。

＜インクジェットプリンタ全体の電気的構成＞
図４は図１に示した本発明の実施の形態例のインクジェットプリンタ全体の電気的構成の一例を示すブロック図である。

図４において、破線で示された制御基板９はインクジェットプリンタ１全体の制御を行う制御手段としてのＣＰＵ１１が実装されており、先に説明したとおりフレキシブルケーブル５によってキャリッジ２の駆動回路１６と接続されている。

この制御基板９は、ノズル列に対応した吐出データである画像データをノズル列に対応した駆動回路の第１の記憶手段であるシフトレジスタに格納するタイミングを複数のノズル列間で共通とし、ノズル列から液滴を吐出させるタイミングを複数のノズル列毎に独立とする制御手段でもある。

ページメモリ１２は、インクジェットプリンタ１自体を周辺機器として利用するパーソナルコンピュータ等から受け取った吐出データである画像データを記憶するものである。ページメモリ１２の記憶容量は、パーソナルコンピュータ等の扱う画像データのビット数、ドット数、信号の転送速度、ＣＰＵの処理速度等によって決めればよい。

ラインメモリ１３ａ及び１３ｂは、記録紙Ｐに記録する際に副走査方向に一列に並べて記録される各画素の画像データを記憶するラインメモリとして使用していて、各画像データは数ビットの階調データでページメモリ１２から転送される。本実施形態では１２ビット処理のラインメモリ１３ａ及び１３ｂを２個パラレルに使用しているが、２４ビット処理の一つのラインメモリで構成してもよい。

ページメモリ１２からのデータ信号線（データＢＵＳ）は２４ビットで、各ラインメモリ１３に１２ビットずつ分岐している。ラインメモリ１３ａ及び１３ｂの画像データはフレキシブルケーブル５を介して駆動回路１６に転送される。

インタフェース１４ａ及び１４ｂは、外部のパーソナルコンピュータとデータの授受を行う手段であり、各種シリアルインタフェース，各種パラレルインタフェースのいずれかで構成される。

また、表示と入力の両方の機能を有し、片道記録（往方向）か双方向記録の設定や後述のアウトプットパターンレジスタ３４のテーブルの設定データをはじめとする各種の設定や記録指令等の指示操作を制御基板９に行う操作入力手段（不図示）を有している。

駆動回路１６Ｙ１、１６Ｙ２〜１６Ｋ１、１６Ｋ２はＩＣで構成されており、この実施の形態例ではＹＭＣＫの４色について、各ノズル列毎に１個（計８個）設けられている。
各駆動回路１６は、カスケード接続された１２８チャネル×３ビットの２つのシフトレジスタを備え、ラインメモリ１３ａ及び１３ｂからの画像データは一旦このシフトレジスタに格納される。このシフトレジスタは、第１の記憶手段を構成する。

本実施の形態では、イエロー（Ｙ）の第１ノズル列の画像データはラインメモリ１３ａから３ビットのデータ信号線で駆動回路１６Ｙ１へ、イエロー（Ｙ）の第２ノズル列の画像データは同様に駆動回路１６Ｙ２へ転送される。そして駆動回路１６Ｙ１、１６Ｙ２に転送されたイエローの５１２個の画像データは並列的に処理されて、ヘッド本体１７Ｙによる記録が実行される。

以下同様にマゼンタ（Ｍ）の画像データはラインメモリ１３ａから駆動回路１６Ｍ１、１６Ｍ２へ転送されヘッド本体１７Ｍで記録が実行される。シアン（Ｃ）の画像データはラインメモリ１３ｂから駆動回路１６Ｃ１，１６Ｃ２に転送されてヘッド本体１７Ｃによる記録が実行される。ブラック（Ｋ）の画像データはラインメモリ１３ｂから駆動回路１６Ｋ１，１６Ｋ２に転送されてヘッド本体１７Ｋによる記録が実行される。尚、これら駆動回路１６の詳しい動作は後述する。なお、前述のように制御基板９により、ノズル列に対応した画像データをノズル列に対応した各駆動回路１６のシフトレジスタに転送、格納するタイミングは、複数のノズル列間で共通、すなわち、同一のタイミングになるように制御される。このことにより、複数のノズル列に対応した複数の駆動回路のシフトレジスタへのデータ転送を同時に行うことができ、データ転送のトリガー処理を効率的に行うことのできる。また、制御系の構成を簡略化できる。

ＡＮＤゲート２００は、エンコーダ７の検出した情報を基にキャリッジ２が一往復移動を開始して往路上または復路上で所定の位置に達した時点で、インク吐出を開始させるためのＴＲＧＩＮ信号を制御回路２３を介して各駆動回路１６に出力する。各駆動回路１６はこのＴＲＧＩＮ信号を受けて駆動波形を送出し、各ノズル列からインクの吐出を行う。

なお、前述のように制御基板９により、各ノズル列から液滴を吐出させるタイミングは、複数のノズル列毎に独立に制御される。このことにより、ノズル列毎の液滴の着弾位置を画素ピッチより細かく調整することが可能なる。

駆動回路１６Ｙ１〜１６Ｋ２のそれぞれは、２５６ビットのデータ信号線によってヘッド本体１７Ｙ〜１７Ｋのそれぞれのノズルに設けられたせん断モード圧電素子に駆動波形を供給し、この駆動波形を受けてせん断モード圧電素子が変形することにより各色のヘッド内のインクが吐出される。

駆動信号発生回路１５は、後述するように複数の駆動波形で構成された単一の駆動信号を発生させて各駆動回路１６に供給するようになっている。駆動波形は画像データにより変える必要があるので、３種類の駆動信号（基本波形として非吐出波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ０の駆動信号、基本波形として非動作波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号、基本波形として吐出波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ２の駆動信号の３種類）を駆動信号発生回路１５内のラインメモリ（図示せず）にデジタルデータとして記憶してある。このラインメモリは、ＳＲＡＭ等を用いて構成できる。

本実施の形態では色当たり３ビット（８階調）のデータを出力するので、ラインメモリに記憶した波形データは、先頭にＧＮＤ波形を加えて、基本波形を７回くりかえす波形をデジタルデータ化したものである。これらの基本波形の詳細は後述するが、吐出波形、非動作波形はいずれも矩形波パルスである。

複数個の吐出波形により、１画素周期内で、複数個のインク液滴は記録紙Ｐ上に記録され、画像データにより、液滴数に応じた面積の記録が可能となり、階調記録が行える。

さらに、吐出波形に異なる波形を用いれば、吐出するインク適量を変えることができ、さらに階調性を高めることができる。

尚、ここでは３ビット（８階調）を例にしているが、これ以外にすることも可能であり、各データのビット数（階調数）やラインメモリのデータを連動させて変更すればよい。

また、本発明は、１ビット（２階調）の画像データで２値の記録を行う場合においても適用できる。

＜インクジェットヘッドの駆動回路の電気的構成＞
以下、本発明の特徴的構成であるヘッドの駆動回路１６の電気的構成を図５、図６に示す駆動回路の詳細を示すブロック図によって説明する。

図５は、図４に示した各色ヘッドの１列分、即ち、２５６ノズル分の駆動回路１６の詳細を示す図である。図６は、図５における１２８ノズル分の駆動ＩＣの詳細を示すブロック図である。尚、ここでは、ヘッド本体１７Ｙの駆動回路１６Ｙ１の構成を示すが、１６Ｙ２やヘッド本体１７Ｍ〜１７Ｋの駆動回路１６Ｍ１〜１６Ｋ２についても同様な構成になっている。

本実施の形態の駆動回路１６Ｙ１は、図５に示す様に１２８チャネル（ノズル）の駆動ＩＣを２つ備えており、各駆動ＩＣ内の３ビット×１２８チャネル（ノズル）のシフトレジスタ３１がカスケード接続されており。２５６チャネル（ノズル）分の圧電素子を駆動する。また両端に位置するダミーの圧力発生室の駆動電極と駆動回路が接続されており（ｏｕｔーＤがこれに相当）、後述する駆動波形パターンが印加される。

この２つの駆動ＩＣは、基本的に同一の構成であるので、１つについて図６に詳細を示す。

図６に示す１２８チャネルの駆動ＩＣは、第１のラッチ手段である３ビット×１２８チャネル（ノズル）の第１のラッチ回路３２Ａ、第２のラッチ手段である３ビット×１２８チャネル（ノズル）の第２のラッチ回路３２Ｂ、第１のラッチ回路３２Ａに画像データを出力する第１の記憶手段であるシフトレジスタ３１、吐出データに基づいて圧力付与手段を駆動する駆動手段であるグレイスケールコントローラ３３、第２の記憶手段であるアウトプットパターンレジスタ３４、３相バッファーアンプ３５等を含んで構成される。第２の記憶手段としては、アウトプットパターンレジスタ３４のようなレジスタを用いることが好ましい。

本実施の形態では１画素あたり８階調からなる画像データを処理するために、駆動回路１６を構成する各手段は３ビットに対応する構成となっている。制御回路２３から入力される転送クロックＤＣＬＫに同期して、ラインメモリ１３から１画素が複数ビット、ここでは３ビットからなる画像データが、画素単位でシリアルに駆動回路１６のシフトレジスタ３１へ転送されてくる。この転送タイミングは、各ノズル列間で共通である。

図６では、第一番目の３ビットの画素データＳｉｎ０、Ｓｉｎ１、Ｓｉｎ２が３ビットのデータ信号線を経由して転送されている状態を示した。また、このシフトレジスタに格納しきれなかった画像データは、Ｓｏｕｔ０，Ｓｏｕｔ１，Ｓｏｕｔ２としてカスケード接続されている後段のシフトレジスタに出力され、格納される様になっている。

シフトレジスタ３１はノズルヘッド１７での１２８ノズルの１回の吐出に相当する数の画素の画像データを記憶できる容量を持っている。このシフトレジスタ３１を２つ連結することにより、本実施の形態では副走査方向に並んだ１列分のノズルに対応する２５６画素分の画像データを記憶する。キャリッジ２が予め定められた所定位置に達すると、制御回路２３は、ラッチタイミングを指示する第１のトリガー信号であるＬＡＴ１信号を出力し、第１のラッチ回路３２ＡはこのＬＡＴ１信号を受けるとシフトレジスタ３１から並列に出力された画像データをラッチする。

キャリッジ２が予め定められた所定位置に達すると、制御回路２３はラッチタイミングを指示する第２のトリガー信号であるＬＡＴ２信号を出力し、第２のラッチ回路３２ＢはこのＬＡＴ２信号を受けると第１のラッチ回路３２Ａから並列に出力された画像データをラッチする。

第１のトリガー信号と第２のトリガー信号は、共通のトリガー信号とすることが好ましい。このことにより、ラッチタイミングのトリガー入力の信号線を削減できる。

具体的には、共通のトリガー信号を立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの２つのエッジを有するパルス信号とし、２つのエッジのうちの、一方のエッジは、第１のトリガー信号とし、他方のエッジは、前記第２のトリガー信号とすればよい。このことにより、簡易な構成で、ラッチタイミングの共通トリガー信号ができる。また、パルス幅を変更することにより２つのラッチタイミングを容易に変えることができる。

このように、シフトレジスタ３１から出力された画像データは、第１のラッチ回路３２Ａを経由して、第２のラッチ回路３２Ｂにラッチされる。

キャリッジ２が記録に適した位置に達すると、制御回路２３は、インク吐出を開始させるためのＴＲＧＩＮ信号を出力し、第２のラッチ回路３２Ｂは、このＴＲＧＩＮ信号を受けると、第２のラッチ回路３２Ｂにラッチされた画像データは、グレイスケールコントローラ３３に出力される。

このように、ラッチ手段を２つ有することにより、データ転送の速度を必要以上に向上させることなく、また記録速度を落とすことなく、複数のノズル列に対応した複数の駆動回路のシフトレジスタへのデータ転送を同時に行うことができ、データ転送のトリガー処理を効率的に行うことのできる。また、制御系の構成を簡略化したり、ノズル列毎の液滴の着弾位置を画素ピッチより細かく調整することが可能なる。

グレイスケールコントローラ３３には、駆動信号発生回路から３種類の駆動信号（非吐出波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ０の駆動信号、非動作波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号、吐出波形を含むｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ２の駆動信号の３種類）が入力端子を通じて入力される。

また、グレイスケールコントローラ３３は、入力端子から供給される選択信号ＳＴＢ−１，２，３により、２５６個のノズルに対応した圧力発生室をＡ組、Ｂ組、Ｃ組の３個の組に分割して、対応する圧電素子を順次に分割駆動させる制御手段を構成する。ＳＴＢ−１ではＡ組が選択され，ＳＴＢ−２ではＢ組が選択され，ＳＴＢ−３ではＣ組が選択され、それぞれ対応するノズルから順次にインク滴が吐出される。

また、グレイスケールコントローラ３３は、駆動波形パターンにおける何番目の波形を出力するのかをカウントするカウント手段５０を有しており、このカウント手段５０のカウント値であるＧＳＣ（グレイスケールカウント）を０〜７までカウントする。

また、グレイスケールコントローラ３３は、吐出データである画像データと圧力付与手段を駆動する駆動波形に対応した駆動波形パターンデータとの関係を規定した情報である変換テーブルを記憶したアウトプットパターンレジスタ３４を有している。この実施形態では、複数の駆動波形に対応した駆動波形パターンデータを示している。

まず、入力されたＬＯＡＤ信号により、カウント手段がリセットされる。ＳＴＢ−１が選択され、Ａ組の圧力発生室（ノズル）が選択される。Ａ組の各圧力発生室（各ノズル）に対応した画像データから、アウトプットパターンレジスタ３４に記憶されている変換テーブルにより、駆動波形パターンデータが決定する。なお、駆動されないＢ組、Ｃ組の圧力発生室には、予め定められた駆動波形パターンデータが選択される。前記カウント手段のカウント値であるＧＳＣが０から１ずつカウントアップされ、出力する駆動波形を決定する。駆動波形は、画像データとカウント手段のカウント値に応じて、非動作波形、非吐出波形、吐出波形の３種類の駆動波形の中から選択される。これらの波形は、入力されたＧＳＣＬＫのタイミング信号に同期して、前述の３種類の駆動信号から、スイッチング手段（不図示）により選択され、出力される。

３相バッファーアンプ３５は、グレイスケールコントローラ３３から出力された駆動波形を圧電素子の駆動に必要な電源電圧迄にレベルシフトする。この際、入力端子から入力された電圧値ＶＨ１により、吐出波形の駆動電圧が、同様に入力された電圧値ＶＨ２により、非動作波形の駆動電圧が決定され、それぞれレベルシフトされた後、対応する圧電素子に出力され、対応するノズルからインク滴が吐出される。ＶＨ１、ＶＨ２の電圧値を変えることで、吐出波形、非動作波形の駆動電圧を最適値に変更できる。

カウント手段のカウント値がＧＳＣ＝７に達すると、Ａ組の圧力発生室（ノズル）からのインク滴の吐出が終了したと判断し、カウント手段５０がＬＯＡＤ信号により、リセットされ、ＳＴＢ−２信号によりＢ組が選択され、Ｂ組について同様にインク滴の吐出が行われる。Ｂ組が終了すると、同様にＣ組についてのインク吐出が行われる。これで、１列分の全ノズルについてのインク吐出が終了し、再度、次の画像データに基づいて、記録が繰り返される。

＜画像データと駆動波形パターンの関係＞
図７は画像データと駆動波形パターンデータの変換テーブルの一例を示す図である。

画像データは、３ビットで８階調なので、階調値０を（０、０、０）、階調値１を（０、０、１）、階調値２を（０，１，０）、階調値３を（０、１、１）、階調値４を（１，０，０）、階調値５を（１，０，１）、階調値６を（１，１，０）、階調値７を（１，１，１）のように表されている。

駆動波形パターンデータは、前述のカウント手段のカウント値のＧＳＣ＝０〜７に対応した、第１の駆動波形から第８の駆動波形の８個の駆動波形に対応したデータであり、０，１、２の３通りの値をとりうる。

また、データは後に位置するビットから出力されるので、例えば、図７の表中の階調値（０，１，１）の場合は、（１，１，１，２，２，２，１，０）なる駆動波形パターンデータが選択され、（０，１，２，２，２，１，１，１）なる駆動波形パターンデータが出力される。出力された駆動波形パターンは、前述のカウント値ＧＳＣ＝０〜７に対応しており、この場合、前述のカウント手段のカウント値が、ＧＳＣ＝０の場合は０が、ＧＳＣ＝１の場合は１が、そしてＧＳＣ＝２の場合は２が、ＧＳＣ＝３の場合は２が、ＧＳＣ＝４の場合は２が、ＧＳＣ＝５の場合は１が、ＧＳＣ＝６の場合は１が、ＧＳＣ＝７の場合は１が、それぞれ駆動波形データとして出力される。

前述のように、ＳＴＢ信号は、ＳＴＢ−１，ＳＴＢ−２，ＳＴＢ−３の３つの分割信号に従って、２５６個のノズルに対応した圧力発生室をＡ，Ｂ，Ｃの３つの組に分割して、対応する圧電素子を順次に分割駆動させるものである。

図７の表において、ｎ＝１で、Ａの組の圧力発生室の圧電素子を駆動する際は、Ａの組の圧力発生室は、前述のように画像データに応じて駆動波形パターンデータが選択されるが、ｎ＝２，３に該当するＢ組，Ｃ組の圧力発生室は、画像データにかかわらず、（１，１，１，１，１，１，１，０）の駆動波形パターンデータが選択され、（０，１，１，１，１，１，１，１）が出力される。

同様に、ｎ＝２で、Ｂの組の圧力発生室の圧電素子を駆動する際は、Ｂの組の圧力発生室は、前述のように画像データに応じて駆動波形パターンデータが選択されるが、ｎ＝１，３に該当するＡ組，Ｃ組の圧力発生室は、画像データにかかわらず、（１，１，１，１，１，１，１，０）の駆動波形パターンデータが選択され、（０，１，１，１，１，１，１，１）が出力される。

同様に、ｎ＝３で、Ｃの組の圧力発生室の圧電素子を駆動する際は、Ｃの組の圧力発生室は、前述のように画像データに応じて駆動波形パターンデータが選択されるが、ｎ＝１，２に該当するＡ組，Ｂ組の圧力発生室は、画像データにかかわらず、（１，１，１，１，１，１，１，０）の駆動波形パターンデータが選択され、（０，１，１，１，１，１，１，１）が出力される。

従って、カウント手段のカウント値がＧＳＣ＝０の状態では、Ａ組，Ｂ組，Ｃ組のいずれの圧力発生室において、０の駆動波形データが選択され、圧電素子は、駆動されないが、ＧＳＣ＝１〜７においては、駆動波形データに応じて、以下に示すように圧電素子が駆動される。

また、前述のダミーの圧力発生室の駆動電極には、ｏｕｔ−Ｄとして、（１，１，１，１，１，１，１，０）の駆動波形パターンデータが選択され、（０，１，１，１，１，１，１，１）が出力される。このことにより、２５６個の圧力発生室の両端の圧力発生室の画像データに対応して電極に印加される駆動波形に応じて、ダミーの圧力発生室の隔壁が駆動される。

図８には、駆動波形データと圧電素子に出力される駆動波形とタイミングを示す。

図８において、横軸は時間、駆動波形の縦軸は駆動電圧を表す。また、図では、駆動波形１個分、すなわち、ＧＳＣの１カウント分に相当する区間を表している。

図９は、駆動波形によるせん断モードヘッドの基本動作を示す図である。ここでは、１７Ｙのヘッド本体のノズル１列分の一部である２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの３つの圧力発生室を示してあり、２８Ｂの圧力発生室が、分割駆動信号であるＳＴＢ信号で選択された組の圧力発生室であり画像データに応じて駆動され、２８Ａと２８Ｃはそれぞれ選択されていない組の圧力発生室であるとする。
図１０は、せん断モードインクジェットヘッドの分割駆動の動作を示す図であり、図では、圧力発生室の容積が収縮した状態を示している。

尚、図９、図１０においてはヘッド本体の断面を示してあり、ノズルの記載を省略してある。また、図１０においては、駆動電極を省略してある。また、図中の参照番号は、図３における部材と同一部材については同一の番号を付してあり、２７は隔壁を表している。

ここでは、１７Ｙの１つのノズル列について示すが、他の各ノズル列についても同様である。

図８において、前述の駆動波形データが「０」の期間中には、非吐出波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ０の駆動信号が選択され、非吐出波形であるＧＮＤ（アース）が画像データに対応した圧力発生室の圧電素子に印加される。選択されない組の圧力発生室には、前述のように駆動波形データ「１」が、選択され、非動作波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号が選択され、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが圧力発生室の圧電素子に印加される。

これにより、かかる記録ヘッド本体１７Ｙは、図９（ａ）に示す状態において、画像データに対応した圧力発生室の電極２５Ｂがアースに接続されると共に、選択されない組の圧力発生室の電極２５Ａ，２５Ｃに、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが印加されると、まず、パルスの最初の立ち上がりによって、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電性材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図９（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに内側に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮する。この収縮により圧力発生室２８Ｂ内のインク滴を吐出しない程度の圧力が掛かる。

所定時間経過すると、パルスの立ち下がりにより、電極２５Ａ，２５Ｃの電位が０に戻り、隔壁２７Ｂ、２７Ｃは収縮位置から図９の（ａ）の中立位置に戻る、
従って、画像データに対応する圧力発生室２８Ｂの圧電素子の隔壁２７Ｂ，２７Ｃは駆動波形に応じてノズルからインク滴を吐出しない程度に変形し、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止される。また、非吐出波形による圧力付与手段の駆動での発熱によりインクを加熱することが可能になる。加熱によりインク粘度が低下し、吐出しやすくなる。また、圧力発生室間でインクの温度分布がある場合、これを補正できる。

図８において、駆動波形データが「１」の期間中には、非動作波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号が選択され、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが画像データに対応した圧力発生室の圧電素子に印加される。選択されない組の圧力発生室には、前述のように駆動波形データ「１」が、選択され、非動作波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号が選択され、同様に、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが圧力発生室の圧電素子に印加される。

これにより、かかる記録ヘッド本体１７Ｙは、図９（ａ）に示す状態において、画像データに対応した圧力発生室の電極２５Ｂ及び、選択されない組の圧力発生室の電極２５Ａ，２５Ｃともに、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが印加される、従って、画像データに対応する圧力発生室２８Ｂの圧電素子の隔壁２７Ｂ，２７Ｃは、電位差が発生しないため、駆動されず、変形しない。

図８において、駆動波形データが「２」の期間中には、吐出波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ２の駆動信号が選択され、吐出波形である電圧値ＶＨ１の矩形波パルスが画像データに対応した圧力発生室の圧電素子に印加される。駆動しない組の圧力発生室には、前述のように駆動波形データ「１」が、選択され、非動作波形に相当するｐｕｌｓｅ＿ｔｉｍｉｎｇ１の駆動信号が選択され、非動作波形である電圧値ＶＨ２の正電圧の矩形波パルスが圧力発生室の圧電素子に印加される。この吐出波形の矩形波パルスと非動作波形の矩形波パルスはタイミングがずれており、吐出波形の矩形波パルスに引き続いて非動作波形の矩形波パルスが出力されるようになっている。

これにより、かかる記録ヘッド本体１７Ｙは、図９（ａ）に示す状態において、画像データに対応した圧力発生室の電極２５Ｂに電圧値ＶＨ１の矩形波パルスが印加されるとともに、駆動しない組の圧力発生室の電極２５Ａ，２５Ｃに、非動作波形の最初のアース部分が印加されると、まず、パルスの最初の立ち上がりによって、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電性材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図９（ｂ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに外側に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。これにより圧力発生室２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む。所定時間後にパルスの電位を０に戻すと、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図９（ａ）に示す中立位置に戻り、圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。

引き続いて、画像データに対応した圧力発生室の電極２５Ｂがアースに接続された状態で、駆動しない組の圧力発生室の電極２５Ａ，２５Ｃに、ＶＨ２の矩形波パルスが印加されると、パルスの立ち上がりによって、図９（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに内側に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮する。この収縮により圧力発生室２８Ｂ内のインクに更に高い圧力を掛け、ノズル２８からインク滴を吐出させる。所定時間経過すると、パルスの電位を０に戻し、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを収縮位置から図９の（ａ）の中立位置に戻す。

本実施形態では、８階調で、駆動波形パターンには、先頭のアース部分を除いて、駆動波形が、７つ含まれているので、上記の動作を７回繰り返して、１つの画素周期内に最大で７滴のインク滴を吐出してマルチドロップ吐出を行う。

本発明は、１ビットの画像データで、駆動波形パターンとして、１つの駆動波形を選択するようにして、１つの画素周期内に１滴のインク滴を吐出してを行う様にしてもよい。この際、画像データにより、非吐出波形と吐出波形と非動作波形のうちのいずれかが選択される。非吐出波形を印加している間も吐出が行えるので、記録速度の低下がなく、非吐出波形を印加できる。

この多チャネルの剪断モードインクジェットヘッドを駆動するには前述のように、Ａ組，Ｂ組，Ｃ組の３周期をもって行う。

かかる３サイクル吐出動作について図１０を用いて更に説明する。図１０に示す例ではヘッド本体１７Ｙは、１列の２５６個の圧力発生室の一部であるＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９個の圧力発生室を示してある。

インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各圧力発生室２８の電極に画像データに応じて駆動波形を印加し、Ｂ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各圧力発生室及びＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）圧力発生室には、非動作波形を印加する。

続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各圧力発生室２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各圧力発生室２８へと上記同様に動作する。

かかるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドでは、隔壁２７の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、本実施形態のように、インク吐出を行う圧力発生室の電極に負電圧を掛ける代わりに、インク吐出を行う圧力発生室の電極を接地して、その両隣の圧力発生室の電極に正電圧を掛けるようにしても動作させることは、正電圧だけで駆動できるため、電源コストの点で好ましい態様である。

また、吐出波形、非動作波形は、一定電圧波高値の矩形波パルスであり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの１０％から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの１０％との間の時間として定義する。更に、矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもが０．５μｓｅｃ以下であるような波形を指す。矩形波を用いることにより、応答性よくインクジェットヘッドを駆動して液滴を吐出させることができ、圧力波の共振により液滴を吐出する方式において、より効率的に高感度にインクジェットヘッドを駆動させることができる。

なお、ＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｌｅｎｇｔｈ）とは、圧力発生室の音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、圧力付与手段である隔壁２７に矩形波のパルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。

また、上記実施形態のように、吐出波形の矩形波パルスの駆動電圧ＶＨ１（Ｖ）と非動作波形の矩形波パルスの駆動電圧ＶＨ２（Ｖ）の比を｜ＶＨ１｜＞｜ＶＨ２｜の関係とすると、インク滴吐出後の残留圧力波のキャンセルが容易になり、高周波駆動での安定射出を図ることができると共に、非動作波形により適度にノズル内のインクを揺らすことができるので好ましい。

また、吐出波形の矩形波パルスのパルス幅は、１ＡＬの近傍である０．５ＡＬ〜１．４ＡＬとすることが好ましい。このことにより、液滴の吐出圧力（吐出速度）が高まり、最も効率の良い吐出力が得られる。

また、非動作波形の矩形波パルスのパルス幅は、２ＡＬの近傍である１．６〜２．５ＡＬが好ましい。このことにより、残留圧力波のキャンセルが容易になる。

なお、この電圧ＶＨ１と電圧ＶＨ２の基準電圧は０とは限らない。この電圧ＶＨ１と電圧ＶＨ２は、それぞれ差分の電圧である。

図１１に図７のテーブルに対応した駆動波形のパターンと駆動波形の出力とタイミングチャートを示す。ここでは、分割駆動で選択された圧力発生室、例えばＡ組の１画素分の駆動を示している。ダミーの圧力発生室に印加する駆動波形パターンは省略してあるが、ダミーの圧力発生室の駆動電極には、図１１の画像データが（Ｈ，Ｉ，Ｊ）の場合の駆動波形パターンが印加される。

まず、入力されたＬＯＡＤ信号により、カウント手段がリセットされる。例えばＳＴＢー１が選択され、Ａ組の圧力発生室が選択される。Ａ組に対応した画像データから、アウトプットパターンレジスタ３４に記憶されている変換テーブルにより、駆動波形パターンデータが決定する。なお、駆動されないＢ組、Ｃ組の圧力発生室には、予め定められた駆動波形パターンが選択される。前記カウント手段のカウント値であるＧＳＣが０から７まで１ずつカウントアップされ、出力する駆動波形を決定する。駆動波形は、画像データとカウント手段のカウント値に応じて、非動作波形、非吐出波形、吐出波形の３種類の駆動波形の中から選択される。これらの波形は、入力されたＧＳＣＬＫのタイミング信号に同期して、前述の３種類の駆動信号から、スイッチング手段（不図示）により選択され、出力される。

本実施形態では、画像データが（０，０，０）の階調値０の場合に、ＧＳＣ＝３のカウント、すなわち、４番目の波形で非吐出波形が印加される。非吐出画素のほぼ中央で、ノズル先端のインク表面が振動させることができ、効果的かつ効率的にインクの乾燥が防止される。

また、画像データが（０，０，１）で、階調値が１の場合に、ＧＳＣ＝３のカウント、４番目の駆動波形でインクが吐出されるので、１滴目のドットを１画素のほぼ中央に配置させることができる。そして、画像データが（０，１，０）で、階調値が２の場合に、ＧＳＣ＝３のカウントである４番目の駆動波形とＧＳＣ＝４のカウントである５番目の駆動波形でインクが吐出されるので、計２滴のドットを１画素のほぼ中央に配置させることができる。同様に階調値の増加と共に画素の中央から周辺へドットを配置させることで、低階調のドットと高階調のドットでドットの重心を揃えることができる。

上述のように、各駆動波形毎にビットデータを割り当てて駆動波形パターンデータを構成すれば、各ビットの値によって所望の波形を選択することができ、簡単な構成で吐出データと駆動波形パターンデータの組み合わせを自由に設定することができ、また、非吐出波形を印加している間も吐出が行えるので、記録速度の低下がなく、非吐出波形を印加できる。

また、プリンタの電源がＯＮされる毎に、ＣＰＵ１１内の不揮発メモリ（不図示）の値をアウトプットパターンレジスタ３４にアップロードするようにプログラムされている。

よって、アウトプットパターンレジスタ３４は、書き換える動作がない場合は、プリンタの電源投入時に自動的にプリセット値にセットされるので、アウトプットパターンレジスタを書き換える動作が不要の場合などでは、操作手順を省略できる。

また、必要に応じて、ＣＰＵ１１内の不揮発メモリ（不図示）の値を書き換えることにより、アウトプットパターンレジスタのテーブルを書き換えることができる。

また、同じ波形を複数個連続させた駆動波形パターンから複数液滴を吐出させる場合は、単位波形のみを駆動回路のメモリーにより作成してもよい。

また、本実施形態では、駆動信号は、制御基板９の駆動信号発生回路１５から入力しているが、駆動回路内のメモリーにより作成してもよい。

＜インクジェットヘッドの複数列ノズルのドット位置調整＞
以下、図１のインクジェトプリンタにおけるインクジェットヘッドの複数列ノズルのドット位置調整について説明する。

本実施形態のヘッド本体において、８列のノズル列から吐出されたインク滴を所定の位置に着弾させ、副走査方向の直線のライン像を形成するには、各ノズル列からのインク滴の吐出タイミングを調整する必要がある。

また、図１に示した本実施形態のインクジェットプリンタでは、その記録速度を向上するために、主走査方向における往復双方向の走査時においてドットを形成するモードを有している。このようなインクジェットプリンタにおいては、良好な画像を印刷するために、往動時に形成されたドットと復動時に形成されたドットとの主走査方向の位置を一致させる必要が生じる。往動時に形成されたドットと復動時に形成されたドットに相対的なズレが生じると画像にざらつきが生じ、画質が低下することになるからである。

双方向記録を行う場合には、ドットの形成位置のわずかなズレが画質に大きく影響しやすい。例えば、記録ヘッドが左から右に主走査する場合にはドットの位置が左側にずれる特性を有している場合、復路では逆方向に主走査するからドットの位置は右側にずれることになる。この結果、往復いずれか一方で生じるズレは、双方向記録を行うことで倍増してしまう。このように、双方向記録では、往復のドット位置の調整不良による画質の劣化が激しくなるため、容易且つ精度良くドットの形成タイミングを調整する必要がある。

従って、このようなズレを補正するために、本実施形態のインクジェットプリンタにおいては、以下に説明する所謂テストパターンを用いた調整を行う。

テストパターンでは、往動で各ノズル列からドットを形成する。基準となるノズル列以外のノズル列からは、各画素にインクを吐出するタイミングを数段階にずらし、その相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。復動についても同様に行う。

また、基準となるノズル列について、往動でノズル列からドットを形成し、副走査を行わずに復動でドットを形成する。この際、復動時には、各画素にインクを吐出するタイミングを数段階にずらし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。

こうして印刷されたテストパターンを見て、最適なタイミングを選択することにより、各ノズル列からの往復のドットの位置ズレがないようにインクの吐出タイミングを調整することができる。

本実施形態のインクジェットプリンタでは、画素単位でのタイミング調整は、ページメモリ１２内の画像データをずらすことにより調整し、画素単位より細かい範囲の調整は、先述の第１のラッチ回路３２Ａと第２のラッチ回路３２Ｂを利用して、ノズルからのインク滴の吐出タイミングを独立に設定することで調整している。

まず、前者について説明する。

図４のＣＰＵ１１の不揮発性メモリ（不図示）内には、インクジェットプリンタの製造時に測定した各ノズル列毎の画素単位での位置ズレデータ（基準位置からのシフト量）が、それぞれ主走査方向Ｘの往方向及び復方向について記憶されている。

図４のページメモリ１２には、例えばインクジェットプリンタの電源オン時に、ＣＰＵ１１から位置ズレデータが読み出され、それに対応した数だけ、いかなるインクも吐出しないという画像データすなわちゼロ値（以下、補正データという）が記憶されるようになっている。ゼロ値は、３ビットで表すと（０，０，０）である。

ここで、Ｙ色の第１ノズル列は、主走査方向往方向の先頭即ち前基準位置にあるため、補正データを前（ここでは往方向において画像データより先にくるという意味）に付加する必要はない。Ｙ色の第２ノズル列やそれ以外の色のノズル列については、ノズルの位置ズレに応じて長くなっている補正データを画像データの前に付加する。これに対し、Ｋの第２ノズル列以外のノズル列の画像データの後（ここでは往方向において画像データより後にくるという意味）には、後データを付加する。Ｋ色の第２ノズル列は、キャリッジが最も右に移動したときに、後基準位置に位置することとなるため、後データを付加する必要はない。後データは補正データと同じゼロ値からなるが、位置ズレに厳密に対応する必要はなく、データ長を一定にするために用いられるものである。以上で、ノズルを駆動するための往方向の合成画像データが作成されたこととなる。

復方向の合成画像データの作成について説明する。Ｋ色の第２列ノズルは、主走査方向復方向の先頭即ち後基準位置にあるため、補正データを前（ここでは復方向において画像データより先にくるという意味）に付加する必要はない。Ｋ色の第１列ノズルとそれ以外の色のノズル列については、ノズルの位置ズレに応じて長くなっている補正データを画像データの前に付加する。一方、Ｙの第１ノズル列以外のノズル列の画像データの後（ここでは復方向において画像データより後にくるという意味）には、後データを付加する。これで、ノズルを駆動するための復方向の合成画像データが作成されたこととなる。

このようにして形成された各ノズル列の画像データは、１ライン毎に図４のラインメモ１３ａ、１３ｂに送られ、８つのノズル列において同一のタイミングで、駆動回路１６Ｙ１〜１６Ｋ２に入力され、圧電素子に供給されるタイミングを待つこととなる。キャリッジ２即ちヘッド本体１７が往方向に移動を開始し、それぞれのノズル列が吐出位置に到達したことをエンコーダーからの信号に基づき判断した場合、ＣＰＵ１１は、制御回路２３を駆動し、タイミング信号を各駆動回路１６送信する。

すると、各駆動回路１６は、合成画像データを各圧電素子に出力する。ここで、合成画像データのうち、Ｙ色の第１ノズル列に出力されたものは、補正データが付加されていないので、直ちに画像データに基づき、Ｙ色の第１ノズル列はインク吐出を開始する。しかしながら、他のノズル列は、まず補正データに基づき駆動されているため、インクを吐出しない状態に維持されたまま、ヘッド本体１７が往方向に移動する。

その後、前基準位置からＹ色の第２ノズル列の位置ズレ分だけヘッド本体１７が往方向に移動すると、補正データに基づく駆動が終了するので、画像データに基づき、Ｙ色の第２ノズル列はインク吐出を開始する。更に、前基準位置からＭ色の第１ノズル列の位置ズレ分だけヘッド１７が往方向に移動すると、補正データに基づく駆動が終了するので、画像データに基づき、ノズル列はインク吐出を開始する。以降、Ｍ色の第２列ノズル列からＫ色の第２ノズル列の順に順次、前基準位置から位置ズレ分だけヘッド１７が往方向に移動すると、補正データに基づく駆動が終了するので、画像データに基づき、ノズルはインク吐出を開始する。

最後に、Ｋの第２ノズル列の画像データに基づくノズル列のインク吐出が終了すると、キャリッジ２は、後基準位置に到達するので、その後、復方向へと走査方向を逆転させることとなる。復方向においても、上述と同様にして合成画像データに基づきノズルの駆動制御が行われるようになっている。

このことにより、画素ピッチ単位で、ノズル列毎の着弾位置を調整できる
次に、画素単位より細かい調整について説明する。図１２は、１７Ｙを例にして２列のノズル列のデータ処理タイミングチャートの一例を示している。図１２の横軸は時間を表している。１７Ｍ，１７Ｃ、１７Ｋについても同様な処理方法をとる。

本実施の形態では、転送クロックＤＣＬＫに従って、イエロー（Ｙ）の第１ノズル列の画像データはラインメモリ１３ａから３ビットのデータ信号線で駆動回路１６Ｙ１のシフトレジスタへ、イエロー（Ｙ）の第２ノズル列の画像データは同様に駆動回路１６Ｙ２のシフトレジスタへ同じタイミングで転送される。マゼンタ（Ｍ）の画像データはラインメモリ１３ａから駆動回路１６Ｍ１、１６Ｍ２のシフトレジスタへ転送され、シアン（Ｃ）の画像データはラインメモリ１３ｂから駆動回路１６Ｃ１，１６Ｃ２のシフトレジスタに転送される。ブラック（Ｋ）の画像データはラインメモリ１３ｂから駆動回路１６Ｋ１，１６Ｋ２のシフトレジスタに転送される。

なお、前述のように制御基板９により、ノズル列に対応した画像データをノズル列に対応した各駆動回路１６のシフトレジスタに転送、格納するタイミングは、複数のノズル列（ここでは８列）間で共通、すなわち、同一のタイミングになるように制御される。このことにより、複数のノズル列に対応した複数の駆動回路のシフトレジスタへのデータ転送を同時に行うことができ、データ転送のトリガー処理を効率的に行うことのできる。また、制御系の構成を簡略化できる。

キャリッジ２が予め定められた所定位置に達すると、ここでは、２５６チャネル分のデータ転送が終了すると、制御回路２３は、ラッチタイミングを指示する第１のトリガー信号であるＬＡＴ１信号（図中の矢印で示す立ち上がりエッジ）を出力し、第１のラッチ回路３２ＡはこのＬＡＴ１信号を受けるとシフトレジスタ３１から並列に出力された画像データをラッチする。この実施形態では、ＬＡＴ１の信号の出力タイミングは、８列のノズル列間で共通としている。すなわち、８列間で同時にシフトレジスタに転送された画像データが８列間で同時に第１のラッチ回路３２Ａにラッチされる。

ここで、図４のＣＰＵ１１の不揮発性メモリ（不図示）内には、インクジェットプリンタの製造時に測定した各ノズル列間の画素ピッチより細かい単位での吐出タイミングズレ時間データが、それぞれ主走査方向Ｘの往方向及び復方向について記憶されている。

図４のＣＰＵ１１は、例えばインクジェットプリンタの電源オン時に、不揮発メモリからズレ時間データを読み出し、制御回路２３は、このズレ時間を基に、各ノズル列毎にラッチタイミング信号ＬＡＴ２（立ち下がりエッジ）の出力タイミングを独立に制御してノズル列に対応した各駆動回路に出力する。

第２のラッチ回路３２ＢはこのＬＡＴ２信号を受けると第１のラッチ回路３２Ａから並列に出力された画像データをラッチする。

キャリッジ２が記録に適した位置に達すると、制御回路２３は、インク吐出を開始させるためのＴＲＧＩＮ信号を出力し、第２のラッチ回路３２Ｂは、このＴＲＧＩＮ信号を受けると、第２のラッチ回路３２Ｂにラッチされた画像データは、Ａ組のノズル列から順にグレイスケールコントローラ３３に出力された後、圧力付与手段が駆動され、インク滴を吐出する。

このように、ラッチ手段を２つ有することにより、データ転送の速度を必要以上に向上させることなく、また記録速度を落とすことなく、複数のノズル列に対応した複数の駆動回路のシフトレジスタへのデータ転送を同時に行うことができ、データ転送のトリガー処理を効率的に行うことのできる。また、制御系の構成を簡略化したり、各ノズル列から液滴を吐出させるタイミングを、複数のノズル列毎に独立に制御して、ノズル列毎の液滴の着弾位置を画素ピッチより細かく調整することが可能なる。

図１３は、１７Ｙを例にして２列のノズル列のデータ処理タイミングチャートの好ましい一例を示している。図１２の横軸は時間を表している。１７Ｍ，１７Ｃ、１７Ｋについても同様な処理方法をとる。

この例では、各列の第１のトリガー信号ＬＡＴ１（立ち上がりエッジ）と第２のトリガー信号ＬＡＴ２（立ち下がりエッジ）は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの２つのエッジを有するパルス信号からなる共通のトリガー信号としている。このことにより、簡易な構成で、ラッチタイミングの共通トリガー信号ができる。また、ラッチタイミングのトリガー入力の信号線を削減できるとともに、パルス幅を変更することにより２つのラッチタイミングを容易に変えることができる。

前記パルス信号を下向きパルスとして、立ち下がりエッジをＬＡＴ１信号と立ち上がり
エッジをＬＡＴ２信号としてもよい。

＜ライン型インクジェットプリンタ＞
図１４は本発明をラインヘッド本体を有するインクジェットプリンタ１００に適用した例の主要部を示す斜視図である。図中の参照番号は、前記シリアルヘッドの場合の手段あるいは部材と同一部材については同一の番号を付してある。

図１に示す一色あたり５１２個のノズルを有するヘッド本体１７を副走査方向のＹ方向に沿って４個配列したラインヘッド本体１１７（ノズル数は１色当たり５１２×４個）は、各色ヘッドを１１７Ｙ、１１７Ｍ、１１７Ｃ、１１７Ｋの順に、主走査方向のＸ方向に４個重ねて外ケース１１７ａ中に納めてある。同じく外ケース１１７ａ中に納めた本発明の駆動回路１６によってインク滴の吐出動作を制御される。

紙搬送機構８はインクジェットプリンタ１と同じく搬送モータ８ａ搬送ローラー対８ｂ、搬送ローラー対８ｃによって記録紙Ｐを主走査方向であるＸ方向に搬送する。その他の、制御基板９、ＩＣ化した駆動回路１６等の基本的構成は、５１２×４ノズルに対応できるように変更する以外は、インクジェットプリンタ１と同様である。

インクジェットプリンタ１００はインクジェットプリンタ１と同様にパーソナルコンピュータ等から転送された画像データをラインメモリ１３ａ，１３ｂに転送し、ラインメモリ１３ａ，１３ｂからは１画素あたり３ビットの階調で表現される画像データをフレキシブルケーブル５によって接続した駆動回路１６に転送する。そして駆動回路１６はトリガーイン信号ＴＲＧＩＮが入力されると、インクジェットプリンタ１の駆動回路１６と同様にノズルヘッド１７からインクを吐出させて記録紙Ｐに記録を実行する。

以上、上記実施形態では、ＡＬに比べて十分に短い立ち上がり時間及び立ち下がり時間を持った矩形波の駆動波形を圧電素子に印加している。矩形波を用いることで、圧力波の音響的共振をより有効に利用した駆動を行なうことができる。台形波を使用する方法に比べてインク滴を吐出させる効率が良く、低い駆動電圧で駆動させることができる上に、簡単なデジタル回路で駆動回路を設計できる効果がある。また、パルス幅の設定が容易になるという利点を有する。

また、上記実施形態では、圧力付与手段として電界を印加することによりせん断モードで変形するせん断モード型の圧電素子を用いた。せん断モード型の圧電素子では、矩形波の駆動パルスをより効果的に利用することができ、駆動電圧が下げられ、より効率的な駆動が可能となるため好ましい。また、圧力発生室であるインクチャネルが隔壁を隔てて連続しているヘッドの例を示したが、インクチャネルとダミーチャネルとを交互に配列して、インクチャネルが１つおきに配置されており、インクチャネルからインクを吐出するようにしたダミーチャネル型ヘッドにも本発明は適用できる。この場合、インクチャネルの隔壁がせん断変形しても、隣接した他のインクチャネルに影響することがなく、インクチャネルの駆動が容易である。

但し、本発明はこれらに限られるものではなく、例えば、圧電素子を単板型の圧電アクチュエータや縦振動タイプの積層型圧電素子等、別の形態の圧電素子を用いてもかまわない。また、静電力や磁力を利用した電気機械変換素子や、沸騰現象を利用して圧力を付与させるための電気熱変換素子等、他の圧力付与手段を用いてもかまわない。

また、以上の説明では、液滴吐出装置としてインクジェットプリンタの適用例を示し、液滴吐出ヘッドとして画像記録を行うためのインクジェット記録ヘッドを用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルに連通する圧力発生室と、吐出データに基づいて駆動されて前記圧力発生室内に圧力を付与することにより前記ノズルから液滴を吐出させる圧力付与手段とを有する液滴吐出ヘッド本体と、圧力付与手段を駆動する駆動回路を備え、圧力発生室内の液体を液滴としてノズルから吐出させる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置として広く適用可能である。例えば、液晶用カラーフィルターの作製用途などの産業用途においても有効である。特に、径の小さいノズルや、速乾性の液体が用いられ、液滴の吐出直後から急激に吐出ノズルの液体表面の乾燥が生じやすい液体を吐出する場合に特に有効である。

シリアル型インクジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。 インクジェットヘッドのノズル部の拡大図である。 せん断モードタイプのインクジェットヘッド本体及びその製造工程を示す概略図である。 インクジェットプリンタ１全体の回路構成を示す回路ブロック図である。 駆動回路の構成を示すブロック図である。 駆動回路の構成を詳細に示すブロック図である。 画像データと圧力付与手段を駆動する複数の駆動波形に対応した駆動波形パターンデータとの関係を規定したテーブルを示す図である。 駆動波形のデータと駆動波形の出力との関係を示す図である。 駆動波形によるせん断モードインクジェットヘッドの基本動作を示す図である。 せん断モードインクジェットヘッドの分割駆動の動作を示す図である。 画像データと駆動波形パターンを示す図である。 複数列ノズルのデータ処理タイミングチャートの一例を示す図である。 複数列ノズルのデータ処理タイミングチャートの好ましい例を示す図である。 ライン型インクジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。

符号の説明

１ シリアル型インクジェットプリンタ
２ キャリッジ
５ フレキシブルケーブル
７ エンコーダ
９ 制御基板
１０、１０ａ、１０ｂ 圧電性材料基板
１１ ＣＰＵ
１２ ページメモリ
１３，１３ａ、１３ｂ ラインメモリ
１４，１４ａ、１４ｂ インタフェース
１５ 駆動信号発生回路
１６、１６Ｙ１、１６Ｙ２、１６Ｍ１、１６Ｍ２、１６Ｃ１、１６Ｃ２、１６Ｋ１、１６Ｋ２ 駆動回路
１７、１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋ ヘッド本体
１８、１８ａ、１８ｂ、１８Ｙ１、１８Ｙ２、１８Ｍ１、１８Ｍ２、１８Ｃ１、１８Ｃ２，１８Ｋ１、１８Ｋ２ ノズル
１９，１９ａ，１９ｂ マニホールド
２０ ＲＯＭ
２３ 制御回路
２４，２４ａ，２４ｂ カバー基板
２５、２５ａ、２５ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 駆動電極
２８、２８ａ、２８ｂ、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ 圧力発生室
３１ シフトレジスタ
３２Ａ 第１のラッチ回路
３２Ｂ 第２のラッチ回路
３３ グレイスケールコントローラ
３４ アウトプットパターンレジスタ
３５ ３相バッファーアンプ
５０ カウント手段
１００ ライン型インクジェットプリンタ
１０２、１０２Ｙ，１０２Ｍ、１０２Ｃ，１０２Ｋ 第１ノズル列，
１０３、１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ、１０３Ｋ 第２ノズル列
１１７、１１７Ｙ，１１７Ｍ、１１７Ｃ，１１７Ｋ ラインヘッド本体
１６０、１６０ａ、１６０ｂ 取出電極
１８０ ノズルプレート
２００ ＡＮＤゲート
Ｌ１ ノズル列間距離
Ｌ２ ヘッド間距離
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (5)

1. 液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルに連通する圧力発生室と、画像データに基づいて駆動されて前記圧力発生室内に圧力を付与することにより前記ノズルから液滴を吐出させる圧力付与手段と、がそれぞれ複数設けられた液滴吐出ヘッド本体と、
   前記圧力付与手段を駆動する駆動回路と、
   を有する液滴吐出ヘッドを備え、
   前記液滴吐出ヘッドを主走査方向に往復走査させつつ前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
   前記駆動回路は、前記画像データを記憶する第１の記憶手段と、前記画像データと前記圧力付与手段を駆動する駆動波形に対応した駆動波形パターンデータとの関係を規定した情報を記憶する第２の記憶手段とを有し、
   前記駆動波形は、圧力付与手段を動作させない非動作波形、ノズルから液滴が吐出しない程度の圧力を圧力発生室に付与するように圧力付与手段を動作させる非吐出波形、吐出波形のいずれかであって、
   複数の前記ノズルは、イエローインクの液滴を吐出する第１のノズル列と第２のノズル列と、マゼンタインクの液滴を吐出する第３のノズル列と第４のノズル列と、シアンインクの液滴を吐出する第５のノズル列と第６のノズル列と、ブラックインクの液滴を吐出する第７のノズル列と第８のノズル列とを有し、
   前記第１〜第８のノズル列が前記主走査方向に並んで配置され、
   前記駆動回路がノズル列毎に設けられていて、
   前記液滴吐出ヘッドを往方向及び復方向の一方に主走査させつつ液滴を吐出させる際には、先頭に位置する前記第１のノズル列を基準とし、前記第１のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第１のノズル列以外のノズル列の画像データの前にそれぞれ付加し、後端に位置する前記第８のノズル列を基準とし、前記第８のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第８のノズル列以外のノズル列の画像データの後にそれぞれ付加して作成したノズル列毎の画像データを対応する前記駆動回路の前記第１の記憶手段にそれぞれ記憶させ、
   前記液滴吐出ヘッドを往方向及び復方向の他方に主走査させつつ液滴を吐出させる際には、先頭に位置する前記第８のノズル列を基準とし、前記第８のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第８のノズル列以外のノズル列の画像データの前にそれぞれ付加し、後端に位置する前記第１のノズル列を基準とし、前記第１のノズル列以外のノズル列の主走査方向の位置ずれを調整するために用いられる液滴を吐出しない画像データを前記第１のノズル列以外のノズル列の画像データの後にそれぞれ付加して作成したノズル列毎の画像データを対応する前記駆動回路の前記第１の記憶手段にそれぞれ記憶させることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記第２の記憶手段は、書き換え可能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. 前記駆動回路は、前記ノズル列のノズルをＭ（Ｍは２以上の整数）個の組に分割して、前記分割された組毎に、順次にノズルから液滴を吐出させる制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記圧力付与手段は、前記圧力発生室の隔壁の少なくとも一部を形成し、且つ、前記駆動波形の印加によりせん断モードで変形する圧電材料により構成され、前記Ｍは３であり、前記非吐出波形がＧＮＤ波形であることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記第２の記憶手段は、装置の電源投入時にプリセット値にセットされることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。

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