JP5285742B2 - 液体吐出装置及びその吐出制御方法並びにインクジェット装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出装置及びその吐出制御方法並びにインクジェット装置に係り、特に、回路制御素子の故障等により制御不良となったイジェクタ（液滴吐出機構）からの常時吐出を防止するために好適な技術に関する。

インクジェットプリントヘッドに代表される液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のイジェクタを備える。各イジェクタは吐出口となるノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内に充填された液体に吐出力（圧力）を付与する圧力発生素子と、を含んで構成される。各イジェクタに対応して設けられた複数の圧力発生素子は、回路制御素子と電気配線で接続される。回路制御素子内には、外部からの信号によりＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる複数のスイッチを有する。各圧力発生素子はそれぞれスイッチを介して駆動回路に接続される。圧力発生素子に繋がるスイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、圧力発生素子への駆動電圧の印加を制御し、ノズルからの液滴の吐出を制御している。

このような構成において、何らかの理由で回路制御素子の一部が故障し、複数のイジェクタの一部が制御不能になる場合がある。例えば、圧力発生素子に繋がるスイッチをＯＦＦ状態とする制御信号を外部から与えているにもかかわらず、そのスイッチが常時ＯＮ状態になるという故障が起こりうる。この場合、その故障したスイッチに繋がるイジェクタから不必要な吐出が行われてしまい、出力画像の品質が損なわれる。

このような問題に対処するため、特許文献１には、吐出異常があるイジェクタに繋がる配線を切断することで不吐出化する方法が記載されている。その具体的な手段として、ヘッドのノズル面側からレーザを用い、その配線を切断するという方法が示されている。

特開２００６−１４２５０４号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、吐出異常があるイジェクタに繋がる配線がノズルプレート近くにある場合にしか適用できない。また、プリントヘッドを搭載したインクジェット装置上で吐出異常が発生した場合、装置からプリントヘッドを取り外さないと適用できない。仮に、インクジェット装置にレーザ発生装置を付加する構成を採用するとその分コストアップになる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回路制御素子（ＡＳＩＣ）の故障など制御不良が発生した場合でも常時吐出を防止し、ヘッドを交換修理することなく、ヘッドの使用を継続することができる液体吐出装置及びその吐出制御方法並びにインクジェット装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、液滴を吐出する吐出口となる複数のノズルと、前記複数の前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる手段として各ノズルのそれぞれに対応して設けられている圧力発生素子と、前記各ノズルに対応する複数の前記圧力発生素子のそれぞれに接続される複数のスイッチを含んだ回路制御素子と、前記各圧力発生素子に繋がる前記複数のスイッチの一端に供給する電圧波形を出力する電圧波形生成手段と、前記複数のスイッチの開閉を制御する制御信号を出力するスイッチ制御手段と、を備え、前記電圧波形生成手段で生成される前記電圧波形は、前記制御信号に基づく前記スイッチの開閉制御によって当該電圧波形の一部が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該一部の波形部分が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出される一方、前記電圧波形の全体が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該電圧波形全体が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出されない波形であることを特徴とする液体吐出装置を提供する。

本発明の他の態様については、本明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、圧力発生素子に繋がるスイッチの故障等により、スイッチの開閉を制御できない状態に陥り、当該スイッチが常時オンの状態になった場合であっても、ノズルから液滴が吐出しない。したがって、制御不能イジェクタの常時吐出を防止することができる。

インクジェットヘッドの内部構造を示す断面図 液体吐出装置の要部構成を模式的に示した平面図 本実施形態に係る液体吐出装置の簡易回路図 回路制御素子が故障した場合の説明図 第１実施例に係る駆動波形の波形図 図５の駆動波形を用いた場合における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をまとめた図表 第２実施例に係る駆動波形の波形図 第３実施例に係る駆動波形の波形図 図８の駆動波形を用いた場合における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をまとめた図表 第４実施例に係る駆動波形の波形図 第５実施例に係る駆動波形の波形図 第６実施例に係る駆動波形の波形図 第７実施例に係る駆動波形の波形図 第８実施例に係る駆動波形の波形図 図１４の駆動波形を用いた場合における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をまとめた図表 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示すブロック図 インクジェット記録装置の全体構成図 インクジェット記録装置の要部構成を示すブロック図

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

〔液滴吐出装置の構成例〕
ここでは、圧力発生素子として圧電素子を用いるインクジェットヘッド及びこれを搭載したインクジェット装置について説明する。図１は実施形態に係るインクジェットヘッド１０（「液体吐出ヘッド」に相当）の内部構造を示す断面図である。同図では１つのイジェクタ２０のみを図示するが、インクジェットヘッド１０は複数のイジェクタ２０を有する。イジェクタ２０は、液滴の吐出口としてのノズル２２と、ノズル２２に連通する圧力室２４と、圧力室２４内の液体（本例の場合、インク）に吐出エネルギーを与えるための圧力変化を発生させる圧力発生素子３０と、を含んで構成される。

本例の圧力室２４は、その平面形状が概略六角形となっており（図２参照）、対角線上の両隅部の一方にはノズル２２に繋がるノズル流路２３が設けられ、他方の隅部に当該圧力室２４へのインク流入口となる供給口２５が設けられている。圧力室２４の形状は、本例の構成に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

各圧力室２４は供給口２５を介して共通流路２８に接続されている。共通流路２８は図示せぬ流路を介してインクタンク（不図示のインク供給源）と接続されている。インクタンクから供給されるインクは共通流路２８を介して各圧力室２４に供給される。

本例の圧力発生素子３０は、下部電極（共通電極）３２、圧電体３３、上部電極（個別電極）３４が順に積層された構造を有する圧電素子である。圧力室２４の一部の面（図１において天面）を構成する振動板３６は、圧力発生素子３０の下部電極３２に相当する共通電極として機能する金属層（導電層）付きのシリコン（Ｓｉ）から成る。振動板３６の材質はシリコンに限らず、樹脂などの非導電性材料によって形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など、金属（導電性材料）によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。

振動板３６に圧力発生素子３０が積層された構造により、圧電ユニモルフアクチュエータが構成される。圧力発生素子３０の電極（３２，３４）間に電圧を印加することによって圧電体３３を変形させ、振動板３６を撓ませることで圧力室２４の容積を変化させる。この容積変化に伴う圧力変化により、ノズル２２からインクが吐出される。インク吐出後に圧力発生素子３０が元の状態に戻る際に、共通流路２８から供給口２５を通って新しいインクが圧力室２４に充填（リフィル）される。本例では圧電体のｄ３１モードの歪み変形を利用して振動板３６を撓ませる構成を例示しているが、ｄ３３モードを利用する形態やシェアモード（せん断変形）を利用して吐出を行う形態も可能である。

図１のような構成のインクジェットヘッド１０は、ノズル２２が形成されたノズルプレート４０と、各ノズル２２に対応する圧力室２４や共通流路２８等の流路が形成された流路板４２等を積層接合することにより作製することができる。ノズルプレート４０に複数のノズル２２が二次元配列により形成され、インク吐出面（ノズル面）４０Ａには撥液性を有する撥液膜４４が形成されている。

流路板４２は、圧力室２４の側壁部を構成するとともに、共通流路２８から圧力室２４にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口２５を形成する流路形成部材である。図１では簡略的に図示しているが、流路板４２は一枚又は複数の基板を積層した構造である。ノズルプレート４０及び流路板４２は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。

図２は本実施形態による液体吐出装置の要部構成を模式的に示した平面図である。図２に示すように、複数の圧力発生素子３０は、ヘッド内におけるイジェクタ（図１の符号２０）の配列形態に対応して配置されている。各圧力発生素子３０は、それぞれ電気配線５０によって回路制御素子６０と接続されている。

図３は本実施形態に係る液体吐出装置の簡易回路図である。図３では図示の便宜上、圧力発生素子３０の個数を減らして示した。図３に示すように、回路制御素子６０内には複数のスイッチ６２が含まれる。各スイッチ６２はそれぞれ圧力発生素子３０と接続されている。これらスイッチ６２は、外部から与えられる制御信号（スイッチ選択信号）に応じて開閉制御される。回路制御素子６０は、入力されるスイッチ選択信号にしたがい、対応するスイッチ６２の開閉を行う制御回路が組み込まれている。このような回路制御素子６０はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成される。

インクジェットヘッド制御回路基板６４は、ヘッド内の各圧力発生素子３０を駆動して吐出を実行するための駆動制御手段（ヘッド駆動装置）として機能する。インクジェットヘッド制御回路基板６４は、スイッチ６２の開閉を制御するスイッチ選択信号の出力回路（図示せず）を含んでいる。スイッチ選択信号は、回路制御素子６０内のスイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦを制御するための信号である。スイッチ選択信号にしたがって、スイッチ６２の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）が切り替わる。

また、インクジェットヘッド制御回路基板６４は、圧力発生素子３０に印加する電圧波形（駆動波形）のデータを記憶する波形メモリと、波形データに対応した駆動波形の信号（駆動信号）を出力する駆動電圧出力回路（図示せず）を含んでいる。詳細は後述するが、波形メモリには、記録解像度から規定される１画素（１打滴点）の記録を担う１印字周期の駆動波形のデータが格納される（図５、図７、図８、図１０〜図１４参照）。

図３のように、インクジェットヘッド制御回路基板６４から出力される駆動波形（電圧波形）は、各圧力発生素子３０に繋がる複数のスイッチ６２の一端に対して並列に供給される。回路制御素子６０は、インクジェットヘッド制御回路基板６４から供給されるスイッチ選択信号を使って、各圧力発生素子３０に繋がるスイッチ６２のＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）を切り替える。スイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦによって、圧力発生素子３０への駆動電圧の印加／非印加が制御される。

また、駆動波形の全体（以下、一記録周期の駆動波形の単位を「１駆動波形」と言う。）のうち、必要な部分だけを圧力発生素子３０に印加するように、１駆動波形内でスイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることが可能である。１駆動波形内でスイッチをＯＮ／ＯＦＦする制御信号のことを「ラッチ信号」と呼ぶ。ラッチ信号はスイッチ選択信号に含まれている。

（技術課題の整理）
図４は回路制御素子６０が故障した場合の説明図である。図４のように、回路制御素子６０内に故障したスイッチ６２Ｂがあると、このスイッチ６２Ｂに繋がる圧力発生素子３０Ｂは、吐出を望まない場合でも動作し続けてしまう。

このように、インクジェットヘッド制御回路基板６４から与えられるスイッチ選択信号によらず、ある特定のスイッチ６２Ｂが閉じたままになってしまう場合がある。そうなると、そのスイッチ６２Ｂに繋がる圧力発生素子３０Ｂに対して駆動波形の全体が常に印加されてしまうので、用紙上に望ましくない画像ができてしまう。

かかる課題を次の手段により解決する。

＜第１実施例ｌ；波形例１＞
図５は第１実施例に係る駆動波形の例である。この駆動波形は、記録媒体上における１画素のドット記録を担う一記録周期の波形である。なお、「一記録周期」という用語は、当該分野において「一印字周期」、「一印刷周期」と呼ばれる場合がある。

図５に示すような駆動波形の波形データをインクジェットヘッド制御回路基板６４上の波形メモリに記憶させる。図５において横軸は時間（単位［μｓ］）、縦軸は電圧（単位［Ｖ］）を示す。同図に示す駆動波形は、符号Ａで示した波形部（時間0.0〜2.0［μｓ］の範囲、「波形部Ａ」という。）と、これに続く符号Ｂで示した波形部（時間2.0〜10.0［μｓ］の範囲、「波形部Ｂ」という。）の２領域を含んで構成されている。波形部Ａを「副波形」と呼び、波形部Ｂを「主波形」と呼ぶ。明細書中、「副波形Ａ」、「主波形Ｂ」と表記する場合がある。主波形は吐出駆動用の波形部に相当する。副波形は主波形と組み合わされることで吐出を抑制する吐出抑制用の波形部に相当する。

図５の波形部Ａは、基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）から電位Ｖａ（＝２Ｖ）まで電位を下げる立ち下がりの波形要素ａ１と、波形要素ａ１に続いて電位Ｖａ（＝２Ｖ）から基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）まで電位を上昇させる立ち上がりの波形要素ａ２とを含んで構成される。

波形部Ｂは、波形要素ａ２に続いて基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）から電位Ｖｂ（＝４Ｖ）まで電位を下げる立ち下がりの波形要素ｂ１と、波形要素ｂ１に続いて電位Ｖｂ（＝４Ｖ）を保持する波形要素ｂ２と、波形要素ｂ２に続いて電位Ｖｂから基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）まで電位を上昇させる立ち上がりの波形要素ｂ３と、波形要素ｂ３に続いて基準電位Ｖref＝１５Ｖを保持する波形要素ｂ４とを含んで構成される。

波形要素ｂ１、ｂ２、ｂ３からなるパルスは、いわゆる引き-押し（pull-push）型の波形である。すなわち、波形要素ｂ１は、圧力室の体積（容積）を拡張させる方向に圧電素子（図１の圧力発生素子３０）を変形させる「引き（pull）」動作の駆動を行う。波形要素ｂ２は、波形要素ｂ１の引き動作で圧力室を拡張させた状態を維持（保持）する。波形要素ｂ３は、圧力室を収縮させる方向に圧電素子を変形させる「押し（push）」動作の駆動を行う。

図５における副波形の波形要素ａ１は「引き」動作、波形要素ａ２は「押し」動作に対応している。なお、本例の場合、インクジェットヘッド１０の圧力系の固有周期（共振周期）Ｔｃは４μｓであり、各波形要素（ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「2.0」、「2.5」、「4.0」、「4.5」、「32.1」である。

図中の黒三角印「▼」は、ラッチタイミングを表している。このラッチタイミングでスイッチ（図３の符号６２）の開閉を制御し、圧力発生素子（図３の符号３０）に対して電圧を印加するか、しないかを選択する。図５に示した２つの「▼」が示すラッチタイミングのうち、先行する波形部Ａの手前のラッチタイミングを「ラッチ１」、後続に係る波形部Ｂの手前のラッチタイミングを「ラッチ２」と呼ぶ。

副波形（波形部Ａ）を圧力発生素子に印加するか否かは、副波形（波形部Ａ）の前のラッチ１により、スイッチを開閉して選択する。主波形（波形部Ｂ）を圧力発生素子に印加するか否かは、主波形（波形部Ｂ）の前のラッチ２により、スイッチを開閉して選択する。

印刷すべき画像ファイル（PDF、TIFFなど）にＲＩＰ（Raster Image Processor）などの画像処理をかけることで、インクジェットヘッド１０に複数個存在するノズルのうち、どのノズルからどのタイミングで液滴を吐出するかが決定される。

吐出させたいノズルの場合、ラッチ１で副波形をＯＦＦにし、ラッチ２で主波形をＯＮにする。吐出させたくないノズルの場合、ラッチ１で副波形をＯＦＦにし、ラッチ２で主波形をＯＦＦにする。回路制御素子６０に故障がなければ、上記の制御によって正常に吐出の制御が行われる。

何らかの原因で回路制御素子６０内の一部のスイッチ６２Ｂが故障している場合（図４参照）、ラッチ１、ラッチ２によるスイッチ６２Ｂの開閉を制御できず、この制御不能なスイッチ６２Ｂに繋がる圧力発生素子３０Ｂに副波形も主波形もともに印加される。

しかしながら、図５に示した駆動波形は、副波形と主波形が連続して圧力発生素子に印加されると液滴が吐出しないものとなっている。

これは、副波形によって作られる圧力波が、主波形が作る圧力波の少なくとも一部をキャンセルするように、副波形を設計しているからである。図５の波形で具体的に説明すると、副波形の立ち下げ部分（波形要素ａ１）によって作られる圧力波が、主波形の立ち下げ部分（波形要素ｂ１）による圧力波をキャンセルする。この効果により、副波形と主波形が連続して圧力発生素子に印加されると液滴は吐出しない。

このように圧力波をキャンセルさせるためには、圧力室系の固有周期（「ヘッド共振周期」と呼ばれる場合もある。）を考慮して駆動波形を設計することが効果的である。圧力室系の固有周期（ヘルムホルツ固有振動周期）Ｔｃは、インク流路系、インク（音響要素）、圧電素子の寸法、材料、物性値等から定まる振動系全体の固有周期である。固有周期Ｔｃは、ヘッドの設計値（使用するインクの物性値を含む）から音響回路を計算することによって求めることができる。また、ヘッド設計値から推定する方法に限らず、実験によってＴｃを測定する方法もある。

例えば、単純な矩形波をつかって液滴の吐出状況を調べる実験を行う。矩形波のパルス幅を徐々に変化させて滴速と滴量を調べると、パルス幅の変化に対して、滴速度、滴量はともに、山なりに変化し、それぞれ増加から減少に転じるピークが現れる。滴速度がピーク（極大値）となるパルス幅と、滴量がピークとなるパルス幅とは必ずしも一致せず、両者に若干のずれが生じうるが、これらの測定結果からピーク位置の約２倍がＴｃとして計算される。

本実施例のインクジェットヘッド１０における圧力室系の固有周期Ｔｃは４μｓとしている。この場合、半固有周期（Ｔｃ／２）は２μｓである。図５に示す駆動波形は、主波形に先行する副波形を印加することによって、主波形印加時の吐出効率を低下させる観点から、副波形の立ち下げ部分（波形要素ａ１）と、主波形の立ち下げ部分（波形要素ｂ１）とを約２μｓ（半固有周期）だけ離して波形が設計されている。

これにより、波形要素ａ１で発生する圧力波と波形要素ｂ１で発生する圧力波とが打ち消し合い、圧力波を効果的にキャンセルさせることができる。

＜主波形の好ましい条件について＞
ピエゾジェット方式のインクジェットヘッドの場合、１ノズルの吐出機構（イジェクタ２０）は、ノズル孔（吐出口）に連通する圧力室に圧電素子が設けられ、この圧電素子を駆動して圧力室内の液に圧力変動を与え、ノズル孔から液滴の吐出を行う仕組みとなっている。図５に示す主波形は、基準電位から電圧を下げると、圧力室が膨張するため、圧力は低下し、ノズル内のメニスカスは圧力室の方向（吐出方向と反対向きの方向）に引き込まれる。この「引き」波形要素ｂ１の印加によりメニスカスの引き込み動作が開始された後、引き電圧を一定に維持すると（波形要素ｂ２）、振動系の固有振動周期でメニスカスが振動する。このメニスカス振動によって丁度吐出方向の速度が最大となるときに、圧力室を収縮させれば（波形要素ｂ３）、最も加速されるところで、液滴を吐出することができる。このようなメニスカスの動きと、駆動波形による引き押しのサイクルを合わせることで効率的な吐出が可能である。

メニスカス振動の１周期が１共振周期Ｔｃになるため、その約半分（Ｔｃ／２）でパルス幅を区切ると最も効率がよい。図５に例示した駆動波形１０は、パルス幅をＴｃ／２とほぼ一致させた例となっている。

図５で説明したように、主波形の前に副波形を入れている場合、副波形部分で吐出しないように波形が設計される。図５で示した波形要素ａ１、ａ２から成る三角波形の場合、これだけが圧力発生素子３０に印加されても、ノズルからインクが吐出されることはない。図５の副波形は、圧力室系の固有振動（共振）に適合したパルス幅となっておらず、吐出に必要な圧力波が効率的に発生しないためである。

主波形に先行する副波形は、当該副波形部分が圧力発生素子３０に印加されても吐出が行われず、かつ、これに続く主波形の印加による吐出を抑制する（圧力波を打ち消す）ことが求められる。実験によれば、副波形（図５では三角波形）の最低電圧（Ｖａ）は、主波形（図５では矩形波）部分の最低電圧以下であることが好まく、副波形の最低電圧（Ｖａ）は、主波形の最低電圧よりも低い方がより好ましい。

図５では、副波形の最低電圧（電位Ｖａ＝２Ｖ）が、主波形の最低電圧（電位Ｖｂ＝４Ｖ）よりも低く設定されている。本願の発明者らが実験やシミュレーションを実施したところ、Ｖａ≦Ｖｂとなる条件を満たす構成の方が圧力波をキャンセルする（吐出効率を抑制する）効果が高いことが明らかになったためである。

副波形の最低電圧（電位Ｖａ）の条件を変えて吐出状態を調べた結果、副波形の最低電圧（電位Ｖａ）を、主波形の電圧振幅（基準電位Ｖrefと、最低電位Ｖｂとの電位差、図５の例において１１Ｖ）から０％〜３０％低めに設定することが望ましい。図５の例では、主波形の電圧振幅（１１Ｖ）に対して１８％低めの「２Ｖ」を副波形の最低電圧とした。

本例では、電圧の立ち下げによって圧力室を膨張させ、電圧の立ち上げによって圧力室を収縮させる構成としたため、上記の関係となっているが、逆に、電圧の立ち上げによって圧力室を膨張させ、電圧の立ち下げによって圧力室を収縮させるような駆動方式を採用することも可能である。この場合、基準電位に対するパルス（波形部）の電位差を電圧振幅とすると、副波形の電圧振幅を主波形の電圧振幅以上とする構成が好ましい。

なお、図５のように、ラッチを入れてスイッチ６２を開閉するには、通常、0．1〜１μｓ等の時間が必要である。この時間の長さは、駆動回路やＡＳＩＣ性能に依存する。スイッチ６２の開閉動作を安定的に行う場合には、ラッチ（▼）の部分に平坦電圧部分を設けることが望ましい。図５に示した第１実施例では、スイッチ６２の安定動作を確保する時間長さの平坦電圧部分を省略して記載している。このような平坦電圧部分は、動作の安定性を向上させる点で有益な構成であるが、発明の実施に際して不可欠な要素ではない。

＜圧力発生素子への印加波形と吐出状態の関係＞
図６は、図５に例示した駆動波形を用いた場合における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をパターン分けして表にまとめたものである。図６に示すように、印刷すべき画像内容において、ノズルに対応する画像情報がない場合には、ラッチ１、２で副波形及び主波形をともにオフにする。これにより、当該ノズルから液滴が吐出しない状態となる。

ノズルに対応する画像情報がある場合には、ラッチ１で副波形をオフ、ラッチ２で主波形をオンにする。回路制御素子６０のスイッチ６２が正常に機能している場合には、ラッチ１、２による制御が有効に働き、圧力発生素子３０には主波形のみが印加される。副波形がオフされ、主波形のみが独立して印加されることにより、当該ノズルから液滴が吐出される。

上記のような吐出制御方法を採用した場合、回路制御素子（ＡＳＩＣ）６０の故障等によって、常時オンとなったスイッチに繋がる圧力発生素子に対しては、ラッチ１、２によるスイッチの開閉制御が不能となる。このため、副波形及び主波形がともにオンとなって、駆動波形の全体が当該圧力発生素子に印加される。このとき、ノズルから液滴は吐出しない。

＜「不吐出」、「吐出しない」という用語の概念について＞
本明細書内で使用する「不吐出」、「吐出しない」という用語は、装置の用途に応じて
次の３つのいずれかの状態を意味するものとして解釈する必要がある。

（１）液滴がノズルから離れない。

（２）液滴はノズルから離れるが、用紙などの記録媒体（ベース）には着弾しない。

例えば、滴量が非常に小さく、ベースまで到達できずに、どこかへ飛んでいってしまう場合、或いは、ファンなどによって回収されてしまうような場合がこれに該当する。

（３）液滴がベースに着弾はするが、記録ドットとして機能しない。例えば、次のような例を挙げることができる。

<例１>：ベースに着弾しても、人間の目には判別できないレベルの小さい滴である。吐出効率が悪く、着弾滴が「ドット」として視認できないほど小さい。

<例２>：マテリアルデポジションに拡張した場合、例えば、銅配線のパターンを作ろうとしている場合に、液滴が小さすぎて、着弾液滴が繋がらずに配線として機能しない。

上記のように、液滴吐出装置の用途によって「不吐出」或いは「吐出しない」という用語の意味（許容範囲）が若干異なる。

高精細画像をプリントするインクジェット印刷機の場合には、ベース（記録媒体）に液滴が着弾しないことが望まれるので、（１）か（２）の概念で解釈し、銅配線を形成する配線描画装置の場合で、導通/非導通が重視されるような場合には（３）を含む概念に拡げることができる。

＜第２実施例；波形例２＞
第１実施例の技術思想をより一般的に記述すると、同じ方向の電圧変化を（２ｎ＋１）×（Ｔｃ／２）だけ離せば、圧力波はキャンセルする（ただし、ｎは０以上の整数）。図５は、副波形の波形要素ａ１と、主波形の波形要素ｂ１は、同じ形の電圧変化であり、ｎ＝０の場合に該当する。

図７は、第２実施例に係る駆動波形の例である。図７に示す駆動波形は、ｎ＝１の場合に相当する。図７中、図５の例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図７の駆動波形は、副波形の立ち上げ（波形要素ａ２）の後に、基準電位を保持する波形要素ａ３がある。この波形要素ａ３に続いて主波形の立ち下げ（波形要素ｂ１）が入る。

各波形要素（ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「2.0」、「6.0」、「6.5」、「8.0」、「8.5」、「32.1」である。

図７において、副波形の立ち下げ（波形要素ａ１）と主波形の立ち下げ（波形要素ｂ１）の間の時間間隔が６μｓ、すなわち、３×（Ｔｃ／２）だけ離れている。これにより、副波形（波形部Ａ）の立ち下げ（波形要素ａ１）で発生する圧力波と主波形（波形部Ｂ）の立ち下げ（波形要素ｂ１）で発生する圧力波とが打ち消し合う。

図７に示す駆動波形における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係のパターン分けは、図６と同様であるため、記載を省略する。

＜第３実施例；波形例３＞
第１実施例（図５）及び第２実施例（図７）では、主波形が１パルスのみの構成であったが、本発明はマルチパルスにも適用することができる。図８にその例を示す。図８は、第３実施例に係る駆動波形の例である。図８の例において、図５の例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、圧力室系の固有周期Ｔｃは、４μｓであるとする。

図８に示す駆動波形は、符号Ａ、Ｃ、Ｅで示した各波形部がそれぞれ副波形に相当し、符号Ｂ、Ｄ、Ｆで示した各波形部がそれぞれ主波形に相当する。

副波形Ａと主波形Ｂの関係は図５で説明した例と同様である。また、図８における副波形Ｃと主波形Ｄの関係、副波形Ｅと主波形Ｆの関係も、副波形Ａと主波形Ｂの関係と同様である。すなわち、副波形Ｃの波形要素Ｃ１で発生する圧力波と主波形Ｄの波形要素ｄ１で発生する圧力波が打ち消し合う。副波形Ｅの波形要素ｅ１で発生する圧力波と主波形Ｆの波形要素ｆ１で発生する圧力波が打ち消し合う。

波形要素Ｃ１、Ｃ２からなる副波形Ｃのパルスの手前にラッチのタイミング（「ラッチ３」という。）がある。波形要素ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４からなる主波形のパルスの手前にラッチのタイミング（「ラッチ４」という。）がある。波形要素ｅ１、ｅ２からなる副波形Ｅのパルスの手前にラッチのタイミング（「ラッチ５」という。）がある。波形要素ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４からなる主波形のパルスの手前にラッチのタイミング（「ラッチ６」という。）がある。このように、各パルスの前にラッチ１〜６があり、スイッチ６２の開閉を制御する。

各波形要素（ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｃ１、ｃ２、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｅ１、ｅ２、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「2.0」、「2.5」、「4.0」、「4.5」、「5.0」、「5.5」、「7.0」、「7.5」「9.0」、「9.5」、「10.0」、「10.5」、「12.0」、「12.5」、「14.0」、「14.5」「32.1」である。

図８のようなマルチパルスを利用するメリットは、印加する主波形の組み合わせによって、吐出液滴の体積を変化させることができることである。例えば、主波形Ｂのみを印加すると小滴、主波形Ｂと主波形Ｄを印加すると中滴、主波形Ｂと主波形Ｄ及び主波形Ｆを印加すると大滴、という具合に滴サイズを変更することができる。

図８の駆動波形を用いた場合における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をパターン分けして図９の表にまとめた。記録を行わない場合には、全てのラッチ１〜６でオフを指令し、副波形Ａ、Ｃ、Ｅ、主波形Ｂ、Ｄ、Ｆを全てオフにする。これにより、ノズルから液滴は吐出されない。

小滴を吐出させるノズルに対しては、副波形Ａ、Ｃ、Ｅをオフ、主波形Ｂをオン、他の主波形Ｄ、Ｆをオフにする。

中滴を吐出させるノズルに対しては、副波形Ａ、Ｃ、Ｅをオフ、主波形Ｂ、Ｄをオン、他の主波形Ｆをオフにする。これにより、当該ノズルの圧力発生素子には、主波形Ｂ、Ｄが連続的に印加され、２発の連射によって中滴のドットが記録される。

大滴を吐出させるノズルに対しては、副波形Ａ、Ｃ、Ｅをオフ、主波形Ｂ、Ｄをオン、他の主波形Ｆをオンにする。これにより、当該ノズルの圧力発生素子には、主波形Ｂ、Ｄ、Ｆが連続的に印加され、３発の連射によって大滴のドットが記録される。

回路制御素子６０内のスイッチが故障して常時オンの状態になると、ラッチ１〜６による制御が不能となり、駆動波形の全体（副波形Ａ、Ｃ、Ｅ、主波形Ｂ、Ｄ、Ｆ）が圧力発生素子に印加される。この場合、図６で説明した例と同様に、ノズルから液は吐出されない。

なお、図９では、駆動波形の前側から主波形を選択して、主波形Ｂのみで小滴、主波形Ｂ＋Ｄで中滴、主波形Ｂ＋Ｄ＋Ｆで大滴としたが、滴サイズの変更に際して、パルスの選択方法はこれに限定されない。例えば、駆動波形の後ろ側から主波形を選択して、主波形Ｆのみで小滴、主波形Ｄ＋Ｆで中滴、主波形Ｂ＋Ｄ＋Ｆで大滴とする構成も可能である。

＜第４実施例；波形例４＞
第１実施例〜第３実施例で例示したように、主波形の前に副波形を入れている場合、副波形部分で吐出しないように構成する。図５、図７、図８で示した三角波形による副波形の場合、副波形単独で圧力発生素子３０に印加されても、吐出することはない。これは、三角波のパルス幅と圧力室系の共振の周期との関係から、圧力波が効率的に発生しないためである。圧力波が効率的に発生しない波形として、三角波形以外の手段も可能である。

図１０は第４実施例に係る駆動波形の波形図である。図１０の駆動波形は、副波形Ａの立ち上げ部分で、電圧を段階的に（ステップ状に）上昇させる構成となっている。すなわち、図１０の副波形Ａは、立ち下げの波形要素ａ１、電圧保持の波形要素ａ12、立ち上げの波形要素ａ21、電圧保持の波形要素ａ22、立ち上げの波形要素ａ23、電圧保持の波形要素ａ24、立ち上げの波形要素ａ25、電圧保持の波形要素ａ3から構成されている。主波形Ｂの構成は図５の例と同様である。各波形要素（ａ１、ａ12、ａ21、ａ22、ａ23、ａ24、ａ25、ａ3、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「0.7」、「0.9」、「1.1」、「1.3」、「1.7」、「2.0」、「2.5」、「4.0」、「4.5」、「32.1」である。

電圧の立ち上げ部分（波形要素ａ21〜ａ25）において、段階的に電圧を上げていく波形を採用することにより、吐出効率は低下する。このため、副波形Ａが単独で印加されても吐出しない。

また、副波形Ａの立ち下げ部分（波形要素ａ１）と主波形Ｂの立ち下げ部分（波形要素ｂ１）との間の時間間隔を半固有周期（Ｔｃ／２）の奇数倍とする構成により、副波形Ａと主波形Ｂを組み合わせて印加した場合に圧力波をキャンセルする効果が得られる。図１０の例では、圧力室系の固有周期Ｔｃ＝４μｓのヘッドに対して、波形要素ａ１と波形要素ｂ１が２μｓだけ離れている。よって、図１０の駆動波形全体が圧力発生素子に印加された場合、液滴は吐出しない。

図１０に示す駆動波形における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係のパターン分けは、図６と同様であるため、記載を省略する。

＜第５実施例；波形例５＞
図１１は第５実施例に係る駆動波形の波形図である。図１１において、図１０の構成例と同一の要素には同一の符号を付した。図１１の駆動波形は、副波形Ａの立ち上げ部分がＳ字カーブに沿う構成となっている。このような構成を採用しても、圧力波の発生効率を下げることができる。

このため、副波形Ａが単独で印加されても吐出しない。また、副波形Ａの立ち下げ部分（波形要素ａ１）と主波形Ｂの立ち下げ部分（波形要素ｂ１）との間の時間間隔を半固有周期（Ｔｃ／２）の奇数倍とする構成により、副波形Ａと主波形Ｂを組み合わせて印加した場合に圧力波をキャンセルする効果が得られる。図１１の例では、圧力室系の固有周期Ｔｃ＝４μｓのヘッドに対して、波形要素ａ１と波形要素ｂ１が２μｓだけ離れている。よって、図１１の駆動波形全体が圧力発生素子に印加された場合、液滴は吐出しない。

＜第６実施例；波形例６＞
図１２は第６実施例に係る駆動波形の波形図である。図１２の例では、副波形Ａの電圧立ち上げ部分（波形要素ａ２）で、主波形Ｂの電圧立ち上げ部分（波形要素ｂ３）の圧力波をキャンセルするように波形が設計されている。なお、ヘッドの圧力室系の固有周期Ｔｃは４μｓとしている。

図１２の副波形Ａは、波形要素ａ１と波形要素ａ２からなる三角波形で構成され、これに続く主波形Ｂは、波形要素ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の矩形波形（台形波形）で構成される。図１２において各波形要素（ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「1.5」、「2.0」、「2.5」、「3.5」、「4.0」、「32.1」である。

また、副波形Ａの立ち上げ部分（波形要素ａ２）と主波形Ｂの立ち上げ部分（波形要素ｂ３）との間の時間間隔を半固有周期（Ｔｃ／２）の奇数倍とする構成により、副波形Ａと主波形Ｂを組み合わせて印加した場合に圧力波をキャンセルする効果が得られる。図１２の例では、圧力室系の固有周期Ｔｃ＝４μｓのヘッドに対して、波形要素ａ２と波形要素ｂ３が２μｓだけ離れている。よって、図１２の駆動波形全体が圧力発生素子に印加された場合、液滴は吐出しない。

図１２に示す駆動波形における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係のパターン分けは、図６と同様であるため、記載を省略する。

＜第７実施例；波形例７＞
図１３は第７実施例に係る駆動波形の波形図である。図１３に示す駆動波形は、副波形Ａのパルスを主波形Ｂのパルスと反対方向の電圧変化とし、主波形Ｂに対して副波形Ａを固有周期Ｔｃ分手前に置く構成となっている。なお、固有周期Ｔｃ＝４μｓとしている。

図１３における副波形Ａは、基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）から電位Ｖａ（＝２８Ｖ）まで電位を上昇させる立ち上げの波形要素ａ５と、波形要素ａ５に続いて電位Ｖａ（＝２８Ｖ）を保持する波形要素ａ６と、波形要素ａ６に続いて電位Ｖａ（＝２８Ｖ）から基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）まで電位を下げる立ち下げの波形要素ａ７と、波形要素ａ７に続いて基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）を保持する波形要素ａ８とを含んで構成される。

主波形Ｂは、波形要素ａ８に続いて基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）から電位Ｖｂ（＝２Ｖ）まで電位を下げる立ち下がりの波形要素ｂ１と、波形要素ｂ１に続いて電位Ｖｂ（＝２Ｖ）を保持する波形要素ｂ２と、波形要素ｂ２に続いて電位Ｖｂから基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）まで電位を上昇させる立ち上がりの波形要素ｂ３と、波形要素ｂ３に続いて基準電位Ｖre（f＝１５Ｖ）を保持する波形要素ｂ４とを含んで構成される。図１３の各波形要素（ａ５、ａ６、ａ７、ａ８、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「2.0」、「2.5」、「4.0」、「4.5」、「6.0」、「6.5」、「32.1」である。

このような駆動波形によれば、主波形Ｂが作る圧力波を副波形Ａが作る圧力波でキャンセルさせることができる。

副波形Ａの立ち上げ部分（波形要素ａ５）と主波形Ｂの立ち下げ部分（波形要素ｂ１）の間の時間間隔は、固有周期Ｔｃだけ離れている。また、副波形Ａの立ち下げ部分（波形要素ａ７）と主波形の立ち上げ部分（波形要素ｂ３）の間の時間間隔は固有周期Ｔｃだけ離れている。このように副波形Ａの立ち上げ／立ち下げの波形要素と、主波形Ｂの立ち下げ／立ち上げの波形要素が印加される時間がＴｃだけ離れていることから、副波形Ａが作る圧力波が、主波形Ｂの作る圧力波を打ち消す。これにより、副波形Ａと主波形Ｂが連続して圧力発生素子に印加されると（図１３の駆動波形の全体が印加されると）、ノズルから液は吐出しない。

また、図示の副波形Ａのように、押し波形（波形要素ａ５）だけで吐出させようとすると、非効率であるため、この副波形Ａを印加しただけでは吐出しない。

第７実施例の技術思想を一般化すると、副波形の電圧立ち上げ部分と主波形の電圧立ち下げ部分、或いは、副波形の電圧立ち下げ部分と主波形の電圧立ち上げ部分、のように、互いに反対方向の電圧変化の波形要素をＴｃの整数倍だけ、時間を離す。つまり、逆方向の電圧変化をもたらす波形要素が（ｎ＋１）×Ｔｃだけ時間的に離れて印加される波形とする（ただし、ｎは０以上の整数）。このような構成を採用することにより、これら波形要素の印加によって生じる圧力波をキャンセルする効果が得られる。

図１３の例では、副波形Ａの電圧振幅（｜Ｖａ−Ｖref|＝１３Ｖ）と、主波形Ｂの電圧振幅（｜Ｖref−Ｖｂ｜＝１３Ｖ）が等しい場合を例示しているが、副波形Ａの電圧振幅と主波形Ｂの電圧振幅は異なる値であってもよい。

図５で説明したように、主波形に先行する副波形は、当該副波形部分が圧力発生素子３０に印加されても吐出が行われず、かつ、これに続く主波形の印加による吐出を効果的に抑制する（圧力波を打ち消す）ことが求められる。具体的な波形は種々の設計が可能であるが、副波形Ａの電圧振幅を主波形Ｂの電圧振幅以上とする構成が好ましい。

＜第８実施例；波形例８＞
図１４は第８実施例に係る駆動波形の波形図である。図１４に示す駆動波形は、主波形Ｂが印加される前に、副波形Ａが存在する。この副波形Ａは、基準電位Vref（＝１５Ｖ）から電位Ｖa１（＝２８Ｖ）に電圧を上昇させる立ち上げの波形要素ａ５と、波形要素ａ５に続いて電位Ｖａ（＝２８Ｖ）を保持する波形要素ａ６と、波形要素ａ６に続いて電位Ｖａ１から電位Ｖa2（＝４Ｖ）まで電圧を下げる立ち下げの波形要素ａ７と、波形要素ａ７に続いて電位Ｖa2から基準電位Ｖrefまで電圧を上昇させる波形要素ａ８と、基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）を保持する波形要素ａ９とを含んで構成される。

主波形Ｂは、波形要素ａ９に続いて基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）から電位Ｖｂ（＝２Ｖ）まで電位を下げる立ち下がりの波形要素ｂ１と、波形要素ｂ１に続いて電位Ｖｂ（＝２Ｖ）を保持する波形要素ｂ２と、波形要素ｂ２に続いて電位Ｖｂから基準電位Ｖref（＝１５Ｖ）まで電位を上昇させる立ち上がりの波形要素ｂ３と、波形要素ｂ３に続いて基準電位Ｖref＝１５Ｖを保持する波形要素ｂ４とを含んで構成される。図１４の各波形要素（ａ５、ａ６、ａ７、ａ８、ａ９、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）の境界（始点、終点）に対応する時間（［μｓ］を単位とする時間軸の値）は「0.0」、「0.5」、「1.5」、「2.0」、「2.5」、「4.0」、「4.5」、「6.0」、「6.5」、「32.1」である。

このような駆動波形を圧力発生素子に印加すると、副波形Ａの引き部分（２８Ｖから４Ｖへ電圧を急激に低下させる波形要素ａ７によって圧力室が拡張される駆動部分）によって、メニスカスがノズル内部に一気に引き込まれ、メニスカスが破壊される。その結果、ノズル内に気泡が巻き込まれる。このため、副波形Ａに続いて主波形Ｂが印加されても、ノズルから液滴を吐出することができない。

図１５は、図１４に示す駆動波形における副波形、主波形の選択パターンと吐出状態（吐出する／しない）の関係をパターン分けして表にまとめたものである。図１５に示すように、記録を行わない場合（画像なしの場合）には、ラッチ１、２でオフを指令し、副波形Ａ、主波形Ｂをともにオフにする。これにより、ノズルから液滴は吐出されない状態となる。

記録を行うノズルに対しては、ラッチ１で副波形Ａをオフし、ラッチ２で主波形Ｂをオンにする。これにより、主波形Ｂのみが印加され、ノズルから液滴が吐出される。

回路制御素子６０内のスイッチが故障して常時オンの状態になると、ラッチ１、２による制御が不能となり、駆動波形の全体（副波形Ａ、主波形Ｂ）が圧力発生素子に印加される。この場合、先行する副波形Ａの印加によりノズル内部に気泡が巻き込まれた後に、後続の主波形Ｂが印加されるため、ノズルから液滴は吐出されない。

＜実施例の組み合わせについて＞
第１実施例〜第８実施例で説明した技術思想を必要に応じて適宜組み合わせる構成も可能である。例えば、図７、図８、図１２で説明した駆動波形の副波形の電圧立ち上がり部分に図１０や図１１のような構成を適用することができる。また、図１２〜図１４で説明した副波形と主波形の組み合わせを、図８のように複数組み繋ぎ合わせる構成も可能である。

＜インクジェット記録装置の構成例＞
図１６は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの駆動装置が適用されたインクジェット記録装置の構成例を示すブロック図である。インクジェットヘッド１０は、複数個のヘッドモジュール１２ａ、１２ｂを組み合わせて構成される。ここでは、説明を簡単にするために、２つのヘッドモジュール１２ａ、１２ｂを図示したが、１つのプリントヘッドを構成するヘッドモジュールの数は特に限定されない。

ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂのインク吐出面には、複数のノズル（図１の符号２２参照）が高密度で二次元配置されている。また、ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂには、各ノズルに対応した圧力発生素子（図１の符号３０）が設けられている。図２で説明した回路制御素子６０はヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに搭載されている。

被描画媒体としての用紙（図示せず）の幅方向に対して、複数個のヘッドモジュール１２ａ、１２ｂを繋ぎ合わせることにより、紙幅方向の全記録可能範囲（描画可能幅の全域）について所定の記録解像度（例えば、1200dpi）で描画可能なノズル列を有する長尺のラインヘッド（シングルパス印字が可能なページワイドヘッド）が構成される。

インクジェットヘッド１０に接続されているヘッド制御部７０（「液体吐出ヘッドの駆動装置」に相当）は、ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂの各ノズルに対応する圧電素子の駆動を制御し、ノズルからのインク吐出動作（吐出の有無、液滴吐出量）を制御するための制御手段として機能する。

ヘッド制御部７０は、画像データメモリ７２、画像データ転送制御回路７４、吐出タイミング制御部７５、波形メモリ７６、駆動電圧制御回路７８、Ｄ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂを含んで構成される。なお、本例では、画像データ転送制御回路７４が「ラッチ信号送信回路」を含んでおり、画像データ転送制御回路７４から各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに適宜のタイミングでデータラッチ信号が出力される。

画像データメモリ７２には、印刷用イメージデータ（ドットデータ）に展開された画像データが記憶される。波形メモリ７６には、圧電素子を作動させるための駆動信号の電圧波形（駆動波形）を示すデジタルデータが記憶される。例えば、図５、図７、図８、図１０〜図１４で説明した駆動波形のデータ及びパルスの区切りを示すデータなどが波形メモリ７６に格納される。画像データメモリ７２に入力される画像データや、波形メモリ７６に入力される波形データは、上位データ制御部８０（「上位制御装置」に相当）にて管理される。上位データ制御部８０は、例えば、パソコンやホストコンピュータで構成することができる。ヘッド制御部７０は、上位データ制御部８０からデータを受け取るためのデータ通信手段として、ＵＳＢ（Universal SerialBus）その他の通信インターフェースを備えている。

図１６では、説明を簡単にするために、１つのインクジェットヘッド１０（１色分）のみを示しているが、複数色のインクの各色に対応した複数本の（色別の）プリントヘッドを備えるインクジェット記録装置の場合、各色のインクジェットヘッド１０について個別に（ヘッド単位で）ヘッド制御部７０が設けられる。例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色に対応した色別のプリントヘッドを備える構成では、ＣＭＹＫ各色のプリントヘッドにそれぞれヘッド制御部７０が設けられ、これら各色のヘッド制御部を１つの上位データ制御部８０が管理する構成が採用される。

システム起動時に、上位データ制御部８０から各色のヘッド制御部７０に対して波形データや画像データが転送される。なお、画像データについては、印刷実行時の用紙搬送と同期して、データ転送が行われる場合もある。そして、プリント動作時には、各色の吐出タイミング制御部７５が用紙搬送部８２からの吐出トリガー信号を受信し、画像データ転送制御回路７４及び駆動電圧制御回路７８へ、吐出動作開始のスタートトリガーを出力する。画像データ転送制御回路７４及び駆動電圧制御回路７８は、このスタートトリガーを受けて画像データ転送制御回路７４及び駆動電圧制御回路７８からヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに解像度単位に波形データ及び画像データ転送を行うことで、画像データに応じた選択的な吐出動作（ドロップオンデマンドの吐出駆動制御）を行い、ページワイドの印刷を実現する。

外部から入力されるプリントタイミング信号（吐出トリガー信号）に合わせて駆動電圧制御回路７８からＤ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂへ駆動電圧波形データが出力されることにより、Ｄ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂにて波形データからアナログ電圧波形へと変換される。Ｄ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂの出力波形（アナログ電圧波形）は図示せぬアンプ回路（電力増幅回路）によって圧電素子の駆動に適した所定の電流・電圧に増幅された後にヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに供給される。

画像データ転送制御回路７４は、ＣＰＵ（central processing unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって構成することができる。画像データ転送制御回路７４は、画像データメモリ７２に記憶したデータを基に、各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂのノズル制御データ（ここでは、記録解像度のドット配置に対応した画像データ）を各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに転送する制御を行う。ノズル制御データは、ノズルのＯＮ（吐出駆動）／ＯＦＦ（非駆動）を決定する画像データ（ドットデータ）である。画像データ転送制御回路７４は、このノズル制御データを各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに転送することで、ノズルごとの開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御する。

画像データ転送制御回路７４から出力されるノズル制御データを各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに伝送する画像データ伝送路（符号９２ａ、９２ｂ）は、複数の信号線（ｎ本）で構成されている（ｎ≧２）。画像データ伝送路（データバス）９２ａ、９２ｂの一端は画像データ転送制御回路７４の出力端子（ＩＣピン）に接続され、他端は各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに対応したコネクタ９４ａ、９４ｂを介してヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに接続される。

データバス９２ａ、９２ｂは、画像データ転送制御回路７４や駆動電圧制御回路７８等を実装した電気回路基板（図２のインクジェットヘッド制御回路基板６４に相当）の銅線パターンによって構成してもよいし、ワイヤーハーネスで構成してもよく、或いは、これらの組み合わせであってもよい。

各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに対応したデータラッチ信号の信号線９６ａ、９６ｂは、ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂ毎に設けられている。データラッチ信号は、データバス９２ａ、９２ｂ経由で転送したデータ信号を各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂのノズルデータとして設定するために、画像データ転送制御回路７４から各ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに対し、必要なタイミングで送信される。画像データ転送制御回路７４から画像データバス９２ａ、９２ｂを介してヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに一定量の画像データを送信した時点で、データラッチと呼ばれる信号（ラッチ信号）をヘッドモジュール１２ａ、１２ｂに送信する。このデータラッチ信号のタイミングで各モジュールにおける圧電素子の変位のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のデータが確定される。その後、ヘッドモジュール１２ａ、１２ｂにそれぞれ駆動電圧ａ、ｂを印加することで、ＯＮ設定に係る圧電素子を微小変位させ、インク滴を吐出させる。

こうして吐出したインク滴を用紙に付着（着弾）させることで、所望の解像度（例えば、1200dpi）の印刷が行われる。なお、ＯＦＦ設定した圧電素子は駆動電圧を印加しても変位が起こらず、液滴が吐出されない。

波形メモリ７６、駆動電圧制御回路７８、Ｄ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂの組合せが「電圧波形生成手段」に相当する。

図１７は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す全体構成図である。本例のインクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、及び排紙部１２２から構成されている。インクジェット記録装置１００は、描画部１１６のドラム（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体１２４（「被描画媒体」に相当、以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するシングルパス方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体１２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体１２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたドロップオンデマンドタイプの画像形成装置である。

（給紙部）
給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体１２４が積層されており、給紙部１１２の給紙トレイ１５０から記録媒体１２４が一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙される。本例では、記録媒体１２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。

（処理液付与部）
処理液付与部１１４は、記録媒体１２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。

処理液付与部１１４は、給紙胴１５２、処理液ドラム（「プレコート胴」とも言う）１５４、及び処理液塗布装置１５６を備えている。処理液ドラム１５４は、記録媒体１２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム１５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１５５を備え、この保持手段１５５の爪と処理液ドラム１５４の周面の間に記録媒体１２４を挟み込むことによって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム１５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体１２４を処理液ドラム１５４の周面に密着保持することができる。

処理液塗布装置１５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラ（計量ローラ）と、該アニックスローラと処理液ドラム１５４上の記録媒体１２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体１２４に転移するゴムローラとで構成される。本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。

処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体１２４は、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。

（描画部）
描画部１１６は、描画ドラム（「描画胴」或いは「ジェッティング胴」とも言う）１７０、用紙抑えローラ１７４、及びインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを備えている。各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ及びその制御装置として、図１で説明したインクジェットヘッド１０の構成と図１６で説明したヘッド制御部７０の構成が採用されている。

描画ドラム１７０は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備える。描画ドラム１７０の周面には、図示しない吸着穴が所定のパターンで多数形成されており、この吸着穴からエアが吸引されることにより、記録媒体１２４が描画ドラム１７０の周面に吸着保持される。なお、負圧吸引によって記録媒体１２４を吸引吸着する構成に限らず、例えば、静電吸着により、記録媒体１２４を吸着保持する構成とすることもできる。

インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙはそれぞれ、記録媒体１２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列（２次元配列ノズル）が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙは、記録媒体１２４の搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。

各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙには、対応する色インクのカセット（インクカートリッジ）が取り付けられる。インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから、描画ドラム１７０の外周面に保持された記録媒体１２４の記録面に向かってインク滴が吐出される。

これにより、予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。インクと処理液の反応の一例として、本実施形態では、処理液に酸を含有させＰＨダウンにより顔料分散を破壊し凝集するメカニズムを用い、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。こうして、記録媒体１２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体１２４の記録面に画像が形成される。

各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの打滴タイミングは、描画ドラム１７０に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図１７中不図示、図１８の符号２９４）に同期させる。このエンコーダの検出信号に基づいて吐出トリガー信号（画素トリガー）が発せされる。これにより、高精度に着弾位置を決定することができる。また、予め描画ドラム１７０のフレなどによる速度変動を学習し、エンコーダで得られた打滴タイミングを補正して、描画ドラム１７０のフレ、回転軸の精度、描画ドラム１７０の外周面の速度に依存せずに打滴ムラを低減させることができる。更に、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのノズル面の清掃、増粘インク排出などのメンテナンス動作は、ヘッドユニットを描画ドラム１７０から退避させて実施するとよい。

本例では、ＣＭＹＫ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限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

描画部１１６で画像が形成された記録媒体１２４は、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。

（乾燥部）
乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム（「乾燥胴」とも言う）１７６、及び溶媒乾燥装置１７８を備えている。乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。

溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ１８０と、各ハロゲンヒータ１８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル１８２とで構成される。各温風噴出しノズル１８２から記録媒体１２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ１８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体１２４は、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４へ受け渡される。

（定着部）
定着部１２０は、定着ドラム（「定着胴」とも言う）１８４、ハロゲンヒータ１８６、定着ローラ１８８、及びインラインセンサ１９０で構成される。定着ドラム１８４は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１８５を備え、この保持手段１８５によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。

定着ドラム１８４の回転により、記録媒体１２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ１８６による予備加熱と、定着ローラ１８８による定着処理と、インラインセンサ１９０による検査が行われる。

定着ローラ１８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体１２４を加熱加圧するように構成される。記録媒体１２４は、定着ローラ１８８と定着ドラム１８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。

また、定着ローラ１８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（例えば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体１２４を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体１２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。

インラインセンサ１９０は、記録媒体１２４に記録された画像（テストパターンなども含む）について、吐出不良チェックパターンや画像の濃度、画像の欠陥などを計測するための読取手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。

上記の如く構成された定着部１２０によれば、乾燥部１１８で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ１８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体１２４に固定定着させることができる。

なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子（熱可塑性樹脂粒子）を含んだインクに代えて、紫外線（ＵＶ）露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置１００は、ヒートローラによる熱圧定着部（定着ローラ１８８）の代わりに、記録媒体１２４上のインクにＵＶ光を露光するＵＶ露光部を備える。このように、ＵＶ硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ１８８に代えて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。

（排紙部）
定着部１２０に続いて排紙部１２２が設けられている。排紙部１２２は、排出トレイ１９２を備えており、この排出トレイ１９２と定着部１２０の定着ドラム１８４との間に、これらに対接するように渡し胴１９４、搬送ベルト１９６、張架ローラ１９８が設けられている。記録媒体１２４は、渡し胴１９４により搬送ベルト１９６に送られ、排出トレイ１９２に排出される。搬送ベルト１９６による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体１２４は無端状の搬送ベルト１９６間に渡されたバー（不図示）のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト１９６の回転によって排出トレイ１９２の上方に運ばれてくる。

また、図１７には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部１１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体１２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。

＜制御系の説明＞
図１８は、インクジェット記録装置１００のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、プリント制御部２７４、画像バッファメモリ２７６、ヘッドドライバ２７８、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４、乾燥制御部２８６、定着制御部２８８、メモリ２９０、ＲＯＭ２９２、エンコーダ２９４等を備えている。

通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ３５０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２７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、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（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ３５０から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦メモリ２９０に記憶される。

メモリ２９０は、通信インターフェース２７０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２７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ２９０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磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ２７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、プリント制御部２７４、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４等の各部を制御し、ホストコンピュータ３５０との間の通信制御、メモリ２９０の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２９６やヒータ２９８を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ２９２にはシステムコントローラ２７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ２９２は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ２９０は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ２８０は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってモータ２９６を駆動するドライバである。図１８では、装置内の各部に配置される様々なモータを代表して符号２９６で図示している。例えば、モータ２９６には、図１７の給紙胴１５２、処理液ドラム１５４、描画ドラム１７０、乾燥ドラム１７６、定着ドラム１８４、渡し胴１９４などの回転を駆動するモータ、描画ドラム１７０の吸引孔から負圧吸引するためのポンプの駆動モータ、インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのヘッドユニットを、描画ドラム１７０外のメンテナンスエリアに移動させる退避機構のモータ、などが含まれている。

ヒータドライバ２８２は、システムコントローラ２７２からの指示に従って、ヒータ２９８を駆動するドライバである。図１８では、装置内の各部に配置される様々なヒータを代表して符号２９８で図示している。例えば、ヒータ２９８には、給紙部１１２において記録媒体１２４を予め適温に加熱しておくための不図示のプレヒータ、などが含まれている。

プリント制御部２７４は、システムコントローラ２７２の制御にしたがい、メモリ２９０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、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ２７８に供給する制御部である。

ドットデータは、一般に多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（例えば、ＲＧＢ各色について８ビットの画像データ）をインクジェット記録装置１００で使用するインクの各色の色データ（本例では、ＫＣＭＹの色データ）に変換する処理である。

ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータ（本例では、ＫＣＭＹのドットデータ）に変換する処理である。

プリント制御部２７４において所要の信号処理が施され、得られたドットデータに基づいて、ヘッドドライバ２７８を介してヘッド２５０（各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを包括して符号２５０と記載）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。ここで言うドットデータは、「ノズル制御データ」に相当している。

プリント制御部２７４には画像バッファメモリ（不図示）が備えられており、プリント制御部２７４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に一時的に格納される。また、プリント制御部２７４とシステムコントローラ２７２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。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース２７０を介して外部から入力され、メモリ２９０に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ２９０に記憶される。インクジェット記録装置１００では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ２９０に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ２７２を介してプリント制御部２７４に送られ、該プリント制御部２７４において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部２７４は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部２７４で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ（不図示）に蓄えられる。

ヘッドドライバ２７８は、プリント制御部２７４から与えられる印字データ（即ち、画像バッファメモリ２７６に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド２５０の各ノズルに対応する圧力発生素子３０を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ２７８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。

ヘッドドライバ２７８から出力された駆動信号がヘッド２５０に加えられることによって、該当するノズルからインクが吐出される。記録媒体１２４を所定の速度で搬送しながらヘッド２５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体１２４上に画像が形成される。なお、本例に示すインクジェット記録装置１００は、ヘッド２５０（ヘッドモジュール）に対して、モジュール単位で共通の駆動電力波形信号を印加し、各ノズル２２の吐出タイミングに応じて各圧力発生素子３０の個別電極に接続されたスイッチ（図２の符号６２）のオンオフを切り換えることで、各圧力発生素子３０に対応するノズル２２からインクを吐出させる駆動方式が採用されている。

このヘッドドライバ２７８、プリント制御部２７４（画像バッファメモリ内蔵）の部分が図１６で説明したヘッド制御部７０に相当する。また、図１８のシステムコントローラ２７２が図１６で説明した上位データ制御部８０に相当する。

処理液付与制御部２８４は、システムコントローラ２７２からの指示にしたがい、処理液塗布装置１５６（図１６参照）の動作を制御する。乾燥制御部２８６は、システムコントローラ２７２からの指示にしたがい、溶媒乾燥装置１７８（図１６参照）の動作を制御する。

定着制御部２８８は、システムコントローラ２７２からの指示にしたがい、定着部１２０のハロゲンヒータ１８６や定着ローラ１８８（図１６参照）から成る定着加圧部２９９の動作を制御する。

インラインセンサ１９０は、図１６で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体１２４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、光学濃度など）を検出し、その検出結果をシステムコントローラ２７２及びプリント制御部２７４に提供する。

プリント制御部２７４は、インラインセンサ１９０から得られる情報に基づいてヘッド２５０に対する各種補正（不吐出補正や濃度補正など）を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

＜変形例１＞
上記実施形態では、記録媒体１２４に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（１回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置）を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。

＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体（被描画媒体）に対してヘッドを移動させる構成も可能である。

＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、インクジェットヘッドから吐出された液滴によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。

＜吐出方式について＞
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）に限らない。圧電素子の他、静電アクチュエータ、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子（吐出エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。

＜サーマル方式への適応例＞
サーマル方式のイジェクタを備えた液体吐出ヘッドの場合、実際の吐出を行う駆動用の波形部（主波形）を印加する前に、吐出しない程度の副波形を与えることで、後続の主波形を印加しても吐出しない構成を実現できる。

これは次の原理による。すなわち、サーマ方式の吐出原理は、ヒータ（発熱素子）に電流を流し、表面に接するインク液が蒸発して（沸騰させて）、その勢いで滴が飛ぶ、というものである。この加熱沸騰による吐出効率を低下させるような、駆動制御（電流）処理を行うことにより、吐出を抑制することができる。

例えば、主波形に先行して、最初に微弱な電流を流したときに、インクはヒータの界面から離れているので、後続の主波形の印加で発生する熱はインク液に伝わりにくくなる。

このように、主波形の印加に先立ち、副波形の印加で液が吐出されない程度に、僅かにヒータの表面から液（インク）を離す（浮かす）ような、電流を与える。その後、主波形が印加される構成として、主波形印加による熱がインクに伝わりにくくする。

こうして、副波形Ａと主波形が連続して印加されたときに、インクが吐出されない状態を実現できる。

＜装置応用例＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェット装置に広く適用できる。

なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。

＜付記；開示する発明の態様について＞
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１）：液滴を吐出する吐出口となる複数のノズルと、前記複数の前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる手段として各ノズルのそれぞれに対応して設けられている圧力発生素子と、前記各ノズルに対応する複数の前記圧力発生素子のそれぞれに接続される複数のスイッチを含んだ回路制御素子と、前記各圧力発生素子に繋がる前記複数のスイッチの一端に供給する電圧波形を出力する電圧波形生成手段と、前記複数のスイッチの開閉を制御する制御信号を出力するスイッチ制御手段と、を備え、前記電圧波形生成手段で生成される前記電圧波形は、前記制御信号に基づく前記スイッチの開閉制御によって当該電圧波形の一部が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該一部の波形部分が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出される一方、前記電圧波形の全体が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該電圧波形全体が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出されない波形であることを特徴とする液体吐出装置。

発明１によれば、圧力発生素子に繋がるスイッチの開閉を制御して、圧力発生素子に対して電圧波形の一部を印加するとノズルから液滴の吐出が行われる。スイッチが制御不能に陥り、常時オン（常時閉）となったような場合、このスイッチにつがなる圧力発生素子には電圧波形の全体が印加されることになる。このとき対応するノズルから液は吐出しない。

（発明２）：発明１に記載の液体吐出装置において、前記電圧波形は、前記ノズルから液体を吐出させる吐出駆動用の主波形部と、前記主波形部との組み合わせによって吐出を抑制する吐出抑制用の副波形部と、を含むことを特徴とする。

主波形部と副波形部とが時分割で組み合わされた電圧波形を用いる構成を採用する態様である。この態様によれば、主波形部のみを圧力発生素子に印加すると吐出を行うことができる。また、主波形部と副波形部とをともに印加した場合には、吐出が行われない。

（発明３）：発明２に記載の液体吐出装置において、前記副波形部は、前記主波形部に先行する波形部分であることを特徴とする。

主波形部による吐出を抑制するための副波形部は、主波形部の前、或いは、後ろ、若しくは、前後両方に配置する構成が考えられる。

発明３のように主波形部の手前に副波形部を付加した構成の電圧波形を採用する構成が好ましい。

（発明４）：発明２又は３に記載の液体吐出装置において、前記副波形部の印加によって発生する圧力波が、前記主波形部の印加によって発生する圧力波の少なくとも一部を打ち消すように、前記副波形部と前記主波形部とが組み合わされて前記電圧波形が形成されていることを特徴とする。

かかる態様によれば、主波形部の印加による吐出効率を低下させることができ、主波形部と副波形部とがともに印加された場合に、吐出しない状態とすることができる。

（発明５）：発明４に記載の液体吐出装置において、前記ノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して設けられた前記圧力発生素子と、を含んで構成されるイジェクタを複数備えた液体吐出ヘッドを有し、前記圧力室内に充填される液体を含んだ圧力室系の固有周期をＴｃとするとき、前記副波形部を構成する波形要素のうち電圧の立ち下げ、又は立ち上げのいずれかの電圧変化をもたらす第１波形要素と、前記主波形部を構成する波形要素のうち前記第１波形要素と同じ方向の電圧変化をもたらす第２波形要素とが、（２ｎ＋１）×（Ｔｃ／２）の時間間隔だけ離れていること（ただし、ｎは０以上の整数）を特徴とする。

副波形部と主波形部の立ち下げ部同士、或いは、立ち上げ部同士のように、同じ方向の電圧変化部分を半固有周期（Ｔｃ／２）の奇数倍だけ離した波形構成とする態様である。この態様により、圧力波を効果的にキャンセルすることができる。

（発明６）：発明２から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、前記副波形部の電圧振幅は、前記主波形部の電圧振幅以上であることを特徴とする。

かかる態様によれば、主波形部の吐出効率を副波形部で効果的に低下させることができる。

（発明７）：発明２から６のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、前記副波形部の最低電圧は、前記主波形部の最低電圧以下であることを特徴とする。

かかる態様によれば、主波形部の吐出効率を副波形部で効果的に低下させることができる。

（発明８）：発明４に記載の液体吐出装置において、前記ノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して設けられた前記圧力発生素子と、を含んで構成されるイジェクタを複数備えた液体吐出ヘッドを有し、前記圧力室内に充填される液体を含んだ圧力室系の固有周期をＴｃとするとき、前記副波形部を構成する波形要素のうち電圧の立ち下げ、又は立ち上げのいずれかの電圧変化をもたらす第１波形要素と、前記主波形部を構成する波形要素のうち前記第１波形要素と逆方向の電圧変化をもたらす第２波形要素とが、（ｎ＋１）×Ｔｃの時間間隔だけ離れていること（ただし、ｎは０以上の整数）を特徴とする。

副波形部の立ち上げ部と主波形部の立ち下げ部、或いは、副波形部の立ち下げ部と主波形部の立ち上げ部のように、逆方向の電圧変化部を固有周期Ｔｃの整数倍だけ離した波形構成とする態様である。

この態様により、圧力波を効果的にキャンセルすることができる。

（発明９）：発明２から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、前記電圧波形は、１記録周期内に複数の前記主波形部と、複数の前記副波形部と、を含んでいることを特徴とする。

副波形と主波形の組み合わせを複数組つなげ合わせた波形構成を採用することもできる。

これら複数の主波形のうち、圧力発生素子に印加する主波形の個数を変更することによって、吐出液滴量を変更することができる。

（発明１０）：発明２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、前記副波形部の電圧立ち上げ部分は、ステップ状に電圧を段階的に上昇させる波形要素で構成されていることを特徴とする。

かかる態様によれば、副波形部の吐出効率が下がり、副波形部印加時の吐出を効果的に抑止することができる。

（発明１１）：発明２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、前記副波形部の電圧立ち上げ部分は、Ｓ字カーブに沿うように電圧を変化させる波形要素で構成されていることを特徴とする。

かかる態様によれば、副波形部の吐出効率が下がり、副波形部印加時の吐出を効果的に抑止することができる。

（発明１２）：発明３に記載の液体吐出装置において、前記副波形部が前記圧力発生素子に印加されると、当該圧力発生素子に対応するノズル内部に気泡が巻き込まれ、当該気泡によって、後続の前記主波形部の印加による吐出を抑止することを特徴とする。

かかる態様によれば、主波形部と副波形部とがともに印加された場合に、吐出しない状態を実現することができる。

（発明１３）：発明１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置と、前記ノズルから吐出された液滴を付着させる媒体を搬送する媒体搬送手段と、備えたことを特徴とするインクジェット装置。

（発明１４）：液滴を吐出する吐出口となる複数のノズルと、前記複数の前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる手段として各ノズルのそれぞれに対応して設けられている圧力発生素子と、前記各ノズルに対応する複数の前記圧力発生素子のそれぞれに接続される複数のスイッチを含んだ回路制御素子と、前記回路制御素子に接続され、前記圧力発生素子に繋がる前記スイッチの一端に供給する電圧波形を出力する電圧波形生成手段と、前記複数のスイッチの開閉を制御する制御信号を出力するスイッチ制御手段と、を備えた液体吐出装置の吐出制御方法であって、前記電圧波形の全体が前記圧力発生素子に印加された場合に、前記ノズルから液体が吐出されないように構成された前記電圧波形を前記スイッチの一端に供給し、前記制御信号により前記スイッチの開閉制御を行うことによって前記電圧波形の一部を前記圧力発生素子に印加し、当該一部の波形部分が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体の吐出を行うことを特徴とする液体吐出装置の吐出制御方法。

発明１４において、発明２から１２の特徴を適宜組み合わせる態様も可能である。また、発明１４のインクジェット記録方法を実施することによって、印刷物や回路基板、デバイス、微細構造物などを製造することができる。したがって、発明１４の方法発明は、これら印刷物等の製造方法という観点で把握することも可能である。

１０…インクジェットヘッド、１２ａ、１２ｂ…ヘッドモジュール、２０…イジェクタ、２２…ノズル、２４…圧力室、３０…圧力発生素子、６０…回路制御素子、６２…スイッチ、６４…インクジェットヘッド制御回路基板、７０…ヘッド制御部、７６…波形メモリ、７８…駆動電圧制御回路、１００…インクジェット記録装置、１２４…記録媒体、１７０…描画ドラム、１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ…インクジェットヘッド、２７２…システムコントローラ、２８０…プリント制御部

Claims (14)

1. 液滴を吐出する吐出口となる複数のノズルと、
   前記複数の前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる手段として各ノズルのそれぞれに対応して設けられている圧力発生素子と、
   前記各ノズルに対応する複数の前記圧力発生素子のそれぞれに接続される複数のスイッチを含んだ回路制御素子と、
   前記各圧力発生素子に繋がる前記複数のスイッチの一端に供給する電圧波形を出力する電圧波形生成手段と、
   前記複数のスイッチの開閉を制御する制御信号を出力するスイッチ制御手段と、
   を備え、
   前記電圧波形生成手段で生成される前記電圧波形は、前記制御信号に基づく前記スイッチの開閉制御によって当該電圧波形の一部が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該一部の波形部分が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出される一方、前記電圧波形の全体が前記圧力発生素子に印加された場合に、当該電圧波形全体が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体が吐出されない波形であることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記電圧波形は、前記ノズルから液体を吐出させる吐出駆動用の主波形部と、前記主波形部との組み合わせによって吐出を抑制する吐出抑制用の副波形部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記副波形部は、前記主波形部に先行する波形部分であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記副波形部の印加によって発生する圧力波が、前記主波形部の印加によって発生する圧力波の少なくとも一部を打ち消すように、前記副波形部と前記主波形部とが組み合わされて前記電圧波形が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
5. 前記ノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して設けられた前記圧力発生素子と、を含んで構成されるイジェクタを複数備えた液体吐出ヘッドを有し、
   前記圧力室内に充填される液体を含んだ圧力室系の固有周期をＴｃとするとき、
   前記副波形部を構成する波形要素のうち電圧の立ち下げ、又は立ち上げのいずれかの電圧変化をもたらす第１波形要素と、前記主波形部を構成する波形要素のうち前記第１波形要素と同じ方向の電圧変化をもたらす第２波形要素とが、（２ｎ＋１）×（Ｔｃ／２）の時間間隔だけ離れていること（ただし、ｎは０以上の整数）を特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記副波形部の電圧振幅は、前記主波形部の電圧振幅以上であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記副波形部の最低電圧は、前記主波形部の最低電圧以下であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記ノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して設けられた前記圧力発生素子と、を含んで構成されるイジェクタを複数備えた液体吐出ヘッドを有し、
   前記圧力室内に充填される液体を含んだ圧力室系の固有周期をＴｃとするとき、
   前記副波形部を構成する波形要素のうち電圧の立ち下げ、又は立ち上げのいずれかの電圧変化をもたらす第１波形要素と、前記主波形部を構成する波形要素のうち前記第１波形要素と逆方向の電圧変化をもたらす第２波形要素とが、（ｎ＋１）×Ｔｃの時間間隔だけ離れていること（ただし、ｎは０以上の整数）を特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
9. 前記電圧波形は、１記録周期内に複数の前記主波形部と、複数の前記副波形部と、を含んでいることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
10. 前記副波形部の電圧立ち上げ部分は、ステップ状に電圧を段階的に上昇させる波形要素で構成されていることを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
11. 前記副波形部の電圧立ち上げ部分は、Ｓ字カーブに沿うように電圧を変化させる波形要素で構成されていることを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
12. 前記副波形部が前記圧力発生素子に印加されると、当該圧力発生素子に対応するノズル内部に気泡が巻き込まれ、当該気泡によって、後続の前記主波形部の印加による吐出を抑止することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置と、
    前記ノズルから吐出された液滴を付着させる媒体を搬送する媒体搬送手段と、
    を備えたことを特徴とするインクジェット装置。
14. 液滴を吐出する吐出口となる複数のノズルと、前記複数の前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる手段として各ノズルのそれぞれに対応して設けられている圧力発生素子と、前記各ノズルに対応する複数の前記圧力発生素子のそれぞれに接続される複数のスイッチを含んだ回路制御素子と、前記回路制御素子に接続され、前記圧力発生素子に繋がる前記スイッチの一端に供給する電圧波形を出力する電圧波形生成手段と、前記複数のスイッチの開閉を制御する制御信号を出力するスイッチ制御手段と、を備えた液体吐出装置の吐出制御方法であって、
    前記電圧波形の全体が前記圧力発生素子に印加された場合に、前記ノズルから液体が吐出されないように構成された前記電圧波形を前記スイッチの一端に供給し、
    前記制御信号により前記スイッチの開閉制御を行うことによって前記電圧波形の一部を前記圧力発生素子に印加し、当該一部の波形部分が印加された圧力発生素子に対応するノズルから液体の吐出を行うことを特徴とする液体吐出装置の吐出制御方法。

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