JP5334271B2 - 液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドに代表される液体吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出させるための駆動信号を供給する駆動装置、並びにこれを用いた液体吐出装置及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置において、より高品質に画像を形成するために、その画像を構成するドットの形状は真円であることが求められる。そのため、主液滴の着弾位置から離れた位置にサテライト液滴が着弾することを防止しなければならない。サテライト液滴の発生を防止するために、駆動波形において共振周期を利用する方法や、連射パルスの組み合わせによる方法が提案されている。

特許文献１は、一吐出周期中の一つのノズルから複数のインク液滴を吐出させ、複数のインク滴が記録紙に到達する前に合体させて、記録紙に一つのインクドットを形成するインクジェット記録装置を開示している。

特許文献１に開示されたインクジェット記録装置は、後から吐出されるインク滴の方が先に吐出されるインク滴よりも吐出速度が速くなるように、基準駆動信号を構成するパルス信号間の時間間隔が徐々にアクチュエータの固有周期に近づき、かつ、徐々に長くなるように、基準駆動信号を構成するパルスが信号形成されている。

また、特許文献１に開示されたインクジェット記録装置は、基準駆動信号を構成する複数のパルス信号（Ｐ１〜Ｐ５）の中から、インク吐出数に応じた数だけ、最後のパルス信号（Ｐ５）側から選択されるように構成されている。

特許文献２は、基準電位Ｖ_ｒｅｆから電圧Ｖ_ａまで立ち下がる波形要素Ｓ１、波形要素Ｓ１に続いて電圧Ｖ_ａを維持する波形要素Ｓ２、波形要素Ｓ２に続いて電圧Ｖ_ａから基準電位Ｖ_ｒｅｆよりも高い電圧Ｖ_ｂまで立ち上がる波形要素Ｓ３、波形要素Ｓ３に続いて液室の固有振動数Ｔ_ｃに対して、Ｔ_ｃ×（１／２）からＴ_ｃ×（３／２）の範囲内の保持時間Ｔ_ｗの間、電圧Ｖ _ｂ に保持する波形要素Ｓ４、波形要素Ｓ４に続いて電圧Ｖ_ｂから基準電位Ｖ_ｒｅｆまで立ち下がる波形要素Ｓ５を含む駆動波形を用いて、波形要素Ｓ１〜Ｓ３により主滴を吐出させ、波形要素Ｓ４、Ｓ５により主滴を吐出させることなく主滴に伴うサテライト滴の滴速度を高めて、主滴とサテライト滴を着弾位置又は主滴飛翔中に主滴に合体させ、サテライト滴による画像品質の低下を低減させるように構成された画像形成装置を開示している。

特許文献３は、圧力発生室を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室を収縮させる第１の収縮パルスと、第１の収縮パルスの後に圧力発生室を収縮させる第２の収縮パルスと、を有し、膨張パルスのパルス幅を０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の２分の１）とし、第１の収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬ〜１．５ＡＬとすることで、膨張パルスの印加開始時の圧力発生室の膨張による負の圧力波が１ＡＬで反転して正の圧力波になったときに収縮による正の圧力波が足し合わせられ、液滴の吐出圧力（吐出速度）が高まり、最も効率のよい吐出力が得られる旨を開示している。

また、特許文献３は、同一画素周期内（同一駆動周期内）に連続して一連の駆動パルスを複数回印加して複数のインク滴（サブドロップ）を吐出させて、飛翔中に合体させるか、着弾後に合体させて一つのドット（スーパードロップ）を形成する旨を開示している。

特許第３２４１３５２号公報 特開２００６‐１４２５８８号公報 特開２００６‐１８８０４３号公報

インクジェット方式において最も効率的に液滴を吐出させようとすると、パルス幅が共振周期Ｔ_ｃの２分の１になるように駆動波形が設計される。このように設計された駆動波形を用いると、吐出させた液滴の飛翔形状が乱れることが多く、画像品質の低下を招いてしまう。

かかる課題に対して、パルス幅を共振周期Ｔ_ｃからあえて外すことや、液滴の吐出速度を落とすことにより、吐出させた液滴の飛翔形状の乱れを回避することができるものの、前者は吐出効率を犠牲にしなければならず、後者は着弾位置精度を犠牲にしなければならない。

特許文献１に開示されたインクジェット記録装置は、いわゆる連射波形（一吐出周期内に複数の吐出のための波形を持つ駆動波形）を用いた吐出方式において、後から吐出されるインク滴の方が先に吐出されるインク滴よりも吐出速度速くなるように構成することで、一吐出周期内に吐出される複数のインク滴の着弾位置のずれは少なくなり、また、複数のインク滴を着弾前に合体させることも容易になるものの、インクの種類やヘッドの吐出特性の違いによって、主液滴と遅れて着弾するサテライト滴の発生が懸念される。

特許文献２に開示された画像形成装置は、メニスカスの残響を抑制する手法を用いてサテライト滴を制御するものであり、メニスカスの残響が最も抑制されるタイミングを外すことでサテライトの滴速度を高めている。一方、メニスカスの残響が残ってしまうために、後続する駆動波形による主滴の吐出に影響を及ぼすことが懸念される。

特許文献３に開示された液滴吐出装置は、キャンセルパルス（第２収縮パルス）を用いたメニスカスの残響抑制によって、サブドロップの吐出毎の圧力波をキャンセルし、連射波形を用いた吐出方式を実現しているものの、かかる方式ではメニスカスの残響抑制に長い時間がかかるため高速駆動には向かない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吐出効率や着弾精度を犠牲にすることなくサテライトの発生を抑制し、好ましいドット形状を実現しうる、液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置は、液体吐出ヘッドのノズルに対応して設けられた吐出エネルギー発生素子を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を有し、前記駆動信号を前記吐出エネルギー発生素子に供給することにより、前記ノズルから液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、前記駆動信号は、一記録周期中に複数回の吐出を行うための複数の吐出用パルスを含んでおり、前記複数の吐出用パルスの最終パルスは、前記最終パルスによって吐出させた液滴が、前記最終パルスよりも先行する吐出用パルスによって吐出された先行滴に追いつく吐出速度が得られる電圧振幅を有し、かつ、終端側波高変化部の波高変化時間が共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上であり、前記複数の吐出用パルスの少なくとも１つは、始端から終端側波高変化部の始端までの時間で表されるパルス幅が、共振周波数Ｔ_ｃの２分の１であることを特徴とする。

本発明によれば、一記録周期中に複数回の吐出を行い、これら複数滴で１画素（１ドット）の記録を行う場合に、複数の吐出用パルスの最終パルスの後端側波高変化部の波高変化時間を共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上とし、複数の吐出パルスのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１とすることで、吐出液滴量及び吐出液滴の速度を変えることなく、サテライトの発生を防止することができる。

本発明の実施形態によるインクジェットヘッドの駆動波形の一例を示す波形図 本発明の実施形態に適用される駆動波形のパラメータを説明する説明図 図１に示す駆動波形を用いた吐出状態を模式的に示す説明図 図３に示す駆動波形に対して最終パルスの立ち上がり時間を長くした場合の駆動波形を示す波形図 図４に示す駆動波形を用いた吐出状態を模式的に示す説明図 図３に示す駆動波形に対して最終パルスの立ち上がり時間を短くした場合の駆動波形を示す波形図 図６に示す駆動波形を用いた吐出状態を模式的に示す説明図（比較例） 図３に示す駆動波形の他の態様を示す波形図 図３に示す駆動波形から残響抑制パルスを除いた駆動波形を示す波形図 （ａ）：圧力変動を表す波形図、（ｂ）：印加駆動電圧の波形図 滴量を異ならせて打滴する場合に使用する駆動波形の例を示す波形図 大滴を吐出するための駆動波形を示す波形図 電圧振幅とパルス間隔を組み合わせて調整した駆動波形の例を示す波形図 電圧振幅とパルス幅を組み合わせて調整した駆動波形の例を示す波形図 電圧振幅とパルスのスロープの傾きを組み合わせて調整した駆動波形の例を示す波形図 パルス間隔を調整して徐々に吐出エネルギーを弱めた連射パルス波形の例を示す波形図 パルス幅を調整して徐々に吐出エネルギーを弱めた連射パルス波形の例を示す波形図 パルスのスロープの傾きを調整して徐々に吐出エネルギーを弱めた連射パルス波形の例を示す波形図 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 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図 インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図 ヘッドの他の構造例を示す平面透視図 図２１中のＡ‐Ａ線に沿う断面図 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

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔駆動波形の説明〕
図１は、本発明の実施形態によるインクジェットヘッドの駆動波形の一例を示す波形図である。この駆動波形１０は、記録媒体上における一画素のドット記録を担う一記録周期内に複数の吐出用パルス１１〜１５が連続する駆動波形である。

また、図１に示す駆動波形１０は、最終パルス１５の後に続いて、メニスカス振動（残響）を静定させる残響抑制（静定）パルス１６が加えられている。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１では、５つのパルス１１、１２、１３、１４、１５が連続する５発連射タイプの例が示されている。各パルス１１〜１５は、いわゆる引き‐押し（pull-push）型の波形であり、１パルスの印加につき一発の吐出動作が行われる。

駆動波形１０における先頭パルス（第１パルス）１１は、ノズル（図１中不図示、図２１に符号２５１を付して図示）に連通する圧力室（図２１に符号２５２を付して図示）の体積を拡張させる方向に圧電素子（図２３に符号２５３を付して図示）を変形させる「引き（pull）」動作の駆動を行う第１信号要素１１ａと、その引き動作で圧力室を拡張させた状態を維持（保持）する第２信号要素１１ｂと、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）」動作の駆動を行う第３信号要素１１ｃと、を含んで構成される。

第１信号要素１１ａは基準電位Ｖ_０から電位を下げる立ち下がり波形部である。第２信号要素１１ｂは第１信号要素１１ａで下降した電位Ｖ_１を維持する波形部、第３信号要素１１ｃは第２信号要素１１ｂの電位（Ｖ_１）を基準電位に上昇させる立ち上がり波形部である。

先頭パルス１１に続く、第２パルス１２、第３パルス１３、第４パルス１４、第５パルス（最終パルス）１５についても、同様に、「引き」、「維持」、「押し」の各動作に対応した信号要素を有している。

先頭パルス１１で説明した１１ａ、１１ｂ、１１ｃと同様に、各パルス１２〜１５を示す符号の末尾に「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の添字を付加して、「引き」、「維持」、「押し」の各信号要素を表す。

本明細書では説明の便宜上、基準電位Ｖ_０に対する各パルス１１〜１５の第２信号要素１１ｂ〜１５ｂの電位差を「電圧振幅」或いは「波高」と呼ぶ。すなわち、基準電位Ｖ_０と第２信号要素１１ｂの電位Ｖ_１の電位差（Ｖ_０-Ｖ_１）を第１パルス１１の「電圧振幅」或いは「波高」という。

同様に、第２パルス１２の第２信号要素１２ｂの電位Ｖ_２（図示せず）、第３パルス１３の第２信号要素１３ｂの電位Ｖ_３（図示せず）、第４パルス１４の第２信号要素１４ｂの電位Ｖ_４（図示せず）、第５パルス１５の第２信号要素１５ｂの電位Ｖ_５（図示せず）について、それぞれ基準電位Ｖ_０との電位差を各パルス１２〜１５の「電圧振幅」或いは「波高」という。

本例の駆動波形１０は、先頭パルス１１の電圧振幅（波高）に対して後続パルス１２〜１４の電圧振幅（波高）を徐々に小さくし、最終パルス１５の電圧振幅を先頭パルス１１よりも大きくする。

すなわち、最終パルス１５の電圧振幅は、他の先行するパルス１１〜１４の電圧振幅と比較して最も大きいものとする。各パルス１１〜１５が圧電素子に印加されることにより、ノズルから液滴が吐出されるため、一記録周期内に含まれる吐出用パルスの数と同数の吐出動作が一記録周期で行われる。

図１の例では、一記録周期で５発の連射により液滴が連続吐出され、これら吐出液滴（４滴）は記録媒体に着弾する際に一体的に合体する。この合体した液滴（合一滴）が記録媒体上に付着することにより１ドットが記録される。

図１に示す駆動波形１０は、最終パルス（第５パルス）１５の立ち上がり時間（立ち上がり波形部１５ｃの波高変化時間）が、共振周期Ｔ_ｃの４分の１となっている。ここで、最終パルス１５の「立ち上がり時間」とは、最終パルス１５の第２信号要素１５ｂの電位Ｖ_５（図示せず）から、残響抑制パルス１６の第２信号要素１６ｂの電位Ｖ_６（図示せず）まで変化する時間である。

ここで、図１及び以下に説明する駆動波形のパラメータについて説明する。図２は、駆動波形におけるパラメータを説明する説明図である。同図に示す、立ち下がり波形部（図１において符号の末尾に「ａ」を付した波形部）の波高変化時間Ｔ_Ｒは「立ち下がり時間」、立ち上がり波形部（図１において符号の末尾に「ｃ」を付した波形部）の波高変化時間Ｔ_Ｔは「立ち上がり時間」である。

また、パルスの始端から立ち下がり波形部の始端までの時間Ｔ_Ｂは「パルス幅」、先のパルスの始端から次のパルスの始端までの時間Ｔ_Ａは「パルス間隔」である。

図１に戻り、駆動波形１０を構成する第１パルス１１〜第５パルス１５のパルス幅は共振周期Ｔ_ｃの２分の１であり、パルス間隔は共振周期Ｔ_ｃである。このように、パルス幅及びパルス間隔を共振周期Ｔ_ｃに対応させてメニスカスの共振現象を利用すると、効率のよい液滴吐出を行うことができる（詳細後述）。

なお、図１に示す例では、第１パルス１１〜１４の立ち上がり時間は、第５パルス１５の立ち上がり時間よりも長くなっている。

本発明による技術的観点の一つは、連射パルス波形において、サテライトの発生を防止しながら、吐出される液滴の良好な飛翔形状を満足させ、かつ、共振を利用した効率のよい吐出を行うことで吐出量を確保し、所定の滴速度を維持することで所定の着弾精度を確保するものである。

図３は、図１に示す駆動波形を用いた吐出状態を模式的に示す説明図であり、吐出タイミング（図１に示す最終パルス１５の終端）から７０マイクロ秒後の飛翔空間を撮像したものである。

同図において、図示しない左側遠方にノズル面があり、右側遠方に媒体があり、左から右へ向かう方向が液滴の吐出方向（進行方向）となる。図３のＰ_１はノズル面から３００ミクロンの位置を表し、Ｐ_２はノズル面から５００ミクロンの位置を表わしている。なお、ノズル面から媒体表面（液滴の着弾面）までの距離は７００ミクロンとなっている。

図１に図示した駆動波形１０を用いて液滴を吐出させると、第１パルス１１〜第５パルス１５のそれぞれにより５発の液滴が連射される。図３に示すように、５発の液滴は飛翔中に合一して主滴１７を形成する。一方、飛翔中に主滴１７と合一せずに分離されたサテライト１８となるものがある。

飛翔中の主滴１７とサテライト１８との距離がある程度近接していれば、媒体上において主滴１７とサテライト１８が合一する。また、主滴１７の着弾位置の近接位置にサテライト１８が着弾しても、サテライト１８の着弾位置が主滴１７による形成されるドットサイズの範囲内、又はドットサイズの誤差の範囲内であれば、サテライト１８が実質的に主滴１７に合一しているように視認される。

主滴１７とサテライト１８とが合一するためには、媒体の搬送速度と、主滴１７とサテライト１８との媒体に着弾する時間差と、の積で求められる距離の値が主滴１７により形成されるドットの半径以下でなければならない。かかる条件を満たすための駆動波形として、主滴１７とサテライト１８が近接していることが求められる。

図３に図示した吐出状態は、主滴１７とサテライト１８との距離が上記の条件を満足しているので、サテライト１８によるドット形状の乱れが抑制され、真円により近い好ましいドット形状が実現される。

図４は、図１に示す駆動波形１０に対して、最終パルス１５の立ち上がり時間を長くした駆動波形の例を示す波形図である。図４に示す駆動波形１０’の最終パルス１５の立ち上がり時間は共振周期Ｔ_ｃの８分の３となっている。なお、第１パルス１１〜第４パルス１４及び残響抑制パルス１６は図３の駆動波形１０と同一である。

図５は、図４に示す駆動波形を用いた吐出状態を模式的に示す説明図（図３に対応する図）であり、駆動波形以外は図３と同じ条件で撮像された液滴の吐出状態が図示されている。

図５に示すように、サテライト１８’と主滴１７’との距離は、図３に示すサテライト１８と主滴１７との距離よりも短くなっていることが把握される。つまり、最終パルス１５の立ち上がり時間を共振周期Ｔ_ｃの４分の１を超えてさらに長くすることで、サテライト１８’を主滴１７’により近接させることができ、さらにドット形状の乱れが抑制され、より好ましい形状を有するドットを形成しうる。

なお、図３に示す主滴１７に対して図５に示す主滴１７’の位置が図中右へずれているのは、最終パルス１５の立ち上がり時間を長くしたために、主滴１７’の吐出速度が図３に示す主滴１７よりも速くなったためと考えられる。

図６は、図1に示す駆動波形１０に対して、最終パルス１５の立ち上がり時間を短くした駆動波形の例を示す波形図である。図６に示す駆動波形１０”の最終パルス１５の立ち上がり時間は共振周期Ｔ_ｃの８分の１となっている。なお、第１パルス１１〜第４パルス１４及び残響抑制パルス１６は図３の駆動波形１０と同一である。

図７は、図６に示す駆動波形１０”を用いた吐出状態を模式的に示す説明図（図３、図５に対応する図）であり、図３及び図５と同じ条件で撮像された液滴の吐出状態が図示されている。

図７に示すように、サテライト１８”と主滴１７”との距離は、図３に示すサテライト１８と主滴１７との距離や、図５に示すサテライト１８’と主滴１７’との距離よりも長くなっていることが把握される。

図７に示すように、主滴１７”とサテライト１８”がある程度以上離れてしまうと、それぞれが単独で媒体に着弾してしまう。そうすると、真円形状ではなく変形したドットとして視認されることや、サテライト１８”が単独で視認されることがあり、印字品質を低下させてしまう。

なお、図７に示す主滴１７”の位置が図中左へずれているのは、最終パルス１５の立ち上がり時間を短くしたために、主滴１７”の吐出速度が図３に示す主滴１７や図５に示す主滴１７’よりも遅くなったためと考えられる。

図３、５、７に図示した吐出状態が得られた、駆動波形以外の条件は以下のとおりである。

インクジェットヘッドの条件：ノズルの直径は１６マイクロメートル
吐出周波数：５キロヘルツ
駆動電圧：２２ボルト（最大波高値）
インク：粘度は５センチポアズ（ミリパスカル秒）、表面張力は３０ミリニュートン毎メートル
以上、図１及び図３〜図７についてまとめると、複数の吐出用パルス（連射パルス）により構成される駆動波形の最終パルスの立ち上がり時間を共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上とすることで、連射された液滴がマージされた主滴と、マージされずに単独で飛翔するサテライトとを飛翔中に近接させることができる。

また、連射パルスを構成する各パルスのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１とすることで、メニスカスの共振を利用した効率のよい吐出が行われ、所定の吐出液滴量が確保される。さらに、吐出速度を落とすことがないので、所定の着弾精度が確保される。

〔変形例〕
（変形例１）
次に、上述した駆動波形の変形例について説明する。図８は、図１に図示した駆動波形１０の他の態様を示す波形図である。

図８に示す駆動波形２０は、図１に図示した駆動波形１０に対して論理を反転させている。すなわち、駆動波形２０は第１パルス２１〜第５パルス２５の立ち上がり波形部（第１信号要素２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ）において圧力室を拡張させ、立ち下がり波形部（第３信号要素２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ）において圧力室を収縮させる。

言い換えると、図１（図４、６）に示す駆動波形１０（１０’、１０”）と、図８に示す駆動波形２０とは、各パルス１１〜１５と各パルス２１〜２５の「立ち上がり」と「立ち下がり」とを反転させた関係となっている。

すなわち、図２に示す「Ｔ_Ｒ」は、図１の駆動波形１０の「立ち下がり時間」、及び図８の駆動波形２０の「立ち上がり時間」の共通概念として、「始端側波高変化部の波高変化時間」と把握することができる。

また、図２に示す「Ｔ_Ｔ」は、図１の駆動波形１０の「立ち上がり時間」、及び図８の駆動波形２０の「立ち下がり時間」の共通概念として、「終端側波高変化部の波高変化時間」と把握することができる。

図８に示す駆動波形２０では、最終パルス２５の立ち下がり時間が共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上となっており、かかる構成によって、吐出液滴量及び滴速度を変更することなく、サテライトの発生を防止することができる。

（変形例２）
図９は、図１に示す駆動波形１０から残響抑制パルス１６を除いた駆動波形を示す波形図である。図９に示す残響抑制パルス１６が除かれた駆動波形１０の最終パルス１５の立ち上がり時間は、最終パルス１５の第２信号要素１５ｂの電位Ｖ_５から基準電位Ｖ_０へ変化するまでの時間となる。

かかる構成によって、メニスカスの残響を抑制することは難しいものの、飛翔中の主滴とサテライトとを近接させることで、サテライトの発生を防止しうる。なお、図９に示す駆動波形１０についても、図８に示すように論理を反転させても、同様の効果を得ることができる。

〔吐出用パルスのパルス幅、パルス間隔について〕
図１０は、インクジェットヘッドにおける代表的な引き押し（pull-push）波形の印加によるノズル内（圧力室内）の圧力変動（メニスカスの速度変動）を示したグラフである。図１０（ａ）は圧力変動を表す波形、図１０（ｂ）は印加駆動電圧の波形を表す。

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。圧力の振動をそのまま吐出に利用するため、ノズル孔から滴を強く打ち出すときは、圧力振動のサイン波に合わせた構成のパルス波形にすることが望ましい。

図１０（ｂ）に示す駆動波形は、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、振動系の固有振動周期（共振周期Ｔ_ｃ）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ゼロとなるときに圧力室を収縮させれば、液滴が最も加速される。このようなメニスカスの速度（動き）と、駆動波形による引き押しのサイクルと、を合わせることで効率的な吐出が可能である。

図１０（ａ）に示すように、メニスカス振動の一周期が一共振周期Ｔ_ｃになるため、その約半分（Ｔ_ｃ／２）でパルス幅を区切ると最も効率がよい。また、２発目のパルスは、１発目のパルスの印加によって発生したメニスカスの振動による引き込み、加速の動きに合わせて、引き−押しの波形要素が重なるようにパルス間隔が設定されることが好ましい。

すなわち、パルス間隔（先行パルスの立ち下がりから、次ぎのパルスの立ち下がりまでの間隔）は、ヘッド共振周期（ヘルムホルツ固有振動周期）Ｔ_ｃの正の整数倍と一致させることが好ましく、パルス幅（１つのパルスの立ち下がりから立ち上がりまでの時間間隔）は、ヘッド共振周期（ヘルムホルツ固有振動周期）Ｔ_ｃの｛（２×ｎ）−１｝／２とすることが望ましい（ただし、ｎは正の整数）。

先に説明したように、図１で説明した駆動波形１０は、パルス間隔を共振周期Ｔ_ｃとほぼ一致させ、パルス幅をＴ_ｃ／２とほぼ一致させた例となっている。

〔共振周期Ｔ_ｃの特定について〕
ヘッド共振周期（ヘルムホルツ固有振動周期）Ｔ_ｃ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。共振周期Ｔ_ｃは、ヘッドの設計値（使用するインクの物性値を含む）から計算によって求めることができる。

また、ヘッドの設計値から推定する方法に限らず、実験によってＴ_ｃを測定する方法もある。例えば、駆動波形として単純な矩形波を用いて、該矩形波のパルス幅を徐々に変化させて滴速度と滴量を調べて、共振周期Ｔ_ｃを把握することができる。

パルス幅の変化に対して、滴速度、滴量とも山なりに変化し、それぞれ増加から減少に転じるピークが現れる。

また、駆動波形として、矩形波が連続する連射矩形波形を用いてもよい。すなわち、連射矩形波形のパルス間隔を徐々に変化させて、後続のパルスによる滴速がどれだけ速くなるか、或いは、滴量がどれだけ変化するか、という観点で共振周期Ｔ_ｃを把握することができる。

なお、上記に例示した測定方法により把握された共振周期Ｔ_ｃは、測定方法に依存する範囲でばらつきがある。共振周期Ｔ_ｃの特定に際しては、ヘッド設計値からの推定（計算）、上記の例の測定方法等による測定など、採用する特定方法の違いに依存する範囲のばらつきが許容されるものとして解釈すべきである。

〔吐出動作の振る舞い〕
図１に示すように、駆動波形１０は一記録周期内に５つの吐出用パルス（１１〜１５）を含んで構成される。先頭の第１パルス１１で初滴を強く押し出し、その後、後続の第２パルス１２、第３パルス１３、第４パルス１４までのパルス列内は、先頭パルス１１から徐々に電圧振幅を小さくしていく。

最後の第５パルス（最終パルス）１５は、第１パルス１１よりも大きな電圧振幅を有し、先行するパルス（第１〜第４パルス）による吐出滴（先行滴）に追いつく速度で最終滴を吐出させる。

また、図１に示す駆動波形１０は、第５パルス１５の後に続いて、メニスカス振動（残響）を静定させる残響抑制（静定）パルス１６が加えられている。

初滴は、第１パルス１１の第３信号要素１１ｃで押し出される。２発目の液滴は第２パルス１２の第３信号要素１２ｃにより押し出され、以下、３発目、４発目、５発目の液滴は、それぞれ第３パルス１３の第３信号要素１３ｃ、第４パルス１４の第３信号要素１４ｃ、第５パルス１５の第３信号要素１５ｃで押し出されている。

第１パルス１１の後に印加される後続パルス（１２〜１５）は、それぞれ先行パルスの印加によるメニスカス振動（残響）を利用して液を加速する。このため後続パルスの電圧を先行パルスの電圧に対して少し下げた程度では、後続滴は先行滴に追いついていく。

つまり２発目、３発目の液滴は、初滴（先頭滴）の曳糸中を進み、先頭滴に追いついて合一する。また、４発目のように、第３パルス１３の波高値に対して、第４パルス１４の波高値を極端に下げると（図１参照）、先頭滴に追いつくことはできなくなるが、最終パルス（第５パルス）１５によって打ち出される最終滴にマージされる。

なお、連射パルスの場合、先行パルスによる残響（メニスカス振動）を利用して加速を行うため、各パルスの波高値の大小関係だけで各パルスによる吐出液の滴速を必ずしも特定することができない。

ただし、仮に、第１〜第５パルスの個々のパルスを単独で用いた場合には（引き押しの単一パルスを印加して単射吐出を行う場合には）、そのパルスの波高値に応じた滴速、吐出力、吐出エネルギーの強弱となる。

したがって、図１に示すような連射パルス１１〜１５のうち、最終パルス１５を除いた残りのパルス列（第１パルス１１〜第４パルス１４）内の各パルスは、それぞれ単独で用いた場合に、吐出速度が次第に遅くなる、若しくは、吐出エネルギーが次第に小さくなる、若しくは、吐出力が次第に弱くなる、という関係を持って配置される。

また、第５パルス（最終パルス）１５は、他の先行パルス（１１〜１４）と比較して、単独で用いた場合に、吐出速度が最も速くなる、若しくは、吐出エネルギーが最も大きくなる、若しくは吐出力が最も強くなる、という関係を持って配置される。

〔滴種を異ならせて打滴する場合の例〕
図１１は、一画素中の滴量を異ならせて打滴する場合に使用する駆動波形の例である。ここでは、一記録周期の駆動波形を構成している複数の吐出用パルスのうち、後ろから一部のパルスを選択して使用することによって、小滴、中滴、大滴の３種類の滴サイズを打ち分ける場合の例を説明する。

図１１（ａ）は小滴、図１１（ｂ）は中滴、図１１（ｃ）は大滴にそれぞれ対応した波形図である。使用頻度が最も高いと想定される中滴の波形（図１１（ｂ））について、図１で説明した連射パルス波形の構成が採用される。

すなわち、中滴は、各パルスの電圧振幅を調整することにより、吐出効率の低電圧化と調整を行っている。また、最終パルスにおいては、圧力室の収縮を膨張よりも強くとることで、先行的をマージできるだけの電圧を確保している。このように残響抑制部と組み合わせて最終パルスの吐出効率を上げることも好ましい形態である。

小滴の波形（図１１（ａ））は、中滴の波形（図１１（ｂ））又は大滴の波形（図１１（ｃ））中の最終パルスと残響抑制パルスのみを選択したものである。

図１２は、図１１（ｃ）の詳細図である。図１２に示す大滴用の波形は、中滴の波形の前段に２つのパルス（４１、４２）を付加したものとなっている。この付加された追加第１パルス４１と、追加第２パルス４２は、符号３１で示した中滴の１パルス目（第３番目のパルス）よりも波高が低く、追加第１パルス４１→追加第２パルス４２→第３番目のパルス３１の順で各パルスの波高が徐々に高くなるように電圧値が調整されている。

中滴の場合は、最終パルス（符号３５）を例外として、先頭パルス（符号３１）から次第に後続パルスの電圧振幅を小さくしていくのに対し、大滴の場合は先頭のパルス（符号４１の追加第１パルス）から３パルス目までの部分について、徐々に電圧振幅を増大させ、滴速を速めていく構成が採用されている。

これは次の理由による。仮に、大滴において、追加第１パルス４１と追加第２パルス４２の電圧振幅を第３番目のパルス（符号３１）よりも大きい値に設定し、追加第１パルス４１から第３番目のパルス（符号３１）までの範囲において各パルスの波高値を逓減する電圧調整を採用すると、１発目と２発目が３発目よりもさらに強く打ち出されることになる。すると、［１］先行滴の吐出速度が速くなりすぎる、［２］滴量が大きくなりすぎる、［３］最終パルスでのマージ（液滴の合体）ができなくなる、等の不具合が生じてしまう。このような不具合を回避する観点から、図１２のような波形が採用されている。

本実施形態では、使用頻度を考慮して中滴用の波形を重視し、中滴用の波形について、設計仕様に沿った所望の滴量（例えば、５ピコリットル）と吐出速度を実現するように、本発明を適用して波形を設計する。

そして、大滴については、目的の滴量（例えば、１０ピコリットル）となるように、中滴の波形を基準にして、その前段に、図１２のような追加パルス(符号４１、４２)を付加する構成とする。このように中滴の波形（メイン波形）をベースにして大滴の波形を定めると、中滴と大滴の吐出速度を揃えることは比較的簡単である。

図示した大滴の波形は、各吐出用パルス（４１、４２、３１〜３５）のパルス周期Ｔ_Ａは一定であり、各吐出用パルス（４１、４２、３１〜３５）のパルス幅Ｔ_Ｂが一定となっている。

また、図１１（ａ）に示した小滴の波形は、中滴の波形（図１１（ｂ））中に内包されており、中滴の波形中の最終パルスと残響抑制パルスのみを選択したものである。このような構成によれば、小滴、中滴、大滴の滴速（記録媒体上に着弾するまでの時間）を揃えることが可能である。

図１１（ａ）〜（ｃ）及び図１２で説明したとおり、中滴の波形は小滴の波形を内包し、大滴の波形は中滴及び小滴の波形を内包する関係にある。つまり、大滴の波形の後ろ側から順に一部のパルスを選択して圧電素子に印加することにより、滴量（滴種）を変更することができる。

全ての滴種で滴速（吐出速度）を概ね揃え、かつ、それぞれの滴種について目的の滴量を達成するには、使用頻度等の観点から中心的な滴種（本例では、中滴）の波形を本発明の適用によって作成し、それを超える滴量の滴種については、そのメイン波形の前段に別のパルスを付加する。この付加されるパルスは、図１２で説明したように、波高が徐々に大きくなるものとする。

〔３種以上の滴種への拡張〕
先の説明では、３種類の滴種を打ち分ける例を説明したが、３種類以上の滴種を打ち分ける場合も同様の方法で波形を定めることができる。すなわち、最大滴量の滴種又は最小滴量の滴種以外のある滴種をメイン滴種として選定し、このメイン滴種に対応した波形（「メイン波形」という。）について、上述した観点から波形を定める。

このとき、メイン波形は、メイン滴種よりも滴量が小さい滴種の波形を内包するものとする。そして、このメイン滴種よりも滴量の大きい滴種の波形を作るときには、そのメイン波形の前段に、別のパルスを追加するものとし、その追加されるパルスは、メイン波形の先頭パルスよりも小さい波高のものとする。好ましくは、これら追加されるパルスは、１発目から徐々に波高が大きくなっていくものとする。こうして全滴種の波形が決定される。最大滴量の滴種に対応した波形は、全滴種の波形を内包したものとなる。

なお、メイン波形における吐出用パルスの数や、このメイン波形の前段に付加される追加パルスの数については特に限定されない。一記録周期中にＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の吐出用パルスを含んだメイン波形に対し、その前段にさらにＭ個（ただし、Ｍは１以上の整数）の吐出用パルスを付加することによって、メイン波形による滴量を超える滴量の吐出に対応した駆動波形を得ることができる。

一記録周期中にＭ＋Ｎ個の吐出用パルスを含む駆動波形のうち、後ろからＫ個（ただし、Ｋは１以上、Ｍ＋Ｎ以下の整数）の吐出用パルスを選択して吐出エネルギー発生素子に供給することにより、滴量を異ならせた吐出が可能である。

このような駆動波形を実際のインクジェット装置に適用する場合には、全滴種の波形を内包した基本波形データ（最大滴量の滴種に対応した波形のデータ）をメモリ等の記憶手段に組み込み、滴種毎に何番目のパルスを、印加時の先頭パルスとするかという区切りの情報を保持する。全滴種の波形を内包した複数のパルスで構成される基本波形（最大滴量の波形）中の後ろの方からパルスを選択することによって、滴種を打ち分けることが可能である。

例えば、吐出エネルギー発生素子に駆動信号を印加するための信号伝達ライン上に設けられたスイッチ素子を制御することによって、滴種に応じて印加する吐出用パルスを選択する。こうして、各吐出エネルギー発生素子に対応して設けられたスイッチ素子を利用して、各種の滴種対応波形の駆動電圧が圧電素子に印加される。

〔他の駆動波形例について〕
図１、図４、図８、図９では、各パルスの電圧振幅を調整することによって目的の滴量と滴速を実現する例を説明したが、電圧振幅の調整のみならず、パルス間隔、パルス幅、パルスのスロープを組み合わせて調整することにより、目的の滴量、滴速を実現することも可能である。

図１３〜図１５には、図１で説明した駆動波形の変形例を示した。図１３に示した駆動波形は、図１で説明した各パルスの電圧振幅の調整とパルス間隔Ｔ_Ａの調整とを組み合わせた波形例である。

図１３では、最終パルス１５を除く残りのパルス列（符号１１〜１４）内で徐々に後続パルスのパルス間隔Ｔ_Ａを共振周期Ｔ_ｃからずらすことで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。

共振周期Ｔ_ｃに対してパルス間隔Ｔ_Ａを増大させる方向にずらしてもよいし、共振周期Ｔ_ｃに対してパルス間隔Ｔ_Ａを短くする方向（減少方向）にずらしてもよい。どの程度の範囲内で値をずらすかについては、特に限定されない。

図１３に示す例では、先頭パルス１１と第２パルス１２のパルス間隔Ｔ_Ａは共振周期Ｔ_ｃとされ、第２パルス１２と第３パルス１３とのパルス間隔Ｔ_Ａ2は共振周期Ｔ_ｃよりも短くされ、第３パルス１３と第４パルス１４とのパルス間隔Ｔ_Ａ3は、第２パルス１２と第３パルス１３とのパルス間隔Ｔ_Ａ2よりも短くされている。

図１４に示した駆動波形は、図１で説明した各パルス（符号１１〜１４）の電圧振幅の調整とパルス幅Ｔ_Ｂの調整とを組み合わせた波形例である。図１４では、最終パルス１５を除く残りのパルス列（符号１１〜１４）内で徐々に後続パルスのパルス幅Ｔ_Ｂを共振周期Ｔ_ｃの２分の１からずらすことで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。先頭のパルス幅に対して後続パルスのパルス幅を増大させる方向にずらしてもよいし、パルス幅を短くする方向（減少方向）にずらしてもよい。どの程度の範囲内で値をずらすかについては、特に限定されない。

図１４に示す例では、先頭パルス１１のパルス幅Ｔ_Ｂは共振周期Ｔ_ｃの２分の１とされ、第２パルス１２のパルス幅Ｔ _Ｂ１ は共振周期Ｔ_ｃの２分の１よりも短くされ、第３パルス１３のパルス幅Ｔ _Ｂ２ は、第２パルス１２のパルス間隔Ｔ _Ｂ１ よりも短くされている。

図１５に示した駆動波形は、図１で説明した各パルス（符号１１〜１４）の電圧振幅の調整と後続パルスのスロープの傾き調整とを組み合わせた波形の例である。図１５では、最終パルス１５を除く残りのパルス列（符号１１〜１４）内で徐々に後続パルスのスロープの傾きを緩やかにすることで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。

図１３〜図１５で説明した構成例によれば、図１よりも一層の低電圧化が可能である。また、図１２〜図１５の形態を適宜組み合わせる構成も可能である。つまり、電圧振幅の調整と、パルス間隔、パルス幅、スロープの傾きの調整等を適宜組み合わせることにより、目的の滴量、滴速を実現する駆動波形を一層設計しやすくなる。

〔関連する駆動波形の開示〕
図１３〜図１５に例示した駆動波形に関連して、図１６〜図１８の駆動波形を開示する。

図１６〜図１８は、図１で説明した各パルス（符号１１〜１４）の電圧振幅の調整を採用せずに、パルス間隔Ｔ_Ａの調整、パルス幅Ｔ_Ｂの調整、又は、パルスのスロープの傾きの調整によって後続パルスの吐出エネルギーを弱くしていくものである。

図１６では、最終パルスを除く残りのパルス列内で徐々に後続パルスのパルス間隔Ｔ_Ａを共振周期Ｔ_ｃからずらすことで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。

図１７では、最終パルスを除く残りのパルス列内で徐々に後続パルスのパルス幅Ｔ_Ｂを共振周期Ｔ_ｃの２分の１からずらすことで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。

図１８では、最終パルスを除く残りのパルス列内で徐々に後続パルスのスロープの傾きを緩やかにすることで、吐出エネルギーを弱くする構成となっている。

図１６〜図１８で説明したような波形やこれらの適宜の組み合わせを採用しても目的の滴量、滴速を実現することは可能である。ただし、低電圧化によるヘッド長寿命化という観点を考慮すると、図１、図４、図８、図９で説明した形態が好ましい。

〔インクジェット記録装置（液体吐出ヘッドの駆動装置）の構成例〕
図１９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。

プリントヘッド（「液体吐出ヘッド」に相当）５０は、複数個のインクジェットヘッドモジュール（以下、「ヘッドモジュール」という。）５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂを図示したが、１つのプリントヘッド５０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５２ａ、５２ｂの詳細な構成は図示しないが、各ヘッドモジュール５２ａ、５２ｂのインク吐出面には、複数のノズル（インク吐出口）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５２ａ、５２ｂには、各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子（本例の場合、圧電素子）が設けられている。

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５２ａ、５２ｂ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。

プリントヘッド５０に接続されているヘッド制御部６０（「液体吐出ヘッドの駆動装置」に相当）は、複数のヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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６０は、画像データメモリ６２、画像データ転送制御回路６４、吐出タイミング制御部６５、波形データメモリ６６、駆動電圧制御回路（ピエゾ素子駆動電圧制御回路）６８、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６４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６４から各ヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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６２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。波形データメモリ６６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１１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データメモリ６６に格納される。画像データメモリ６２に入力される画像データや、波形データメモリ６６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６０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１９では、説明を簡単にするために、１つのプリントヘッド５０（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、各色のプリントヘッド５０について個別に（ヘッド単位で）ヘッド制御部６０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６０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６０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６５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６４及び駆動電圧制御回路６８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６４及び駆動電圧制御回路６８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６４及び駆動電圧制御回路６８からヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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６８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５２ａ、５２ｂに供給される。

画像データ転送制御回路６４は、ＣＰＵ（centralprocessing 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６４は、画像データメモリ６２に記憶したデータを基に、各ヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂ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６４は、このノズル制御データを各ヘッドモジュール５２ａ、５２ｂに転送することで、ノズル毎の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御する。

画像データ転送制御回路６４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５２ａ、５２ｂに伝送する画像データ伝送路（符号９２ａ、９２ｂ）は、「画像データバス」、「データバス」或いは「画像バス」などと呼ばれ、複数の信号線（ｎ本）で構成されている（ｎ≧２）。本実施形態では以下「データバス」（符号９２ａ、９２ｂ）と呼ぶ。

データバス９２ａ、９２ｂの一端は画像データ転送制御回路６４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５２ａ、５２ｂに対応したコネクタ９４ａ、９４ｂを介してヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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６４や駆動電圧制御回路６８等を実装した電気回路基板９０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５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂ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６４から各ヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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６４から画像データバス９２ａ、９２ｂを介してヘッドモジュール５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂ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。

波形データメモリ６６、駆動電圧制御回路６８、Ｄ／Ａ変換器７９ａ、７９ｂ、各ノズルに対応した圧電素子の動作／非動作を切り換えるためのスイッチ素子（図示せず）の組み合わせが「駆動信号生成手段」に相当する。

〔インクジェット記録装置の他の構成例の説明〕
（全体構成）
図２０は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の他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（プレコート部）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２４で説明したプリントヘッド２５０の構成とヘッドドライバ２７８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２０中不図示、図２４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。さらに、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ローラ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（図示せず）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２０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。

（インクジェットヘッドの構成例）
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号２５０によってヘッドを示すものとする。

図２１（ａ）はヘッド２５０の構造例を示す平面透視図であり、図２１（ｂ）はその一部の拡大図である。図２２はヘッド２５０を構成する複数のヘッドモジュールの配置例を示す図である。

また、図２３は記録素子単位（吐出素子単位）となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル２５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２１中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。

図２１に示したように、本例のヘッド２５０は、インク吐出口であるノズル２５１と、各ノズル２５１に対応する圧力室２５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）２５３をマトリクス状に二次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録媒体１２４の送り方向（矢印Ｓ方向；「第１方向」に相当）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；「第２方向」に相当）に記録媒体１２４の描画領域の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成するために、例えば、図２２（ａ）に示すように、複数のノズル２５１が二次元に配列された短尺のヘッドモジュール２５０’を千鳥状に配置して、長尺のライン型ヘッドを構成する。

或いはまた、図２２（ｂ）に示すように、ヘッドモジュール２５０”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様も可能である。図２２に示した各ヘッドモジュール２５０’又は２５０”が図１９で説明したヘッドモジュール５２ａ、５２ｂに該当する。

なお、シングルパス印字用のフルライン型プリントヘッドは、記録媒体１２４の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体１２４の面上の一部が描画領域となっている場合（例えば、用紙の周囲に非描画領域（余白部）を設ける場合など）には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。

各ノズル２５１に対応して設けられている圧力室２５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２１（ａ）、（ｂ）参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル２５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）２５４が設けられている。なお、圧力室２５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六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。

図２３に示すように、ヘッド２５０（ヘッドモジュール２５０’、２５０”）は、ノズル２５１が形成されたノズルプレート２５１Ａと圧力室２５２や共通流路２５５等の流路が形成された流路板２５２Ｐ等を積層接合した構造から成る。

ノズルプレート２５１Ａは、ヘッド２５０のノズル面（インク吐出面）２５０Ａを構成し、各圧力室２５２にそれぞれ連通する複数のノズル２５１が二次元的に形成されている。

流路板２５２Ｐは、圧力室２５２の側壁部を構成するとともに、共通流路２５５から圧力室２５２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２５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図２２では簡略的に図示しているが、流路板２５２Ｐ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２５１Ａ及び流路板２５２Ｐ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。

共通流路２５５はインク供給源たるインクタンク（図示せず）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路２５５を介して各圧力室２５２に供給される。

圧力室２５２の一部の面（図２３において天面）を構成する振動板２５６には、個別電極２５７を備えたピエゾアクチュエータ（圧電素子）２５８が接合されている。本例の振動板２５６は、ピエゾアクチュエータ２５８の下部電極に相当する共通電極２５９として機能するニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）から成り、各圧力室２５２に対応して配置されるピエゾアクチュエータ２５８の共通電極を兼ねる。

なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を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。

個別電極２５７に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ２５８が変形して圧力室２５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル２５１からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ２５８が元の状態に戻る際、共通流路２５５から供給口２５４を通って新しいインクが圧力室２５２に再充填される。

かかる構造を有するインク室ユニット２５３を図２１（ｂ）に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬ_ｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル２５１が一定のピッチＰ＝Ｌ_ｓ／ｔａｎθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。

また、本発明の実施に際してヘッド２５０におけるノズル２５１の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図２０で説明したマトリクス配列に代えて、Ｖ字状のノズル配列、Ｖ字状配列を繰り返し単位とするジグザク状（Ｗ字状など）のような折れ線状のノズル配列なども可能である。

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）に限らず、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。

（制御系の説明）
図２４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、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（図示せず）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２４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、図２４に示すモータ２９６には、図２０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２３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、図２３に示すヒータ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（図示せず）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毎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（図示せず）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アクチュエータ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）の各ピエゾアクチュエータ２５８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、各ピエゾアクチュエータ２５８の吐出タイミングに応じて各ピエゾアクチュエータ２５８の個別電極に接続されたスイッチ素子（図示せず）のオンオフを切り換えることで、各ピエゾアクチュエータ２５８に対応するノズル２５１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２４で説明したヘッド制御部６０に相当する。また、図２３のシステムコントローラ２７２が図２４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１９参照）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２０参照）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１９参照）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２０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。

（装置の変形例）
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。

〔本発明の応用例について〕
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システムに広く適用できる。

以上、本発明に適用されるインクジェット記録装置及び画像形成方法について詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。

〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では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）：液体吐出ヘッドのノズルに対応して設けられた吐出エネルギー発生素子を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を有し、前記駆動信号を前記吐出エネルギー発生素子に供給することにより、前記ノズルから液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、前記駆動信号は、一記録周期中に複数回の吐出を行うための複数の吐出用パルスを含んでおり、前記複数の吐出用パルスの最終パルスは、終端側波高変化部の波高変化時間が共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上であり、前記複数の吐出用パルスの少なくとも１つは、始端から終端側波高変化部の始端までの時間で表されるパルス幅が共振周波数Ｔｃの２分の１であることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。

発明１によれば、一記録周期中に複数回の吐出を行い、これら複数滴で１画素（１ドット）の記録を行う場合に、複数の吐出用パルスの最終パルスの後端側波高変化部の波高変化時間を共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上とし、複数の吐出パルスのうち少なくとも１つのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１とすることで、吐出液滴量及び吐出液滴の速度を変えることなく、サテライトの発生を防止することができる。

「終端側波高変化部」とは、台形形状のパルス信号において終端側の波高が変化する部分を示している。また、「終端側波高変化部の波高変化時間」とは、波高変化部において波高が最大値から最小値まで変化するのに要する時間を示している。

複数の吐出パルスのうち、先頭パルスのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１にする態様が好ましく、複数の吐出パルスの全てのパルスについて、パルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１とする態様がより好ましい。

「終端側波高変化部」を波高の立ち上がりとする態様では、「終端側波高変化部の波高変化時間」は当該波形の立ち上がり時間であり、「終端側波高変化部」を波高の立ち下がりとする態様では、「終端側波高変化部の波高変化時間」は当該波形の立ち下がり時間である。

（発明２）：発明１に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのパルス間隔の少なくとも１つは共振周期Ｔ_ｃの整数倍であることを特徴とする。

かかる態様によれば、共振周期Ｔ_ｃを利用することで、複数の吐出用パルスを用いた連射を効率よく行うことができる。

複数の吐出用パルスのうち、先頭パルスと次のパルスとのパルス間隔を共振周期Ｔ_ｃの正の整数倍にする態様が好ましく、複数の吐出用パルスの全てのパルスについて、パルス間隔を共振周期Ｔ_ｃの正の整数倍にする態様がより好ましい。

（発明３）：発明１又は２に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列内で先行するパルスの電圧振幅よりも後続のパルスの電圧振幅が小さく、前記最終パルスは、前記複数の吐出用パルスの中で電圧振幅が最も大きいことを特徴とする。

かかる態様によれば、最終パルスにより吐出された最終の液滴によって、先行する液滴をマージすることができ、良好な吐出状態を実現しつつ、目的の滴量、滴速を達成し、かつ、滴量に対する必要電圧の低電圧化を達成しうる。

（発明４）：発明１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列内で終端側波高変化部の波高変化時間は、前記最終パルスの終端側波高変化部の波高変化時間未満であることを特徴とする。

かかる態様によれば、（最終パルスの終端側波高変化部の波高変化時間）＞（最終パルス以外の終端側波高変化部の波高変化時間）とすることで、最終パルス以外の吐出パルスによる連射では、共振現象を利用した効率のよい液滴吐出を行うことができる。

最終パルス以外の終端側波高変化部の波高変化時間を同一とする態様も好ましい。

（発明５）：発明１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスの電圧振幅が小さくなっていることを特徴とする。

かかる態様によれば、最終パルスを除いた吐出用パルスの電圧振幅を徐々に小さくすることで、２発目以降の液滴の吐出速度が徐々に遅くなり、最終の液滴によるマージが容易になる。

（発明６）：発明１から５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号生成手段は、一記録周期中にＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の吐出用パルスを含んだ前記駆動信号としての第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号を構成するＮ個の吐出用パルスの前段にさらにＭ個（ただし、Ｍは１以上の整数）の吐出用パルスが付加されてなる第２の駆動信号と、を生成可能であり、前記付加されたＭ個の吐出用パルスは前記Ｎ個の吐出用パルスにおける先頭パルスの電圧振幅よりも小さい電圧振幅のパルスであることを特徴とする。

かかる態様によれば、異なる液量の吐出が可能であり、各滴種の吐出速度を揃えることが可能である。

（発明７）：発明６に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、一記録周期中にＭ＋Ｎ個の吐出用パルスを含む前記第２の駆動信号のうち、後ろからＫ個（ただし、Ｋは１以上、Ｍ＋Ｎ以下の整数）の吐出用パルスを選択して前記吐出エネルギー発生素子に供給することにより、滴量を異ならせた吐出が可能であることを特徴とする。

かかる態様によれば、第２の駆動信号の波形が、これよりも滴量の少ない滴種の駆動信号の波形（第１の駆動信号の波形等）を内包する構成の場合、波形の後から吐出用パルスを選択することで、複数の滴種に対応した駆動波形が得られる。

（発明８）：発明１又は２に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列は、仮に当該パルス列内の各パルスをそれぞれ単独で抜き出して単発の吐出に用いた場合に得られる各パルスによる吐出速度で比較したとき、当該パルス列内で先行するパルスよりも後続のパルスによる吐出速度が遅くなるように構成され、前記最終パルスは、これに先行する前記パルス列の各吐出用パルスと比較して、最も速い吐出速度となる吐出を行うものであることを特徴とする。

かかる態様によれば、発明３と同様に、最終パルスにより吐出された最終の液滴によって、先行する液滴をマージすることができ、良好な吐出状態を実現しつつ、目的の滴量、滴速を達成し、かつ、滴量に対する必要電圧の低電圧化を達成しうる。

（発明９）：発明８に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスによる前記吐出速度を遅くする構成となっていることを特徴とする。

かかる態様によれば、２発目以降の吐出動作には、先行パルスによるメニスカスの振動を利用することができ、後続パルスによると出力を弱くすることができ、最終パルスによって先行する液滴がマージされやすくなり、良好な吐出状態が実現される。

（発明１０）：発明１から９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記最終パルスよりも先行する吐出用パルスの印加によって吐出された先行滴と、前記最終パルスにより吐出された最終滴とを飛翔中に合体させることを特徴とする。

かかる態様において、一記録周期で連続吐出される複数の液滴を飛翔中に合一させて主滴が形成された後に、媒体上に着弾させるように各吐出用パルスの配置を定めることが好ましい。

（発明１１）：発明１から１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスのパルス間隔を共振周期Ｔ_ｃからずらした構成となっていることを特徴とする。

かかる態様によれば、吐出用パルスの電圧振幅とパルス間隔を組み合わせて波形を調整することにより、目的の滴量、滴速を容易に実現しうる。

（発明１２）：発明１から１１のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１からずらした構成となっていることを特徴とする。

かかる態様によれば、吐出用のパルスの電圧振幅とパルス幅とを組み合わせて波形を調整することにより、目的の滴量、滴速を容易に実現しうる。

（発明１３）：発明１から１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスの波高変化部の傾きを緩やかにした構成となっていることを特徴とする。

かかる態様によれば、吐出用のパルスの電圧振幅とパルスの波高変化部の傾きとを組み合わせて波形を調整することにより、目的の滴量、滴速を容易に実現しうる。

（発明１４）：発明１から１３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスの最終パルスの後段に残響抑制パルスを含んでいることを特徴とする。

かかる態様によれば、残響抑制パルスを組み合わせることにより、最終パルスの吐出口率をさらに向上させることができるとともに、一記録周期の吐出後のメニスカス振動（残響）を低減し、連続吐出の安定化を図ることができる。

（発明１５）：発明１から１４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動信号の波形を表すデジタル波形データを格納する波形データ記憶手段と、前記波形データ記憶手段から読み出したデジタル波形データからアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器を経て生成された前記駆動信号を前記吐出エネルギー発生素子に印加するタイミングを制御するスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。

（発明１６）：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室と、前記圧力室に設けられた吐出エネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッドと、当該液体吐出ヘッドの前記ノズルから液滴を吐出させるための駆動装置としての発明１から１５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置。

（発明１７）：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室と、前記圧力室に設けられた吐出エネルギー発生素子と、を備えた前記液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドの前記ノズルから液滴を吐出させるための駆動装置としての発明１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

１０，１０’，１０”，２０…駆動波形、１１〜１５，２１〜２５…吐出用パルス、１６，２６…残響抑制パルス、１７，１７’，１７”…主滴、１８，１８’，１８”…サテライト、５０…プリントヘッド、６０…ヘッド制御部、６６…波形データメモリ、７９ａ，７９ｂ…Ａ／Ｄ変換器、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，２５０…インクジェットヘッド、２５１…ノズル、２５８…ピエゾアクチュエータ、２７２…システムコントローラ、２７４…プリント制御部

Claims (18)

1. 液体吐出ヘッドのノズルに対応して設けられた吐出エネルギー発生素子を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を有し、前記駆動信号を前記吐出エネルギー発生素子に供給することにより、前記ノズルから液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、
   前記駆動信号は、一記録周期中に複数回の吐出を行うための複数の吐出用パルスを含んでおり、
   前記複数の吐出用パルスの最終パルスは、前記最終パルスによって吐出させた液滴が、前記最終パルスよりも先行する吐出用パルスによって吐出された先行滴に追いつく吐出速度が得られる電圧振幅を有し、かつ、終端側波高変化部の波高変化時間が共振周期Ｔ_ｃの４分の１以上であり、
   前記複数の吐出用パルスの少なくとも１つは、始端から終端側波高変化部の始端までの時間で表されるパルス幅が、共振周波数Ｔ_ｃの２分の１であることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
2. 前記最終パルスは、前記複数の吐出用パルスの中で電圧振幅が最も大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
3. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのパルス間隔の少なくとも１つは共振周期Ｔ_ｃの整数倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
4. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列内で、先行するパルスの電圧振幅よりも後続のパルスの電圧振幅が小さく、前記最終パルスは、前記複数の吐出用パルスの中で電圧振幅が最も大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
5. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列内で、終端側波高変化部の波高変化時間が前記最終パルスの終端側波高変化部の波高変化時間未満であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
6. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスの電圧振幅が小さくなっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
7. 前記駆動信号生成手段は、一記録周期中にＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の吐出用パルスを含んだ前記駆動信号としての第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号を構成するＮ個の吐出用パルスの前段にさらにＭ個（ただし、Ｍは１以上の整数）の吐出用パルスが付加されてなる第２の駆動信号と、を生成可能であり、前記付加されたＭ個の吐出用パルスは前記Ｎ個の吐出用パルスにおける先頭パルスの電圧振幅よりも小さい電圧振幅のパルスであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
8. 一記録周期中にＭ＋Ｎ個の吐出用パルスを含む前記第２の駆動信号のうち、後ろからＫ個（ただし、Ｋは１以上、Ｍ＋Ｎ以下の整数）の吐出用パルスを選択して前記吐出エネルギー発生素子に供給することにより、滴量を異ならせた吐出が可能であることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
9. 前記複数の吐出用パルスのうち最終パルスを除いた残りのパルス列は、仮に当該パルス列内の各パルスをそれぞれ単独で抜き出して単発の吐出に用いた場合に得られる各パルスによる吐出速度で比較したとき、当該パルス列内で先行するパルスよりも後続のパルスによる吐出速度が遅くなるように構成され、前記最終パルスは、これに先行する前記パルス列の各吐出用パルスと比較して、最も速い吐出速度となる吐出を行うものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
10. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスによる前記吐出速度を遅くする構成となっていることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
11. 前記最終パルスよりも先行する吐出用パルスの印加によって吐出された先行滴と、前記最終パルスにより吐出された最終滴とを飛翔中に合体させることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
12. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスのパルス間隔を共振周期Ｔ_ｃからずらした構成となっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
13. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスのパルス幅を共振周期Ｔ_ｃの２分の１からずらした構成となっていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
14. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスのうち前記最終パルスを除いた残りのパルス列内で、徐々に後続のパルスの波高変化部の傾きを緩やかにした構成となっていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
15. 前記駆動信号は、前記複数の吐出用パルスの最終パルスの後段に残響抑制パルスを含んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
16. 前記駆動信号の波形を表すデジタル波形データを格納する波形データ記憶手段と、
    前記波形データ記憶手段から読み出したデジタル波形データからアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
    前記Ｄ／Ａ変換器を経て生成された前記駆動信号を前記吐出エネルギー発生素子に印加するタイミングを制御するスイッチ手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
17. 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室と、前記圧力室に設けられた吐出エネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッドと、
    当該液体吐出ヘッドの前記ノズルから液滴を吐出させるための駆動装置としての請求項１から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、
    を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
18. 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室と、前記圧力室に設けられた吐出エネルギー発生素子と、を備えた前記液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドと、
    当該インクジェットヘッドの前記ノズルから液滴を吐出させるための駆動装置としての請求項１から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、
    を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

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