JP7044155B2 - インクジェットヘッド、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本開示は、インクジェットヘッド、及び画像形成装置に関する。

従来、圧電素子を構成する壁部で各別に区画された複数のインクチャネルを有し、当該複数のインクチャネルを、当該複数のインクチャネルそれぞれの圧電素子への電圧供給によって各別に駆動するインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この種のインクジェットヘッドとしては、例えば、シアモード型圧電素子を用いたインクジェットヘッド（シアモード型インクジェットヘッドとも称される）が知られている。シアモード型インクジェットヘッドは、圧電部材たる壁部（以下、「駆動壁」と称する）を挟んで、インク吐出を行う圧力室（以下、「インクチャネル」と称する）とインク吐出を行わない空気室（以下、「エアチャネル」と称する）とが交互に配設された構造を有している。当該インクジェットヘッドにおいては、駆動壁の両側面に、インクチャネル内に当該駆動壁に電圧を印加する一方側の電極が配設され、エアチャネル内に当該駆動壁に電圧を印加する他方側の電極が配設され、これによって、圧電素子が構成されている。そして、当該インクジェットヘッドは、当該駆動壁の両側面に配設した当該一対の電極に電圧を印加することにより、当該駆動壁をせん断変形させ、インクチャネル内のインクをノズルから吐出する（図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃを参照して後述）。

従来、この種のインクジェットヘッドは、ドライバーＩＣによって、複数のインクチャネルそれぞれの圧電素子に対して、個別に、電圧供給の制御を行っており、これにより、複数のインクチャネルそれぞれを独立に駆動している。

当該ドライバーＩＣは、通常、一のインクチャネルを駆動制御する際には、インクチャネルを膨張させるタイミングで圧電素子の一方の電極（例えば、インクチャネル内に配設された電極）に対して個別に、画像データに応じた駆動電圧を供給し、又、インクチャネルを収縮させるタイミングで圧電素子の他方の電極（例えば、エアチャネル内に配設された電極）に対して基準電圧を供給する構成となっている。そのため、画像形成装置の本体から、ドライバーＩＣ内のシフトレジスターに対しては、画素領域のアドレス順に、１ビット毎に、一方の電極に対応する画素データと他方の電極に対応するゼロフィルデータ（即ち、ダミーデータ）とが交互に配列された画像データが、シリアルにデータ転送される構成となっている（図５を参照して後述）。

特開２０１４－２２６７８８号公報

ところで、この種の画像形成装置においては、印刷画像の高画質化及び印刷の高速化等の要請から、圧電素子に対して電圧供給を行うドライバーＩＣの高速動作が求められている。

この点、特許文献１等の従来技術においては、ドライバーＩＣの高速動作を実行しようとした場合、ドライバーＩＣ内のシフトレジスターに対するデータ転送の失敗や、ドライバーＩＣから圧電素子に対して電圧供給する際の出力波形のなまり等が生じるおそれがあった。そして、かかるデータ転送の失敗や出力波形のなまりに起因して、例えば、インクの吐出位置や吐出量にずれが生じ、印刷画像の画質が劣化するおそれがあった。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、印刷画像の高画質化及び印刷の高速化等の実現により好適なインクジェットヘッド、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
圧電素子を構成する壁部で各別に区画された複数のインクチャネルを有し、前記複数のインクチャネルを、当該複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子への電圧供給によって各別に駆動するインクジェットヘッドであって、
画像形成装置の本体からデータ転送される画像データをシフトレジスターに記憶して、当該画像データに基づいて、前記複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子の一方の電極に対して、個別に駆動電圧を供給する第１の駆動回路と、
前記複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子の他方の電極に対して、前記複数のインクチャネルに共通のコモン電圧を供給する第２の駆動回路と、
を備え、
前記第１の駆動回路は、前記本体からデータ転送される１ビット毎に画素データと固定値データとが交互に配列された前記画像データのうちの前記固定値データを間引いた前記画素データのみが、前記シフトレジスターに順番に記憶されるように、前記本体と前記シフトレジスターの間を中継する固定値データ除去回路を有し、
前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とは、所定のタイミング指令信号に従って、同期して動作する
インクジェットヘッドである。

又、他の局面では、
上記インクジェットヘッドを備える画像形成装置である。

本開示に係るインクジェットヘッドは、印刷画像の高画質化及び印刷の高速化等の実現に好適である。

第１の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成の一例を示す分解斜視図 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成の一例を示す側面断面図 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成の一例を示す側面断面図 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成の一例を示す側面断面図 第１の実施形態に係る駆動部の構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路の機能について説明する図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路の機能について説明する図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路の機能について説明する図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路の機能について説明する図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路の構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る固定値データ除去回路における書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスの一例を示すタイミングチャート 第１の実施形態に係るグレイスケールコントローラーが参照する画素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 図８の駆動波形パターンデータ内における３種類の駆動波形を示す図 第１の実施形態に係るグレイスケールコントローラーの駆動信号に基づいて、バッファーアンプが個別電極に出力する出力波形の一例を示す図 第１の実施形態に係るグレイスケールコントローラーの駆動信号に基づいて、バッファーアンプが個別電極に出力する出力波形の一例を示す図 第１の実施形態に係るバッファーアンプ及びＣＯＭドライバーの構成の一例を示す図 従来技術に係るインクジェットヘッドにおいて、１個の圧電素子のみを駆動した場合（左図）と隣り合う２個の圧電素子を同時に駆動した場合（右図）の動作の相違を示す図 本実施形態に係るインクジェットヘッドにおいて、１個の圧電素子のみを駆動した場合（左図）と隣り合う２個の圧電素子を同時に駆動した場合（右図）の動作の相違を示す図 従来技術に係るインクジェットヘッドにおいて、隣接チャネルクロストークが発生した状態の一例を示す図 従来技術に係るインクジェットヘッドにおいて、負荷チャネルクロストークが発生した状態の一例を示す図 第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動部の構成の一例を示す図 第２の実施形態に係る固定値データ除去回路の構成の一例を示す図 第２の実施形態に係る固定値データ除去回路の動作時のタイミングチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
［画像形成装置の全体構成］
以下、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構成の一例について説明する。

図１は、画像形成装置１の構成の一例を示すブロック図である。

画像形成装置１は、本体２と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するインクジェットヘッド１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋとを備えている。インクジェットヘッド１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋは、それぞれ、信号線１９を介して、本体２に制御される。

インクジェットヘッド１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋは、それぞれ、駆動部１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ、及び、ヘッド本体１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋを備えている。尚、以下では、インクジェットヘッド１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋの各構成は、同様の構成であるものとして、単に、「インクジェットヘッド１００」、「駆動部１１０」、及び「ヘッド本体１２０」と称して説明する。

本体２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＣＰＵ１１に電気的に接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、インターフェース１４、ページメモリー１５、ラインメモリー１６、制御回路１７、及び、駆動信号発生回路１８を備えている。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記憶されているプログラムをＲＡＭ１２に読み出して、当該プログラムに従って画像形成装置１の各部の動作を制御する。

インターフェース１４は、パーソナルコンピューター等の外部装置４との間でデータの送受信を行う手段であり、各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか又はこれらの組み合わせで構成される。

ページメモリー１５は、外部装置４から送信された印刷対象の画像データを記憶する。

ページメモリー１５が記憶する「画像データ」は、印刷対象の画像全体のデータであり、例えば、印刷対象の画像の二次元面内における位置を示すアドレスデータと、当該位置における画素データと、を含んで構成される。「画素データ」は、「画像データ」のうちの画素領域毎の階調データであり、ヘッド本体１２０の各ノズルが一画素領域において吐出するインク吐出量に相当する。換言すると、一のノズルの一画素領域における吐出動作は、一の「画素データ」に基づいて、制御される。尚、本実施形態に係る「画素データ」は、３ビットで１画素領域の階調を表す。

ラインメモリー１６は、記録媒体に画像を印刷する際、ページメモリー１５が記憶する画像データのうち、ヘッド本体１２０の各ノズルに吐出させる対象の画素データを一時的に記憶するメモリーである。そして、ラインメモリー１６は、記憶する画像データを駆動部１１０に対して順次データ転送する。尚、ページメモリー１５からラインメモリー１６へのデータ転送は、ＣＰＵ１１の制御によって実行される。

ラインメモリー１６から駆動部１１０にデータ転送される「画像データ」は、印刷対象の画像内のアドレス順に、１ビット毎に、「画素データ」（即ち、「０」又は「１」を示す１ビットデータ）と「ゼロフィルデータ」（即ち、「０」を示す１ビットデータ）とが交互に配列したデータ構造となっている（詳細は、図５Ｂ、図６Ｂを参照して後述）。

尚、本実施形態に係る「画素データ」は、３ビットで１画素領域の階調を表す構成となっており、ラインメモリー１６から駆動部１１０へは、３本の信号線１９（図１では１本のみを示す）によって、３ビットの画素データが並列にデータ転送される。

制御回路１７は、各種動作を制御する制御信号を駆動部１１０に供給する。

本実施形態に係る制御回路１７は、ラインメモリー１６から駆動部１１０に画像データを転送する際の転送タイミングを制御するための転送クロック信号INPUT_CLK、シフトレジスター１１２からラッチ回路１１３に対して画像データを転送する際の転送タイミングを制御するためのラッチ信号LAT、グレイスケールコントローラー１１４において駆動電圧の供給タイミングを制御する駆動クロック信号GS_CLK、リセット信号RS等を駆動部１１０に対して供給する（図４を参照して後述）。

駆動信号発生回路１８は、駆動電圧の波形を表す駆動信号（本発明の「タイミング指令信号」に相当）を駆動部１１０に供給する。尚、インクジェットヘッド１００は、当該駆動信号を契機として、各インクチャネルの圧電素子への電圧供給を実行する。

本実施形態に係る駆動信号発生回路１８は、非吐出波形を含む駆動信号pulse_timing0、非動作波形を含む駆動信号pulse_timing1、及び、吐出波形を含む駆動信号pulse_timing2の３種類の駆動信号を駆動部１１０に供給する（図４、図９を参照して後述）。

［ヘッド本体の構成］
次に、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃを参照して、ヘッド本体１２０の構成について説明する。本実施形態では、典型的な一例として、シアモード型圧電素子で駆動するヘッド本体１２０の構成について、説明する。

図２は、ヘッド本体１２０の構成の一例を示す分解斜視図である。

本実施形態に係るヘッド本体１２０は、基材１２１、ノズルプレート１２２、及び、カバープレート１２３を備えている。

基材１２１は、例えば、２枚の板状の圧電部材１２１ａ，１２１ｂが接着された構造を有している。圧電部材１２１ａ、１２１ｂは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料によって構成されている。圧電部材１２１ａと圧電部材１２１ｂとは、厚さ方向において互いに逆方向に分極されている。

基材１２１の表面には、当該基材１２１の短手方向に延びた第１溝Ｔｃと第２溝Ｔｄとが交互に形成されている。そして、第１溝Ｔｃがインク吐出を行うインクチャネル（以下、「インクチャネルＴｃ」と称する）を構成し、第２溝Ｔｄがインク吐出を行わないエアチャネル（以下、「エアチャネルＴｄ」と称する）を構成する。又、インクチャネルＴｃとエアチャネルＴｄとの間に介在する圧電部材１２１ａ、１２１ｂによって形成される壁部Ｔｅが、駆動壁（以下、「駆動壁Ｔｅ」と称する）を構成する。

尚、ヘッド本体１２０の各インクチャネルＴｃには、インクタンク（図示せず）からインクの供給が行われ、各インクチャネルＴｃは、常時、インクが充填された状態で保持される。

本実施形態に係るヘッド本体１２０は、１２８個のインクチャネルＴｃと、１２７個のエアチャネルＴｄ＿ｃｈ１～Ｔｄ＿ｃｈ１２７とを有している。尚、図２では、説明の便宜として、４個のインクチャネルＴｃと３個のエアチャネルＴｄのみを示している。以下、１２８個のインクチャネルＴｃをそれぞれ、インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８と称し、１２７個のエアチャネルＴｄをそれぞれ、インクチャネルＴｄ＿ｃｈ１～Ｔｄ＿ｃｈ１２７と称して説明する。

ノズルプレート１２２は、基材１２１のインクチャネルＴｃ及びエアチャネルＴｄが延在する方向の端面に接着され、各インクチャネルＴｃの吐出口であるノズルＴｆの列を構成する。各ノズルＴｆは、基材１２１の各インクチャネルＴｃと連通するように、各インクチャネルＴｃに対応する位置に形成されている。そして、インクチャネルＴｃに貯留されたインクは、当該ノズルＴｆを介して吐出される。一方、エアチャネルＴｄからは、インクの吐出を行わないため、ノズルプレート１２２のエアチャネルＴｄに対応する位置には、ノズルＴｆが形成されていない。

カバープレート１２３は、インクチャネルＴｃ及びエアチャネルＴｄを覆うように、基材１２１の上部に取り付けられている。

図３Ａ～図３Ｃは、ヘッド本体１２０の構成の一例を示す側面断面図である。尚、図３Ａ～図３Ｃは、図２のヘッド本体１２０をＦ－Ｆの位置で切断した断面図に相当する。

ヘッド本体１２０には、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８を個別に駆動するため、第１電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８及び第２電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８が配設されている（図２では図示せず）。

第１電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８及び第２電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８は、駆動壁Ｔｅを挟んで互いに対向するように、インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８及びエアチャネルＴｄ＿ｃｈ１～Ｔｄ＿ｃｈ１２７それぞれの側面に形成された電極対である。つまり、駆動壁Ｔｅ、第１電極Ｔｇ、及び第２電極Ｔｈによって、一のインクチャネルＴｃを駆動するための圧電素子を構成する。

第１電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８は、圧電部材Ｔａと圧電部材Ｔｂの両方を跨ぐように、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の側面に形成されている。第１電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８は、それぞれ、互いに電気的に分離した状態となるように形成され、個別に駆動部１１０のドライバーＩＣ１１０Ａ（図４を参照して後述）に配線接続されている（以下、「個別電極Ｔｇ」とも称する）。換言すると、各個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８には、ドライバーＩＣ１１０Ａにより、個別に電圧供給が行われる。

又、第２電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８は、圧電部材Ｔａと圧電部材Ｔｂの両方を跨ぐように、各エアチャネルＴｄ＿ｃｈ１～Ｔｄ＿ｃｈ１２７の側面に形成されている。第２電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８は、それぞれ、互いに電気的に接続され、共用配線によって、駆動部１１０のＣＯＭドライバー１１０Ｂ（図４を参照して後述）に配線接続されている（以下、「共通電極Ｔｈ」とも称する）。換言すると、各共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８には、ＣＯＭドライバー１１０Ｂにより、共通に電圧供給が行われる。

図３Ａ～図３Ｃは、それぞれ、シアモード型インクジェットヘッド１００の基本動作を示しており、図３Ａは、駆動壁Ｔｅがせん断変形していない状態を表し、図３Ｂ及び図３Ｃは、駆動壁Ｔｅが屈曲（せん断変形）している状態を表す。

駆動時においては、駆動部１１０は、個別電極Ｔｇと共通電極Ｔｈとの間に電位差が生じるように、個別電極Ｔｇ及び共通電極Ｔｈそれぞれに対して電圧を供給する。これによって、圧電部材の駆動壁Ｔｅは、印加された電圧に応じて圧電部材Ｔａと圧電部材Ｔｂの間の接着部を中心として屈曲する。そして、圧電部材の駆動壁Ｔｅの屈曲によって、インクチャネルＴｃの容積が変化し、インクがノズルＴｆから吐出される。

駆動部１１０は、インクチャネルＴｃ＿ｃｈ２からインク吐出する際には、例えば、まず、図３Ｂに示すように、個別電極Ｔｇ＿ｃｈ２に＋ＶＨ２電圧を供給し、共通電極Ｔｈ＿ｃｈ１、Ｔｈ＿ｃｈ２に基準電圧（ＧＮＤ）を供給することで、駆動壁Ｔｅをせん断変形させてインクチャネルＴｃ＿ｃｈ２の容積を膨張させる。

駆動部１１０は、その後に、図３Ｃに示すように、個別電極Ｔｇ＿ｃｈ２に基準電圧（ＧＮＤ）を供給し、共通電極Ｔｈ＿ｃｈ１、Ｔｈ＿ｃｈ２に＋Ｖｃｏｍ電圧（＜＋ＶＨ２）を供給することで、駆動壁Ｔｅをせん断変形させてインクチャネルＴｃ＿ｃｈ２の容積を収縮させる。これにより、インクチャネルＴｃ＿ｃｈ２内のインクに高い圧力がかり、ノズルＴｆからインクが吐出される。

本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、このように、個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８と共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８により、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の壁部Ｔｅに、各別の圧電素子を構成することによって、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８を個別に駆動する。

［駆動部の構成］
次に、図４～図１２を参照して、本実施形態に係る駆動部１１０の構成の一例について説明する。

図４は、駆動部１１０の構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る駆動部１１０は、ドライバーＩＣ１１０Ａ（本発明の「第１の駆動回路」に相当）と、ＣＯＭドライバー１１０Ｂ（本発明の「第２の駆動回路」に相当）とを含んで構成される。

ドライバーＩＣ１１０Ａは、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８それぞれに対して供給する駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８へ各別に供給する。

一方、ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８へ供給するコモン電圧を生成し、当該コモン電圧を共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８へ共通に供給する。

尚、ドライバーＩＣ１１０ＡとＣＯＭドライバー１１０Ｂとは、駆動信号発生回路１８から出力される駆動信号（即ち、インクチャネルＴｃの膨張及び収縮のタイミングを指令する信号）に従って、同期して動作する（図１２を参照して後述）。

ドライバーＩＣ１１０Ａは、固定値データ除去回路１１１、シフトレジスター１１２、ラッチ回路１１３、グレイスケールコントローラー１１４、及び、バッファーアンプ１１５を備えている。

＜固定値データ除去回路１１１の構成＞
固定値データ除去回路１１１は、シフトレジスター１１２に対して、ラインメモリー１６からデータ転送される画像データINPUT_DATAのうちのゼロフィルデータが間引かれた画像データINPUT_DATA2のみを取得させる。

図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂは、固定値データ除去回路１１１の機能について説明する図である。

図５Ａ、図５Ｂは、従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００における本体２からドライバーＩＣＰ１１０へのデータ転送の態様を示している。

図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００における本体２からドライバーＩＣ１１０へのデータ転送の態様を示している。

図５Ｂ、図６Ｂに示すように、本体２のラインメモリー１６からドライバーＩＣ（Ｐ１１０又は１１０）にデータ転送される画像データINPUT_DATAは、通常、画素領域のアドレス順に、１ビット毎に、「画素データ」（即ち、「０」又は「１」を示す１ビットデータ）と「ゼロフィルデータ」（即ち、「０」を示す１ビットデータ）とが交互に配列したデータ構造となっている。当該画像データINPUT_DATAは、例えば、１ビット毎に、２５５番地のアドレスの画素データＤ２５５、ゼロフィルデータ、２５４番地のアドレスの画素データＤ２５４、ゼロフィルデータ、２５３番地のアドレスの画素データＤ２５３・・・の順に、転送クロック信号INPUT_CLKと同期して、データ転送される。

又、ドライバーＩＣ（Ｐ１１０又は１１０）には、本体２から、当該画像データINPUT_DATAと共に、当該画像データINPUT_DATAの転送クロック信号（以下、「第１転送クロック信号」と称する）INPUT_CLKが入力される。

尚、「画素データ」は、上記したように、「画像データ」のうちの画素領域毎の階調データであり、ヘッド本体１２０の各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８が一画素領域において吐出するインク吐出量に相当する。換言すると、ドライバーＩＣ（Ｐ１１０又は１１０）は、「画素データ」に基づいて、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８に設けられた個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８に供給する駆動電圧を決定する。

又、「ゼロフィルデータ」（以下、「固定値データ」とも称する）は、共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８への電圧供給タイミングを、個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８への電圧供給タイミングと同期させるために入力されるデータであり、通常、「０」等の固定値が設定される。

従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００においては、図５Ｂに示すように、ドライバーＩＣＰ１１０内のシフトレジスターは、第１転送クロック信号INPUT_CLKと同期して、「画素データ」と「ゼロフィルデータ」の両方を含む画像データINPUT_DATAを取得している。そのため、シフトレジスターに対するデータ転送速度（即ち、第１転送クロック信号INPUT_CLKのクロック周波数）が高速化した場合には、転送失敗等が発生する可能性がある。

本実施形態に係るインクジェットヘッド１００においては、かかる観点から、固定値データ除去回路１１１を用いて、ラインメモリー１６からデータ転送される１ビット毎に画素データとゼロフィルデータとが交互に配列した画像データINPUT_DATAのうち、画素データINPUT_DATA2のみをシフトレジスター１１２に記憶させる。

固定値データ除去回路１１１は、例えば、ラインメモリー１６とシフトレジスター１１２の間に介在し、ラインメモリー１６からデータ転送される画像データINPUT_DATAを、第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期して取得する。そして、固定値データ除去回路１１１は、取得した画像データINPUT_DATAのうち偶数番地又は奇数番地のいずれか一方の画像データINPUT_DATA2のみを、第１転送クロック信号INPUT_CLKを１／２分周した転送クロック信号（以下、「第２転送クロック信号」と称する）INPUT_CLK2と同期して、シフトレジスター１１２にデータ転送する。

これによって、固定値データ除去回路１１１は、シフトレジスター１１２に対して、ラインメモリー１６からデータ転送される画像データINPUT_DATAのうちゼロフィルデータが間引かれた画素データINPUT_DATA2のみを取得させることになる。換言すると、これによって、シフトレジスター１１２にデータ転送されるデータ量を半減すると共に、シフトレジスター１１２の動作速度を低下させる。

固定値データ除去回路１１１の回路構成としては、画像データの書き込み動作と画像データの読み出し動作とを同時に実行可能に構成されたＳＲＡＭ（以下、デュアルポートＳＲＡＭとも称される）、又は、分周回路（第２の実施形態において後述）等が適用し得る。

図７Ａは、本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１の構成の一例を示す図である。又、図７Ｂは、固定値データ除去回路１１１における書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスの一例を示すタイミングチャートである。

本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１は、例えば、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａ及びメモリーコントローラー１１１Ｂを含んで構成される。尚、ここでは、メモリーコントローラー１１１Ｂは、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａの動作を制御するべく設けられている。

尚、図７Ｂのタイミングチャートは、それぞれ、以下の信号波形を表す。
INPUT_DATA：ラインメモリー１６から入力された画像データ（D255,D254,D253,D252…D1,D0は、対応するアドレスの画素データを表す）
W_ADRESS：デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａ内への書き込みアドレス指令
INPUT_CLK：ラインメモリー１６から入力される第１転送クロック信号
R_ADRESS：デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａ内からの読み出しアドレス指令
DATA_OUT(INPUT_DATA2)：デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａからシフトレジスター１１２に出力する画像データ（D255,D254,D253,D252…D1,D0は、対応するアドレスの画素データを表す）
CLK_OUT(INPUT_CLK2)：デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａからシフトレジスター１１２に出力する第２転送クロック信号

本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１においては、まず、メモリーコントローラー１１１Ｂが、ラインメモリー１６からデータ転送される画像データINPUT_DATAを、第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期して取得する。そして、メモリーコントローラー１１１Ｂは、当該画像データINPUT_DATAを、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａのデータ書き込み用の入力端子WDATAに対して順次データ転送する。又、メモリーコントローラー１１１Ｂは、第１転送クロック信号INPUT_CLKを、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａの書き込みクロック信号用の入力端子WCLKに対して順次データ転送する。又、メモリーコントローラー１１１Ｂは、画像データINPUT_DATAが書き込まれるデュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａ内におけるアドレスのインクリメント指令を、当該第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期してデュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａの書き込みアドレス用の入力端子W_ADDRESSに対して順次出力する。

又、メモリーコントローラー１１１Ｂは、第１転送クロック信号INPUT_CLKを１／２分周した第２転送クロック信号INPUT_CLK2を生成し、当該第２転送クロック信号INPUT_CLK2をデュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａの読み出しクロック信号用の入力端子RCLKに対して順次出力する。又、メモリーコントローラー１１１Ｂは、画像データINPUT_DATA2が読み出されるデュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａ内におけるアドレスのインクリメント指令を、奇数番地を間引いた状態で、第２転送クロック信号INPUT_CLKに同期してデュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａの読み出しアドレス用の入力端子R_ADDRESSに対して順次出力する。

つまり、メモリーコントローラー１１１Ｂは、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａに書き込んだ画像データINPUT_DATAのうちの偶数番地（又は奇数番地）のアドレスのデータのみが、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａから読み出されるように制御する。

デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａは、メモリーコントローラー１１１Ｂから転送される画像データINPUT_DATAを、第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期して順番に取得して、「０」、「１」、「２」、「３」のアドレス番地のいずれかに順次格納する。そして、デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａは、自身に記憶した画像データのうち偶数番地の画像データのみを読み出し、第２転送クロック信号INPUT_CLK2と同期して、ゼロフィルデータが間引かれた「画素データ」INPUT_DATA2のみをシフトレジスター１１２に対して出力する。

デュアルポートＳＲＡＭ１１１Ａは、このように、かかる書き込み動作と読み出し動作を同時に実行することになる。

＜シフトレジスター１１２の構成＞
シフトレジスター１１２は、複数のインクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれと関連付けて、本体２からデータ転送される画像データINPUT_DATAのうちの画素データINPUT_DATA2を記憶する。

シフトレジスター１１２は、例えば、１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８分の画素データ（例えば、３ビット×１２８インクチャネルのデータ）を記憶するＦＩＦＯ型のメモリーによって構成される。

より詳細には、本実施形態に係るシフトレジスター１１２には、固定値データ除去回路１１１から、画像データINPUT_DATA2及び第２転送クロック信号INPUT_CLK2が入力される。そして、シフトレジスター１１２は、３本の信号線を介して、固定値データ除去回路１１１から順次転送される３ビットの画素データを、第２転送クロック信号INPUT_CLK2と同期して順番に取得する。換言すると、本体２からデータ転送される画像データINPUT_DATAに含まれる各画素データINPUT_DATA2は、シフトレジスター１１２に入力された順番に１２８個ずつ記憶される。

シフトレジスター１１２に記憶された３×１２８ビットの画像データは、ラッチ信号LATを契機として、ラッチ回路１１３にパラレルデータとして一括して出力される。

＜ラッチ回路１１３の構成＞
ラッチ回路１１３は、シフトレジスター１１２から出力された画像データ（ここでは、１２８インクチャネル分の３ビットの画素データ）を保持して、グレイスケールコントローラー１１４へ出力する。そして、ラッチ回路１１３は、ラッチ信号LATを契機として保持した画像データをリセットして、シフトレジスター１１２から新たな画像データを取得する。

＜グレイスケールコントローラー１１４の構成＞
グレイスケールコントローラー１１４は、ラッチ回路１１３から出力される画像データに基づいて、各個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８に対して供給する駆動電圧のパターンを決定すると共に、当該駆動電圧のパターンに対応する駆動信号をバッファーアンプ１１５に出力する。

図８は、グレイスケールコントローラー１１４が参照する画素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。図９は、図８の駆動波形パターンデータ内における３種類の駆動波形を示す図である。

図１０、図１１は、グレイスケールコントローラー１１４の駆動信号に基づいて、バッファーアンプ１１５が個別電極Ｔｇに出力する出力波形の一例を示す図である。

まず、グレイスケールコントローラー１１４には、ラッチ回路１１３から１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８分の画素データ（３×１２８ビットのデータ）がパラレルに入力される。又、グレイスケールコントローラー１１４には、駆動信号発生回路１８から３種類の駆動信号（非吐出波形を含む駆動信号pulse_timing0、非動作波形を含む駆動信号pulse_timing1、吐出波形を含む駆動信号pulse_timing2の駆動信号の３種類）が入力される。

グレイスケールコントローラー１１４は、ラッチ回路１１３からパラレルに出力される１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８分の画素データ（３×１２８ビットのデータ）それぞれの画素データを、各別に、駆動波形パターンデータに変換する。そして、グレイスケールコントローラー１１４は、駆動信号発生回路１８から入力される３種類の駆動信号のうち、駆動波形パターンデータに規定された駆動信号を、選択的に、１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれに接続されたバッファーアンプ１１５に対して出力する。

尚、グレイスケールコントローラー１１４は、制御回路１７から、同期クロック信号GSCLK及びリセット信号RSTを取得しており、当該同期クロック信号GSCLK及びリセット信号RSTのタイミングにあわせて、バッファーアンプ１１５へ出力する駆動信号の切り替えを行っている。

図８に示す変換テーブルは、３ビット（０，０，０）～（１，１，１）の画素データを、グレイスケールカウントＧＳＣ（０～７）の８カウント内における８個の駆動波形の配列を表すデータに変換するテーブルデータである。駆動波形パターンのそれぞれのカウント内における駆動波形は、「０」、「１」、「２」の３通りの値をとりうる。例えば、画素データ（１，０，１）に対しては、（１，１，２，２，２，２，２，０）の駆動波形パターンデータが選択されることを表す。

尚、図８の変換テーブルは、例えば、グレイスケールコントローラー１１４に内蔵されるレジスター（図示せず）に格納されている。又、グレイスケールカウントＧＳＣ（０～７）は、制御回路１７から入力される同期クロック信号GSCLKに基づいて、グレイスケールコントローラー１１４に内蔵されるカウンター（図示せず）によってカウントされる。

ここで、図８の変換テーブル内の駆動波形パターンデータの値である「０」、「１」、「２」は、それぞれ、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間において、駆動信号発生回路１８から入力される駆動信号pulse_timing0、駆動信号pulse_timing1、駆動信号pulse_timing2のうちからいずれの駆動信号が選択されるかを表す。

３種類の駆動信号は、ハイレベル及びローレベルの二値の間での時間変化を示すデジタルデータである（図９を参照）。駆動信号pulse_timing0は、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間中ローレベルに維持される信号であり、非吐出波形に相当する。駆動信号pulse_timing2は、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間のうちの所定期間ハイレベルとなる信号であり、吐出波形に相当する。駆動信号pulse_timing1は、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間のうち、駆動信号pulse_timing2がローレベルに戻った後の所定期間ハイレベルとなる信号であり、非動作波形に相当する。尚、駆動信号pulse_timing1、pulse_timing2は、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間のうちに１パルスを出力し得るように、同期クロック信号GSCLKと同期して生成されている。

つまり、図８に示す変換テーブルにおいて、例えば、画素データ（１，０，１）に対しては、グレイスケールコントローラー１１４は、グレイスケールカウントＧＳＣ＝０からグレイスケールカウントＧＳＣ＝７までの間に、駆動信号がpulse_timing0, pulse_timing2, pulse_timing2, pulse_timing2, pulse_timing2, pulse_timing2, pulse_timing1, pulse_timing1の順に選択して、対応する駆動信号が繋ぎ合わされた駆動波形のパターンを生成する（図１１を参照）。

尚、全ての駆動波形パターンデータにおいて、グレイスケールカウントＧＳＣ＝０では、駆動波形パターンデータの値として「０」（非吐出波形）が設定されている。

グレイスケールコントローラー１１４は、駆動波形パターンデータに基づいて、これら３種類の駆動信号の中から何れか一つの駆動信号を選択して、バッファーアンプ１１５に対して出力する。

＜バッファーアンプ１１５の構成＞
バッファーアンプ１１５は、グレイスケールコントローラー１１４から入力される駆動信号に基づいて、各個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８に対して駆動電圧を供給する。

バッファーアンプ１１５は、１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の個別電極Ｔｇ＿ｃｈ１～Ｔｇ＿ｃｈ１２８それぞれに対して個別に駆動電圧を供給し得るように、１２８インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれに対応するように個別に設けられている。

バッファーアンプ１１５は、図１０、図１１に示すように、吐出波形を含む駆動信号pulse_timing2がハイレベルである期間には、電圧＋ＶＨ２を個別電極Ｔｇに供給する。又、バッファーアンプ１１５は、非動作波形を含む駆動信号pulse_timing1がハイレベルである期間には、電圧＋ＶＨ２よりも小さい電圧＋ＶＨ１を個別電極Ｔｇに供給する。又、バッファーアンプ１１５は、駆動信号pulse_timing1, pulse_timing2がいずれもローレベルである期間、及び、駆動信号pulse_timing0が選択されている期間には、ＧＮＤ電圧を個別電極Ｔｇに供給する。

図１２は、バッファーアンプ１１５及びＣＯＭドライバー１１０Ｂの構成の一例を示す図である。尚、図１２のＴＭは、一のインクチャネルＴｃの両側面に形成された圧電素子である。

バッファーアンプ１１５は、例えば、第１のトランジスター１１５ａ、第２のトランジスター１１５ｂ、及び、第３のトランジスター１１５ｃを含んで構成される。

バッファーアンプ１１５には、電圧＋ＶＨ２が第１の電源から入力され、電圧＋ＶＨ２より低い電圧＋ＶＨ１が第２の電源から入力されている。

バッファーアンプ１１５は、グレイスケールコントローラー１１４から入力される駆動信号（駆動信号pulse_timing0、駆動信号pulse_timing1、又は駆動信号pulse_timing2）に基づいて、第１のトランジスター１１５ａ、第２のトランジスター１１５ｂ、又は、第３のトランジスター１１５ｃのいずれかを動作させて、電圧＋ＶＨ１、電圧＋ＶＨ２、ＧＮＤ電圧の何れかの出力電圧を圧電素子ＴＭの個別電極Ｔｇに供給する。

第１のトランジスター１１５ａは、例えば、ドレイン端子に電圧＋ＶＨ２の電源が接続され、ソース端子に個別電極Ｔｇが接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴである。第１のトランジスター１１５ａのゲート端子には、グレイスケールコントローラー１１４から駆動信号pulse_timing2に対応する駆動信号が入力される。

又、第２のトランジスター１１５ｂは、例えば、ドレイン端子に電圧＋ＶＨ１の電源が接続され、ソース端子に個別電極Ｔｇが接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴである。第２のトランジスター１１５ｂのゲート端子には、グレイスケールコントローラー１１４から駆動信号pulse_timing1に対応する駆動信号が入力される。

又、第３のトランジスター１１５ｃは、例えば、ソース端子が接地され、ドレイン端子に個別電極Ｔｇが接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴである。第３のトランジスター１１５ｃのゲート端子には、グレイスケールコントローラー１１４から駆動信号pulse_timing0に対応する駆動信号が入力される。

バッファーアンプ１１５は、かかる構成によって、駆動信号pulse_timing0がハイレベルの期間にはＧＮＤ電圧を圧電素子ＴＭの個別電極Ｔｇに供給し、駆動信号pulse_timing1がハイレベルの期間には電圧＋ＶＨ１を圧電素子ＴＭの個別電極Ｔｇに供給し、駆動信号pulse_timing2がハイレベルの期間には電圧＋ＶＨ２を圧電素子ＴＭの個別電極Ｔｇに供給する。

＜ＣＯＭドライバー１１０Ｂの構成＞
ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、インクチャネルＴｃを収縮させるタイミングで、共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８に対してコモン電圧を供給する。つまり、ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、ドライバーＩＣ１１０Ａが個別電極Ｔｇに対して駆動電圧（ここでは、電圧＋ＶＨ２）を供給して、インクチャネルＴｃを膨張させた後（図３Ｂを参照）、当該インクチャネルＴｃを収縮させるべく、共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給する。これによって、駆動壁Ｔｅには、駆動電圧とは逆電圧が供給され、インクチャネルＴｃからの吐出が実行される（図３Ｃを参照）。

本実施形態に係るＣＯＭドライバー１１０Ｂには、駆動信号発生回路１８から駆動信号pulse_timing1が入力されると共に、電圧＋Ｖｃｏｍが電源から入力される。

そして、ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、駆動信号pulse_timing1を契機として、コモン電圧＋Ｖｃｏｍを共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８に対して供給する。つまり、ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間内で、駆動信号pulse_timing2に続く駆動信号pulse_timing1のタイミングで、コモン電圧＋Ｖｃｏｍを共通電極Ｔｈ＿ｃｈ０～Ｔｈ＿ｃｈ１２８に対して供給する。これによって、インクチャネルＴｃは、吐出動作時には、グレイスケールカウントＧＳＣの１カウント分の期間内で、膨張した直後に収縮して、インクの吐出を実行するように動作する。

「コモン電圧」としては、本発明では特に限定されないが、例えば、ドライバーＩＣ１１０Ａが非動作時（駆動信号pulse_timing1がハイレベルである期間）に個別電極Ｔｇに対して供給する駆動電圧＋ＶＨ１と同じ電圧に設定される。

尚、インクチャネルＴｃ内におけるインク吐出圧力は、インクチャネルＴｃが一旦収縮した後には、再度、当該インクチャネルＴｃが膨張するまで高まることなく定常状態となる。つまり、本実施形態に係るインクチャネルＴｃは、駆動信号pulse_timing2がハイレベルの期間に個別電極Ｔｇから駆動電圧が供給された後に、駆動信号pulse_timing1がハイレベルとなって共通電極Ｔｈに対してコモン電圧が供給された直後のタイミングにのみ、インクを吐出する。

ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、図１２に示すように、例えば、第４トランジスター１１０Ｂａと、第５トランジスター１１０Ｂｂと、を含んで構成される。

ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、例えば、駆動信号発生回路１８から入力される駆動信号（ここでは、駆動信号pulse_timing1）に基づいて、第４トランジスター１１０Ｂａ又は第５トランジスター１１０Ｂｂのいずれかを動作させて、コモン電圧＋Ｖｃｏｍ、又は、ＧＮＤ電圧の何れかの出力電圧を圧電素子ＴＭの共通電極Ｔｈに供給する。

第４トランジスター１１０Ｂａは、例えば、ドレイン端子に電圧＋Ｖｃｏｍの電源が接続され、ソース端子に共通電極Ｔｈが接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴである。又、第５トランジスター１１０Ｂｂは、例えば、ソース端子が接地され、ドレイン端子に共通電極Ｔｈが接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴである。第４トランジスター１１０Ｂａと第５トランジスター１１０Ｂｂのゲート端子には、共に、駆動信号pulse_timing1が入力される。

ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、かかる構成によって、駆動信号pulse_timing1がハイレベルの期間にはコモン電圧＋Ｖｃｏｍを圧電素子ＴＭの共通電極Ｔｈに供給し、それ以外の期間には、ＧＮＤ電圧を共通電極Ｔｈに供給する。

［インクジェットヘッドの動作］
本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、上記のように、従来技術に係るインクジェットヘッドと異なり、ドライバーＩＣ１１０ＡとＣＯＭドライバー１１０Ｂとによって、各インクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８の圧電素子に供給する電圧を制御する。ＣＯＭドライバー１１０Ｂは、典型的には、ドライバーＩＣ１１０Ａとは別体の回路基板上に構成されるため、低い出力インピーダンスを実現することができる。

以下、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４、図１５を参照して、かかる構成による本実施形態に係るインクジェットヘッド１００の動作特徴について、説明する。

図１３Ａは、従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００において、１個の圧電素子ＴＭ１のみを駆動した場合（左図）と隣り合う２個の圧電素子ＴＭ１、ＴＭ２を同時に駆動した場合（右図）の動作の相違を示す図である。

図１３Ｂは、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００において、１個の圧電素子ＴＭ１のみを駆動した場合（左図）と隣り合う２個の圧電素子ＴＭ１、ＴＭ２を同時に駆動した場合（右図）の動作の相違を示す図である。

従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００においては、図１３Ａに示すように、ドライバーＩＣＰ１１０のみを用いて、個別電極Ｔｇに対する駆動電圧の供給を実行すると共に、共通電極Ｔｈに対するコモン電圧の供給を実行する構成となっている。

従って、従来技術に係るドライバーＩＣＰ１１０においては、バッファーアンプＰ１１５の出力インピーダンスは、一般に、チップサイズの制約等に起因から大きくなる。かかるバッファーアンプＰ１１５の出力インピーダンスの大きさは、特に、共通電極Ｔｈにコモン電圧を供給するバッファーアンプＰ１１５において問題となる。

より詳細には、インクジェットヘッドにおいては、従来構成及び本願構成のいずれにおいても、駆動する圧電素子の個数が、時間的に変化する。換言すると、従来構成に係るバッファーアンプＰ１１５及び本実施形態に係るＣＯＭドライバー１１０Ｂのいずれにおいても、共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給する対象の圧電素子の個数は、時間的に変化する。

この点、従来構成に係るドライバーＩＣＰ１１０においては、バッファーアンプＰ１１５の出力インピーダンスが大きいため、コモン電圧を供給する対象の圧電素子の個数に影響を受けやすくなる。つまり、従来構成に係るドライバーＩＣＰ１１０においては、駆動する圧電素子の個数が増加した場合には、図１３Ａの右図に示すように、共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給する際に、当該バッファーアンプＰ１１５の動作遅延（ＲＣ遅延）が生じ、バッファーアンプＰ１１５から共通電極Ｔｈに対して供給する出力波形がなまるおそれがある（隣接チャネルクロストークとも称される）。かかる隣接チャネルクロストークが発生した場合には、インクチャネルＴｃからインクを吐出するタイミングの遅延が生じてしまう。

又、従来技術に係るドライバーＩＣＰ１１０においては、駆動する圧電素子の個数を増加させる際には、駆動する圧電素子同士が隣接していない場合でも、隣接チャネルクロストークと同様に、出力波形がなまり、インクを吐出するタイミングの遅延が生じてしまう。その結果、駆動する圧電素子の個数を増加させた後に駆動する圧電素子の個数を減少させると、その間の領域でインクの吐出間隔が大きく開き、インクを吐出できない領域が生じてしまう（負荷クロストークとも称される）。

図１４は、従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００において、隣接チャネルクロストークが発生した状態の一例を示す図である。又、図１５は、従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００において、負荷チャネルクロストークが発生した状態の一例を示す図である。

図１４、図１５は、いずれもインクジェットヘッドＰ１００がヘッドスキャン方向に沿って移動しながら、５つの各ノズルから同時にインク吐出を実行した状態を示している。図１４、図１５において、矢印方向はインクジェットヘッドのヘッドスキャン方向を示し、点線領域は各ノズルにおける目標吐出位置を示し、ドット領域は各ノズルにおける実際の吐出位置を示している。

図１４においては、隣接チャネルクロストークに起因して、一番左側のノズルから吐出されるインクの吐出位置（一点鎖線で囲んだ領域Ｆ１）が、他のノズルから吐出されるインクの吐出位置よりも、ヘッドスキャン方向と逆側にずれた状態となっている。

一方、図１５においては、負荷クロストークに起因して、各ノズルから吐出されるインクの吐出位置（一点鎖線で囲んだ領域Ｆ２）に遅延が生じており、その直後に、駆動する圧電素子の個数を減少させた際に、その間の領域でインクの吐出間隔が大きく開き、インクを吐出できない領域が生じている。尚、インクを吐出できない領域は、例えば、印刷媒体上において、ヘッドスキャン方向と直交する方向に沿って、インクが吐出されていない白線状態の領域として表出する。

このように、従来技術に係るインクジェットヘッドＰ１００においては、隣接チャネルクロストークや負荷クロストークに起因してインクの吐出位置の位置ずれが発生しており、画質劣化の要因となっている。

この点、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００においては、ドライバーＩＣ１１０Ａと別体のＣＯＭドライバー１１０Ｂを用いて、共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給する構成となっている。

かかるＣＯＭドライバー１１０Ｂは、大きなサイズのトランジスター（例えば、第４トランジスター１１０Ｂａ、第５トランジスター１１０Ｂｂ）を用いることができるため、ドライバーＩＣ１１０Ａのトランジスターと比較して、オン抵抗を低減することができる。かかるＣＯＭドライバー１１０Ｂの圧電素子に対する出力インピーダンスは、典型的には、ドライバーＩＣ１１０Ａの圧電素子に対する出力インピーダンスの１／１０００以下まで低減することができる。

従って、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００においては、図１３Ｂの右側に示すように、複数の圧電素子ＴＭ１、ＴＭ２を同時に駆動する際にも、波形なまりを生じさせることなく、共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給することができる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、画像形成装置１の本体２からデータ転送される画像データをシフトレジスター１１２に記憶して、当該画像データに基づいて、複数のインクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれの圧電素子ＴＭの一方の電極（個別電極）Ｔｇに対して、個別に駆動電圧を供給するドライバーＩＣ（第１の駆動回路）１１０Ａと、複数のインクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれの圧電素子ＴＭの他方の電極（共通電極）Ｔｈに対して、複数のインクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８に共通のコモン電圧を供給するＣＯＭドライバー（第２の駆動回路）１１０Ｂと、を備えている。

そして、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００においては、ドライバーＩＣ１１０Ａは、本体２からデータ転送される１ビット毎に画素データと固定値データとが交互に配列された画像データINPUT_DATAのうち、固定値データを間引いた画素データINPUT_DATA2のみが、シフトレジスター１１２に順番に記憶されるように、本体２とシフトレジスター１１２間の中継を行う固定値データ除去回路１１１を有し、ドライバーＩＣ１１０ＡとＣＯＭドライバー１１０Ｂとは、所定のタイミング指令信号（例えば、駆動信号pulse_timing0、pulse_timing1、pulse_timing2）に従って、同期して動作するように構成されている。

従って、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００によれば、既存の画像データの転送方式（即ち、１ビット毎に画素データと固定値データとが交互に配列された形式で画像データのデータ転送を行う方式）との互換性を保ちながら、ドライバーＩＣ１１０Ａのシフトレジスター１１２の動作速度を低下させることができる。これによって、ドライバーＩＣ１１０Ａのシフトレジスター１１２におけるデータ転送の失敗を抑制することが可能である。又、これによって、ドライバーＩＣ１１０Ａのシフトレジスター１１２に対する画素データのデータ転送速度自体は、高速化させることも可能である。

又、特に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、ドライバーＩＣ１１０Ａとは別体のＣＯＭドライバー１１０Ｂによって、圧電素子ＴＭの共通電極Ｔｈに対してコモン電圧を供給する構成とできるため、ＣＯＭドライバー１１０Ｂの圧電素子ＴＭに対する出力インピーダンス（例えば、オン抵抗）を低下させることが可能である。典型的には、当該構成によって、ＣＯＭドライバー１１０Ｂの圧電素子ＴＭに対する出力インピーダンスを、ドライバーＩＣ１１０Ａの圧電素子ＴＭに対する出力インピーダンスの１／１０００以下まで低下させることができる。これによって、隣接チャネルクロストーク及び負荷クロストークの発生を抑制することができる。

又、特に、本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１は、デュアルポートＳＲＡＭ１１０Ｂ等によって、本体２から第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期してデータ転送される画像データを取得すると共に、シフトレジスター１１２に対して、第１転送クロック信号INPUT_CLKを１／２分周した第２転送クロック信号INPUT_CLK2に同期して、画素データINPUT_DATA2のみをデータ転送するように、構成される。これによって、第２転送クロック信号INPUT_CLK2と画像データINPUT_DATA2とを同期して、後段のシフトレジスター１１２等に対してデータ転送する構成となるため、高いノイズ耐性を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂを参照して、第２の実施形態に係るインクジェットヘッド１００の構成の一例について説明する。

第１の実施形態では、固定値データ除去回路１１１が、本体２からシフトレジスター１１２に対してデータ転送される画像データINPUT_DATA及び第１転送クロック信号INPUT_CLKの両方を中継する態様を示した。本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、本体２から入力される第１転送クロック信号INPUT_CLKのみを中継する点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

図１６は、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００の駆動部１１０の構成の一例を示す図である。図１７Ａは、本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１の構成の一例を示す図である。図１７Ｂは、本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１の動作時のタイミングチャートである。

固定値データ除去回路１１１は、本体２から入力される画像データINPUT_DATAの第１転送クロック信号INPUT_CLK2を取得すると共に、当該第１転送クロック信号INPUT_CLKを１／２分周した第２転送クロック信INPUT_CLK2号を生成する分周回路によって、構成されている。そして、固定値データ除去回路１１１は、当該第２転送クロック信号INPUT_CLK2を用いて、画像データINPUT_DATAのうちのゼロフィルデータをマスクすることによって、本体２からデータ転送される画像データINPUT_DATAのうちの画素データINPUT_DATA2のみを、シフトレジスター１１２に記憶させる。

尚、第２転送クロック信号INPUT_CLK2を用いたマスク処理は、図１６に示すように、シフトレジスター１１２のエッジトリガ信号の入力を第２転送クロック信号INPUT_CLK2とする態様であってもよいし、その他、ＡＮＤ回路等を用いた態様であってもよい

本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１は、Ｄフリップフロップ１１１Ｃ及びインバータ回路１１１Ｄによって、分周回路を構成している。

尚、図１７Ｂのタイミングチャートは、それぞれ、以下の信号波形を表す。
INPUT_DATA：ラインメモリー１６からシフトレジスター１１２に入力された画像データ（D255,D254,D253,D252…D1,D0は、対応するアドレスの画素データを表す）
INPUT_CLK：ラインメモリー１６からＤフリップフロップ１１１Ｃに入力される第１転送クロック信号
CLK_OUT(INPUT_CLK2)：Ｄフリップフロップ１１１Ｃからシフトレジスター１１２に出力する第２転送クロック信号

図１７Ａの固定値データ除去回路１１１においては、Ｄフリップフロップ１１１Ｃのクロック入力端子CKには、本体２からの第１転送クロック信号INPUT_CLKが入力される。そして、当該Ｄフリップフロップ１１１Ｃのデータ入力端子Dとデータ出力端子Qの間に、インバータ回路１１１Ｄが配設され、データ出力端子Qの出力を反転してデータ入力端子Dに戻す構成となっている。

かかる構成によって、Ｄフリップフロップ１１１Ｃは、第１転送クロック信号INPUT_CLKの立ち上がりエッジのタイミングで、データ出力端子Qの反転信号を保持する構成となる。これによって、Ｄフリップフロップ１１１Ｃのデータ出力端子Qからは、第１転送クロック信号INPUT_CLKを１／２分周した第２転送クロック信号INPUT_CLK2が出力されることになる。

本実施形態に係るインクジェットヘッド１００においては、当該第２転送クロック信号INPUT_CLK2をシフトレジスター１１２のエッジトリガ信号として入力する。これによって、シフトレジスター１１２は、当該第２転送クロック信号INPUT_CLK2に同期して、本体２から第１転送クロック信号INPUT_CLKに同期してデータ転送される画像データINPUT_DATAを取得する。つまり、シフトレジスター１１２は、本体２からデータ転送される画像データINPUT_DATAのうちの偶数番地又は奇数番地のいずれか一方のデータのみ、即ち画素データのみを記憶する。

以上のように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００は、簡易な構成で、固定値データ除去回路１１１を実現できる点で有用である。

但し、本実施形態に係る固定値データ除去回路１１１は、第１の実施形態に係る固定値データ除去回路１１１と異なり、非同期状態の画像データINPUT_DATAと第２転送クロック信号INPUT_CLK2とを、シフトレジスター１１２に出力する構成となるため、ノイズ耐性の点では、第１の実施形態に係る固定値データ除去回路１１１よりも脆弱である。従って、回路構成の簡易化とノイズ耐性の両観点を踏まえて、固定値データ除去回路１１１の回路構成を検討することが望ましい。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、固定値データ除去回路１１１の一例として、常時、固定値データを間引く態様を示した。しかしながら、固定値データ除去回路１１１の構成としては、より好適には、シフトレジスター１１２に対して、取得した画像データINPUT_DATAのうち偶数番地又は奇数番地のいずれか一方のデータのみをデータ転送する第１のモードと、シフトレジスター１１２に対して、取得した画像データINPUT_DATAのうちの偶数番地及び奇数番地の両方のデータをデータ転送する第２のモードと、を選択的に実行可能にする。これによって、本体２が固定値データを含まない画像データをデータ転送する装置構成である場合にも、本発明を適用することができる。

又、上記実施形態では、固定値データ除去回路１１１をドライバーＩＣ１１０Ａに内蔵する構成としたが、固定値データ除去回路１１１は、ドライバーＩＣ１１０Ａとは別体の基板上に構成されてもよい。

又、上記実施形態では、ドライバーＩＣ１１０Ａ及びＣＯＭドライバー１１０Ｂの構成の典型的な一例を示した。しかしながら、本発明は、ドライバーＩＣ１１０Ａが、画像形成装置の本体２からデータ転送される画像データをシフトレジスター１１２に記憶して、当該画像データに基づいて、複数のインクチャネルＴｃそれぞれの圧電素子の個別電極に対して、個別に駆動電圧を供給する回路構成であって、ＣＯＭドライバー１１０Ｂが、複数のインクチャネルＴｃそれぞれの圧電素子の共通電極に対して、コモン電圧を供給する回路構成であれば、種々に変更可能である。典型的には、ドライバーＩＣ１１０ＡとＣＯＭドライバー１１０Ｂとが、インクチャネルＴｃの膨張及び収縮のタイミングを指令する信号に基づいて同期して動作していればよい。

又、上記実施形態では、ＣＯＭドライバー１１０Ｂから電圧供給する対象の圧電素子の個数の一例として、ヘッド本体１２０のインクチャネルＴｃ＿ｃｈ１～Ｔｃ＿ｃｈ１２８それぞれに構成された１２８個の圧電素子の全部とする態様を示した。しかしながら、当該態様に代えて、複数のＣＯＭドライバー１１０Ｂによって、１２８個の圧電素子に対して電圧供給する構成としてもよい。

又、上記実施形態では、インクジェットヘッド１００の一例として、シアモード型インクジェットヘッドを示した。しかしながら、本発明は、シアモード型インクジェットヘッド以外の種類のインクジェットヘッド、例えば、ラジアルモード型インクジェットヘッド等にも適用し得る。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係るインクジェットヘッドは、印刷画像の高画質化及び印刷の高速化等の実現に好適である。

１ 画像形成装置
２ 本体
４ 外部装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１４ インターフェース
１５ ページメモリー
１６ ラインメモリー
１７ 制御回路
１８ 駆動信号発生回路
１９ 信号線
１００ インクジェットヘッド
１１０ 駆動部
１１０Ａ ドライバーＩＣ（第１の駆動回路）
１１１ 固定値データ除去回路
１１２ シフトレジスター
１１３ ラッチ回路
１１４ グレイスケールコントローラー
１１５ バッファーアンプ
１１０Ｂ ＣＯＭドライバー（第２の駆動回路）
１２０ ヘッド本体
１２１ 基材
１２２ ノズルプレート
１２３ カバープレート
ＴＭ 圧電素子
Ｔｃ インクチャネル
Ｔｄ エアチャネル
Ｔｅ 駆動壁
Ｔｆ ノズル
Ｔｇ 個別電極
Ｔｈ 共通電極

Claims (10)

1. 圧電素子を構成する壁部で各別に区画された複数のインクチャネルを有し、前記複数のインクチャネルを、当該複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子への電圧供給によって各別に駆動するインクジェットヘッドであって、
   画像形成装置の本体からデータ転送される画像データをシフトレジスターに記憶して、当該画像データに基づいて、前記複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子の一方の電極に対して、個別に駆動電圧を供給する第１の駆動回路と、
   前記複数のインクチャネルそれぞれの前記圧電素子の他方の電極に対して、前記複数のインクチャネルに共通のコモン電圧を供給する第２の駆動回路と、
   を備え、
   前記第１の駆動回路は、前記本体からデータ転送される１ビット毎に画素データと固定値データとが交互に配列された前記画像データのうちの前記固定値データを間引いた前記画素データのみが、前記シフトレジスターに順番に記憶されるように、前記本体と前記シフトレジスターの間を中継する固定値データ除去回路を有し、
   前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とは、所定のタイミング指令信号に従って、同期して動作する、
   インクジェットヘッド。
2. 前記固定値データ除去回路は、前記本体からデータ転送される前記画像データを第１転送クロック信号に同期して取得すると共に、取得した前記画像データのうちの偶数番地又は奇数番地のいずれか一方のデータのみを、前記第１転送クロック信号を１／２分周した第２転送クロック信号に従って前記シフトレジスターにデータ転送する、
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記固定値データ除去回路は、前記画像データを書き込み動作と前記画像データの読み出し動作とを同時に実行可能に構成されたＳＲＡＭを含む、
   請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記固定値データ除去回路は、
   前記シフトレジスターに対して、取得した前記画像データのうち偶数番地又は奇数番地のいずれか一方のデータのみをデータ転送する第１のデータ転送モードと、
   前記シフトレジスターに対して、取得した前記画像データのうちの偶数番地及び奇数番地の両方のデータをデータ転送する第２のデータ転送モードと、を選択的に実行可能に構成されている、
   請求項２乃至３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記固定値データ除去回路は、前記本体から入力される前記画像データが同期する第１転送クロック信号を取得すると共に、当該第１転送クロック信号を１／２分周した第２転送クロック信号を生成する分周回路を含んで構成され、
   前記固定値データ除去回路は、前記本体から入力される前記画像データを、前記第２転送クロック信号に同期して前記シフトレジスターに記憶させる、
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とは、別体の回路基板上に実装されている、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記第２の駆動回路の前記圧電素子に対する出力インピーダンスは、前記第１の駆動回路の前記圧電素子に対する出力インピーダンスの１／１０００以下である、
   請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. シアモード型インクジェットヘッドに適用された、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記所定のタイミング指令信号は、前記インクチャネルの膨張及び収縮のタイミングを指令する信号である、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える画像形成装置。
    

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