(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、
複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、
該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記圧力発生手段に微駆動動作を行わせる微駆動用の駆動信号を含む複数の駆動信号で構成される駆動波形から、任意の駆動信号を選択し、選択した駆動信号を該圧力発生手段へ印加する選択手段を有し、
上記選択手段は、上記通過経路の上流側で上記共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少なくなるように、上記駆動波形から、上記微駆動用の駆動信号を選択することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記駆動波形は、１駆動周期内に、非駆動を行う非駆動信号を含み、
上記選択手段は、上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段に上記微駆動動作を行わせるときに、該圧力発生手段に対して、該１駆動周期毎に、上記微駆動用の駆動信号と上記非駆動信号とを交互に印加することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、
複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、
該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出孔内も含む該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記圧力発生手段に微駆動動作を行わせる微駆動用の駆動信号を含む複数の駆動信号で構成される駆動波形から、任意の駆動信号を選択し、選択した駆動信号を該圧力発生手段へ印加する選択手段を有し、
上記駆動波形は、振幅が異なる微駆動用の駆動信号を少なくとも二つ含み、
上記選択手段は、上記通過経路の上流側で上記共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さくなるように、上記駆動波形から、上記微駆動用の駆動信号を選択することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少なく、且つ、発生させる圧力が小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
複数の上記液滴吐出機構を二つ以上のグループに分け、同じグループに含まれる該液滴吐出機構の上記微駆動動作は同様の動作となるように制御し、あるグループに含まれる該液滴吐出機構は、少なくとも一つの他のグループに含まれる該液滴吐出機構とは該微駆動動作の動作が異なることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出方式の画像形成装置において、
上記液滴吐出ヘッドとして請求項１乃至７の何れかに記載の液滴吐出ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる複数の液滴吐出機構と、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、を備える液滴吐出ヘッドにおける該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を行わせる液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度を少なくすることを特徴と特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項１０】
液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる複数の液滴吐出機構と、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、を備える液滴吐出ヘッドにおける該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を行わせる液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力を小さくすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置並びに液滴吐出ヘッドの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を媒体に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数の吐出孔と、この吐出孔によって外部と連通し、且つ、インク滴となるインクを収容する吐出液室と、この吐出液室内のインク液を加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを備える。そして、圧力発生手段を駆動することで吐出液室内のインク液を加圧して吐出孔からインク滴を吐出させる。このようなインクジェット記録装置としては、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
【０００４】
インクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出させるための圧力発生手段の種類により、幾つかの方式に大別される。
特許文献１には、吐出液室の壁の一部を薄い振動板とし、これに対応して電気機械変換素子としての圧電素子を配置するピエゾ方式のものが記載されている。ピエゾ方式では、電圧印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させることで吐出液室内の圧力を変化させて、インク滴を吐出させる。
特許文献２には、吐出液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電極とを備えた静電方式のものが記載されている。静電方式では、振動板と電極との間に電界を印加することで発生する静電力により振動板を変形させ、吐出液室内の圧力／体積を変化させることにより吐出孔からインク滴を吐出させる。
また、吐出液室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインク滴を吐出させるバブルジェット（登録商標）方式のものも一般に良く知られている。
【０００５】
このようなインクジェットヘッドでは、吐出液室内のインク液を吐出させない状態が続くと、吐出孔近傍のインク液が増粘することがある。吐出液室内の吐出孔近傍のインク液が増粘すると、吐出孔の目詰まりが発生し、次に吐出させる際に、インク滴が曲がったり、不吐出になったりする問題が生じるおそれがある。吐出孔近傍のインク液が増粘することに起因する問題を防止する構成として、特許文献３には、吐出孔から液滴を吐出させない程度に吐出液室内のインク液を振動させる圧力を発生させる微駆動（微振動）動作を行う構成が記載されている。そして、印刷開始時等の所定の時期に微駆動を行うことで、吐出孔近傍のインク液を吐出液室内で攪拌し、吐出孔の目詰まりを防止することが記載されている。
【０００６】
インク液は、温度が高いほど粘度が低くなり、温度が低くなると粘度が高くなるため、微駆動時に発生させる圧力の大きさや発生させる頻度等の駆動制御を一定に設定した場合、次のような問題が生じる。すなわち、温度が低く粘度が高いインク液を十分に攪拌できる微駆動と同様の微駆動を、温度が高く粘性が低いインク液に対して同様に行うと、攪拌されたインク液が吐出孔から漏れ出すおそれがある。また、温度が高く粘性が低いインク液が吐出孔から漏れ出ない微駆動と同様の微駆動を、温度が低く粘性が高いインク液に対して同様に行うと、インク液の攪拌が不十分となり、上述した目詰まりが発生するおそれがある。
【０００７】
特許文献３には、インクジェットヘッドの温度を検出し、その検出結果に応じて微駆動動作の駆動を制御する構成が記載されている。これにより、環境温度変化等により、インクジェットヘッド内のインク液の温度が変化しても、インク液が漏れ出ること、攪拌不足に起因する目詰まりの発生を抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、複数の吐出液室を備えるインクジェットヘッドでは、吐出液室によって内部の温度が異なる状態となることがある。特許文献３に記載の構成では、インクジェットヘッド全体で一律の微駆動の駆動制御を行っているため、吐出液室によって内部のインク液の温度が異なる状態になると、各吐出液室内のインク液の温度によって、インク液が漏れ出たり、攪拌不足に起因する目詰まりが発生したりという問題が生じるおそれがあった。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置並びに液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ないことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するために、請求項４の発明は、液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出孔内も含む該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さいことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、吐出液室によって内部の温度が異なる状態では、複数の吐出液室に連通し、各吐出液室に供給する吐出液が通過する共通流路に対して、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室ほど温度が高くなることが分かった。これは、以下の理由による。
すなわち、圧力発生手段は駆動時にジュール熱を発生し、圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段は、制御を行う際の信号のやり取りのときにジュール熱を発生する。このため、共通流路を吐出液が通過する際、圧力発生手段や駆動制御手段の発熱により加熱され、吐出液の温度が上昇する。そして、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室に供給される吐出液ほど吐出液室に到達するまでの流路が長く、より長い時間加熱され続けるため、温度の上昇が顕著となる。
【００１２】
本願請求項１の構成を備える発明においては、吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する吐出液室よりも、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室の方が、微駆動動作時に圧力発生手段が圧力を発生させる頻度が少ないため、温度が低く粘度が高い上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、温度が高く粘度が低い下流側の吐出液に過剰な頻度で圧力がかかることに起因して吐出液が漏れることを防止できる。
また、本願請求項４の構成を備える発明においては、吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する吐出液室よりも、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室の方が、微駆動動作時に圧力発生手段が発生させる圧力が小さいため、温度が低く粘度が高い上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、温度が高く粘度が低い下流側の吐出液に過剰な圧力がかかることに起因して吐出液が漏れることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インク液の温度分布を示した記録ヘッドの分解斜視図、（ａ）はノズル基板の説明図、（ｂ）は液室基板の説明図、（ｃ）は保護基板の説明図。
【図２】インクジェットプリンタの概略斜視図。
【図３】インクジェットプリンタの概略断面図。
【図４】液滴吐出ヘッドの分解斜視図、（ａ）はノズル基板の説明図、（ｂ）は液室基板の説明図、（ｃ）は保護基板の説明図。
【図５】液滴吐出ヘッドの断面説明図、（ａ）は、図４中のＸ−Ｘ’断面に対応する断面説明図、（ｂ）は、図４に示したＹ−Ｙ’断面に対応する断面説明図。
【図６】プリンタの制御部のブロック説明図。
【図７】駆動波形の一例を示す説明図、（ａ）は、生成駆動波形の説明図、（ｂ）は、微駆動の入力駆動波形の説明図、（ｃ）は、小さなインク滴を吐出する入力駆動波形の説明図、図７（ｄ）は、大きなインク滴を吐出する入力駆動波形の説明図。
【図８】駆動信号における基準電位から立ち下がりと立ち上がりとの説明図、（ａ）は、駆動信号の一例の説明図、（ｂ）は、（ａ）の一部の拡大図。
【図９】圧電素子に電圧がかかっていない状態と、電圧がかかっている状態との振動板層の形状を示す概略図。
【図１０】ノズル孔近傍のインク液の変化の説明図、（ａ）は、基準電位が印加された状態の説明図、（ｂ）は、電位を立ち下げた状態の説明図、（ｃ）は、基準電位まで電位を立ち上げた状態の説明図。
【図１１】生成駆動波形の他の例の説明図。
【図１２】インク滴の吐出の説明図、（ａ）は、一つのノズル孔から異なるタイミングで吐出されるインク滴の説明図、（ｂ）は、（ａ）のインク滴の吐出によって画像が形成された用紙の上面図、（ｃ）は、形成された画像の一例の説明図。
【図１３】共通液室に熱が伝達する状態を説明する記録ヘッドの断面図。
【図１４】共通液室とヘッドドライバとの位置関係を示す記録ヘッドの斜視説明図。
【図１５】実施例１で用いる駆動波形の説明図、（ａ）は、生成駆動波形の説明図、（ｂ）は、微駆動の入力駆動波形の説明図、（ｃ）は、非駆動の入力駆動波形の説明図。
【図１６】実施例１の滴制御信号ＭＮと駆動波形との経時制御の説明図、（ａ）は、供給口付近の吐出ＣＨに対する制御の説明図、（ｂ）は、供給口から遠い位置の吐出ＣＨに対する制御の説明図。
【図１７】実施例２で用いる駆動波形の説明図、（ａ）は、生成駆動波形の説明図、（ｂ）は、微駆動の入力駆動波形の説明図、（ｃ）は、振幅が小さい微駆動の入力駆動波形の説明図。
【図１８】実施例２の滴制御信号ＭＮと駆動波形との経時制御の説明図、（ａ）は、供給口付近の吐出ＣＨに対する制御の説明図、（ｂ）は、供給口から遠い位置の吐出ＣＨに対する制御の説明図。
【図１９】実施例３における吐出ＣＨのグループ分けの一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態として、インクジェットプリンタ（以下、プリンタ１００）について説明する。
まず、プリンタ１００の基本的な構成について説明する。図２は、プリンタ１００の斜視図であり、図３は、プリンタ１００主走査方向の図２中の手前側から見たときのインクカートリッジ１０２を含む断面における概略断面図である。
プリンタ１００は、キャリッジ１０１と、記録ヘッド５１と、インクカートリッジ１０２とを含んで構成される印字機構部１０３を本体内部に有している。キャリッジ１０１は、プリンタ１００本体内部において、用紙３０の搬送方向に対して直交方向である走査方向に移動可能な部材である。記録ヘッド５１は、キャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドであり、インクカートリッジ１０２は後述する記録ヘッド５１にタンク部１０２ａ内のインク液を供給する。
【００１６】
図３に示すように、プリンタ１００は、印字機構部１０３の下方に給紙機構部１０４を有している。プリンタ１００は、詳細は後述するが、給紙機構部１０４の給紙トレイ２３０または手差しトレイ１０５から給送される用紙３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
【００１７】
記録ヘッド５１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色のインク液を吐出するインク吐出ヘッドであり、複数のインク吐出孔（後述する「ノズル孔２０」）を、主走査方向（図２中の矢印Ａ方向、図３中の紙面に直交する方向）に対して直交する方向（図中の矢印Ｂ方向）に配列している。また、記録ヘッド５１は、インク液の吐出方向が下方となるようにキャリッジ１０１に装着されている。
また、印字機構部１０３のキャリッジ１０１には、記録ヘッド５１にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色のインク液を収容した四つのインクカートリッジ１０２がそれぞれ交換可能に装着されている。
【００１８】
インクカートリッジ１０２のタンク部１０２ａの上方（図３中の上方）には、大気と連通する不図示の大気口が備えられている。また、タンク部１０２ａの下方には、タンク部１０２ａ内のインク液を記録ヘッド５１に供給する供給口１０２ｂが設けられている。さらに、タンク部１０２ａの内部には、インク液が充填された不図示の多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド５１へ供給されるインク液をわずかな負圧に維持している。
【００１９】
インクカートリッジ１０２としてはタンク部１０２ａと記録ヘッド５１とが一体となったものでもよいし、タンク部１０２ａを記録ヘッド５１とは別体としても良い。また、記録ヘッド５１としては、本実施形態では、各色に対応した複数のヘッド部を用いる構成となっているが、各色のインク液を吐出するノズル孔を有する一個のヘッド部でもよい。
【００２０】
印字機構部１０３はキャリッジ１０１を保持する保持手段として、プリンタ１００本体の主走査方向の両側面板（１００ａ及び１００ｂ）に横架したガイド部材として、主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とを有する。主ガイドロッド１０７は、キャリッジ１０１の後方側（用紙搬送方向下流側、図３中の右側）を貫通する。また、従ガイドロッド１０８は、主ガイドロッド１０７と一定間隔をおいて並行に延在し、キャリッジ１０１の前方側（用紙搬送方向上流側、図３中の左側）が載置される。キャリッジ１０１は、主ガイドロッド１０７及び従ガイドロッド１０８によって主走査方向に移動可能なように摺動自在に保持されている。
【００２１】
また、印字機構部１０３は、キャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するための移動手段として、タイミングベルト１１２と、タイミングベルト１１２を張架する駆動プーリ１１０及び従動プーリ１１１と、駆動プーリ１１０を回転駆動する主走査モータ１０９とを有している。図２に示すように、駆動プーリ１１０はプリンタ１００本体の一方の側面板（１００ｂ）側に配置し、従動プーリ１１１は、本体の他方の側面板（１００ａ）側に配置して、タイミングベルト１１２が主走査方向に平行に延在するようにしている。また、タイミングベルト１１２にはキャリッジ１０１が固定されている。
【００２２】
主走査モータ１０９は、駆動プーリ１１０を正逆回転させる駆動源であり、駆動プーリ１１０が回転すると、タイミングベルト１１２が主走査方向に無端移動する。キャリッジ１０１は、タイミングベルト１１２に固定されているため、タイミングベルト１１２とともに主走査方向に移動する。このため、主走査モータ１０９によって駆動プーリ１１０を正逆回転させることで、キャリッジ１０１が主走査方向に往復移動される。
【００２３】
一方、給紙機構部１０４には、用紙３０を積載した給紙トレイ２３０と、給紙ローラ１１３と、フリクションパッド１１４と、ガイド部材１１５と、搬送ローラ１１６とを備えている。給紙トレイ２３０は、図３中の右側から複数枚の用紙３０の束を積載可能となっており、プリンタ１００本体に対して着脱可能に装着されている。
給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４は、用紙３０を、記録ヘッド５１の下方に搬送するために、給紙トレイ２３０内にセットした用紙３０の束の最上段の一枚を分離給紙する。ガイド部材１１５は、給紙トレイ２３０から分離給紙された用紙３０を搬送ローラ１１６によって搬送される領域に案内する。
【００２４】
搬送ローラ１１６は、給紙ローラ１１３によって給紙され、ガイド部材１１５によって案内された用紙３０を、反転させて記録ヘッド５１の下面と対向する位置に搬送する。また、搬送ローラ１１６の周囲には、搬送コロ１１７及び先端コロ１１８が配置されている。搬送コロ１１７は用紙３０を搬送ローラ１１６に押し付けて、用紙３０が搬送ローラ１１６から分離することを防止している。先端コロ１１８は、記録ヘッド５１の下面と対向する位置に所定の送り出し角度で用紙３０を送り出す。搬送ローラ１１６は、副走査モータ１３０によって不図示のギヤ列を介して回転駆動が伝達され、図３中の時計周り方向に回転する。
【００２５】
記録ヘッド５１の下面と対向する位置には、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された用紙３０を記録ヘッド５１の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１１９が設けられている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、用紙３０を排出方向に送り出すための排出ローラ１２０と、排出ローラ１２０に対向する排出拍車１２１とが配置されている。さらに、排出ローラ１２０によって送り出された用紙３０を排紙トレイ１０６に排出する排紙ローラ１２３と排紙ローラ１２３に対向する排紙拍車１２４とを備えている。また、排出ローラ１２０と排紙ローラ１２３との間には、排紙経路を形成する一対のガイド部材として下ガイド部材１２５及び上ガイド部材１２６が配設されている。
【００２６】
また、プリンタ１００には、手差しで用紙３０を給紙するための手差しトレイ１０５が設けられており、手差しトレイ１０５は、トレイ開閉軸１０５ｂを中心にプリンタ１００本体に対して開倒可能に取り付けられている。この手差しトレイ１０５上の用紙３０は、手差し給紙ローラ１０５ａによって搬送ローラ１１６に搬送される。
【００２７】
印字機構部１０３における主走査方向のキャリッジ１０１の移動範囲の一端である、図２中の右手前側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド５１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ１０１は、印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されて不図示のキャッピング手段で記録ヘッド５１をキャッピングされ、ノズル孔が湿潤状態に保たれることによりインク乾燥による吐出不良を防止する構成となっている。また、記録途中などに回復装置１２７と対向する位置にキャリッジ１０１を移動させ、記録とは関係しないインク液を吐出することにより、全てのノズル孔のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。
【００２８】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド５１下面のノズル孔を密封し、キャッピング手段に設けられた不図示のチューブを通して、吸引手段でノズル孔からインク液とともに気泡等を吸い出す。さらに、ノズル孔が開口しているヘッド面（下面）に付着したインク液やゴミ等はクリーニング手段により除去され、吐出不良が回復される。また、吸引されたインク液は、プリンタ１００本体下部に設置された不図示の廃インクタンクに排出され、廃インクタンク内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００２９】
次に、プリンタ１００のプリント動作について説明する。
プリンタ１００は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から画像情報などの信号が送られ、プリント動作を実行する。プリント動作が実行されると、手差しトレイ１０５から手差し給紙ローラ１０５ａによって、または、給紙トレイ２３０から給紙ローラ１１３によって、用紙３０が給紙される。給紙トレイ２３０から給紙された用紙３０は、ガイド部材１１５や搬送コロ１１７に案内されて、搬送ローラ１１６に搬送されつつ反転し、記録ヘッド５１と対向する位置に搬送される。一方、手差しトレイ１０５から供給された用紙３０は、搬送コロ１１７に案内されて、搬送ローラ１１６に搬送されて記録ヘッド５１と対向する位置に搬送される。
【００３０】
記録ヘッド５１に対向する位置に搬送された用紙３０が所定位置に達したら、搬送ローラ１１６の回転を停止して用紙３０の移動を停止する。そして、キャリッジ１０１が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら、停止した用紙３０の所定箇所に所定のインク液を吐出して一行分の画像を用紙３０に形成する。ここで、一行とは、記録ヘッド５１が用紙３０へ記録可能な副走査方向（記録ヘッド５１に対向する位置での用紙３０の移動方向）の範囲を言う。
主走査方向に一行分の画像形成が終了したら、搬送ローラ１１６を所定時間回転させ、用紙３０を一行分、排紙トレイ１０６方向に移動させて停止する。そして、キャリッジ１０１が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら一行分の画像を形成する。
【００３１】
このような工程を所定回数繰り返して行い、用紙３０に所望の画像をプリントする。外部装置から記録終了信号を受信して所望の画像がプリントされた場合、または、用紙３０の後端が記録領域に到達した信号を受信した場合に、用紙３０は、排出ローラ１２０及び排出拍車１２１と排紙ローラ１２３及び排紙拍車１２４とによって搬送され、排紙トレイ１０６に排出される。画像形成を終了したキャリッジ１０１は、図２中右手前側の回復装置１２７と対向する位置に移動して、図示しないキャッピング手段で記録ヘッド５１のノズル孔をキャッピングする。
【００３２】
次に、記録ヘッド５１について説明する。本実施形態の記録ヘッド５１は、薄膜ピエゾヘッドである。
図４は、上述した記録ヘッド５１の一部分の分解斜視図である。図４に示す記録ヘッド５１は、圧電アクチュエータ２００を用いたものであり、インク滴を基板の面部（ヘッド面）に設けたノズル孔から吐出させるサイドシューター方式の例を示すもので図示している。なお、図２及び図３ではインク吐出孔（「ノズル孔２０」）が下方に向いて設置される記録ヘッド５１を、図４では説明の都合上、上方に描いている。
【００３３】
図４に示すように、記録ヘッド５１は、三枚の基板を重ねて形成されている。図４（ａ）は、インク液を吐出するノズル孔２０を有するノズル基板２の説明図、図４（ｂ）は、個別液室１４、振動板層５５、流体抵抗部１５、個別インク供給孔２４及び圧電素子５６等を形成した液室基板１の説明図、図４（ｃ）は、圧電素子保護空間２２や共通液室を形成する保護基板３の説明図である。このように、記録ヘッド５１は、ノズル基板２、液室基板１及び保護基板３の三枚の基板を重ねた積層構造となっている。また、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、一部断面図で示してある。
【００３４】
図５は、図４に示す記録ヘッド５１の断面説明図である。図５（ａ）は、図４中のＸ−Ｘ’断面に対応する断面説明図であり、便宜上二つの個別液室１４に対応する部分のみ示しており、一方の個別液室１４内のインクがノズル孔２０を通ってインク滴として用紙３０に向けて吐出されている様子を模式的に示している。図５（ｂ）は、図４に示したＹ−Ｙ’断面に対応する断面説明図である。図５（ａ）では、流路が狭くなっている流体抵抗部１５に対応する領域を破線で示している。
【００３５】
液室基板１には、シリコン基板４が用いられ、個別液室１４、流体抵抗部１３などのインク流路となる溝部が形成されている。
液室基板１は、シリコン基板４上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ基板を用いている。また、振動板層５５は、ＳＯＩ基板のシリコン層（Ｓｉ層）表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化膜を形成したものであり、振動板層５５の上に圧電素子５６を形成して、圧電アクチュエータ２００を構成する。圧電素子５６は、振動板層５５の上に下部電極層１５１となる白金膜、圧電体層１５２となるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）の膜、上部電極層１５３となる白金膜の多層構造を積層することで形成している。圧電素子５６は、シリコン基板４をエッチングすることにより形成された個別液室１４に対向する領域に形成されている。
【００３６】
液室基板１は、下部電極層１５１及び上部電極層１５３のそれぞれに電位を印加する配線部材１５４を備える。配線部材１５４としては、下部電極パッド部１５７を下部電極層１５１に電気的に接続する第一配線部材１５４ａと、上部電極パッド部１５８を上部電極層１５３に電気的に接続する第二配線部材１５４ｂとが設けられている。また、液室基板１は、下部電極層１５１及び上部電極層１５３と配線部材５４との層間に配置する層間絶縁膜１５５を備える。さらに、液室基板１には、配線部材１５４を保護するためのパッシベーション膜１５６が圧電アクチュエータ２００の上面及び側面を覆うように配置されている。
【００３７】
ノズル基板２は、厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板からなり、プレス加工と研磨加工とによりノズル孔２０が形成されている。このノズル孔２０はノズル基板２と液室基板１とを組み付けたときに、液室基板１の個別液室１４と対向し、個別液室１４と外部空間とを連通する。
保護基板３は、共通液室１８としてインク流路となる溝部と、圧電素子５６の保護及び変位を妨げないための圧電素子保護空間２２と、液室基板１の流路隔壁４ａの剛性を高めるために振動板層５５を介して流路隔壁４ａを補強する補強壁２３とが形成されている。
【００３８】
以下、図４及び図５に示す記録ヘッド５１の動作について説明する。
タンク部１０２ａ内から供給口１０２ｂを介して記録ヘッド５１に供給されたインク液は、共通液室１８からそれぞれの個別インク供給孔２４を経由してそれぞれの個別液室１４内にインクが供給される。
個別液室１４内がインク液により満たされた状態で、圧電素子５６の上部電極層１５３と下部電極層１５１との間に所定の駆動波形の電位を印加し、これにより圧電体層１５２が縮み、下部電極層１５１を挟んで圧電体層１５２と密着している部分の振動板層５５全体が個別液室１４側に凸形状に変形する。これにより、個別液室１４の体積が減少し個別液室１４内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２０よりインク滴を用紙３０に向けて吐出する。上部電極層１５３と下部電極層１５１との間にパルス電圧を連続的に繰り返して印加することによって、インク滴を連続的に吐出することが出来る。
以下、一組の圧電素子５６、個別液室１４及びノズル孔２０の組み合わせからなる液滴吐出機構を吐出チャンネル（吐出ＣＨ）と呼ぶ。
【００３９】
プリンタ１００では、インク滴を用紙３０に向けて吐出することによって画像形成を行っているが、記録ヘッド５１が用紙３０と対向していない状態、すなわち、画像形成を行わないタイミングでインク滴を吐出する空吐出動作を行っている。
この空吐出動作とは、印字前や印字前や印字中に、紙面と対向する領域外に記録ヘッド５１が位置するようにキャリッジ１０１を移動させて、インク滴を吐出することにより、記録ヘッド５１内で粘度が上昇したインク液を捨てる動作のことである。
【００４０】
電源が入っていない状態のプリンタ１００は、個別液室１４内のインク液が乾燥によって増粘することを防止するために、ノズル孔２０を覆うように記録ヘッド５１の下面に対してキャッピングがなされている。しかし、キャッピングがなされていても、長期間駆動させていない吐出ＣＨの個別液室１４内のインク液は少しずつ増粘する。このため、プリンタ１００では、電源投入後、印字開始前にすべての吐出ＣＨで画像形成に寄与しないインク滴の吐出を行い、個別液室１４内の増粘したインク液を捨てる印字前空吐出を行う。
【００４１】
また、印字中はすべての吐出ＣＨからインク滴が吐出されるとは限らない。他の吐出ＣＨは吐出を行っている状態で、一部の吐出ＣＨは非吐出の状態が続く場合がある。一部の吐出ＣＨで非吐出の時間が長くなると、その吐出ＣＨのノズル孔２０に形成されたメニスカス付近のインク液が増粘することで、次に吐出させる際のインク滴が曲がったり、不吐出になったりする問題が生じるおそれがある。
プリンタ１００では、このような問題の発生を防止するために、個別液室１４内のインク液にインク滴が吐出されない程度の圧力を加えて、個別液室１４やノズル孔２０内のインク液を振動させる微駆動を行う構成となっている。ノズル孔２０内のインク液を振動させることで、メニスカス付近のインク液が増粘することを抑制できる。
【００４２】
画像形成中の記録ヘッド５１は、あるタイミングでは例えば全数百の吐出ＣＨのうち数十の吐出ＣＨは吐出させるが、残りの吐出ＣＨは吐出させないといった動作を行う。微駆動はこのような吐出させない吐出ＣＨで行う動作である。なお、画像形成装置の種類によっては、印字動作中、非吐出の全ての吐出ＣＨにおいて微駆動を入れているものもある。
【００４３】
このように、印字時には、非吐出の状態が長く続く吐出ＣＨでは、インク液の増粘を防ぐために微駆動が行われているが、微駆動だけでは十分に増粘を抑えることが出来ない。このため、プリンタ１００では、印字中に定期的に紙面の外側にヘッドを移動させ、すべての吐出ＣＨからインク滴を吐出させて増粘したインク液を捨てる印字中空吐出を行う。
上述した印字前空吐出と印字中空吐出との二つの動作が空吐出動作である。
【００４４】
次に、図６のブロック説明図を参照して、複数の圧電素子５６の駆動を制御する駆動制御部５０８の一例について説明する。
プリンタ１００の制御部５００が備える駆動制御部５０８は、駆動波形生成部７０１とデータ転送部７０２とを備えている。データ転送部７０２は、印刷画像に応じた画像データ、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、及び、滴制御信号ＭＮを出力する。
【００４５】
駆動波形生成部７０１は、画像形成時及び空吐出動作時に所定の駆動波形を生成するものである。すなわち、駆動波形生成部７０１は、画像形成時には１印刷吐出周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成して出力する。また、駆動波形生成部７０１は、空吐出動作時には１空吐出周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成して出力する。空吐出動作時のインク滴の吐出は画像の形成を目的としていないため、１印刷吐出周期と１空吐出周期とでは、駆動波形生成部７０１から出力される駆動波形が異なる。
【００４６】
ここで、１印刷吐出周期及び１空吐出周期とは、それぞれ印字中、空吐出中に入力される駆動波形の１周期であり、１印刷吐出周期の駆動波形または１空吐出周期の駆動波形が一つの吐出ＣＨに入力されることにより、この吐出ＣＨのノズル孔２０でインク滴が吐出したり、微駆動の動作が行われたりする。そして、１印刷吐出周期（または１空吐出周期）で吐出ＣＨに入力する駆動波形を異ならせることにより、吐出するインク滴の大きさを異ならせることができる。
なお、以下において、１印刷吐出周期と１空吐出周期との何れにも限定しないインク滴の吐出、または微駆動、非駆動の動作を行わせる信号の周期を１駆動周期ともいう。
【００４７】
また、クロック信号は、ロジック回路の動作基準となる信号であり、ラッチ信号はラッチ回路７１２で一時的に記録データを記憶する（ラッチする）ための信号である。また、滴制御信号ＭＮは、ヘッドドライバ５０９のスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉をインク滴毎に指示する信号である。駆動波形生成部７０１が生成し、出力する駆動波形（以下、「生成駆動波形」という）を構成する駆動信号群の駆動パルス（駆動信号）を滴制御信号ＭＮにより選択する。この選択によって、上述したように大きさの異なるインク滴を吐出させて大きさの異なるドットを打ち分けたり、非吐出の動作等を行わせたりすることができる。
【００４８】
ヘッドドライバ５０９は、シフトレジスタ７１１、ラッチ回路７１２、デコーダ７１３、レベルシフタ７１４及びアナログスイッチ７１５等を備える。シフトレジスタ７１１は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データが入力されるものであり、ラッチ回路７１２は、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によって一時的に記憶するためのものである。
【００４９】
デコーダ７１３は、画像データと滴制御信号ＭＮによるデータを基に、どの圧電素子５６にどのような動作をさせるかの階調データ（各吐出ＣＨに対して、大滴、中滴及び小滴の何れか液滴を吐出する吐出駆動、微駆動または非駆動の何れの動作を行わせるか、を指示するためのデータ）をデコードし、ロジック信号として出力するものである。ここで出力される階調データにより、どの吐出ＣＨの圧電素子５６に滴制御信号ＭＮ（詳細は後述するＭＮ１〜ＭＮ９）で決まるどのような波形の信号を印加するのかが決まる。
レベルシフタ７１４は、デコーダ７１３によるロジック信号の出力をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するものである。ここで、ロジック信号とは、３［Ｖ］〜４［Ｖ］程度の低い電圧による信号であり、これにより各吐出ＣＨがどのような動作をするのか、を制御している。上述した、クロック信号、ラッチ信号及び、滴制御信号ＭＮはこのロジック信号である。このようなロジック信号の電圧はアナログスイッチ７１５を動作させるためには低すぎるため、レベルシフタ７１４ではアナログスイッチ７１５を動作可能なレベルまで電圧を増幅している。
アナログスイッチ７１５は、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるものである。
【００５０】
アナログスイッチ７１５は、各吐出ＣＨの各圧電素子５６の個別電極である上部電極層１５３に接続され、駆動波形生成部７０１からの生成駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と滴制御信号ＭＮとをデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５をオンにすることにより、生成駆動波形を構成する所定の駆動信号が選択されて駆動信号に対応する電位が各圧電素子５６に印加される。
【００５１】
次に、駆動波形について説明する。
図７は、駆動波形の一例を示す説明図である。図７（ａ）は、駆動波形生成部７０１が生成し、出力する生成駆動波形の説明図であり、図７（ｂ）〜（ｄ）は、生成駆動波形から滴制御信号ＭＮにより駆動信号Ｐが選択され、吐出ＣＨに入力される入力駆動波形の例である。図７（ｂ）は、微駆動を行う吐出ＣＨへの入力駆動波形であり、図７（ｃ）は、小さなインク滴を吐出する吐出ＣＨへの入力駆動波形であり、図７（ｄ）は、大きなインク滴を吐出する吐出ＣＨへの入力駆動波形である。
【００５２】
プリンタ１００では、駆動波形生成部７０１で生成される生成駆動波形は、図７（ａ）に示すように、１駆動周期内で時系列的に出力される六個の駆動信号（駆動パルス）Ｐ（第一駆動信号Ｐ１〜第六駆動信号Ｐ６）で構成される。図７中のＶｅは基準電位（中間電位）であり、各吐出ＣＨでは圧電素子５６の個別電極である上部電極層１５３に印加される駆動信号の電位が基準電位Ｖｅから立ち下がり、その後、立ち上がるときにインク滴を吐出する。
【００５３】
図８は、駆動信号Ｐにおける基準電位Ｖｅから立ち下がり、及び、その後の立ち上がりについての説明図である。
図８（ａ）は、１駆動周期内に駆動信号Ｐが一つだけの状態の説明図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中の駆動信号Ｐの拡大説明図である。図８（ｂ）中のβで示す部分のように電位が下がる方向にシフトしている部分が立ち下がりの部分であり、図８（ｂ）中のαで示す部分のように電位が上がる方向にシフトしている部分が立ち上がりの部分である。
そして、図７中のα２〜α５で示す立ち上がりの部分の信号に対応したタイミングでインク滴の吐出がなされる。なお、第一駆動信号Ｐ１では、α１で示す立ち上がりの部分の電位の変異が小さく、インク滴の吐出がなされるほどの圧力とならず、個別液室１４内でインク液が振動する微駆動となる。
【００５４】
基準電位Ｖｅとは、印字動作中に駆動信号Ｐが印加されていない状態の圧電素子５６（上部電極層１５３）に印加されている電位のことであり、上部電極層１５３に電位が印加され、圧電素子５６に電圧が印加されると振動板層５５はノズル孔２０側に撓む構成である。
図９は、一つの吐出ＣＨにおける圧電素子５６に電圧がかかっていない状態と、電圧がかかっている状態との振動板層５５の形状を示す概略図である。図９（ａ）は圧電素子５６に電圧がかかっていない状態の説明図であり、図９（ｂ）は圧電素子５６に電圧がかかっている状態の説明図である。振動板層５５は、図９（ａ）に示す状態から図９（ｂ）で示すように圧電素子５６に電圧がかかっているとノズル孔２０側に撓むが、図９（ａ）に示す状態からノズル孔２０の反対側には撓まない構成となっている。
【００５５】
図１０は、圧電素子５６に基準電位Ｖｅが印加された状態から電位を立ち下げた後、電位を立ち上げたときのノズル孔２０近傍のインク液の変化の説明図である。
図１０（ａ）は、基準電位Ｖｅが印加された状態の説明図、図１０（ｂ）は、電位を立ち下げた状態の説明図、図１０（ｃ）は、基準電位Ｖｅまで電位を立ち上げた状態の説明図である。
【００５６】
図８に示す駆動信号Ｐにおいて、圧電素子５６に基準電位Ｖｅを印加している状態では、振動板層５５は図９（ｂ）のようにノズル孔２０側に撓んだ状態となる。これは、圧電素子５６に電位が印加されていない図９（ａ）で示す状態から電位が印加されることにより圧電素子５６が膨張し、振動板層５５を図９中の下方に押し下げるためである。一方、ノズル孔２０の近傍については、基準電位Ｖｅを印加している状態では、図１０（ａ）に示すようにノズル孔２０の出口近傍にメニスカス２１ａが形成された状態となる。
このような状態で、図８（ｂ）中のβで示す部分ように圧電素子５６に印加される電位が基準電位Ｖｅから立ち下がると、圧電素子５６が図９（ｂ）の状態よりも収縮し、振動板層５５が個別液室１４の容積を膨張させる方向（ノズル孔２０とは反対方向）に変位する。これにより、共通液室１８から個別液室１４にインク液が流入し、図９（ａ）で示す状態となる。このとき、ノズル孔２０ではメニスカス２１ａが図１０（ａ）で示す状態よりも引き込まれ、図１０（ｂ）で示す状態となる。
【００５７】
その後、図８（ｂ）中のαで示す部分ように圧電素子５６に印加される電位が立ち上がると、圧電素子５６が再び膨張し、振動板層５５がノズル孔２０側に撓むように変異して図９（ｂ）で示す状態となる。これにより、個別液室１４の容積が収縮し、個別液室１４内のインク液が加圧され、図１０（ｃ）に示すように、ノズル孔２０からインク滴２１が吐出される。
このように、圧電素子５６に電圧がかかっている状態から、電圧がかかっていない状態とする動作によって、個別液室１４にインク液を引き込んでいる。このため、画像形成時における駆動信号Ｐを印加しないタイミングでは、圧電素子５６に対して常に基準電位Ｖｅをかけて振動板層５５をノズル孔２０側に撓ませた状態（図９（ｂ）の状態）としている。
【００５８】
図７に示す１駆動周期を構成する複数の駆動信号Ｐのうち、第一駆動信号Ｐ１は、インク滴を吐出しない程度の圧力を発生させることにより、ノズル孔２０内のインク液を振動させる微駆動信号である。基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Ｖｅまで直線的に立ち上がる波形要素で構成される。
第二駆動信号Ｐ２及び第三駆動信号Ｐ３は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号である。基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Ｖｅまで段階的に立ち上がる波形要素で構成される。
第四駆動信号Ｐ４は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号である。基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Ｖｅまで直線的に立ち上がる波形要素で構成される。
【００５９】
第五駆動信号Ｐ５は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号であり、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位に保持する波形要素、電位保持後、基準電位Ｖｅを越えて所定の電位まで立ち上がる波形要素、立ち上がり後の電位に保持する波形要素、電位保持後、更に立ち上がる波形要素、更に立ち上がった後の電位に保持する波形要素、電位保持後、基準電位まで立ち下がる波形要素（β５）で構成される。
なお、インク滴２１を一滴吐出させると、その吐出させた反動でメニスカス２１ａが振動する。メニスカスが振動している状態で、次のインク滴２１を吐出すると、所望の吐出速度が出ない等の影響がある。
【００６０】
また、第五駆動信号Ｐ５では、β５で示す波形要素によってメニスカスの振動を抑制している。これは、以下の作用による。すなわち、１駆動周期の最後で基準電位Ｖｅとなる前に、基準電位Ｖｅよりも高い電位とすることで、個別液室１４内の容積を基準電位Ｖｅの状態よりも小さくなる。その後、β５の波形要素で個別液室１４内の容積が膨張することで、ノズル孔２０内のインク液が個別液室１４に向かう圧力差が作用し、メニスカス２１ａが引き込まれる力が作用し、メニスカスの振動を抑制することができる。
【００６１】
なお、図７（ａ）の生成駆動波形は一例であり、駆動信号Ｐとして、立ち下がり後、段階的に基準電位Ｖｅまで立ち上がるものと、直線的に基準電位Ｖｅまで立ち上がるものとの両方を含んだ波形となっている。生成駆動波形としては、図１１に示すように、第二駆動信号Ｐ２と第三駆動信号Ｐ３とを、立ち下がり後、基準電位Ｖｅまで直線的に立ち上がる駆動信号Ｐとしても良い。
【００６２】
図７（ａ）に示す生成駆動波形を構成する駆動信号Ｐ（Ｐ１〜Ｐ６）のどのような組み合わせが、入力駆動波形として吐出ＣＨに入力されるかは、前述したように滴制御信号ＭＮ（ＭＮ１〜ＭＮ９）で制御される。すなわち、滴制御信号ＭＮは各圧電素子５６に印加する電位の波形を決定するための信号であり、生成駆動波形から波形を切り出す信号ということができる。
【００６３】
プリンタ１００では、滴制御信号ＭＮが、第一滴制御信号ＭＮ１、第二滴制御信号ＭＮ２・・・・、第九滴制御信号ＭＮ９の９種類ある構成である。そして、記録ヘッド５１の吐出ＣＨが全部で４００ＣＨあると、全４００ＣＨのそれぞれに、この９つの何れかの滴制御信号ＭＮによって決定された（切り出された）入力駆動波形が印加される。
各滴制御信号ＭＮに対応してどのような入力駆動波形が印加されるかは予め設定しておく。例えば、図７（ｂ）は第一滴制御信号ＭＮ１に対応する波形、図７（ｃ）は第二滴制御信号ＭＮ２に対応する波形であり、図７（ｄ）は第九滴制御信号ＭＮ９に対応する波形である。
【００６４】
プリンタ１００では、図７（ｂ）の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第一滴制御信号ＭＮ１としてあらかじめ設定しておく。これにより、ある吐出ＣＨの圧電素子５６に対して微駆動を行わせる場合には、当該吐出ＣＨでの第一滴制御信号ＭＮ１の動作指示のデータ（図６中の「画像データ」）がシフトレジスタ７１１に送られ、ラッチ回路７１２を経由して、デコーダ７１３に送られる。その後、デコーダ７１３で、当該吐出ＣＨの圧電素子５６に対して予め設定してあった第一滴制御信号ＭＮ１による動作（図７（ｂ）の波形になるように生成駆動波形から切り出された入力駆動波形に対応する動作）の指示を行う信号（ロジック信号）が出力される。
【００６５】
この信号は約３．５［Ｖ］と低電圧で、アナログスイッチ７１５を動作させるには電圧が低いため、この後、レベルシフタ７１４にてアナログスイッチ７１５を動作可能なレベルまで電圧を増幅し、生成駆動波形に対して第一滴制御信号ＭＮ１による切り替え動作（生成駆動波形のうち第一駆動信号Ｐ１だけを通す動作）を行うことによって、圧電素子５６に図７（ｂ）の波形が印加される。このように、第一滴制御信号ＭＮ１により決定された波形が圧電素子５６に印加されると該当する吐出ＣＨで微駆動の動作が行われる。
【００６６】
また、インク滴を吐出する場合も同様であり、第三駆動信号Ｐ３はインク液を吐出させる駆動信号であるが、この第三駆動信号Ｐ３だけを通す（切り出す）滴制御信号ＭＮを第二滴制御信号ＭＮ２に予め設定している。これにより、第二滴制御信号ＭＮ２により決定された波形（図７（ｃ）の波形）が圧電素子５６に印加されると小さなインク滴を吐出させる動作が行われる。同様に、第九滴制御信号ＭＮ９により決定された波形（図７（ｄ）の波形）が圧電素子５６に印加されると大きなインク滴を吐出させる動作が行われる。
【００６７】
なお、図７（ｄ）に示す入力駆動波形では、１駆動周期中に、四回の吐出を行う波形要素（α２〜α５）がある。このような入力駆動波形が入力された吐出ＣＨでは、１駆動周期中の先に吐出されたインク滴が紙面に到達する前に、同じ１駆動周期中の後に吐出されたインク滴が吐出され、先のインク滴に追い付いて一つのインク滴となった状態で紙面に到達する。このため、図７（ｃ）のように１駆動周期中に吐出を行う波形要素が一回の入力駆動波形が入力された吐出ＣＨでは小さなインク滴を吐出し、図７（ｄ）のように１駆動周期中に吐出を行う波形要素が四回の入力駆動波形が入力された吐出ＣＨでは大きなインク滴を吐出することとなる。
【００６８】
図１２は、インク滴の吐出の説明図である。
図１２（ａ）は、停止した用紙３０に対して記録ヘッド５１が矢印Ｄ方向に移動する際の一つの吐出ＣＨに対して、第二滴制御信号ＭＮ２→第二滴制御信号ＭＮ２→第九滴制御信号ＭＮ９→第一滴制御信号ＭＮ１の順の滴制御信号ＭＮに対応した入力駆動波形が入力されたときに各タイミングで吐出されるインク滴の説明図である。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）で示すように吐出されたインク滴によって画像が形成された用紙３０の上面図である。
【００６９】
（ｉ）及び（ｉｉ）のタイミングでは、当該吐出ＣＨには、第二滴制御信号ＭＮ２に対応した入力駆動波形が入力されるため、ノズル孔２０からは小さなインク滴（小滴）が用紙３０に向かって吐出される。また、（ｉｉｉ）のタイミングでは、第九滴制御信号ＭＮ９に対応した入力駆動波形が入力されるため、ノズル孔２０からは大きなインク滴（大滴）が用紙３０に向かって吐出される。一方、（ｉｖ）のタイミングでは、第一滴制御信号ＭＮ１に対応した入力駆動波形が入力されるため、吐出ＣＨで微駆動が行われ、ノズル孔２０からインク滴は吐出されない。
【００７０】
図１２（ｂ）で示すように、（ｉ）及び（ｉｉ）のタイミングで形成された画像は小径の画像となり、（ｉｉｉ）のタイミングで形成された画像は大径の画像となる。そして、（ｉｖ）のタイミングで当該ノズル孔２０と対向した位置には画像が形成されていない。
なお、図１２（ｂ）中に示す矢印Ｅは、１駆動周期に対応する紙面上の領域を示す。
図１２（ａ）及び（ｂ）で示した例では、記録ヘッド５１の動きとの対応をとるため、インク滴同士の間隔を広く示しているが、実際はインク滴同士の間隔はより狭くなり、このような動作を複数の吐出ＣＨで行うことにより、図１２（ｃ）で示すような画像が形成される。
【００７１】
次に、記録ヘッド５１内でのインク液の温度上昇について説明する。
図１３は、図５（ａ）と同様の断面における記録ヘッド５１の断面図であり、共通液室１８に熱が伝達する状態の説明図である。図１４は、共通液室１８とヘッドドライバ５０９との位置関係を示す記録ヘッド５１の斜視説明図である。
また、図１は、インク液の温度分布を示した記録ヘッド５１の分解斜視図であり、図１では、「高」で示す側ほどインク液の温度が高く、「低」で示す側ほどインク液の温度が低くなることを示している。なお、図１では、複数の圧電素子保護空間２２同士を仕切る補強壁２３の記載を省略している。
【００７２】
供給口１０２ｂから記録ヘッド５１に供給されたインク液は、共通液室１８を通過した後、吐出液室である各個別液室１４を通過してノズル孔２０から吐出される。このときの供給口１０２ｂから共通液室１８を通過するインク液の流れを図１４中の矢印Ｌで示す。
ノズル孔２０から吐出する際に駆動する圧電アクチュエータ２００及び圧電アクチュエータ２００の圧電素子５６に印加する電位を制御するヘッドドライバ５０９は駆動により発熱する。
図１３及び図１４中の矢印Ｈ１は、ヘッドドライバ５０９からの熱の伝達を示しており、矢印Ｈ２は、圧電アクチュエータ２００からの熱の伝達を示している。
【００７３】
図１４中の矢印Ｌで示す共通液室１８をインク液が通過する際、圧電アクチュエータ２００やヘッドドライバ５０９の発熱により、記録ヘッド５１内のインク液の温度が上昇する。これは、図１３及び図１４に示すように、ヘッドドライバ５０９と複数の圧電アクチュエータ２００とが共通液室１８のすぐ近くに、且つ、共通液室１８の長手方向に平行に配置され、供給口１０２ｂから供給されたインク液が共通液室１８を通ってノズル孔２０から吐出されるまでの間に、駆動により発熱した圧電アクチュエータ２００及びヘッドドライバ５０９により加熱され続けるためである。
【００７４】
また、図１に示すように、インク液の温度の上昇は供給口１０２ｂから離れた位置の個別液室１４ほど、すなわち、共通液室１８内におけるインク液の通過経路の下流側で共通液室１８に連通する個別液室１４ほど顕著である。供給口１０２ｂから離れた位置にある個別液室１４に流入するインク液は、供給口１０２ｂ近傍の個別液室１４に流入するインク液と比較して個別液室１４に到達するまでの流路が長く、より長い時間加熱され続けるため、温度の上昇が顕著となる。また、図１や図５に示すように、個別液室１４と共通液室１８とはつながっているため、供給口１０２ｂから離れた位置では、非吐出の吐出ＣＨの個別液室１４であっても、共通液室１８側のインク液から熱が伝わる。よって、供給口１０２ｂよりも遠い位置にある個別液室１４内のインク液は、吐出ＣＨの吐出・非吐出に関わらず、供給口１０２ｂ付近の個別液室１４内のインク液よりも温度が高くなる。
【００７５】
一般的に温度が高いインク液を収容する個別液室１４は、温度が低いインク液を収容する個別液室１４と比較して印加する微駆動の駆動信号（パルス）の頻度を少なく、振幅を小さくすることができる。これは、以下の理由による。
【００７６】
すなわち、もともと微駆動は、非吐出の状態の時間が長くなった場合に、メニスカス２１ａ付近のインク液が増粘することで、次に吐出させる際にインク滴が曲がったり、不吐出になったりすることを防止するために印加するパルスである。また、インク液は温度が高いほど粘度が低く、温度が低くなると粘度が高くなる。このため、記録ヘッド５１内のインク液の温度分布に応じたインク液の粘度分布が生じ、温度の高く粘度が低いインク液は、温度が低く粘度の高いインク液と比較して、増粘しにくい。よって、温度が高いインク液を収容する個別液室１４は、非吐出時にメニスカス２１ａを頻繁にゆすったり、大きくゆすったりしなくても、次に吐出パルスを印加した際にインク滴が曲がったり、不吐出となったり、といった吐出異常は起こりにくい。
【００７７】
従来のインクジェット方式のプリンタでは記録ヘッド全体ごと、または、列ごとに全ての吐出ＣＨで一律の微駆動パルスを印加していた。このため、温度の高いインク液が流入している個別液室上の圧電素子にも低いインク液が流入している個別液室上の圧電素子と同じ微駆動パルスを印加していた。つまり、温度の高いインク液が流入している個別液室上の圧電素子に必要以上のパルスが印加されており、このことが消費電力を上げる一因となっていた。また、温度が低く粘度が高いインク液を十分に攪拌できる微駆動と同様の微駆動を、温度が高く粘性が低いインク液に対して同様に行うと、攪拌されたインク液がノズル孔から漏れ出すおそれがある。
【００７８】
〔実施例１〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド５１の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図１を用いて説明したように、記録ヘッド５１内のインク液は、供給口１０２ｂから離れた位置ほど温度が高くなり、粘度が低くなる。このことを利用し、実施例１の記録ヘッド５１では、供給口１０２ｂから遠い位置にある個別液室１４上の圧電素子に印加する微駆動パルスの頻度を供給口１０２ｂ付近の個別液室１４上の圧電素子よりも少なくする構成としている。このような構成により必要以上に印加されるパルスを低減させ、消費電力を従来例よりも抑えることができる。
【００７９】
図１５は、実施例１の記録ヘッドで用いる駆動波形の説明図であり、生成駆動波形は図７を用いて説明した一例と同じ波形である。図１５（ａ）は、生成駆動波形の説明図であり、図１５（ｂ）は、微駆動を行う吐出ＣＨへの入力駆動波形であり、図１５（ｃ）は、駆動を行わない吐出ＣＨへの入力駆動波形である。実施例１では、図７を用いて説明した三つの滴制御信号ＭＮ（ＭＮ１、ＭＮ２及びＭＮ９）の他に、図１５（ｃ）の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第三滴制御信号ＭＮ３に対応する動作としてあらかじめ設定しておく。
【００８０】
図１６は、実施例１の記録ヘッド５１の非吐出の吐出ＣＨに対応した滴制御信号ＭＮと、吐出ＣＨに印加される駆動波形との経時制御の説明図である。図１６（ａ）は、供給口１０２ｂ付近の吐出ＣＨに対する制御の説明図であり、図１６（ｂ）は、供給口１０２ｂから遠い位置の吐出ＣＨに対する制御の説明図である。
【００８１】
供給口１０２ｂ付近の非吐出の吐出ＣＨに対応する滴制御信号ＭＮとして、データ転送部７０２は第一滴制御信号ＭＮ１のみを出力する。これにより、供給口１０２ｂ付近の非吐出の吐出ＣＨは、図１６（ａ）に示すように、各駆動周期で図１５（ｂ）の入力駆動波形が入力され、供給口１０２ｂ付近の非吐出の吐出ＣＨでは各駆動周期において微駆動が行われる。
一方、供給口１０２ｂから遠い位置にある非吐出の吐出ＣＨに対応する滴制御信号ＭＮとしては、データ転送部７０２は第一滴制御信号ＭＮ１と第三滴制御信号ＭＮ３とを交互に出力する。これにより、供給口１０２ｂから遠い位置の非吐出の吐出ＣＨは、図１６（ｂ）に示すように、１駆動周期毎に図１５（ｂ）の入力駆動波形と図１５（ｃ）の入力駆動波形とが交互に入力される。これにより、供給口１０２ｂから遠い位置にある非吐出の吐出ＣＨに１駆動周期毎に微駆動と非駆動とが交互に行われる。
また前述のとおり、どの圧電素子にどのタイミングで微駆動パルスを印加するかは、図６中の制御部５００によって制御される。
【００８２】
例えば、共通液室１８の長手方向（図中の矢印Ｂ方向）に４００個の個別液室１４が配置されており、長手方向の一端から２００個目と２０１個目との間に、供給口１０２ｂの中心が位置する構造であるとする。この場合、長手方向の一端から数えて１〜５０個目、及び、３５１〜４００個目のそれぞれ５０個ずつの個別液室１４を供給口１０２ｂから遠い位置とし、これらの個別液室１４に対応する各圧電素子５６には、非吐出のタイミングでは図１６（ｂ）の駆動波形が印加される。一方、それ以外の個別液室１４（５１〜３５０個目の３００個）は、供給口１０２ｂ付近として、対応する各圧電素子５６には、非吐出のタイミングでは図１６（ａ）の駆動波形が印加される。
このように制御することにより、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４上の圧電素子５６に印加する微駆動パルスの頻度を供給口１０２ｂ付近の個別液室１４上の圧電素子５６よりも少なくする構成を実現することができる。
【００８３】
微駆動パルスの頻度を少なくすることで、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４上の圧電素子５６での消費電力を少なくすることができる。また、供給口１０２ｂから遠い吐出ＣＨでの微駆動の頻度を少なくすることで、攪拌される頻度が減少し、粘度がある程度上がった状態で攪拌が行われるため、インク液がノズル孔から漏れ出すことを抑制することができる。
このような構成により、供給口１０２ｂ付近の個別液室１４内のインク液に対して十分な攪拌を行いつつ、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４内のインク液が漏れることを防止できるため、ノズル孔２０からインク滴を吐出させないで個別液室１４内のインク液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。
【００８４】
実施例１の記録ヘッド５１を備えるプリンタ１００では、以下の理由により吐出ＣＨ間での吐出特性のバラツキを低減できる。
すなわち、上述したように、微駆動パルスの数が少なくなると個別液室１４の上の圧電素子５６で消費する電力を抑えることができる。消費電力が小さくなると圧電素子５６での発熱が抑えられるため、供給口１０２ｂから遠い位置に配設された圧電素子５６からの発熱量は少なくなり、インク液の温度の上昇が抑えられる。よって、供給口１０２ｂ付近の個別液室１４中のインク粘度（インク温度）と供給口１０２ｂから離れた位置にある個別液室１４中のインク粘度（インク温度）との差が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができる。
このように、実施例１の記録ヘッド５１では、消費電力を少なくし、粘度が下がったインク液が非吐出の吐出ＣＨのノズル孔２０から漏れ出すことを抑制でき、さらに、吐出特性の良好な液滴吐出装置を実現している。
【００８５】
〔実施例２〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド５１の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
実施例２の記録ヘッド５１では、供給口１０２ｂから遠い位置にある個別液室１４上の圧電素子に印加する微駆動パルスの振幅を供給口１０２ｂ付近の個別液室１４上の圧電素子よりも小さくする構成としている。これは以下の理由による。
すなわち、上述したように、供給口１０２ｂから遠い位置にある個別液室１４中のインク液は温度が高くなり粘度が低くなるため、供給口１０２ｂ付近の個別液室１４中のインク液と比較してメニスカスをゆする量が小さくても増粘しづらく、次に印加される吐出パルスに影響を与え難いためである。
このように異なる微駆動パルスを異なる吐出ＣＨに印加する一例としては、図７の第六駆動信号Ｐ６の部分を第一駆動信号Ｐ１よりも振幅の小さい微駆動パルスに変更すればよい。
【００８６】
図１７は、実施例２の記録ヘッド５１で用いる駆動波形の説明図であり、図１７（ａ）は、生成駆動波形の説明図であり、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）は、非吐出の吐出ＣＨへの入力駆動波形である。実施例２では、図７を用いて説明した三つの滴制御信号ＭＮ（ＭＮ１、ＭＮ２及びＭＮ９）の他に、図１７（ｃ）の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第四滴制御信号ＭＮ４に対応する動作としてあらかじめ設定しておく。なお、図１７の生成駆動波形は、第六駆動信号Ｐ６が微駆動を行う駆動信号となっており、第六駆動信号Ｐ６が非駆動を行う駆動信号である図７の生成駆動波形とは異なるため、第四滴制御信号ＭＮ４以外の滴制御信号ＭＮに対応する入力駆動波形は、第六駆動信号Ｐ６を含まない駆動波形に設定する。
【００８７】
実施例２では、第一駆動信号Ｐ１と第六駆動信号Ｐ６とが共に微駆動パルスであるが、その電位の振幅が異なり、第六駆動パルスＰ６の方が振幅が小さくなっている。
図１８は、実施例２の記録ヘッド５１の非吐出の吐出ＣＨに対応した滴制御信号ＭＮと、吐出ＣＨに印加される駆動波形との経時制御の説明図である。図１８（ａ）は、供給口１０２ｂ付近の吐出ＣＨに対する制御の説明図であり、図１８（ｂ）は、供給口１０２ｂから遠い位置の吐出ＣＨに対する制御の説明図である。
【００８８】
供給口１０２ｂ付近の非吐出の吐出ＣＨに対応する滴制御信号ＭＮとして、データ転送部７０２は第一滴制御信号ＭＮ１を出力する。これにより、供給口１０２ｂ付近の非吐出の吐出ＣＨでは、図１８（ａ）に示すように各駆動周期で図１７（ｂ）の入力駆動波形が入力され、第一駆動信号Ｐ１に基づいた微駆動が行われる。
一方、供給口１０２ｂから遠い位置にある非吐出の吐出ＣＨに対応する滴制御信号ＭＮとしては、データ転送部７０２は第四滴制御信号ＭＮ４を出力する。これにより、供給口１０２ｂから遠い位置の非吐出の吐出ＣＨでは、図１８（ｂ）に示すように各駆動周期で図１７（ｃ）の入力駆動波形が入力され、第六駆動信号Ｐ６に基づいた微駆動が行われる。このように設定することで、吐出ＣＨの位置によって振幅の異なる微駆動パルスを吐出ＣＨに入力することが可能である。
【００８９】
駆動パルスの振幅を小さくすることで、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４上の圧電素子５６での消費電力を少なくすることができる。また、消費電力が小さくなることで、実施例１と同様に、吐出ＣＨ毎の吐出特性の差を小さくすることができる。さらに、供給口１０２ｂから遠い吐出ＣＨでの微駆動の振幅を小さくすることで、温度が高く粘度が低くなって吐出し易いインク液に付与する圧力を小さくできるため、インク液がノズル孔から漏れ出すことを抑制することができる。
このような構成により、供給口１０２ｂ付近の個別液室１４内のインク液に対して十分な攪拌を行いつつ、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４内のインク液が漏れることを防止できるため、ノズル孔２０からインク滴を吐出させないで個別液室１４内のインク液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。
このように、実施例２の記録ヘッド５１では、実施例１と同様に、消費電力を少なくし、粘度が下がったインク液が非吐出の吐出ＣＨのノズル孔２０から漏れ出すことを抑制でき、さらに、吐出特性の良好な液滴吐出装置を実現している。
【００９０】
供給口１０２ｂから遠い個別液室１４上の圧電素子５６に対して、実施例１では、印加する微駆動パルスの頻度を少なくし、実施例２では、印加する微駆動パルスの振幅を小さくしているが、これらを組み合わせても良い。すなわち、供給口１０２ｂから遠い個別液室１４上の圧電素子５６に対して供給口１０２ｂ付近の個別液室１４上の圧電素子５６よりも、印加する微駆動パルスの頻度をも少なくし、且つ、印加する微駆動パルスの振幅を小さくしても良い。このような構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００９１】
〔実施例３〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド５１の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
実施例３では、吐出ＣＨを複数のグループに分け、吐出ＣＨごとではなく、それぞれのグループごとに駆動信号Ｐの構成が異なる入力駆動波形を印加する。
図１９は、実施例３における吐出ＣＨ（個別液室１４及び圧電アクチュエータ２００）のグループ分けの一例を示す説明図であり、記録ヘッド５１が備える液室基板１のみ図示している。
【００９２】
実施例３では、図１９に示すように、長手方向（図中矢印Ｂ方向）に一列に並んだ吐出ＣＨのうち図中左端部付近のものを第一グループＧ１、供給口１０２ｂ付近のものを第二グループＧ２、図中右端部付近のものを第三グループＧ３と三つのグループに分けている。そして、非吐出の吐出ＣＨについて、第二グループＧ２のみ第一グループＧ１及び第三グループＧ３とは異なる微駆動パルスを印加する構成である。このとき、第一グループＧ１及び第三グループＧ３に印加する微駆動パルスは、第二グループＧ２に印加する微駆動パルスよりもパルスの振幅が小さくなっている。
【００９３】
これにより供給口１０２ｂから遠いグループ（Ｇ１及びＧ３）では印加される微駆動による消費電力が小さくなる。これは印加する微駆動パルスの振幅が小さいほど消費する電力が小さいためである。
【００９４】
また、これに伴いグループごとの吐出特性の差を小さくすることができる。これは、以下の理由による。
すなわち、第一グループＧ１及び第三グループＧ３の圧電素子５６が消費する電力は微駆動パルスの振幅が小さくなることにより小さくなる。これに伴って、第一グループＧ１及び第三グループＧ３に配設された圧電素子５６の発熱が、第二グループＧ２と比較して抑えられる。これにより、第一グループＧ１及び第三グループＧ３に含まれる個別液室１４中のインク液の粘度（温度）と、第二グループＧ２に含まれる個別液室１４中のインク液の粘度との差が小さくなるためである。
【００９５】
実施例３のようにグループ分けすることにより、駆動制御部５０８での処理を迅速に行うことができるようにもなる。例えば、サーミスタ等で個別液室１４ごとの温度を検知し、検知した温度分布に合わせて吐出ＣＨごとに圧電素子５６に印加する駆動波形を決定する構成と比較するとグループごとに制御することにより、図６に示す駆動制御部５０８での処理を簡略化することができる。
このように、実施例３の記録ヘッド５１では、実施例１や実施例２の記録ヘッド５１とどうように、消費電力の低減、吐出特性の差の低減に効果があるとともに、駆動制御部５０８での処理を迅速に行うことができる。
【００９６】
上述した実施例１〜３の何れの構成においても、駆動による経時変化によって供給口１０２ｂ付近とする吐出ＣＨと、供給口１０２ｂから遠い位置とする吐出ＣＨとの境目を変化させてもよい。これは、記録ヘッド５１を長時間使用した場合などは記録ヘッド５１の全体の温度が高くなることがあるためである。
このような場合、実施例１の構成を例にとると、上述した構成では、長手方向の一方の端部から１〜５０個目および３５１〜４００個目のそれぞれ５０個を供給口１０２ｂから遠い位置の吐出ＣＨとしている。このような構成で、記録ヘッド５１の全体の温度の所定の状態よりも高くなったときに、長手方向の一方の端部から１〜８０個目および３２１〜４００個目のそれぞれ８０個を供給口１０２ｂから遠い位置の吐出ＣＨというように設定を変更することで、温度が変化した状態においても同様の効果を期待することが出来る。
また、外気温が高い場合もヘッド全体の温度が上昇するため同様に境目は変化させることで、同様の制御を行うことで同様の効果が期待できる。
【００９７】
本実施形態の記録ヘッド５１では、供給口１０２ｂから近い個別液室１４上に配設された駆動素子である圧電素子５６により行う微駆動と、供給口１０２ｂから離れた位置に配設された圧電素子５６により行う微駆動とで、後者の微駆動によるメニスカスの振動を小さく、頻度を少なくなるように制御する。このような記録ヘッド５１を備えることにより、プリンタ１００は、電力消費量を低減でき、かつインク温度の差が小さくなり良好な吐出特性を示す画像形成装置とすることができる。
なお、本実施形態の記録ヘッド５１では、個別液室１４内に圧力を発生させる圧力発生手段として、圧電アクチュエータ２００を用いたピエゾ方式を用いた構成である。圧力発生手段としては、ピエゾ方式に限るものではない。発熱素子を用いたバブルジェット方式や静電力によって振動板を変形させる静電方式等であっても、その駆動制御によって、インクの吐出、非吐出、及び、非吐出時の微駆動に対応した圧力を発生させることができるものであればよい。
【００９８】
また、本実施形態のプリンタ１００は、上記実施例１〜３に記載された微駆動動作が安定する記録ヘッド５１を備えるため、微駆動動作状態の吐出ＣＨからインクが漏れることを防止することで用紙３０の非画像部にインクが付着する不良画像を防止できる。さらに、微駆動動作状態の吐出ＣＨの個別液室１４内のインク液に対して十分な攪拌を行うことができるため、ノズル孔２０の目詰まりを防止でき、目詰まりに起因してインク滴が曲がったり、不吐出になったりすることによる不良画像を防止できる。
【００９９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
インク滴等の液滴を吐出するノズル孔２０等の吐出孔と、吐出孔により外部と連通し、かつ、液滴となる吐出液を収容する個別液室１４等の吐出液室と、吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ２００等の圧力発生手段と、からなる吐出ＣＨ等の液滴吐出機構を複数備え、複数の液滴吐出機構のそれぞれの吐出液室に連通し、吐出液室に供給する吐出液が通過する共通液室１８等の共通流路と、共通流路に吐出液を供給する供給口１０２ｂ等の液供給口と、複数の液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御部５０８等の駆動制御手段とを備え、駆動制御手段が、吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する記録ヘッド５１等の液滴吐出ヘッドにおいて、共通流路内における吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する吐出液室（供給口１０２ｂ付近の個別液室１４等）内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室（供給口１０２ｂから離れた位置の個別液室１４等）内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ない。これによれば、上記実施例１について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で圧力を発生させる頻度を少なくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で圧力を発生させる頻度を少なくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度差が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
（態様Ｂ）
インク滴等の液滴を吐出するノズル孔２０等の吐出孔と、吐出孔により外部と連通し、かつ、液滴となる吐出液を収容する個別液室１４等の吐出液室と、吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ２００等の圧力発生手段と、からなる吐出ＣＨ等の液滴吐出機構を複数備え、複数の液滴吐出機構のそれぞれの吐出液室に連通し、吐出液室に供給する吐出液が通過する共通液室１８等の共通流路と、共通流路に吐出液を供給する供給口１０２ｂ等の液供給口と、複数の液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御部５０８等の駆動制御手段とを備え、駆動制御手段が、吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する記録ヘッド５１等の液滴吐出ヘッドにおいて、共通流路内における吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する吐出液室（供給口１０２ｂ付近の個別液室１４等）内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室（供給口１０２ｂから離れた位置の個別液室１４等）内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さい。これによれば、上記実施例２について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で発生させる圧力を小さくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で発生させる圧力を小さくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度差が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）の態様において、共通液室１８等の共通流路内におけるインク液等の吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する個別液室１４等の吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ２００等の圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少なく、且つ、発生させる圧力が小さい。これによれば、上記実施例２について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で発生させる圧力を小さく、且つ、発生させる頻度を少なくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で発生させる圧力を小さく、且つ、発生させる頻度を少なくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度差が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）の何れかの態様において、複数の吐出ＣＨ等の液滴吐出機構を二つ以上のグループに分け、同じグループに含まれる液滴吐出機構の微駆動動作は同様の動作となるように制御し、第一グループＧ１等のあるグループに含まれる液滴吐出機構は、第二グループＧ２等の少なくとも一つの他のグループに含まれる液滴吐出機構とは微駆動動作の動作が異なる。これによれば、上記実施例３について説明したように、個別の液滴吐出機構毎に微駆動動作の制御を行うものに比べて、駆動制御部５０８等の駆動制御手段での処理を簡略化することができ、微駆動動作を安定化、消費電力の低減、吐出特性の差の低減に効果があるとともに、駆動制御手段での処理を迅速に行うことができる。
（態様Ｅ）
インク滴を吐出する記録ヘッド５１等のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット方式のプリンタ１００等の画像形成装置において、インクジェットヘッドとして（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）の何れかの態様の液滴吐出ヘッドを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、インクジェットヘッドの微駆動動作が安定することにより、不良画像の発生を防止でき、高品質の画像形成を行うことができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  液室基板
２  ノズル基板
３  保護基板
４  シリコン基板
１４  個別液室
１８  共通液室
２０  ノズル孔
２１ａ  メニスカス
５１  記録ヘッド
５５  振動板層
５６  圧電素子
１００  プリンタ
１０１  キャリッジ
１０２ｂ  供給口
１５１  下部電極層
１５２  圧電体層
１５３  上部電極層
１５４  配線部材
１５４ａ  第一配線部材
１５４ｂ  第二配線部材
１５５  層間絶縁膜
１５６  パッシベーション膜
１５７  下部電極パッド部
１５８  上部電極パッド部
２００  圧電アクチュエータ
２３０  給紙トレイ
５００  制御部
５０８  駆動制御部
５０９  ヘッドドライバ
７０１  駆動波形生成部
７０２  データ転送部
７１１  シフトレジスタ
７１２  ラッチ回路
７１３  デコーダ
７１４  レベルシフタ
７１５  アナログスイッチ
ＭＮ  滴制御信号
Ｐ  駆動信号
Ｖｅ  基準電位
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開平１０−１００４０１号公報
【特許文献２】特開平２−２８９３５１号公報
【特許文献３】特許第３３８４４５２号公報
【特許文献４】特開２０１１−３７２４１号公報
【図１】
0005975324.tif 000002
【図２】
0005975324.tif 000003
【図３】
0005975324.tif 000004
【図４】
0005975324.tif 000005
【図５】
0005975324.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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