(57)【要約】【課題】メニスカスの微振動によって吐出不良の発生を防止するとともに、吐出周期の短縮化、及び瞬間消費電流、瞬間消費電力の抑制を実現できる液体吐出ヘッドの駆動装置及びこれを用いた液体吐出装置並びに画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明による液体吐出ヘッドの駆動装置は、体積が異なる複数種類の液滴を吐出するための複数の吐出波形要素を含んだ吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段（１３０）と、メニスカスを微振動させるための微振動波形要素を含んだ微振動用共通駆動波形を発生させる第２の駆動波形発生手段（１３２）と、を独立して備え、液を吐出させるノズルの圧力発生素子に吐出波形要素を印加する一方、液を吐出させないノズルの圧力発生素子には微振動波形要素を選択的に印加する駆動選択手段（１１６，１２０，１３４）を備える。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力発生素子に駆動用の信号を与えて前記ノズルから液を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、
体積が異なる複数種類の液滴を吐出するための複数の吐出波形要素を含んだ吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、
前記ノズルから液を吐出させない程度にメニスカスを微振動させるための微振動波形要素を含んだ微振動用共通駆動波形を発生させる第２の駆動波形発生手段と、
前記複数のノズルのうち吐出を行うノズルの圧力発生素子に対して前記吐出用共通駆動波形の少なくとも１つの吐出波形要素を選択的に印加するとともに、吐出を行わないノズルの中から微振動を行わせるノズルを選択し、該選択した微振動対象ノズルの圧力発生素子に対して前記微振動用共通駆動波形の少なくとも１つの微振動波形要素を印加する駆動選択手段と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項２】
複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力発生素子に駆動用の信号を与えて前記ノズルから液を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、
体積が異なる複数種類の液滴を吐出するための複数の吐出波形要素を含んだ吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、
前記ノズルから液を吐出させない程度にメニスカスを微振動させるための微振動波形要素を含んだ微振動用共通駆動波形を発生させる第２の駆動波形発生手段と、
前記複数のノズルのうち吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子に対して前記吐出用共通駆動波形の少なくとも１つの吐出波形要素を選択的に印加するとともに、吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に対して前記微振動用共通駆動波形の少なくとも１つの微振動波形要素を印加する駆動選択手段と、
前記吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子と前記吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に対して同時にそれぞれの駆動波形を印加する場合に、前記吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に印加する前記微振動波形要素の立ち上がり部及び立ち下がり部のうち少なくとも一方は、前記吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子に印加する前記吐出波形要素の立ち上がり部又は立ち下がり部と重ならないように制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項３】
前記駆動選択手段は、液の粘度、非吐出期間、温度、湿度、直前に吐出した液滴体積、周辺のノズルから吐出させた液の体積のうち少なくとも１つの条件に基づいて、微振動させるノズルに印加する微振動波形要素の数、微振動波形要素の周波数、及び微振動波形要素の印加タイミングのうち少なくとも１つを制御する微振動制御手段を含んで構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項４】
前記微振動用共通駆動波形の周期は、前記吐出用共通駆動波形の周期の１／Ｎ（ただし、Ｎは正の整数）であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項５】
前記第２の駆動波形発生手段は、前記微振動用共通駆動波形として２値矩形波を発生させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項６】
複数のノズル及び各ノズルに連通した各圧力室に対応して設けられた複数の圧力発生素子を有した液体吐出ヘッドと、
請求項１乃至５の何れか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。
【請求項７】
請求項６記載の液体吐出装置を備え、前記ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及び画像形成装置に係り、特に多数の吐出口（ノズル）に対応した圧力発生素子を有する液体吐出ヘッドの駆動に好適な駆動装置の構成及びその駆動制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いるインクジェット記録装置においては、インク体積が異なる複数種類のインク滴（例えば、大ドット，中ドット，小ドット）を吐出させる複数の駆動波形要素を組み合わせた１つの共通駆動波形を用い、各圧電素子に対して必要な波形部分をスイッチによって選択的に印加する共通駆動回路方式が一般的に知られている（特許文献１，２）。この方式は、複数の圧電素子に共通の駆動波形を同時に印加するため、駆動波形の生成回路を各圧電素子について個別に用意する必要がなく、高電圧高精度なアナログ回路の数及び配線数を削減できるという利点がある。
【０００３】
また、インクジェット方式における一般的な課題の一つとして、ノズルの目詰まり（不吐出）や吐出量異常、飛翔方向異常などに代表される吐出不良への対策がある。かかる吐出不良対策について、特許文献３では、記録に使用するインクと同種類のインクを備える保守ステーションにインクジェットヘッドを移動し、保守ステーション内のインクに浸漬させることによって、インクジェットヘッドの洗浄とインクの乾燥を防止する方法を開示している。また、特許文献４では、記録ヘッドを印刷領域外に退避させて空吐出（予備吐出）を行うことにより、目詰まりからの回復が可能である旨が記載されている。
【０００４】
特許文献３，４に開示の技術は、複数個のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって通紙方向と垂直方向に往復移動させて記録を行う方式（いわゆるキャリッジ方式又はシャトル方式と呼ばれる方式）であり、記録ヘッドを印刷領域外に退避させてインクの乾燥防止又は目詰まりの除去を行うことができる。また、シャトル方式の場合、記録ヘッドが通紙方向と垂直方向に移動して画像記録を行うため、あるノズルに目詰まりが発生しても他のノズルからインクを吐出して印字の代行を行うことができる。
【０００５】
これに対し、ノズルを印字領域の全幅にわたって多数アレイ上に配列したライン方式の記録ヘッドは、所定の位置に固定されているため、キャリッジ方式のように記録ヘッドを印刷領域外に退避させて目詰まり防止策を施すのは困難である。また、ライン方式の記録ヘッド（固定設置型のヘッド）の場合、目詰まりが発生したノズルに対応する位置に他のノズルで印字することは困難であり、目詰まりノズルの位置に対応する画像部分に印字ドットが欠落した白抜けの画像になるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するために、吐出不良に対する別の従来技術として、ノズル開口に連通する圧力室に付設された圧電素子に、インク滴を吐出させない程度の微小な駆動信号を印加してノズル開口近傍のメニスカスを微小振動させることで目詰まりを防止する技術が提案されている（特許文献５，６等）。
【０００７】
また、既に紹介した特許文献１，２は、インク体積が異なる複数種類のインク滴を吐出させる複数の駆動パルスと、ノズル開口近傍のメニスカスに微振動を生じさせる微振動パルスとを一吐出駆動周期の駆動信号の中に効率よく収め、印字動作中にあっても微小な駆動信号（微振動パルス）を印加して、メニスカスを微振動させ、ノズルの目詰まりを防止する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００２−１５４２０７号公報
【特許文献２】特開２０００−３７８６７号公報
【特許文献３】特開平７−１９５７０１号公報
【特許文献４】特開平７−２６６５８０号公報
【特許文献５】特開２００３−１８５７号公報
【特許文献６】特開２００３−１７５６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多数のノズルを有するライン方式の記録ヘッドは、複数のノズルから同時にインクを吐出させ、高速に印字記録を行わせることができるが、このような記録ヘッドに上述の共通駆動回路方式をそのまま適用すると、１つの駆動波形で同時に多数の圧電素子を駆動するため、瞬間的に大きな電力を消費し、電源の電圧降下が発生し、確実に駆動するためには極めて大きな電源が必要となる。また、電源を十分に大きくしても、記録ヘッド内及びその周辺の配線抵抗があるため電圧降下が避けられない。その結果、駆動エネルギーが不足し、インクの吐出が不安定となり、記録画像が不良となる可能性がある。
【０００９】
このような問題を回避するために、多数のノズルを複数のブロックに分割し、ブロック毎に別々のタイミングで駆動する時分割駆動を行うことも考えられる。しかし、ノズル数が非常に多くなると、１つの共通駆動回路で駆動できる駆動能力（例えば、回路を構成しているトランジスタのコレクタ電流Ｉcmax) を超えてしまい、共通駆動回路を複数持つ必要性が発生し、回路規模も大きくなってしまう。
【００１０】
また、特許文献１，２のように、一吐出駆動周期内に、印字記録に直接関わらない微振動用波形要素を用意し、該微振動用波形要素を含む共通駆動波形を用いて必要な波形部分を選択的に印加する構成は、一般に印字速度を低下させる。特に、多数のノズルをアレイ状に配列したライン方式の記録ヘッドの場合、その特徴であるスループットを低下させ、プリンタとしての性能を落とすことにつながる。
【００１１】
さらに、共通駆動波形方式によって微振動用駆動を数千個の圧電素子に対して常時行うと、吐出駆動と併せて、瞬間的な消費電力が多くなり、電源が不十分になる可能性があるだけでなく、共通駆動回路も駆動能力を超え、回路を破壊させる可能性があり、さらには、圧電素子自身を劣化させる恐れがある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吐出駆動と同時に、不吐出を回避するためにメニスカスを微振動させる微振動駆動を行い、吐出不良の発生を防止して吐出性能（プリンタの場合は印字品質）を保持しつつ、吐出周期の短縮化（印字速度の高速化）を可能にするとともに、駆動回路の小型化、並びに瞬間消費電流、瞬間消費電力を低下させることができる液体吐出ヘッドの駆動装置及びこれを用いた液体吐出装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力発生素子に駆動用の信号を与えて前記ノズルから液を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、体積が異なる複数種類の液滴を吐出するための複数の吐出波形要素を含んだ吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、前記ノズルから液を吐出させない程度にメニスカスを微振動させるための微振動波形要素を含んだ微振動用共通駆動波形を発生させる第２の駆動波形発生手段と、前記複数のノズルのうち吐出を行うノズルの圧力発生素子に対して前記吐出用共通駆動波形の少なくとも１つの吐出波形要素を選択的に印加するとともに、吐出を行わないノズルの中から微振動を行わせるノズルを選択し、該選択した微振動対象ノズルの圧力発生素子に対して前記微振動用共通駆動波形の少なくとも１つの微振動波形要素を印加する駆動選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、複数種類の液滴体積の吐出に対応した複数の吐出波形要素を含む吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、メニスカスに微振動を生じさせるための微振動波形要素を含む微振動用共通波形要素を発生させる第２の駆動波形発生手段とを独立して備え、液を吐出させるノズルの圧力発生素子には吐出波形要素を印加する一方、この吐出波形要素の印加と同時に、液を吐出させないノズルの圧力発生素子には微振動波形要素を選択的に印加可能な構成にしたので、微振動波形要素と吐出波形要素とを１つの共通駆動波形の中に収めた従来の方法と比較して吐出周期が短縮される。
【００１５】
複数のノズルのうち一部のノズルについては吐出を行うと同時に、吐出していないノズルに対して、状況に応じて選択的に微振動を行うことができるため、吐出品質を維持することができ、吐出不良の発生を防止できる。
【００１６】
また、他のノズルによる吐出期間中に、吐出させないノズルに対して微振動を与えるタイミングを制御することにより、瞬間的な消費電流、消費電力を抑制することができる。これにより、回路負担を低減でき、常時微振動を行う方法と比較して、全体の消費電流（平均的な消費電流）を低減でき、かつ圧力発生素子の耐久性（寿命）を向上させることができる。
【００１７】
第１の駆動波形発生手段と、第２の駆動波形発生手段とを分けて、それぞれ独立の回路で構成することにより、回路の負荷が分散され、多数の圧力発生素子を同時に駆動する場合の駆動波形の歪みが抑えられ、安定した吐出を行うことができる。
【００１８】
さらに、第１の駆動波形発生手段と第２の駆動波形発生手段とを分けたことにより、回路の消費電力、発熱を分散させることができ、回路規模及び放熱器の小型化も可能である。
【００１９】
請求項２に係る発明は、複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力発生素子に駆動用の信号を与えて前記ノズルから液を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動装置であって、体積が異なる複数種類の液滴を吐出するための複数の吐出波形要素を含んだ吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、前記ノズルから液を吐出させない程度にメニスカスを微振動させるための微振動波形要素を含んだ微振動用共通駆動波形を発生させる第２の駆動波形発生手段と、前記複数のノズルのうち吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子に対して前記吐出用共通駆動波形の少なくとも１つの吐出波形要素を選択的に印加するとともに、吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に対して前記微振動用共通駆動波形の少なくとも１つの微振動波形要素を印加する駆動選択手段と、前記吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子と前記吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に対して同時にそれぞれの駆動波形を印加する場合に、前記吐出を行わないノズルに対応した圧力発生素子に印加する前記微振動波形要素の立ち上がり部及び立ち下がり部のうち少なくとも一方は、前記吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子に印加する前記吐出波形要素の立ち上がり部又は立ち下がり部と重ならないように制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
容量性負荷となる圧力発生素子に流れる駆動電流は、駆動波形の変化部分（立ち上がり部及び立ち下がり部）で充放電される。したがって、立ち上がり部及び立ち下がり部に相当する期間（波形の傾きがある期間）に比較的大きな駆動電流が流れ、それ以外のとき（波形の傾きがないフラット部分）は、殆ど電流が流れない。本発明によれば、吐出用の駆動波形と微振動用の駆動波形をそれぞれ異なるノズルの圧力発生素子に同時に印加する場合、微振動波形要素の立ち上がり部及び立ち下がり部と、吐出波形要素の立ち上がり部及び立ち下がり部とがなるべく重ならないようにすることで、吐出用の駆動電流と、微振動用の駆動電流とが流れるタイミングが分散され、瞬間的な消費電流を抑えることができる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の液体吐出ヘッドの駆動装置の一態様に係り、前記駆動選択手段は、液の粘度、非吐出期間、温度、湿度、直前に吐出した液滴体積、周辺のノズルから吐出させた液の体積のうち少なくとも１つの条件に基づいて、微振動させるノズルに印加する微振動波形要素の数、微振動波形要素の周波数、及び微振動波形要素の印加タイミングのうち少なくとも１つを制御する微振動制御手段を含んで構成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、液の粘度、非吐出期間、温度、湿度、直前に吐出した液滴体積、周辺のノズルから吐出させた液の体積のうち少なくとも１つの条件から微振動の要否等を判断し、状況に応じて適切な微振動駆動を行うことができる。これにより、吐出性能を維持できるとともに、不要な微振動駆動を省くことができるので、平均的な消費電力を抑えることができ、圧力発生素子の劣化を抑制できる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３記載の液体吐出ヘッドの駆動装置の一態様に係り、前記微振動用共通駆動波形の周期は、前記吐出用共通駆動波形の周期の１／Ｎ（ただし、Ｎは正の整数）であることを特徴とする。
【００２４】
かかる態様によれば、吐出用共通駆動波形よりも高周波数の微振動用共通駆動波形を用いることで、一吐出周期内で複数個の微振動波形要素を印加することができる。また、一吐出周期内で吐出波形要素と微振動波形要素とを組み合わせて圧力発生素子に印加することもできる。この場合、さらに、吐出体積によって微振動波形要素の数や印加位置を設定することが好ましい。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの駆動装置の一態様に係り、前記第２の駆動波形発生手段は、前記微振動用共通駆動波形として２値矩形波を発生させることを特徴とする。
【００２６】
微振動の駆動を単純にＯＮ／ＯＦＦのパルス制御とすることにより、波形の傾きを制御しない分だけ回路構成も簡単になり、Ｄ／Ａコンバータなどを介さずともデジタル回路を直接接続することも可能になる。
【００２７】
請求項６に係る発明は、前記目的を達成する液体吐出装置を提供する。すなわち、請求項６に係る液体吐出装置は、複数のノズル及び各ノズルに連通した各圧力室に対応して設けられた複数の圧力発生素子を有した液体吐出ヘッドと、請求項１乃至５の何れか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。
【００２８】
請求項７に係る発明は、前記目的を達成する画像形成装置を提供する。すなわち、請求項７に係る画像形成装置は、請求項６記載の液体吐出装置を備え、前記ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明の画像形成装置によれば、微振動波形要素と吐出波形要素とを１つの共通駆動波形の中に収めた従来の方法と比較して吐出周期が短縮され、印字速度を高速化することができる。また、印字期間中の吐出していないノズルについて、状況に応じて微振動波形要素を印加することができ、印字品質を維持しつつ、吐出不良を防止できる。
【００３０】
当該画像形成装置は、画像データに基づいて圧力発生素子の駆動を制御することでノズルからの吐出を制御し、所望のドット配置を実現する。
【００３１】
液体吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを配列させたノズル列を有するフルライン型のインクジェットヘッドを用いることができる。
【００３２】
この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドブロックを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで長尺化し、全体として記録媒体の全幅に対応するノズル列を構成する態様がある。
【００３３】
フルライン型のインクジェットヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってインクジェットヘッドを配置する態様もあり得る。
【００３４】
「記録媒体」は、液体吐出ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（被吐出媒体、印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。
【００３５】
記録媒体と液体吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して液体吐出ヘッドを移動させる態様、或いは、液体吐出ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。
【００３６】
なお、本明細書において「印字」という用語は、文字を含む広い意味での画像を形成する概念を表すものとする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、吐出用共通駆動波形を発生させる第１の駆動波形発生手段と、微振動用共通波形要素を発生させる第２の駆動波形発生手段とを独立して備え、液を吐出させるノズルの圧力発生素子に吐出波形要素を印加する一方、この吐出波形要素の印加と同時に、液を吐出させないノズルの圧力発生素子には微振動波形要素を選択的に印加可能な構成にしたので、微振動波形要素と吐出波形要素とを１つの共通駆動波形の中に収めた従来の方法と比較して吐出周期を短縮できる。
【００３８】
また、吐出期間中に吐出させないノズルに対して微振動を与えるタイミングを制御することにより、瞬間的な消費電流、消費電力を抑制することができる。これにより、回路負担を低減でき、常時微振動を行う方法と比較して、全体の消費電流を低減でき、かつ圧力発生素子の耐久性（寿命）を向上させることができる。
【００３９】
さらに、本発明によれば、吐出用の駆動波形と微振動用の駆動波形をそれぞれ異なるノズルの圧力発生素子に同時に印加する場合、微振動波形要素の立ち上がり部及び立ち下がり部のうち少なくとも一方は、前記吐出を行うノズルに対応した圧力発生素子に印加する前記吐出波形要素の立ち上がり部又は立ち下がり部と重ならないようにすることで、吐出用の駆動電流と、微振動用の駆動電流とが流れるタイミングが分散され、瞬間的な消費電流を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
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。
【００４１】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は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である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００４２】
インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４３】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００４４】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００４５】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００４６】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００４７】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００４８】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。
【００４９】
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図７中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。
【００５０】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００５１】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００５２】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００５３】
印字部１２の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００５４】
ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００５５】
吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００５６】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００５７】
本例では、ＫＣＭＹ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る。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００５８】
図１に示した印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００５９】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００６０】
各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。
【００６１】
印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００６２】
多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００６３】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００６４】
こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。
【００６５】
また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００６６】
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。
【００６７】
図３(a) はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１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３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。
【００６８】
記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図３(a),(b) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）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。
【００６９】
記録紙１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図３(a) の構成に代えて、図３(c) に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドブロック５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
【００７０】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部にノズル５１への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。
【００７１】
図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンク６０から供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００７２】
圧力室５２の天面を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８（圧力発生素子に相当）が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、ピエゾ素子に代表される圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。
【００７３】
かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５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と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。
【００７４】
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰ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。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００７５】
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００７６】
特に、図５に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。
【００７７】
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。  
【００７８】
〔インク供給系の構成〕
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。
【００７９】
図６に示したように、インクタンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００８０】
また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００８１】
キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。
【００８２】
クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。
【００８３】
印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。
【００８４】
また、ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。
【００８５】
ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００８６】
また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
【００８７】
すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータ５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。
【００８８】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。
【００８９】
〔制御系の説明〕
図７はインクジェット記録装置１０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１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、ＲＯＭ７５、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００９０】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６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７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。
【００９１】
ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０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７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４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。
【００９２】
システムコントローラ７２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１０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。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
【００９３】
ＲＯＭ７５には、システムコントローラ７２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。なお、ＲＯＭ７５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。画像メモリ７４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。
【００９４】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。
【００９５】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４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８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド５０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。
【００９６】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０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８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２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。
【００９７】
ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのアクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ８４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。
【００９８】
印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、ＲＧＢの画像データが画像メモリ７４に記憶される。
【００９９】
画像メモリ７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０において既知のディザ法、誤差拡散法などの手法によりインク色ごとのドットデータに変換される。すなわち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。
【０１００】
ヘッドドライバ８４は、画像バッファメモリ８２に記憶されたドットデータに基づき、ヘッド５０の駆動制御信号を生成する。ヘッドドライバ８４で生成された駆動制御信号がヘッド５０に加えられることによって、ヘッド５０からインクが吐出される。記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１６上に画像が形成される。
【０１０１】
印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６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、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。
【０１０２】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。また、システムコントローラ７２は、印字検出部２４から得られる情報に基づいて、予備吐出や吸引その他の所定の回復動作を実施する制御を行う。
【０１０３】
また、本例のインクジェット記録装置１０は、インク情報読取部９２及び温度・湿度検出部９４を備えている。インク情報読取部９２は、インク種の情報を取得する手段である。具体的には、例えば、インクタンク６０のカートリッジの形状（インク種を識別可能な特定の形状）、或いはカートリッジに組み込まれたバーコードやＩＣチップなどからインクの物性情報を読み取る手段を用いることができる。その他、ユーザインターフェースを利用してオペレータが必要な情報を入力してもよい。
【０１０４】
温度・湿度検出部９４は、インクジェット記録装置１０が設置される環境の温度及び湿度を検出する各センサ並びにインクの温度を検出するセンサなどの検出手段を含むブロックである。
【０１０５】
インク情報読取部９２及び温度・湿度検出部９４などの各手段から得られた情報は、システムコントローラ７２に送られ、インクの吐出制御（吐出量や吐出タイミングの制御）及びメニスカス増粘防止のための微振動駆動の制御等に利用される。
【０１０６】
次に、本例のインクジェット記録装置１０におけるヘッド５０の駆動方法について説明する。図８はインクジェット記録装置１０のヘッド駆動に関係する主要な回路の要部構成図である。インクジェット記録装置１０に搭載される回路基板１００には、通信インターフェースＩＣ１０２、ＣＰＵ１０４、ＲＯＭ７５、ＲＡＭ１０８、ラインバッファ１１０、及びドライバＩＣ１１２が実装されている。
【０１０７】
通信インターフェースＩＣ１０２は、図７において符号７０で示した通信インターフェースに相当する。図８のＣＰＵ１０４は、図７で説明したシステムコントローラ７２として機能する。図８のＲＡＭ１０８は、図７で説明した画像メモリ７４として機能し、図８のラインバッファ１１０は、図７の画像バッファメモリ８２として機能する。なお、ラインバッファ１１０に代えて、又はこれと併用してメモリ１１４を具備してもよい。メモリ１１４はＲＡＭ１０８の一部を共用することも可能である。
【０１０８】
図８に示したドライバＩＣ１１２の詳細は後述するが（図９〜図１１）、このドライバＩＣ１１２は、ヘッドコントローラ１１６（図７で説明したプリント制御部８０に相当）と、Ｄ／Ａ変換器、アンプ、トランジスタ等の駆動回路要素１１８（図７で説明したヘッドドライバ８４に相当）を含んで構成される。図８のドライバＩＣ１１２は、スイッチＩＣ１２０を搭載した配線部材（例えば、フレキシブルケーブルとリジット基板とを組み合わせた配線部材）１２２を介してヘッド５０と電気的に接続されている。
【０１０９】
スイッチＩＣ１２０は、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路及びスイッチ素子アレイを含んで構成される。また、この回路基板１００には電源回路１２４が接続されており、該電源回路１２４から各回路ブロックに電力が供給されるようになっている。
【０１１０】
図９は、ヘッドコントローラ１１６を含むドライバＩＣ１１２及びスイッチＩＣ１２０の要部構成図である。図示のとおり、ドライバＩＣ１１２は、主としてヘッドコントローラ１１６、吐出用駆動波形発生回路１３０（第１の駆動波形発生手段に相当）、微振動用駆動波形発生回路１３２（第２の駆動波形発生手段に相当）、選択回路１３４を含む。
【０１１１】
また、スイッチＩＣ１２０は、図示のように、シフトレジスタ１４０、ラッチ回路１４２、レベル変換回路１４４及びスイッチ素子アレイ１４６を含む。図９においてＯＵＴ0 ，ＯＵＴ1 ，ＯＵＴ2 …，ＯＵＴn の符号とともに容量性負荷として示したのは、ヘッド５０の各アクチュエータ（圧電素子）５８である。各アクチュエータ５８の個別電極５７（図９に示した容量性負荷において左側の電極）は、それぞれ対応するスイッチ素子１４６-i (ｉ＝0,1,2 …n ）の端子に接続されており、アクチュエータ５８の他方の電極（共通電極）はグランド（ＧＮＤ）に接続されている。
【０１１２】
なお、本例ではヘッドコントローラ１１６、スイッチＩＣ１２０及び選択回路１３４が「駆動選択手段」として機能している。
【０１１３】
吐出用駆動波形発生回路１３０は、ヘッドコントローラ１１６から出力されるデジタル波形データをアナログ信号に変換する変換するＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）を含む波形生成回路１５２と、波形生成回路１５２の出力レベルに応じて駆動波形を増幅するアンプ回路１５４及びプッシュプル回路（図９中不図示）を含んで構成される。すなわち、ヘッドコントローラ１１６から出力された吐出用駆動波形のデジタル波形データは波形生成回路１５２に入力され、波形生成回路１５２において入力波形データに応じたアナログ波形信号に変換される。このアナログ波形信号は、アンプ回路１５４で所定のレベルに増幅され、プッシュプル回路を用いて電力増幅された後、吐出用の駆動波形信号として出される。こうして生成された吐出用駆動波形（吐出用共通駆動波形）は、選択回路１３４の「COM1」ポートに入力される。
【０１１４】
同様に、微振動用駆動波形発生回路１３２は、波形生成回路１５６とアンプ回路１５８及びプッシュプル回路（図９中不図示）を含んで構成される。ヘッドコントローラ１１６から出力された微振動用駆動波形のデジタル波形データは波形生成回路１５６に入力され、波形生成回路１５６において入力波形データに応じたアナログ波形信号に変換される。このアナログ波形信号は、アンプ回路１５８で所定のレベルに増幅され、プッシュプル回路を用いて電力増幅された後、微振動用の駆動波形信号として出される。こうして生成された微振動用駆動波形（微振動用共通駆動波形）は、選択回路１３４の「COM2」ポートに入力される。
【０１１５】
選択回路１３４は、ヘッドコントローラ１１６から与えられる制御信号に基づいて、「COM1」ポート及び「COM2」ポートの２入力から１つの出力信号を選択する回路（マルチプレクサ）である。
【０１１６】
図１０に選択回路１３４の構成とその真理値表を示す。同図（ａ）に示したように、選択回路１３４は「COM1」ポート及び「COM2」ポートの他、制御信号の入力ポートとしての「Enabel」、「Select A」、「Select B」を有し、出力ポートとして「COMOUT」を有している。「Enabel」、「Select A」、「Select B」の各ポートには、図９で説明したヘッドコントローラ１１６からの制御信号が入力される。
【０１１７】
図１０（ｂ）に示したとおり、「ENA(Enable) 」がＬ（Low ) のとき、「COMOUT」はハイインピーダンス状態になる。「ENA(Enable) 」がＨ（High) かつ「Select A」及び「Select B」が共にＬ（Low ) のとき、「COMOUT」からCOM1が出力される。「ENA(Enable) 」がＨ（High) かつ「Select A」がＬ（Low ) , 「Select B」がＨ（High) のとき、「COMOUT」からCOM2が出力される。
【０１１８】
なお、図９では、１つの選択回路１３４のみを示したが、実際は図１１の詳細図に示したとおり、各圧電素子（ＯＵＴ0 ，ＯＵＴ1 ，ＯＵＴ2 …，ＯＵＴn ）に対応したスイッチ素子１４６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）毎に選択回路１３４-i (ｉ＝0,1,2 …,n）が設けられている。
【０１１９】
各選択回路１３４-i (ｉ＝0,1,2 …,n）の出力端子は、それぞれスイッチ素子１４６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）の入力側端に接続されており、スイッチ素子１４６-i (ｉ＝0,1,2 …,n）のＯＮ/ ＯＦＦに応じて各圧電素子（ＯＵＴ0 ，ＯＵＴ1 ，ＯＵＴ2 …，ＯＵＴn ）に駆動信号が選択的に印加されるようになっている。
【０１２０】
また、図９に示したヘッドコントローラ１１６は、ホストコンピュータ８６（図８参照）から与えられた画像情報に基づいて、ドットパターンに展開された印字データを生成するとともに、シリアル伝送のクロック信号（ＣＬＫ）及びラッチタイミングを制御するラッチ信号（ＬＡＴ）を生成する。図９のヘッドコントローラ１１６で生成された印字データは、クロック信号ＣＬＫに同期してクロック信号ＣＬＫとともに印字シリアルデータＳＤとしてシフトレジスタ１４０に伝送（シリアル伝送）される。シフトレジスタ１４０に記憶された印字データは、ヘッドコントローラ１１６から出力されるラッチ信号ＬＡＴに基づいてラッチ回路１４２によってラッチされる。
【０１２１】
ラッチ回路１４２でラッチされた信号はレベル変換回路１４４においてスイッチ素子１４６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）を駆動可能な所定の電圧値に変換される。このレベル変換回路１４４の出力信号によって、スイッチ素子１４６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【０１２２】
既述のとおり、スイッチ素子１４６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）の入力側には、選択回路１3 ６-i( ｉ＝0,1,2 …,n）を介して吐出用共通駆動波形（COM1）又は微振動用共通駆動波形（COM2）が選択的に印加されるため、スイッチ素子１４６-iの開閉を制御することによって各圧電素子（ＯＵＴ0 ，ＯＵＴ1 ，ＯＵＴ2 …，ＯＵＴn ）に対して駆動波形が選択的に印加される（図１１参照）。
【０１２３】
図１２（ａ）は吐出用共通駆動波形（COM1）の一例を示した波形図であり、同（ｂ）は微振動用共通駆動波形（COM2）の一例を示した波形図である。図１２（ａ）に示したように、この吐出用共通駆動波形１６０は、小ドットの液滴（例えば、３pl）を吐出させるための第１波形要素１６１と中ドットの液滴（例えば、６pl) を吐出させるための第２波形要素１６２とを連続的に繋げた構成から成り、この第１波形要素１６１と第２波形要素１６２とを組み合わせた波形が周期Ｔ1 で繰り返される。
【０１２４】
吐出用共通駆動波形１６０のうち第１波形要素１６１を圧電素子に印加することにより、小ドットの液滴が吐出され、第２波形要素１６２のみを印加することによって中ドットの液滴が吐出される。また、第１波形要素１６１と第２波形要素１６２とを連続して圧電素子に印加することにより、大ドットの液滴（例えば、９pl) が吐出される。
【０１２５】
なお、吐出する液滴体積に応じて吐出周期Ｔ1 内で駆動波形の印加タイミング（吐出タイミング）が変わるが、この時間差による小ドット、中ドットの着弾位置の差は記録媒体上において実質的に画像の一画素と見做せる範囲内である。
【０１２６】
一方、図１２（ｂ）に示したように、微振動用共通駆動波形１７０は、ノズル５１からインクを吐出させない程度のエネルギーに抑えてメニスカスを振動させる波形であり、同（ａ）に示した吐出用共通駆動波形１６０と比較して、振幅の小さい微振動波形要素１７１が周期Ｔ2 （＜Ｔ1 ）で繰り返されるものとなっている。同図の例では、微振動用共通駆動波形１７０の周期（Ｔ2 ）を吐出用共通駆動波形１６０の周期（Ｔ1 ）の１／３としているが、本発明の実施に際して、微振動用共通駆動波形１７０の周期と吐出用共通駆動波形の周期の関係はこの例に限定されない。微振動用共通駆動波形１７０における微振動波形要素１７１の周期を吐出用共通駆動波形１６０の周期（Ｔ1 ）の１／Ｎ（ただし、Ｎは正の整数）とすることにより、微振動波形の印加タイミングの制御が容易となり、制御上好ましい。
【０１２７】
図９乃至図１１で説明した選択回路１３４及びスイッチ素子１４６を制御することにより、各ノズル５１のアクチュエータ５８に対して、図１２に示した第１波形要素１６１，第２波形要素１６２，又は微振動波形要素１７１を選択的に印加することが可能である。
【０１２８】
図１３（ａ）は、小ドット吐出時にアクチュエータ５８に印加される波形を示し、同（ｂ）は中ドット吐出時に印加される波形、同（ｃ）は大ドット吐出時に印加される波形を示す。また、同（ｄ）は、メニスカスを微振動させるときに印加される波形である。
【０１２９】
図１３（ａ）〜（ｄ）の各波形図において、Ａ1 〜Ａ4 、Ｂ1 〜Ｂ4 、Ｃ1 〜Ｃ4 、Ｄ1 〜Ｄ2 で示した部分について、文字「Ａ」〜「Ｄ」を代表して「ｎ」（ｎ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で表すことにすると、「ｎ1 」はメニスカスの静定、「ｎ２」はメニスカス引き込み、「ｎ３」はメニスカス引き出し（すなわち吐出）、「ｎ４」は次の吐出準備の状態にそれぞれ対応している。
【０１３０】
印字データに基づいて吐出を行うノズルと、吐出を行わないノズルとが決定され、印字を行うノズルに対しては、図１３（ａ）〜（ｃ）の何れかの吐出波形が印加される。また、印字を行わないノズルの一部又は全部に対して、図１３（ｄ）に示した波形が適宜のタイミングで印加される。
【０１３１】
一般に圧電素子を駆動させる時、圧電素子に流れる駆動電流は、駆動波形の立ち上がり及び立ち下がり期間に充放電される。すなわち、駆動波形の波形の傾きがある短い時間に大きな駆動電流が流れるが、それ以外の時はほとんど電流が流れないため、平均的な消費電流は、駆動波形、駆動周波数の条件にもよるが、瞬間電流の１／１０以下である。
【０１３２】
圧電素子に流れる駆動電流Ｉは、圧電素子方式のインクジェットプリンタとしての一般的な吐出駆動条件では、圧電素子１個の容量Ｃ＝１ｎＦ，駆動波形の印加電圧０Ｖ〜４０Ｖをｔ＝４μｓ程度（スルーレート１０Ｖ／μｓ）とすると、
Ｉ＝Ｃ×Ｖ／ｔ
＝１ [ｎＦ] ×４０ [Ｖ] ／４ [μｓ] 
＝１０ [ｍＡ] 
となる。上記の演算式から、駆動波形のスルーレートが大きいほど（波形の傾き急であるほど）、駆動電流Ｉが大きくなることが分かる。
【０１３３】
ＯＮ／ＯＦＦ駆動のような傾きの時間が略一定である場合、電圧が高いほど駆動電流が大きくなることが分かる。
【０１３４】
メニスカスを微振動させる場合、吐出させるほどのエネルギーは必要ないために、スルーレートは吐出駆動の２割程度になる。したがって、上の条件を利用すると、
微振動による駆動電流Ｉは、
Ｉ＝( Ｃ×Ｖ／ｔ) ×０．２
＝２ [ｍＡ] 
となる。
【０１３５】
駆動対象が１つの圧電素子のみであれば、それほど大きい駆動電流ではないが、圧電素子を多数アレイ状に配列したラインヘッド方式の場合、非常に多くの圧電素子を同時に駆動するため、非常に大きな駆動電流を供給しなければならない。
【０１３６】
仮に、Ｍ＝１０００個の圧電素子（ノズル）を同時に吐出駆動する場合、上の演算式から、
Ｉ＝（Ｃ×Ｖ／ｔ）×Ｍ
＝（１ [ｎＦ] ×４０ [Ｖ] ／４ [μｓ] ）×１０００
＝１０ [Ａ] 
となり、４μｓの瞬間に１０Ａの駆動電流が流れることになる。
【０１３７】
この瞬間電流に合わせて、電源及び駆動回路の駆動能力を大きくしなければならず、回路規模が大きくなる結果、コストが高くなり、プリンタシステムとして成立しなくなる事態も起こり得る。
【０１３８】
また、吐出サイクルの高速化を実現するために、吐出用駆動波形と微振動用駆動波形とを分けて、同じタイミングで駆動させたとすると、吐出駆動の瞬間電流に加えて、さらに微振動駆動の瞬間電流が重なってしまい、瞬間電流は予想以上に大きくなる。このため、電圧降下が大きくなり波形品質が劣化するだけでなく、電源の供給能力を超えてしまう恐れがある。
【０１３９】
そのため、本実施形態では、吐出用駆動回路（吐出用駆動波形発生回路１３０）と、微振動用駆動回路（微振動用駆動波形発生回路１３２）とを分け、さらに、微振動波形要素１７１の印加タイミングを制御することで瞬間的な電流、瞬間的な電力を抑制するように構成されている。
【０１４０】
具体的には、印字期間中の吐出させない期間であっても、常時は微振動波形を与えないこととし、アクチュエータ（圧電素子）５８への微振動波形の印加タイミングを分散させる。
【０１４１】
図１４は、吐出（印字）を行わない複数のノズルに対する微振動用駆動波形の印加制御の一例を示した図である。図１４（ａ）は微振動用共通駆動波形１７０を示し、同（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるノズル１，ノズル２，ノズル３に印加される微振動波形の例を示し、同（ｅ）は（ｂ）〜（ｄ）による微振動駆動の消費電流を示す図である。
【０１４２】
図１４（ａ）に示す微振動用共通駆動波形１７０を図９のスイッチＩＣ１２０によって各圧電素子に選択的に分配することにより、図１４（ｂ）〜（ｄ）の印加を実現できる。
【０１４３】
図１４（ｂ）〜（ｄ）に示したように、ノズル１に対しては、微振動用共通駆動波形１７０の「part1 」のタイミングで波形要素が印加され、ノズル２に対しては「part2 」のタイミング、ノズル３に対しては「part3 」のタイミングでそれぞれ波形要素が印加される。
【０１４４】
既に説明したとおり、各波形要素（part１〜part３）の立ち上がり及び立ち下がりの部分で圧電素子の充放電が行われるため、消費電流は図１４（ｅ）のようになる。
【０１４５】
このように、タイミングをずらして選択的にノズル１〜３のメニスカスを微振動させることにより、瞬間的な電流、電力を小さくできるとともに、消費電流全体を減らす効果がある。また、非印字期間中、常時、微振動駆動波形を圧電素子に印加するのではなく、適宜の時間間隔をおいて微振動駆動波形を印加することにより、圧電素子の劣化が抑制され、製品寿命を長くすることができる。
【０１４６】
図１４では、説明の便宜上、３つのノズル１〜３のみを示したが、さらに多数のノズルについて振動波形の印加タイミングを順次ずらしていく態様も可能である。また、図１４のように１ノズルずつ、微振動波形の印加タイミングを順次ずらすことで、瞬間消費電流を大幅に抑制することができるが、本発明の実施に際しては、必ずしも１ノズルずつ印加タイミングをずらす態様に限定されない。例えば、吐出させないノズルのうち、同じタイミングで微振動波形を印加する複数のノズルについてグループ（ノズル１が属するグループ 1、ノズル２が属するグループ２、ノズル３が属するグループ３…）に分け、グループ単位で微振動させるタイミングを制御してもよい。この場合、グループ内に属する複数のノズルに対して同時に微振動波形が印加されるが、吐出させないノズルを全て同時に微振動させる場合と比較して、瞬間電流を抑制することができる。また、同時に微振動させるノズルの数を各タイミングで略同数とすることにより負荷の均一化を図ることができる。
【０１４７】
微振動用の駆動波形信号を圧電素子に印加する条件は、物理的にはインクが安定に吐出できるように、メニスカスの粘度上昇を抑制することが要求され、その一方、ミストなど不適切なインクを吐出させないこと、消費電力を抑えること、圧電素子の劣化を抑えることなどの要求もある。したがって、装置の状況に応じて微振動用の駆動波形及びその印加を制御することが望ましい。
【０１４８】
例えば、インクの粘度が高い場合は、粘度の上昇を抑制するために、頻繁に微振動波形を印加することが望ましく、逆に、インクの粘度が低い場合は、消費電力抑制の観点から微振動駆動の頻度を下げる。
【０１４９】
微振動の制御において考慮すべき状況の要素と、各状況の傾向に対応した制御の例としては、インクの粘度が高い（低い）、非吐出期間が長い（短い）、温度が低い（高い）、湿度が低い（高い）、直前に吐出したインクの体積が小さい（大きい）、インク流路として周辺のノズルの吐出が少ない或いはインク体積が小さい（吐出が多い或いはインク体積が大きい）などに応じて、吐出周期（駆動周期）Ｔ1 内の微振動波形要素１７１（微振動駆動パルス）の数を多くする（少なくする）、印字期間内の微振動駆動パルスの数を多くする（少なくする）、微振動駆動パルスの周波数を高くする（低くする）、駆動周期の時間的に前側（後ろ側）で微振動駆動パルスを与える、などの制御を行う。
【０１５０】
なお、この場合、微振動波形の周期は、吐出用駆動波形の周期内であり、より好ましくは、微振動波形周期を吐出波形周期の１／Ｎ（ただし、Ｎは正の整数）とする。
【０１５１】
このように、条件によって微振動波形を制御することで吐出不良の発生を抑制し、印字品質を維持させることができるだけでなく、不要な微振動も抑制できるので、平均的な消費電力を抑えることができ、圧電素子の劣化を抑えることができる。
【０１５２】
図１５には、圧電素子に印加する微振動波形の例を示した。同（ａ）は微振動用共通駆動波形１７０であり、同（ｂ）〜（ｄ）は条件に応じて制御される微振動波形の例である。すなわち、図１５（ｂ）は、微振動波形要素１７１の印加間隔をあけて印加する例である。インクの粘度が低い場合には、微振動波形要素１７１の印加間隔を比較的長くとることができる。同（ｃ）は、微振動波形のＯＮ／ＯＦＦ比を制御したものである。ノズルの非吐出期間と消費電力（吐出数）等に応じてＯＮ／ＯＦＦ比を決定することが好ましい。また、同（ｄ）は、微振動波形の周波数を変えたものである。
【０１５３】
メニスカスの増粘を防止するという観点だけを重視すると、メニスカスは常時微振動させることが好ましい。しかしながら、常時微振動を行うと、クロストークの発生や消費電力等の観点から問題がある。そのため、吐出駆動させているノズル及びその周辺のノズルについては、微振動のＯＮ／ＯＦＦ比（デューティ）のＯＦＦ期間を大きくするという制御を行うことが好ましい。つまり、近隣のノズルを吐出させた場合には、その吐出駆動によるクロストークを積極的に利用して、周辺ノズルのメニスカスの増粘防止を図る。
【０１５４】
また、大ドット吐出、中ドット吐出、或いは小ドット吐出に合わせて（吐出体積に応じて）、当該吐出ノズル及びその近隣の非吐出ノズルに与える微振動のＯＮ／ＯＦＦデューティを可変にすることも考えられる。吐出体積が大きい場合には、流路内の液がリフレッシュされ、周辺の流路における液の移動量も大きいため、微振動のＯＦＦ期間を大きく設定できる。
【０１５５】
逆に、吐出体積が小さい場合は、液のリフレッシュ効果が小さいため、繰り返し微振動を与える方が好ましい。
【０１５６】
圧電素子に印加する微振動駆動パルスの数や、その発生位置（印加タイミング）、或いは、周波数等の変更は、図８乃至図１１で説明したスイッチＩＣ１２０の制御（スイッチ素子１４６の切り換えタイミングの制御）によって実現してもよいし、スイッチＩＣ１２０の制御に代えて、又はこれと併用して、デジタル回路の波形生成部（すなわち、ヘッドコントローラ１１６及び波形生成回路１５６等）で行ってもよい。
【０１５７】
図１６は、圧電素子に印加する駆動信号の例を示した波形図である。同（ａ）は、小ドット吐出信号を連続して印加する場合の例が示されている。図示のとおり、小ドットの吐出に寄与する第１波形要素１６１は、図１２で説明した吐出用共通駆動波形１６０の周期Ｔ1 で印加され、その前後には微振動波形要素１７１が付加されている。つまり、一吐出周期Ｔ1 の時間内で微振動波形要素１７１と第１波形要素１６１とを組み合わせて印加しながら、周期Ｔ1 による連続的な小ドットの吐出が可能となっている。
【０１５８】
図１６（ｂ）は、大ドット吐出信号を連続して印加する場合の例が示されている。図示のとおり、第１波形要素１６１と第２波形要素１６２とを組み合わせてなる大ドット吐出信号を連続的に印加することにより、周期Ｔ1 で大ドットの連続吐出が可能である。この大ドットの連続吐出期間中は、当該ノズルについて微振動は与えないことになるが、吐出体積が大きいため、吐出動作自体によって増粘抑止効果を得ている。
【０１５９】
次に、他の駆動波形の例を説明する。
【０１６０】
図１７には、図１２（ｂ）の例よりも、周波数の高い微振動波形を用いる例が示されている。図１７（ａ）は、図１２（ａ）で説明した吐出用共通駆動波形１６０である。図１７（ａ）のように、吐出用共通駆動波形は、第１波形要素（図中のpart1 ）１６１と第２波形要素（図中のpart２）１６２の組み合わせからなる。また、図１７（ｂ）は微振動用共通駆動波形の例であり、同（ｃ）〜（ｅ）は、吐出用共通駆動波形１６０及び微振動用共通駆動波形１７０から選択回路１３４及びスイッチ素子１４６を介して圧電素子に印加される駆動信号の例を示した図である。同（ｃ）は小ドット吐出時の印加駆動信号の例、同（ｄ）は中ドット吐出時の印加駆動信号の例、同（ｅ）は大ドット吐出時の印加駆動信号の例を示す。
【０１６１】
同（ｃ）に示したように、小ドット吐出時は、吐出用の第１波形要素（part1 ）１６１を印加する前に、周波数の高い微振動波形要素１７１を印加している。また、同（ｄ）に示したように、中ドット吐出時は、吐出用の第２波形要素（part２）１６２を印加する前に、微振動波形要素１７１を印加しているが、この印加する位置は、微振動波形要素１７１の１パルス分だけ前に設定されている。
【０１６２】
同（ｅ）に示した大ドット吐出時は、吐出用の第１波形要素１６１と第２波形要素１６２を連続して印加するものとし（part1 ＋part2 ）、微振動波形要素１７１は印加しない。
【０１６３】
図１７（ｃ）〜（ｅ）で例示したとおり、吐出させるドットサイズ（液滴体積）によって、微振動波形要素１７１（微振動駆動パルス）のパルス数や、印加タイミング（微振動波形要素１７１の印加位置）、周波数などを設定することが好ましい。
【０１６４】
既に説明したとおり、駆動波形の立ち上がりと立ち下がりの部分でそれぞれ電流が流れるため、複数のノズルを同時に駆動する場合は、図１８に示すように、吐出駆動波形の立ち上がり、立ち下がりと、微振動波形の立ち上がり、立ち下がりとがなるべく重ならないように制御することが好ましい。
【０１６５】
図１８の例では、吐出用共通駆動波形１６０の第１波形要素（part1 ）１６１における立ち上がり部Ｐ1 と、微振動波形の立ち上がり部Ｑ1 とは重なっておらず、吐出用共通駆動波形１６０のフラット部Ｐ2 と微振動波形の立ち上がり部Ｑ1 とが重なるようになっている。また、吐出用共通駆動波形の立ち下がり部Ｐ3,Ｐ5 と、微振動波形の立ち下がり部Ｑ2 とは重なっておらず、吐出用共通駆動波形１６０のフラット部Ｐ4 と微振動波形の立ち下がり部Ｑ2 とが重なるようになっている。
【０１６６】
一方、吐出用共通駆動波形１６０の第２波形要素（part2 ）１６２と微振動波形との関係では、相対的に傾きの小さい立ち上がり部Ｐ6 において微振動波形の立ち上がり部Ｑ1 ’が重なっているものの、両者の立ち下がり部Ｐ8 ，Ｑ2 ’は重なっておらず、吐出用共通駆動波形のフラット部Ｐ7 と微振動波形の立ち下がり部Ｑ2 ’とが重なるようになっている。
【０１６７】
このように、吐出用駆動波形の傾きの無い部分（フラット部分）、或いは、傾きの小さい部分を選択して、その部分に微振動波形の傾き部分が重なるように、両者の駆動信号の印加タイミングが調整されている。
【０１６８】
吐出させるノズル以外の全てのノズルに対して微振動波形を与えてもよいし、吐出させるノズル以外のノズルの中から選択的に微振動波形を与えてもよい。
【０１６９】
これにより、瞬間的な消費電流を一層抑制することが可能である。なお、吐出駆動波形の立ち上がり、立ち下がりと、微小振動波形の立ち上がり、立ち下がりが重なってしまう場合には、極力、それぞれの傾きが緩やかな部分を選択して、重なるように設定することにより、瞬間的な消費電流を抑えることができる。或いはまた、吐出用駆動波形の傾きの方向と微振動波形の傾きの方向とが互いに逆向きの部分を重ねる（吐出用駆動波形の立ち上がり部と微振動波形の立ち下がり部とを重ねる、又は吐出用駆動波形の立ち下がり部と微振動波形の立ち上がり部とを重ねる）ようにしてもよい。
【０１７０】
メニスカスの状態に応じて、適切な微振動を行うように、微振動駆動を制御することが好ましい。メニスカスの状態を直接的に検出することは難しいため、本実施形態では、温度や湿度などの検出情報や画像データ等に基づいてメニスカスの状態を判断し、その判断結果に従って微振動の制御を行う。
【０１７１】
微振動の制御は、非印字期間における制御処理（非印字処理）と、印字期間中の制御処理（印字処理）とに大別される。図１９は本実施形態における非印字処理の制御手順を示したフローチャートである。
【０１７２】
非印字処理がスタートすると（ステップＳ２１０）、まず、メニスカスの状態を判断するために必要な各種条件の検出を行う（ステップＳ２１２）。例えば、インクの種類、状態、温度、湿度など各種情報が読み込まれる。そして、これら検出した条件に基づき、微振動テーブルの設定を行う（ステップＳ２１４）。微振動テーブルは、微振動用駆動波形を規定するためのデータテーブルであり、割合、期間、周波数などを設定する。
【０１７３】
次に、ノズル状態のデータの読み込みを行う（ステップＳ２１６）。ノズル状態のデータは、各ノズルの稼働状況（吐出履歴、吐出体積、非吐出期間など）を示すデータを含む。この読み込んだデータを解析して（ステップＳ２１８）、直前の吐出体積、非吐出期間、微振動の有無、隣接ノズルからの吐出体積などを把握し、所定の判定テーブルを利用して各ノズルのメニスカスの状態を判断する。
【０１７４】
ステップＳ２１８におけるデータ解析の結果に基づき、微振動付与の必要性を判別するとともに、微振動駆動を行う場合の消費電力の解析を行う（ステップＳ２２０）。微振動を与える場合の瞬間消費電力をなるべく抑制するように微振動駆動の実施条件（微振動用共通駆動波形の波形データ、周波数、同時に駆動するアクチュエータ数など）が自動的に設定される。
【０１７５】
ステップＳ２２０の設定に従ってヘッド５０に微振動波形を印加し、吐出させない程度にメニスカスを微振動させる（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２４では、印字が開始されたか否かを判断し、ＮＯ判定時（印字を開始しない場合）は、ステップＳ２１６に戻って、上記の処理（ステップＳ２１６〜ステップＳ２２４）が繰り返される。
【０１７６】
ステップＳ２２４において、ＹＥＳ判定時（印字を開始する場合）は、非印字処理ルーチンを終了し（ステップＳ２２６）、図２０に示す印字処理のフローに移行する。
【０１７７】
図２０は本実施形態における印字処理の制御手順を示したフローチャートである。
【０１７８】
印字処理がスタートすると（ステップＳ３１０）、まず、メニスカスの状態を判断するために必要な各種条件の検出を行う（ステップＳ３１２）。図１９のステップＳ２１２と同様に、例えば、インクの種類、状態、温度、湿度など各種情報が読み込まれ、これら検出した条件に基づき、微振動テーブルの設定を行う（図２０のステップＳ３１４）。
【０１７９】
次に、印字すべき画像について１アレイ分ずつ（１主走査方向列分の）画像データの読み込みを行う（ステップＳ３１６）。この読み込んだ１アレイ分の画像データを解析して印字データに変換するとともに、前のデータ履歴を解析し、吐出体積、隣接ノズルからの吐出体積などを把握し、所定の判定テーブルを利用して各ノズルのメニスカスの状態を判断する（ステップＳ３１８）。
【０１８０】
ステップＳ３１８におけるデータ解析の結果に基づき、微振動付与の必要性を判別するとともに、微振動駆動を行う場合の消費電力の解析を行う（ステップＳ３２０）。微振動を与える場合の瞬間消費電力をなるべく抑制するように微振動駆動の実施条件（微振動用共通駆動波形の波形データ、周波数、同時に駆動する素子数など）が自動的に設定される。
【０１８１】
ステップＳ３１８で得た印字データとステップＳ３２０の設定に従って吐出用駆動波形及び微振動波形の印加を制御し、印字に必要なノズルからインクを吐出させるとともに、印字に使用しないノズルについて選択的にメニスカスを微振動させる（ステップＳ３２２）。ステップＳ３２４では、印字すべき画像データが終了したか否かを判断し、ＮＯ判定時（画像データ有りの場合）は、ステップＳ３１６に戻って、次の１アレイ分の画像データについて上記の処理（ステップＳ３１６〜ステップＳ３２４）が繰り返される。
【０１８２】
ステップＳ３２４において、ＹＥＳ判定時（画像データ終了の場合）は、印字処理ルーチンを終了し（ステップＳ３２６）、図１９で説明した非印字処理のフローに移行する。
【０１８３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、吐出用駆動回路と、微振動用駆動回路とを分け、微振動のタイミングを制御する構成にしたので、瞬間的な電流、瞬間的な電力を抑制し、瞬間消費電力だけでなく、消費電力全体も減少させることができる。
【０１８４】
さらに、微振動は吐出させない程度のエネルギーに抑えてメニスカスを振動させるため、大きなエネルギーは必要なく、また、吐出用と違い、インク体積が異なる複数種類のインク滴を吐出させる複数の駆動波形要素を発生させるような複雑な駆動回路も必要ない。
【０１８５】
したがって、微振動駆動波形には、インクを吐出させる駆動波形のような複雑な多値駆動波形（図１８（ａ）参照）ではなく、単純な２値矩形波を用意し、ＯＮ／ＯＦＦのパルス制御とする構成も可能である。このような２値矩形波による駆動は、波形の傾きを制御しない分だけ回路構成も非常に簡単になる。
【０１８６】
比較のために、図２１に吐出用駆動回路の構成例（台形波による駆動回路構成）を示し、図２２には２値矩形波による微振動用駆動回路の構成例を示す。
【０１８７】
図２１に示したように、吐出用駆動回路には、デジタル波形データをＤ／Ａ変換するためのＤ／Ａコンバータ１８２と、オペアンプ１８４と、充放電回路１８６と、プッシュプル回路１８８とを含み、プッシュプル回路１８８の最終出力がオペアンプ１８４に帰還され、出力を安定させる構成になっている。かかる構成によりプッシュプル回路１８８の出力（COM1）が図１１で説明した選択回路１３４-i（図中不図示）及びスイッチ素子１４６-i（図中不図示）を介して各圧電素子５８に印加される。
【０１８８】
一方、図２２に示したように、２値矩形波による微振動用駆動回路は、バッファ１９２、インバータ１９４、充放電回路１９６Ａ，１９６Ｂ及びプッシュプル回路１９８により構成される。この微振動駆動回路は、液を吐出させる必要がないために、吐出駆動に必要な駆動電圧よりも低い出力信号（COM2）が得られればよいため、耐圧の低いトランジスタ（或いはＭＯＳＦＥＴ）を使用することができ、回路素子を入手性の高い部品や小型品で構成できる。また、Ｄ／Ａコンバータなどを介さずともデジタル回路を直接接続することも可能になる。なお、微振動駆動は、パルス制御だけでなく、条件によっては駆動電圧を可変にしてもよい。
【０１８９】
上述の説明では、画像形成装置の一例としてインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。例えば、印画紙に非接触で現像液を塗布する写真画像形成装置等についても本発明の液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置を適用できる。また、本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置の適用範囲は画像形成装置に限定されず、液体吐出ヘッドを用いて処理液その他各種の液体を被吐出媒体に向けて噴射する各種の装置（塗装装置、塗布装置、配線描画装置など）について本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】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
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図
【図３（ａ）】ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図３（ｂ）】図３(a) の要部拡大図
【図３（ｃ）】フルライン型ヘッドの他の構成例を示す平面透視図
【図４】図３(a) 中の４−４線に沿う断面図
【図５】図３(a) に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図
【図６】本例のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図
【図７】本例の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
【図８】本例のインクジェット記録装置のヘッド駆動に関係する主要な回路の要部構成図
【図９】図８中のドライバＩＣ及びスイッチＩＣの要部構成図で
【図１０】選択回路の動作説明図
【図１１】選択回路の詳細構成図
【図１２】（ａ）は吐出用共通駆動波形（COM1）の一例を示した波形図、（ｂ）は微振動用共通駆動波形（COM2）の一例を示した波形図
【図１３】アクチュエータ（圧電素子）に印加される駆動波形の例を示した図
【図１４】複数のノズルに対する微振動用駆動波形の印加制御の一例を示した図
【図１５】アクチュエータ（圧電素子）に印加する微振動波形の例を示した波形図
【図１６】アクチュエータ（圧電素子）に印加する駆動信号の例を示した波形図
【図１７】（ａ）は吐出用共通駆動波形の一例を示した波形図、（ｂ）は微振動用共通駆動波形の一例を示した波形図、（ｃ）は小ドット吐出時に印加される駆動信号の波形例を示した図、（ｄ）は中ドット吐出時に印加される駆動信号の波形例の波形例を示した図、（ｅ）は大ドット吐出時に印加される駆動信号の波形例の波形例を示した図
【図１８】吐出用共通駆動波形と微振動用波形の関係の例を示した波形図
【図１９】本実施形態における非印字処理の制御手順を示したフローチャート
【図２０】本実施形態における印字処理の制御手順を示したフローチャート
【図２１】吐出用駆動回路の構成例（台形波による駆動回路構成）を示す要部回路図
【図２２】２値矩形波による微振動用駆動回路の構成例を示す要部回路図
【符号の説明】
【０１９１】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２２…吸着ベルト搬送部、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３４…吸着チャンバ、３５…ファン、５０…ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…アクチュエータ、７２…システムコントローラ、７５…ＲＯＭ、８０…プリント制御部、１０４…ＣＰＵ、１０８…ＲＡＭ、１１０…ラインバッファ、１１６…ヘッドコントローラ、１１２…ドライバＩＣ、１１８…駆動回路要素、１２０…スイッチＩＣ、１３０…吐出用駆動波形発生回路、１３２…微振動用駆動波形発生回路、１３４…選択回路、１４６…スイッチ素子アレイ、１６０…吐出用共通駆動波形、１６１…第１波形要素、１６２…第２波形要素、１７０…微振動用共通駆動波形、１７１…微振動波形要素
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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