(57)【要約】  【課題】  複数のアクチュエータでの消費電力ピークが過大になるのを避けつつ、構造的クロストークの影響を低減させる。  【解決手段】  インクジェットプリンタは、複数のノズルと、インクが貯溜される複数の副マニホールド流路と、副マニホールド流路の出口から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とが形成されている流路ユニット及び、圧力室内のインクに吐出エネルギー付与するアクチュエータユニットを含んだインクジェットヘッドを備えている。さらに、アクチュエータユニットに吐出信号を供給するアクチュエータ制御部を備えている。アクチュエータ制御部は、隣接する圧力室列間において、異なる吐出タイミングでインクに吐出エネルギーを付与するように、吐出信号を供給する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、
インク吐出面に形成された複数のノズルと、前記ノズルに連通する複数の圧力室と、インクが貯溜される複数の共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成されており、前記一方向と交差する方向に延在した流路ユニットと、
前記ノズルからインクを吐出させるために、それぞれが対応する前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータに吐出信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えており、
前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を形成するように、前記インク吐出面に対向する面内に二次元配列されており、
前記アクチュエータ制御手段は、隣接する圧力室列間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とするライン式インクジェット記録装置。
【請求項２】
同じ前記共通インク室に連通したｎ（ｎ：２以上の自然数）個の圧力室は、当該共通インク室に沿って延びたｍ（ｍ：２以上の自然数）個の圧力室列を形成しており、
前記アクチュエータ制御手段は、当該圧力室列を単位としてｍ種類の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のライン式インクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数のノズルは、前記流路ユニットの延在方向に延びた仮想直線上に前記複数のノズルを同じ方向から射影した複数の射影点同士の離隔距離が等しくなるように、前記インク吐出面内に二次元配列されており、
前記アクチュエータ制御手段は、隣接する前記射影点に係る前記圧力室間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のライン式インクジェット記録装置。
【請求項４】
前記複数の圧力室は、インク吐出面に対向する前記面内に規則的に配列されて前記複数の圧力室列を形成し、
当該複数の圧力室列は、互いに等しい間隙を介して隣接し、且つ、前記共通インク室の延在方向に平行に延在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のライン式インクジェット記録装置。
【請求項５】
前記吐出タイミングの相互の時間差を、隣接した前記圧力室間に構造的クロストークが生じない最小期間としていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のライン式インクジェット記録装置。
【請求項６】
被印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、
インク吐出面に形成された複数のノズルと、前記ノズルに連通する複数の圧力室と、インクが貯溜される複数の共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成されており、搬送される前記被印字媒体に対向して配設される流路ユニットと、
前記ノズルからインクを吐出させるために、それぞれが対応する前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータに吐出信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えており、
前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を形成するように、前記インク吐出面に対向する面内に二次元配列されており、
同じ前記共通インク室に連通したｎ個の圧力室は、当該共通インク室に沿って延びたｍ個の圧力室列を形成しており、
前記アクチュエータ制御手段は、隣接する圧力室列間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与し、且つ、前記ｍ個の圧力室列間において、当該圧力室列を単位として複数の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ制御手段は、同じ前記共通インク室に連通したｍ個の圧力室列間において、当該圧力室列を単位としてｍ種類の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記複数のノズルは、前記被印字媒体が搬送される前記一方向に延びた仮想直線上に前記複数のノズルを同じ方向から射影した複数の射影点同士の離隔距離が等しくなるように、前記インク吐出面内に二次元配列されており、
前記アクチュエータ制御手段は、隣接する前記射影点に係る前記圧力室間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記複数の共通インク室は、前記被印字媒体が搬送される前記一方向に沿って互いに平行に延在し、
前記複数の圧力室は、インク吐出面に対向する前記面内に規則的に配列されて前記複数の圧力室列を形成し、
当該複数の圧力室列は、互いに等しい間隙を介して隣接し、且つ、前記共通インク室の延在方向に平行に延在していることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインクを吐出して画像を形成するライン式インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを備えている。インクジェットヘッドには、圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも１枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対向する位置に配置された多数の個別電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。アクチュエータユニットには、個別電極と当該個別電極と対向する圧電シート及び共通電極とで構成された複数のアクチュエータが含まれている。各アクチュエータにおいて、個別電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、その挟まれた部分の両側にある個別電極が共通電極と異なる電位にされると、圧電シートの分極方向に外部電界が印加されることにより、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮する。この場合、個別電極と共通電極とで挟まれた圧電シートの部分が外部電界が印加されると圧電効果で変形する活性部として働いている。このように、アクチュエータを駆動することにより、当該アクチュエータに対応する圧力室内の容積が変化し、圧力室に連通したノズルから印字媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３４１８５２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置において、近年、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するために圧力室が高密度に配置されるに連れ、ある圧力室に対向したアクチュエータを変形させることに起因して隣接する圧力室に対向した圧電シートまでもが変形し、本来インクを吐出すべきでないノズルからインクが吐出されたり、インク吐出量が本来の量よりも増加又は減少したりする、いわゆるクロストークが生じる。かかるクロストークの影響が大きいと、印刷された画像の画質が劣化してしまうため、インクジェット記録装置の品質を向上させるには、クロストークの低減が極めて重要な問題である。また、多数のノズルから同時にインクを吐出させると、これらに対応するアクチュエータを同時に駆動することになり、瞬間的なピーク電流が大きくなる。そのため、容量の大きい電源装置を備えなければならなくなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数のアクチュエータでの消費電力ピークが過大になるのを避けつつ、クロストークの影響を低減させることが可能なライン式インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明のライン式インクジェット記録装置は、被印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、インク吐出面に形成された複数のノズルと、前記ノズルに連通する複数の圧力室と、インクが貯溜される複数の共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成されており、前記一方向と交差する方向に延在した流路ユニットと、前記ノズルからインクを吐出させるために、それぞれが対応する前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータに吐出信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えている。そして、前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を形成するように、前記インク吐出面に対向する面内に二次元配列されており、前記アクチュエータ制御手段は、隣接する圧力室列間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給する。
【０００８】
これによると、隣接する圧力室列間において、対応するアクチュエータに異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、構造的クロストークによる影響を低減させることができる。加えて、複数のアクチュエータでの消費電力ピークが過大になるのを避けることができ、電源装置を小型で簡略なものとすることが可能となる。
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、被印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、インク吐出面に形成された複数のノズルと、前記ノズルに連通する複数の圧力室と、インクが貯溜される複数の共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成されており、搬送される前記被印字媒体に対向して配設される流路ユニットと、前記ノズルからインクを吐出させるために、それぞれが対応する前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータに吐出信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えている。そして、前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を形成するように、前記インク吐出面に対向する面内に二次元配列されており、同じ前記共通インク室に連通したｎ個の圧力室は、当該共通インク室に沿って延びたｍ個の圧力室列を形成しており、前記アクチュエータ制御手段は、隣接する圧力室列間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与し、且つ、前記ｍ個の圧力室列間において、当該圧力室列を単位として複数の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給する。
【００１０】
これによると、隣接する圧力室列間において、対応するアクチュエータに異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、構造的クロストークの影響を低減させることができる。さらに、同じ共通インク室に連通したｍ個の圧力室列間において、対応するアクチュエータに複数の吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、流体的クロストークの影響を低減させることができる。加えて、複数のアクチュエータでの消費電力ピークが過大になるのを避けることができ、電源装置を小型で簡略なものとすることが可能となる。
【００１１】
本発明のライン式インクジェット記録装置において、同じ前記共通インク室に連通したｎ（ｎ：２以上の自然数）個の圧力室は、当該共通インク室に沿って延びたｍ（ｍ：２以上の自然数）個の圧力室列を形成しており、前記アクチュエータ制御手段は、当該圧力室列を単位としてｍ種類の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することが好ましい。
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置において、前記アクチュエータ制御手段は、同じ前記共通インク室に連通したｍ個の圧力室列間において、当該圧力室列を単位としてｍ種類の吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することが好ましい。
【００１３】
これによると、同じ共通インク室に連通したｍ個の圧力室列間において、対応するアクチュエータにｍ種類の吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、流体的クロストークの影響を低減させることができる。
【００１４】
また、本発明のライン式インクジェット記録装置において、前記複数のノズルは、前記流路ユニットの延在方向に延びた仮想直線上に前記複数のノズルを同じ方向から射影した複数の射影点同士の離隔距離が等しくなるように、前記インク吐出面内に二次元配列されている。そして、前記アクチュエータ制御手段は、隣接する前記射影点に係る前記圧力室間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することが好ましい。
【００１５】
また、本発明のインクジェット記録装置において、前記複数のノズルは、前記被印字媒体が搬送される前記一方向に延びた仮想直線上に前記複数のノズルを同じ方向から射影した複数の射影点同士の離隔距離が等しくなるように、前記インク吐出面内に二次元配列されている。そして、前記アクチュエータ制御手段は、隣接する前記射影点に係る前記圧力室間において、異なる吐出タイミングでインクに前記吐出エネルギーを付与するように、前記吐出信号を供給することが好ましい。
【００１６】
これにより、仮想直線上において互いに隣接する射影点に係る圧力室に対応するアクチュエータに異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されることになる。仮に、隣接する圧力室列間で異なる吐出タイミングの吐出信号を供給したときに、流体的クロストークや構造的クロストークが完全に抑制できなくても、この残余のクロストークの影響が被印字媒体上のドット間で分散されることになる。そのため、このクロストークに起因したドットの大きさの相違が目立ちにくくなる。したがって、被印字媒体への印字品質が向上する。
【００１７】
また、本発明のライン式インクジェット記録装置において、前記複数の圧力室は、インク吐出面に対向する前記面内に規則的に配列されて前記複数の圧力室列を形成し、当該複数の圧力室列は、互いに等しい間隙を介して隣接し、且つ、前記共通インク室の延在方向に平行に延在していることが好ましい。
【００１８】
また、本発明のインクジェット記録装置において、前記複数の共通インク室は、前記被印字媒体が搬送される前記一方向に沿って互いに平行に延在し、前記複数の圧力室は、インク吐出面に対向する前記面内に規則的に配列されて前記複数の圧力室列を形成し、当該複数の圧力室列は、互いに等しい間隙を介して隣接し、且つ、前記共通インク室の延在方向に平行に延在していることが好ましい。
【００１９】
これにより、複数の圧力室、複数の圧力室列及び複数の共通インク室の位置関係が規則的な関係になる。そのため、流体的クロストーク及び構造的クロストークによる影響も規則的になる。つまり、同一圧力室列に属する各圧力室は、同程度の各クロストークの影響を受けるため、圧力室列ごとに異なる吐出タイミングで対応するアクチュエータに吐出信号を供給することで、各クロストークによる影響の低減が圧力室列ごとに均一化する。
【００２０】
また、本発明のライン式インクジェット記録装置において、前記吐出タイミングの相互の時間差を、隣接した前記圧力室間に構造的クロストークが生じない最小期間としていることが好ましい。これにより、複数の圧力室を高密度に配列しても、構造的クロストークの影響を低減させることができる。また、被印字媒体が印字解像度に対応する単位距離だけ移動されるのに要する時間を印字周期としたときに、一印字周期を短く抑えつつ、次の印字周期に流体的クロストークの影響が生じにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
まず、本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すプリンタ１は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って固定された４つのインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド２は、同図において、紙面と直交する方向に細長い矩形の外形を有している。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１１４が、図中上方に紙受け部１１６が、図中中央部に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００が備えられている。
【００２３】
給紙装置１１４は、積層された複数の矩形印刷用紙Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある印刷用紙（被印字媒体）Ｐを１枚ずつ搬送ユニット（搬送手段）１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａ、１１９ｂが配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へと送られる。
【００２４】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１０６、１０７とを備えている。搬送ベルト１１１の長さは、２つのベルトローラ１０６、１０７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ１０６、１０７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１１には、ベルトローラ１０６、１０７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面１２７となる。給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１によって形成された搬送面１２７上を搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。
【００２５】
４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル８に連通した圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４に、多数の圧力室１０のうち、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができる４つのアクチュエータユニット２１が接着剤を介して貼り合わされたものである（図２及び図５参照）。そして、各アクチュエータユニット２１には、これに吐出信号を供給するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：図示せず）が貼り合わされている。
【００２６】
ヘッド本体１３は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している（図２参照）。４つのヘッド本体１３は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド本体１３の各底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図５参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、同じヘッド本体１３に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。
【００２７】
ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間を貫通する搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。４つのヘッド本体１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
【００２８】
２つのベルトローラ１０６、１０７は、搬送ベルト１１１の内周面１１２と接している。搬送ユニット１２０の２つのベルトローラ１０６、１０７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ１０６は、搬送モータ１４７と接続されている。搬送モータ１４７は、制御部１００の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ１０７は、ベルトローラ１０６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。
【００２９】
ベルトローラ１０７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込む。本実施形態では、搬送ベルト１１１の外周面１１３には、粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。
【００３０】
搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着させられている印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。
【００３１】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが配置されている。搬送ユニット１２０から排出された印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ、１２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ１２２ａ、１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。
【００３２】
ニップローラ１３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、搬送経路上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。紙面センサ１３３からの出力信号によって印字用紙Ｐの先端が検出位置に到達したことが分かるので、それに合わせて吐出信号がインクジェットヘッド２に供給される。
【００３３】
次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。図４は、図２に示す流路ユニットに形成されたノズルの配置状況を示す拡大平面図である。なお、図３及び図４において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、アパーチャ１２及びノズル８を実線で描いている。
【００３４】
図２及び図３に示すように、ヘッド本体１３は、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及び各圧力室１０に連通した多数のノズル８（図４参照）が形成された流路ユニット４を有している。流路ユニット４の上面には、千鳥状になって２列に配列された４つの台形平面形状のアクチュエータユニット２１が接着されている。より詳細には、各アクチュエータユニット２１は、その平面視が実質的に台形形状を有している。さらに、それぞれの平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。
【００３５】
アクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。図４に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル８が規則的に配列されている。流路ユニット４の上面には、図３に示すように、多数の圧力室１０がマトリクス状に配列している。いずれもほぼ菱形の平面形状を有している。この圧力室１０による配列は、アクチュエータユニット２１毎に形成され、流路ユニット４の上面において千鳥状に配列した４つの圧力室群９を構成している。後述するように、各圧力室１０には、アクチュエータユニット２１に形成された１つの個別電極３５がそれぞれ対向している。
【００３６】
流路ユニット４内には、マニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路（共通インク室）Ｅ１〜Ｅ４が形成されている。１つのインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４が対向している。流路ユニット４の上面に設けられているマニホールド流路５の開口部５ａは、図示しないインク流出流路と接合されている。そのため、図示しないインクタンクからインク流出流路を介してマニホールド流路５及び副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４にインクが供給されるようになっている。
【００３７】
ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図５は、図３のV−V線における断面図である。図５に示すように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである。そして、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。
【００３８】
キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２と副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。このようにして、ヘッド本体１３には、それぞれの副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４の出口からアパーチャ１２、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路３２が圧力室１０ごとに形成されている。
【００３９】
図５に示すように、アクチュエータユニット２１は、４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電シート４１〜４４は、すべて厚みが１５μｍ程度であり、アクチュエータユニット２１の厚さは６０μｍ程度となっている。いずれの圧電シート４１〜４４も、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００４０】
最上層の圧電シート４１上には、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。個別電極３５及び後述する共通電極３４は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。個別電極３５は、アクチュエータユニット２１の部分拡大平面図である図６に示すように、ほぼひし形形状を有しており、圧力室１０に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１０内に収まるように形成されている。したがって、最上層の圧電シート４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５が規則的に二次元配列されている。また、各個別電極３５が配置されている部分が、圧力室１０内のインクに圧力を付与する圧力発生部に相当する。本実施形態では、個別電極３５がアクチュエータユニット２１の表面だけに形成されているので、アクチュエータユニット２１の最外層である圧電シート４１だけが活性部を含むことになる。そのため、アクチュエータユニット２１におけるユニモルフ変形の変形効率が優れたものとなる。このようにアクチュエータユニット２１は、個別電極３５と、圧電シート４１〜４４の個別電極３５と対向する領域と、共通電極３４とからなる複数のアクチュエータから構成されている。
【００４１】
個別電極３５の一方（アクチュエータユニット２１の長辺に近い方）の鋭角部は、キャビティプレート２２においてアクチュエータユニット２１と接着されてこれを支持している桁部（キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない部分）４１ａ上にまで延出されている。そして、その延出部の先端近傍上には、厚み１５μｍ程度のランド３６が形成されている。個別電極３５とランド３６とは、電気的に接合されている。ランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。ランド３６は、個別電極３５とＦＰＣ上に形成されたコンタクトとを電気的に接続する部材である。
【００４２】
最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２〜圧電シート４４のそれぞれの間、および、圧電シート４４の下面には、電極が配置されていない。
【００４３】
共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位に保たれている。多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣ上のコンタクト及び配線を介して、個別に制御部１００の一部であるドライバＩＣに電気的に接続されている。
【００４４】
本実施形態におけるアクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電シート４１に対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。このとき圧電シート４１は、その厚み方向すなわち積層方向に伸長又は収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮又は伸長しようとする。一方、残りの３枚の圧電シート４２〜４４は、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域をもたない非活性層であるので、自発的に変形することができない。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）の圧電シート４１を活性部を含む層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。
【００４５】
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、ドライバＩＣを制御して個別電極３５を共通電極３４に対して正又は負の所定電位とすると、圧電シート４１の電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電シート４２〜４４は電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電シート４１と圧電シート４２〜４４との間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電シート４１は圧力室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００４６】
本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングにて再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻り、圧力室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、圧力室１０内に負圧が与えられ、インクがマニホールド流路５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積減少により圧力室１０内の圧力が正圧となりインクへの圧力が上昇し、インク滴が吐出される。つまり、インク滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、圧力室１０内において圧力波がマニホールド流路５からノズル８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、圧力室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力でインク滴を吐出させることができる。
【００４７】
また、階調印字においては、ノズル８から連続して吐出されるインク滴の数、つまりインク吐出回数で調整されるインク量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数のインク吐出を、指定されたドット領域に対応するノズル８から連続して行う。一般に、インク吐出を連続して行う場合は、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出されたインク滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインク滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳してインク滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。
【００４８】
図３に戻って、圧力室群９に属する各圧力室１０は、その長い対角線の一端においてノズル８に連通されていると共に、他端においてアパーチャ１２を介して副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４に連通されている。圧力室１０は、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。圧力室１０の短い方の対角線は上述した配列方向Ａと平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなる圧力室１０の一斜辺方向である。そして、圧力室１０の両方の鋭角部は、隣接する別の２つの圧力室の間に位置している。
【００４９】
図３に示すように、圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔して配列している。また、圧力室１０は、配列方向Ｂに１６個並べられている。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１内には、配列方向Ａに延びる圧力室列１１が配列方向Ｂに１６行形成されており、全体として６００ｄｐｉの解像度で印字ができるようになっている。
【００５０】
これら１６本の圧力室列１１は、所定の間隙を介して隣接しており、圧力室群９が構成されている。圧力室列１１は、図３の紙面に対して垂直な方向から見て、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４との相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。
【００５１】
第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、配列方向Ａと直交する方向にとった方向Ｃに関して、ノズル８が下側に偏在し、それぞれ対応する圧力室１０の下端部付近と対向している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、方向Ｃに関して、ノズル８が上側に偏在し、それぞれ対応する圧力室１０の上端部付近と対向している。つまり、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａに係るノズル８は、図４に示すノズル列１５ａを形成し、第２の圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂに係るノズル８は、図４に示すノズル列１５ｂを形成している。そして、第３の圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃに係るノズル８は、図４に示すノズル列１５ｃを形成し、第４の圧力室列１１ｄに属する圧力室１０ｄに係るノズル８は、図４に示すノズル列１５ｄを形成している。
【００５２】
第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、図３の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、各副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４と重なっている。一方、第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、圧力室１０ｂ、１０ｃのほぼ全領域が、各副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４と重なっていない。そのため、いずれの圧力室列１１に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４と重ならないようにしつつ、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４の幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。
【００５３】
図４に示すように、複数のノズル８が、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４の延在方向（配列方向Ａ）に沿って配列されていると共に、互いに平行な１６列のノズル列１５を形成している。これらノズル列１５は、圧力室列１１ａ〜１１ｄのそれぞれと対応しており、ノズル列１５ａ〜１５ｄに分けられている。ノズル列１５ａ及びノズル列１５ｂの間には、ノズル列１５ｃが位置している。これは、第２及び第３の圧力室列１１ｂ，１１ｃに属する圧力室１０どうしの一鋭角部が、方向Ｃにオーバーラップし、且つ、その一鋭角部側に当該圧力室１０に係るノズル８が偏在しているためである。その結果、第３の圧力室列１１ｃに属する圧力室１０に係るノズル８が第１及び第２の圧力室列１１ａ，１１ｂに係るノズル８間に配置されている。つまり、図３に示すように、各圧力室列１１ａ〜１１ｄを図中下から上に向かって順に（Ｆ１）〜（Ｆ１６）と記す。また、これら圧力室列１１ａ〜１１ｄに対応するノズル列１５ａ〜１５ｄに（Ｆ１´）〜（Ｆ１６´）と記すると、図４に示すように、ノズル列１５ｂ，１５ｃに対応する（Ｆ４´）、（Ｆ５´）、（Ｆ８´）、（Ｆ９´）、（Ｆ１２´）、（Ｆ１３´）の並びが圧力室列１１の並びとは異なって、方向Ｃに入れ替わっている。各ノズル８は流路ユニット４の長手方向（配列方向Ａ）に沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔されている。各ノズル列１５ａ〜１５ｄは、上述のように４本の副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４と対向しない位置に配置されている。
【００５４】
図４には、流路ユニット４の長手方向に３７．５ｄｐｉに相当する幅（６７８．０μｍ）を有し、流路ユニット４の短手方向（方向Ｃ）に延在する帯状領域Ｒが示されている。この帯状領域Ｒ内には、各ノズル列１５ａ〜１５ｄについて１つのノズル８が存在しており、全部で１６個のノズル８が含まれている。これら１６個の各ノズル８を配列方向Ａに延びる仮想直線上に同じ方向から射影した点の位置は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔し、等間隔になっている。
【００５５】
１つの帯状領域Ｒに属する１６個のノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１６個のノズル８を（１）〜（１６）と記することにしたとき、これら１６個のノズル８は、下から、（１）、（９）、（１３）、（１５）、（５）、（７）、（１１）、（１６）、（３）、（８）、（１２）、（１４）、（４）、（６）、（１０）、（２）の順番に並んでいる。このように構成されたインクジェットヘッド２において、アクチュエータユニット２１を印字用紙の搬送に合わせて適宜駆動させると、配列方向Ａに６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。
【００５６】
次に、アクチュエータユニット２１の制御について、図７を参照しつつ説明する。図７は、制御部１００の機能ブロック図である。制御部１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、アクチュエータユニット２１を駆動するためのドライバＩＣとを備えており、これらが一体となって機能することにより以下に説明する各機能部が構築されている。
【００５７】
制御部１００は、ＰＣ２００からの指示に基づいて動作するものであり、図７に示すように、通信部１５１と、印字制御部１５２とを備えている。通信部１５１は、ＰＣ２００との通信を行うものである。ＰＣ２００からコマンドが送信されると、通信部１５１はその実行内容を解析し印字制御部１５２に出力する。印字制御部１５２は、通信部１５１から入力された実行内容に基づいてプリンタ１の印字動作を制御するためのものであり、アクチュエータ制御部１５３と動作制御部１５８とを備えている。動作制御部１５８は、搬送モータ１４７等を制御するものである。アクチュエータ制御部１５３は、アクチュエータユニット２１の駆動を制御するものである。尚、これら各機能部はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されているハードウェアであるが、機能部の全て、又は一部がソフトウェアで構成されていてもよい。
【００５８】
次に、図８を参照しつつ、アクチュエータ制御部１５３について詳細に説明する。図８はアクチュエータ制御部１５３の機能ブロック図である。図８に示すように、アクチュエータ制御部１５３は、波形出力部１５４と、４つの遅延部１５５と、タイミング指示部１５６と、波形増幅部１５７とを備えている。なお、波形出力部１５４、遅延部１５５、及びタイミング指示部１５６はデジタル回路で構成されており、波形増幅部１５７はアナログ回路で構成されている。
【００５９】
波形出力部１５４は、通信部１５１から入力された印字の実行内容に基づいて、ノズル８から所望の体積のインクを吐出させるための吐出信号を生成して出力するものである。４つの遅延部１５５は、それぞれが副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４毎のノズル列１５ａ〜１５ｄのいずれかに対応するものであり、波形出力部１５４から出力された吐出信号を所定時間遅延させ、遅延させた吐出信号をさらに出力するものである。また、遅延部１５５は、タイミング指示部１５６の指示に基づいて、遅延なし、遅延時間ｔｄ、遅延時間ｔｄ×２、及び遅延時間ｔｄ×３（図１０参照）の４つの遅延時間のいずれかを設定することができる。吐出信号の遅延はノズル８からのインクの吐出タイミングの遅延となる。つまり、遅延部１５５は、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４毎に係る４つのノズル列１５ａ〜１５ｄにおいて、ノズル列単位でノズル８からのインクの吐出タイミングを４種類設定することができる。
【００６０】
タイミング指示部１５６は、各遅延部１５５に対して、互いに異なるように上述の遅延時間（インクの吐出タイミング）を設定するものである。波形増幅部１５７は、遅延部１５５が出力した吐出信号を増幅して出力するものである。波形増幅部１５７が出力した吐出波形は、アクチュエータユニット２１の対応する個別電極３５に供給される。
【００６１】
図９を参照してタイミング指示部１５６について詳細に説明する。図９は、タイミング指示部１５６の機能ブロック図である。図９に示すように、タイミング指示部１５６は、テーブル記憶部１６１と、セレクタ１６２とを備えている。テーブル記憶部１６１は、各ノズル列１５ａ〜１５ｄに対応する個別電極３５に供給される吐出信号の異なった遅延時間を記憶するものである。テーブル記憶部１６１に記憶されている遅延時間の例を表１及び表２に示す。なお、表１及び表２においては、遅延なしを「０」、遅延時間ｔｄを「１」、遅延時間ｔｄ×２を「２」、及び遅延時間ｔｄ×３を「３」と表している（図１０参照）。また、表１は、各ノズル列１５ａ〜１５ｄを副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４毎に整理して示しており、表２は、表１を射影点番号順に並べて整理して示したものである。また、表１及び表２においては、ノズル列１５ａ〜１５ｄの列番号を（Ｆ１´）〜（Ｆ１６´）で表している。
【００６２】
本実施の形態においては、遅延時間ｔｄは、隣接した圧力室１０間に構造的クロストークが生じない期間の最小値である３．２μｓであるが、これに限定するものではない。複数の圧力室１０が高密度に配列されると、構造的クロストークが無視できなくなる。そこで、遅延時間のｔｄを、構造的クロストークが生じない期間としておけば、複数の圧力室１０を高密度に配列しても、構造的クロストークの影響を低減させることができる。なお、このｔｄ値は、各圧力室１０の位置関係（配置密度）や周囲の剛性によって適宜決められる。
【００６３】
【表１】
2006123397.tif 000003
【００６４】
【表２】
2006123397.tif 000004
【００６５】
表１に示すように、各副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４に係るノズル列１５ａ〜１５ｄの吐出信号の遅延時間が互いに異なるように設定されている。また、表２に示すように、各ノズル列１５ａ〜１５ｄに属するノズル８の射影点において、隣接するノズル８の吐出信号の遅延時間が互いに異なるようにも設定されている。タイミング指示部１５６においては、これら各ノズル列１５ａ〜１５ｄの遅延時間に基づいて、４つの遅延部１５５のそれぞれに対して遅延時間を設定する。なお、本実施の形態における遅延時間は、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４毎に係る圧力室列数に対応した４種類となっているが、２種類以上であればよい。セレクタ１６２は、テーブル記憶部１６１に記憶されているノズル列１５ａ〜１５ｄ毎の遅延時間を選択して遅延部１５５に対して遅延時間を設定するものである。
【００６６】
アクチュエータ制御部１５３により出力される４種類の遅延がかけられた吐出信号の波形パターンを図１０に示す。なお、縦軸は電位を、横軸は時間をそれぞれ示しており、副マニホールド流路Ｅ１に係るノズル列１５ａ〜１５ｄに対応する吐出信号の波形パターンである。また、遅延０は遅延なしの波形パターンを、遅延１は遅延時間ｔｄの波形パターンを、遅延２は遅延時間ｔｄ×２の波形パターンを、遅延３は遅延時間ｔｄ×３の波形パターンをそれぞれ示している。このうち、遅延０で示される波形パターンは、ノズル列１５ｂ（Ｆ１´）に加えられ、遅延１で示される波形パターンは、ノズル列１５ａ（Ｆ２´）に加えられる。さらに、遅延２で示される波形パターンは、ノズル列１５ｄ（Ｆ３´）に加えられ、遅延３で示される波形パターンは、ノズル列１５ｃ（Ｆ４´）に加えられる。本実施の形態においては、インク滴を吐出するために高電位を基準とするパルスが個別電極３５に供給される。図１０に示すように、波形パターンは、吐出パルスとキャンセルパルスとから構成されている。吐出パルスはノズル８からインク滴を吐出するためのものであり、1つのパルスで１つのインク滴を吐出することができる。図１０に示した波形パターンには３つの吐出パルスが含まれている。キャンセルパルスは、インク吐出後に個別インク流路３２内に残留する残留圧力を除去するためのものである。キャンセルパルスは、残留圧力の周期に対して反転した周期のタイミングで、個別インク流路３２に新たな圧力を発生させる。これにより残留圧力がキャンセルパルスにより生成された圧力によりほとんど相殺される。そして、遅延０の波形パターンを基準として、遅延１の波形パターンは開始時間が時間ｔｄ遅延しており、遅延２の波形パターンは開始時間が時間ｔｄ×２遅延しており、遅延３の波形パターンは開始時間が時間ｔｄ×３遅延している。本実施の形態では、上述したような圧力室１０やマニホールド流路５の配設関係があるので、先にも記したように時間ｔｄは、圧力室１０が隣接することで生じることがある構造的クロストークの影響を受けない最短時間（３．２μｓ）に設定してある。そのため、図１０に示すように、遅延０の最初の吐出パルスから遅延３のキャンセルパルスまでの期間Ｔｍも短くなる。印字用紙Ｐが、その搬送方向に関する印字解像度に対応した距離だけ搬送されるのに要する時間を印字周期としたとき、インク吐出後にキャンセルパルスでは相殺しきれなかった残留圧力による影響がでない時間だけは待つにしても、期間Ｔｍが短くなった分だけ一印字周期を短く抑えることができる。すなわち、高速印字に寄与する。なお、本実施形態における単位距離は、印字用紙Ｐの搬送方向の解像度が６００ｄｐｉとなっているので約４０μｍとなっている。
【００６７】
ここで、副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４毎の４種類の吐出信号について説明する。図１１は、４つの副マニホールド流路毎のノズル列１５ａ〜１５ｄに属するノズル８に係る波形パターンを示す説明図である。図１１に示すように、副マニホールド流路Ｅ１に係るノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ対応する個別電極３５には、ノズル８の射影点番号が（１）、（９）、（１３）、（５）のものに順に遅延０、遅延１、遅延２、遅延３の波形パターンが供給されている。副マニホールド流路Ｅ２に係るノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ対応する個別電極３５にも、同様にノズル８の射影点番号が（１５）、（７）、（１１）、（３）のものに、順に遅延０、遅延１、遅延２、遅延３の波形パターンが供給されている。副マニホールド流路Ｅ３に係るノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ対応する個別電極３５には、ノズル８の射影点番号が（１６）、（８）、（１２）、（４）のものに順に遅延１、遅延０、遅延３、遅延２の波形パターンが供給されている。副マニホールド流路Ｅ４に係るノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ対応する個別電極３５にも、同様にノズル８の射影点番号が（１４）、（６）、（１０）、（２）のものに順に遅延１、遅延０、遅延３、遅延２の波形パターンが供給されている。このように隣接する圧力室列間やノズル８の隣接した射影点に異なった吐出タイミングで吐出信号が供給されている。こうして４種類の遅延パターンの吐出信号が、各ノズル列１５ａ〜１５ｄに係る個別電極３５に供給されてアクチュエータユニット２１が駆動される。対応するノズル８からは、波形パターンに応じた量のインク滴が遅延の種類に応じたタイミングで吐出される。そして、印字用紙Ｐ上に所望の階調のドットが形成される。本実施形態においては、図１１に示すような遅延０〜遅延３の波形パターンが一印字周期毎に繰り返されている。
【００６８】
変形例によると、本実施形態におけるセレクタ１６２は、同じノズル列１５ａ〜１５ｄに係る個別電極３５に、同じ遅延の波形パターンの吐出信号を供給するように遅延部１５５に対して遅延時間を設定しているが、これだけによらず、異なる遅延の波形パターンの吐出信号が同じノズル列１５ａ〜１５ｄに係る個別電極３５に供給されるように遅延部１５５に対して遅延時間を設定していてもよい。つまり、最初の印字周期において、個別電極３５に供給される吐出信号の遅延の波形パターンが、次回の印字周期における当該個別電極３５に供給される吐出信号の遅延の波形パターンが異なっていてもよい。この場合でも、遅延時間ｔｄが期間Ｔｍを短くするように最小値となっているので、一印字周期を短く抑えつつ、次の印字周期にクロストークの影響が生じにくくなる。
【００６９】
以上のような本実施の形態におけるインクジェットプリンタ１によると、隣接する圧力室列１１ａ〜１１ｄ間において、対応する個別電極３５にはそれぞれ異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、構造的クロストークによる影響を低減させることができる。つまり、吐出タイミングの時間的差異は、短くても互いに構造的クロストークの影響を受けない時間に設定されている。そのため、各圧力室列１１間において、どの隣接する組み合わせを取っても、隣接する圧力室１０からの構造的クロストークは受けない。さらに、高密度化が進んだ場合においても、構造的クロストークの影響を低く抑えることができる。加えて、一印字周期内で、複数の吐出タイミングが存在することは、吐出タイミングの数に対応して電力の消費タイミングが分割されることでもある。これにより、消費電力ピークが瞬間的に過大になるのを避けることができ、電源装置を小型で簡略なものとすることが可能となる。
【００７０】
また、同じ副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４に連通した複数の圧力室１０が構成する４列の圧力室列１１ａ〜１１ｄ間において、対応する個別電極３５に４種類の遅延０〜遅延３の波形パターンの吐出信号が供給されるので、流体的クロストークの影響を低減させることができる。ここで、流体的クロストークとは、共通インク室である副マニホールド流路において、各圧力室から伝播した圧力波が互いに共振して常在波を発生し、その常在波が当該副マニホールド流路に連通しているすべての圧力室におけるインク吐出に影響を与えることである。係る流体的クロストークの影響によりインクの吐出特性にばらつきが生じる。このような流体的クロストークの影響を減少させるために、本実施形態においては、同じ副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４に連通した複数の圧力室１０が、圧力室列１１ａ〜１１ｄ間において、それぞれが異なる４種類の吐出タイミングで吐出信号が対応する個別電極３５に供給されている。
【００７１】
本実施の形態では、上述のように、吐出タイミングの最小の時間差を、構造的クロストークが隣接する圧力室列間で影響しない程度の時間ｔｄに設定してある。この時間ｔｄ以上のタイミング差にしておけば、流体的クロストークの影響も受けずに済む。なお、この時間ｔｄは、上述のような圧力室１０、マニホールド流路５及び両者の位置関係や連通形態に対応して決められたものであって、構造的な違いがある場合でも、少なくともこれらの配設状態や連通状態に合わせて設定すればよい。すなわち、いずれのクロストークの影響も受け難い時間ｔｄとすればよい。
【００７２】
また、１６列のノズル列１５ａ〜１５ｄに属するノズル８を仮想直線上に同じ方向から射影したときにおいて、互いに隣接する射影点（１）〜（１６）に係る圧力室１０に対応する個別電極３５に異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されることになる。仮に、隣接する圧力室列間で異なる吐出タイミングの吐出信号を供給したときに、流体的クロストークや構造的クロストークが完全に抑制できなくても、この残余のクロストークの影響が被印字媒体上のドット間で分散されることになる。そのため、このクロストークに起因したドットの大きさの相違が目立ちにくくなる。例えば、隣接する圧力室列１１間及び同じマニホールド流路に連通する圧力室列１１間で吐出タイミングを変えて印字しても、ノズルの配置状態によっては、同じ吐出タイミングで形成されたドットが連続して隣接した横線を形成していることがある。上述のように吐出タイミングを変えることでクロストークの影響が十分に取り切れている構成であればよいが、クロストークの残余の影響があった場合、例え注目するドットが係る圧力室列１１やマニホールド流路が互いに異なっていたとしても、特定のタイミングで形成されることにより、その残余の影響が表れてしまうことがある。すなわち、一本の横線であっても、線の太さのばらつきとして影響が表れる。さらには、被印字媒体上の印字結果において、濃淡ムラが解消される。つまり、同じ大きさのドットが隣接せずにばらついて形成されるので、ドットの大きさの相違が目立ちにくくなるからである。したがって、クロストークに起因した被印字媒体上でのドットの大きさの相違が目立ちにくくなり、被印字媒体への印字品質が向上する。
【００７３】
また、複数の圧力室１０が構成する１６列の圧力室列１１ａ〜１１ｄが各副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４の延在方向に平行に延在し、複数の圧力室１０、１６列の圧力室列１１ａ〜１１ｄ及び複数の副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４の互いの位置関係が規則的な関係になっている。そのため、流体的クロストーク及び構造的クロストークによる影響も規則的になる。つまり、同一圧力室列１１に属する各圧力室１０は、各クロストークの影響を同程度受けるため、圧力室列１１ごとに異なる吐出タイミングで対応する個別電極３５に吐出信号を供給することで、各クロストークによる影響の低減が圧力室列１１ごとに均一化する。したがって、圧力室列１１間において、各クロストークの影響に起因したインク吐出特性のばらつきが抑制しやすくなり、インク吐出精度が向上する。
【００７４】
続いて、本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタについて説明する。図１２は、本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。図１２において、インクジェットプリンタ２０１内には、ヘッドユニット２０２が配置されている。ヘッドユニット２０２のホルダ２０３には、インクを貯溜するインクタンク２０４とインクを吐出するインクジェットヘッド２０５（図１３参照）とが固着されている。ホルダ２０３は、駆動機構２０６により直線方向に往復移動するキャリッジ２０７に固着されている。記録媒体たる用紙を搬送する搬送手段としてのプラテンローラ２０８は、その軸線がキャリッジ２０７の往復移動方向に沿うように配置され、インクジェットヘッド２０５と対向している。
【００７５】
キャリッジ２０７は、プラテンローラ２０８の支軸と平行に配設されるガイド軸２１５及びガイド板２１６によって摺動自在に支持されている。ガイド軸２１５の両端部の近傍には、プーリー２１７，２１８が支持され、これらプーリー２１７，２１８の間に無端ベルト２１９が架け渡されている。キャリッジ２０７は、この無端ベルト２１９の適宜の位置に固定されている。
【００７６】
このような駆動機構２０６の構成において、一方のプーリー２１７がモータ２２０の駆動により正逆回転すると、キャリッジ２０７がガイド軸２１５及びガイド板２１６に沿って直線方向（主走査方向）に往復移動するため、これに伴ってヘッドユニット２０２も往復移動する。
【００７７】
用紙は、インクジェットプリンタ２０１の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド２０５とプラテンローラ２０８との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド２０５から吐出されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図１２においては、用紙の給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
【００７８】
また、インクジェットプリンタ２０１内には、図１２中左下方に示すパージ機構２３０が設けられている。パージ機構２３０は、パージキャップ２３５でインクジェットヘッド２０５の下面の一部を覆ってインクジェットヘッド２０５の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
【００７９】
つまり、カム２３６の駆動によりポンプ２３７によって吸引して廃インク溜め２３８へ廃棄することにより、インクジェットヘッド２０５の復旧を行うようにしている。なお、図１に示す４つのキャップ２３９は、印刷が終了してリセット位置（パージ機構２３０に対向する位置）に戻されるキャリッジ２０７上のインクジェットヘッド２０５のノズルをすべて覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００８０】
図１３は、本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタに適用されたインクジェットヘッドの平面図である。図１４は、図１３に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。なお、図１４において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２２１の下方にあって破線で描くべき圧力室２１０、アパーチャ１２を実線で描いている。本実施の形態のインクジェットプリンタ２０１は、図１３に示すように、用紙搬送方向に長手方向を有する矩形平面形状のインクジェットヘッド２０５を備えている。
【００８１】
インクジェットヘッド２０５は、上述の流路ユニット４と同様に複数のプレートが積層され構成された流路ユニット２１４と、流路ユニット２１４の上面に固定された矩形平面形状のアクチュエータユニット２２１とを含んでいる。
【００８２】
流路ユニット２１４の上面には、図１３及び図１４に示すように、アクチュエータユニット２２１を避けた位置に配置されたインク供給口２１３と、アクチュエータユニット２２１と重なる位置にマトリクス状に配列された複数の圧力室２１０とが形成されている。流路ユニット２１４の内部には、インク供給口２１３から流路ユニット２１４の長手方向（用紙搬送方向）に沿って互いに平行に延在した４本のマニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４が形成されている。この構成により、インクタンク（図示せず）からのインクがインク供給口２１３を介して各マニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４内に供給される。
【００８３】
なお、アクチュエータユニット２２１の構成は、上述のアクチュエータユニット２１とほぼ同様な構成を有しており、その平面形状が台形形状から長方形形状に変更されただけである。つまり、最上層の圧電シートの圧力室２１０に対向する位置には、個別電極３５が形成されており、最上層の圧電シートとその下側の圧電シートには、シート全面に共通電極が形成されている。これにより、アクチュエータユニット２２１も上述のアクチュエータユニット２１と同様に個別電極３５毎の複数のアクチュエータから構成されることになる。
【００８４】
流路ユニット２１４内には、上述の個別インク流路３２と同様の個別インク流路が複数形成されている。つまり、図１４に示すように、流路ユニット２１４には、マニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４、圧力室２１０、アパーチャ１２及びノズルが上述の流路ユニット４と同様な配置関係で形成されており、圧力室２１０毎にマニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４からノズルに至る個別インク流路を形成している。なお、複数の圧力室２１０は、上述の圧力室列１１ａ〜１１ｄと同様に４列ずつ各マニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４に係る圧力室列２１１ａ〜２１１ｄを形成しており、図示しない複数のノズルにおいても上述のノズル列１５と同様なノズル列を形成している。
【００８５】
本実施形態におけるインクジェットプリンタは、上述の制御部１００とほぼ同じ制御構成を有する制御部を備えており、それによって制御されている。制御部において、上述の制御部１００の構成と異なる点は、本実施形態のインクジェットプリンタ２０１では用紙の搬送に対応して、インクジェットヘッド２０５がキャリッジ２０７の往復移動に伴って用紙搬送方向と直交する方向に移動する。つまり、本実施形態におけるインクジェットプリンタは、シリアルタイプのインクジェットプリンタである。これにより、制御部内の動作制御部が印刷時の用紙搬送に伴ってキャリッジ２０７を往復移動させつつ、上述の同様なアクチュエータ制御部の制御によってアクチュエータユニット２２１を駆動させる。このときの各ノズルからのインク吐出タイミングは上述と同じである。
【００８６】
以上のような本実施の形態におけるインクジェットプリンタ２０１によると、流路ユニット２１４に形成された圧力室２１０、アパーチャ１２、圧力室列２１１、マニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４及びノズルが上述の流路ユニット４とほぼ同じ配置関係になっており、且つ、ノズルからインク吐出するための吐出タイミングも同じタイミングで制御された吐出信号がアクチュエータユニット２２１の各個別電極３５に供給される。そのため、第１実施形態と同様に、隣接する圧力室列２１１ａ〜２１１ｄ間において、対応する個別電極３５に異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、構造的クロストークによる影響を低減させることができる。さらに、同じ副マニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４に連通した複数の圧力室２１０が構成する４列の圧力室列２１１ａ〜２１１ｄ間において、対応する個別電極３５に４種類の遅延０〜遅延３の波形パターンの吐出信号が供給されることになるので、流体的クロストークの影響を低減させることができる。加えて、圧力室列２１１（複数の個別電極３５）間において、供給される吐出信号が異なる吐出タイミングで供給されるので、消費電力ピークが瞬間的に過大になるのを避けることができ、電源装置を小型で簡略なものとすることが可能となる。なお、本実施形態におけるインクジェットプリンタは、第１実施形態と同様な構成を有する部分においては同じ効果を得ることができる。
【００８７】
上述した第１及び第２実施形態における流路ユニット４，２１４の副マニホールド流路Ｅ１〜Ｅ４及びマニホールド流路Ｊ１〜Ｊ４は、流路ユニット４の長手方向に平行に延在しているが、図１４に示すように、共通インク室となるマニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４が互いに流路ユニット３０４の延在方向に平行に形成されていなくてもよい。図１５は、本発明の第１及び第２実施形態によるインクジェットプリンタに適用されたインクジェットヘッドの流路ユニットの一変形例を示す平面図である。図１６は、図１５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。なお、図１６において、図面を分かりやすくするために、流路ユニット３０４内にあって破線で描くべきアパーチャ３１２を実線で描いているとともに、マニホールド流路Ｈ１の延在方向が図１６中左右方向に平行になるように回転させて描いている。
【００８８】
本変形例における流路ユニット３０４は、図１５に示すように、流路ユニット３０４の長手方向から所定角度だけ傾いた方向に延在した４つのマニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４を有している。これらマニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４は、流路ユニット３０４の一端から他端に向かって順に反対側に傾いており、平面上において２つの「ハ」の字を描くように配置されている。流路ユニット３０４の上面には、複数の圧力室３１０がマトリクス状に配列されている。複数の圧力室３１０は、各マニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４の延在方向に沿って互いに平行に配列された複数の圧力室列３１１を形成している。流路ユニット３０４内には、マニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４の延在方向と直交する方向に延在された複数のアパーチャ３１２が形成されている。複数のアパーチャ３１２は、各マニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４と各マニホールド流路Ｈ１〜Ｈ４に対応する圧力室３１０に対して、複数種類の延在長を圧力室列３１１毎に有している。ここで、同じインク流通開口面積を有するアパーチャの延在長が異なると、アパーチャにおける流路抵抗が異なるため、マニホールド流路からアパーチャ及び圧力室を介してノズルに至る個別インク流路毎のインク吐出特性が異なることになる。そのため、本変形例においては、アパーチャ３１２の延在長が異なっていても互いに流路抵抗が同じになるように、インク流通開口面積を異ならせている。つまり、アパーチャ３１２の延在長が短いものに対しては、長いものよりその開口面積を小さくしている。なお、流路ユニット３０４には、流路ユニット３０４の下面（インク吐出領域）に、複数のノズルがマトリクス状に配列されている。また、流路ユニット３０４の上面には、アクチュエータユニット（図示せず）が形成されており、その構成は、上述のアクチュエータユニット２１とほぼ同様な構成である。つまり、最上層の圧電シートの圧力室３１０に対向する位置には、個別電極が形成されており、最上層の圧電シートとその下側の圧電シートには、シート全面に共通電極が形成されている。これにより、本変形例におけるアクチュエータユニットも上述のアクチュエータユニット２１と同様に個別電極毎の複数のアクチュエータから構成されることになる。
【００８９】
このような構成を有する流路ユニット３０４においても、圧力室列３１１間において対応する個別電極に異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されることで、第１及び第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００９０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態及び変形例においては、インクジェットヘッドの平面形状が長方形形状になっているが、正方形であってもよい。また、複数のノズルを同じ方向か射影した射影点において、隣接する射影点同士が同じ吐出タイミングでインクを吐出するような吐出信号が対応する個別電極に供給されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態によるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示したヘッド本体の平面図である。
【図３】図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。
【図４】図２に示す流路ユニットに形成されたノズルの配置状況を示す拡大平面図である。
【図５】図３のV−V線における断面図である。
【図６】図５に示すアクチュエータユニットの部分拡大平面図である。
【図７】図１に示す制御部の機能ブロック図である。
【図８】図７に示すアクチュエータ制御部の機能ブロック図である。
【図９】図８に示すタイミング指示部の機能ブロック図である。
【図１０】図７に示すアクチュエータ制御部が生成する４種類のパルスの波形パターンを示す図である。
【図１１】図７に示すアクチュエータ制御部が生成する４つの副マニホールド流路毎の各ノズル列に属するノズルに係る波形パターンを示す説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタに適用されたインクジェットヘッドの平面図である。
【図１４】図１３に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。
【図１５】本発明の第１及び第２実施形態によるインクジェットプリンタに適用されたインクジェットヘッドの流路ユニットの一変形例を示す平面図である。
【図１６】図１５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    プリンタ
４，２１４，３０４    流路ユニット
８  ノズル
１０，２１０，３１０    圧力室
１１ａ〜１１ｄ，２１１ａ〜２１１ｄ，３１１  圧力室列
１３    ヘッド本体
１５ａ〜１５ｄ  ノズル列
２１，２２１  アクチュエータユニット
１００  制御部
１５３  アクチュエータ制御部
１５４  波形出力部
１５５  遅延部
１５６  タイミング指示部
１５７  波形増幅部
Ｅ１〜Ｅ４  副マニホールド流路（共通インク室）
Ｈ１〜Ｈ４，Ｊ１〜Ｊ４  マニホールド流路（共通インク室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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