(57)【要約】【課題】より高機能な、また、高密度化に適した液体吐出ヘッドの構造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】本発明の液体吐出ヘッドは、複数の液体吐出口（５１）と、各液体吐出口（５１）にそれぞれ連通する複数の圧力室（５２）と、圧力室（５２）の少なくとも一部の面を構成する振動板（５６）と、振動板（５６）の圧力室側の面と反対側の面に配設され、圧力室（５６）に対応した範囲で少なくとも個別電極（５７）が分離された複数の圧電素子（５８）と、を有し、複数の圧電素子（５８）を振動させることによって液体吐出口（５１）から液体が吐出される。各圧電素子（５８）の駆動位相、駆動タイミング、駆動波形などを制御することにより、吐出効率の向上、液滴体積制御、吐出方向制御、クロストーク防止が可能であり、圧電素子（５８）で圧力を検出することもできる。【選択図】  図７
2006102976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液体吐出口と、
各液体吐出口にそれぞれ連通する複数の圧力室と、
前記圧力室の少なくとも一部の面を構成する振動板と、
前記振動板の圧力室側の面と反対側の面に配設され、前記圧力室に対応した範囲で少なくとも個別電極が分離された複数の圧電素子と、を有し、
前記複数の圧電素子を振動させることによって前記液体吐出口から液体が吐出されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記振動は、超音波振動であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記圧電素子の圧電体の厚みは、前記超音波振動の駆動周波数の波長の１／４又は１／２であることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記複数の圧電素子は、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲内において同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の圧電素子は、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲内において第１の方向及びこれに直交する第２の方向に沿ってマトリクス状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記圧力室に対応した前記振動板の範囲における前記複数の圧電素子の配列形状は、角度α（ただし、０°＜α＜１８０°）の回転対称性を有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。  
【請求項７】
前記複数の液体吐出口が形成された吐出面と直交する方向から見たとき、前記複数の圧電素子の配列から成る圧電素子群の中心は、当該圧電素子群が配設されている前記圧力室に対応した前記液体吐出口の中心と略一致していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記複数の液体吐出口が形成された吐出面と直交する方向から見たとき、前記複数の圧電素子の配列から成る圧電素子群の中心は、当該圧電素子群が配設されている前記圧力室に対応した前記液体吐出口の中心に対して、当該液体吐出ヘッドと被吐出媒体の相対移動方向にずれていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記圧力室に対応した前記振動板の範囲のうち、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対的な移動方向の下流側領域に、より大きな面積を有する圧電素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記圧力室に対応した前記振動板の範囲のうち、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対的な移動方向の下流側領域に、より多くの圧電素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記振動板は、前記圧力室側と反対側に凸の曲面形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１項記載の液体吐出ヘッドと、
前記複数の圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記複数の圧電素子に印加する前記駆動信号を制御する駆動制御手段と、
前記液体吐出ヘッド及び被吐出媒体のうち少なくとも一方を搬送し、前記液体吐出ヘッドに対して前記被吐出媒体を相対移動させる搬送手段と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１３】
前記駆動制御手段は、前記駆動信号の周波数及び各圧電素子に対する前記駆動信号の印加タイミングのうち少なくとも一方を可変制御することを特徴とする請求項１２記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記液体吐出ヘッドに対する前記被吐出媒体の相対移動方向の上流側に向かって前記液体吐出口から液滴が吐出されることを特徴とする請求項１２又は１３記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
前記駆動信号生成手段は、前記圧電素子を超音波振動させるための第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号よりも低い周波数の第２の駆動信号とを生成し、
前記駆動制御手段は、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号又は前記第２の駆動信号を選択的に印加する制御を行うことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか１項記載の液体吐出装置。
【請求項１６】
前記複数の圧電素子のうち少なくとも１つの圧電素子は、他の圧電素子の駆動中に圧力を検出する検出素子として兼用され、
前記検出素子として兼用される前記圧電素子から得られる検出信号を処理する検出信号処理手段と、
前記検出信号処理手段の処理結果に基づいて吐出状態を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２乃至１５の何れか１項記載の液体吐出装置。
【請求項１７】
前記複数の圧電素子のうち、前記圧力室の液体供給口付近に配置された圧電素子に対し、他の圧電素子の発生する圧力波と弱め合う位相の圧力波を発生させる駆動信号が印加されることを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１項記載の液体吐出装置。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７の何れか１項記載の液体吐出装置を有し、前記液体吐出ヘッドから吐出した液によって前記被吐出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、液体吐出装置及び画像形成装置に係り、特にノズルから微小な液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置などの画像形成装置に好適な液体吐出ヘッドの構造及びその駆動制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ノズルプレートと平行に配置された圧電体基板を高周波駆動することによってインク中に超音波を発生させ、ノズルからミスト状のインク（インクミスト）を吐出するインクジェットヘッドが開示されている。更に、同文献１では、圧力波をノズル付近に収束させるために、圧電体基板とノズルプレートとの間に凹レンズ状の音響レンズを配置することが提案されている。
【特許文献１】特開平５−３８８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、吐出エネルギーを集中させるための手段（部材）として音響レンズが必要となる。また、近年の高速かつ高画質のプリント出力の要求に伴い、記録ヘッドにおけるノズルの高密度化、吐出力の一層の向上が要求されるとともに、飛翔方向の制御や吐出液量の制御、吐出不良の検出など高機能化が求められている。この点、特許文献１では、高機能化及び高密度化への応用は十分に考慮されていない。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、より高機能な、また、高密度化に適した液体吐出ヘッドの構造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】
【０００５】
前記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る液体吐出ヘッドは、複数の液体吐出口と、各液体吐出口にそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記圧力室の少なくとも一部の面を構成する振動板と、前記振動板の圧力室側の面と反対側の面に配設され、前記圧力室に対応した範囲で少なくとも個別電極が分離された複数の圧電素子と、を有し、前記複数の圧電素子を振動させることによって前記液体吐出口から液体が吐出されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、各圧力室に対してそれぞれ複数個の圧電素子が設けられ、これら圧電素子群を振動させることで、該当する圧力室の液体吐出口から液を吐出させる。各圧電素子の個別電極はそれぞれ分離されているため、素子単位で個別駆動可能である。複数の圧電素子の駆動位相、駆動タイミング、駆動波形などを制御することにより、圧力波を液体吐出口付近に収束させることも可能であり、吐出効率の向上を達成できる。吐出効率の向上により、圧力室サイズの小型化が可能となり、高密度化を達成できる。
【０００７】
また、同時に駆動する圧電素子の数を制御したり、駆動位相、駆動タイミング、駆動波形などを制御したりすることにより、吐出時の液滴量や液滴の飛翔方向（吐出方向）の制御、或いは音響的クロストークの防止も可能である。更には、非駆動中の圧電素子を圧力検出センサとして利用することも可能であり、従来と比較して、様々な高機能化を実現できる。
【０００８】
請求項２に係る発明は請求項１記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記振動は、超音波振動であることを特徴とする。
【０００９】
かかる態様によれば、圧電素子群を超音波振動させることで、該当する圧力室の液体吐出口からミスト状の小さい粒の液を吐出させることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記圧電素子の圧電体の厚みは、前記超音波振動の駆動周波数の波長の１／４又は１／２であることを特徴とする。
【００１１】
超音波振動させるための構成として、圧電体の厚みを駆動周波数の波長の１／４又は１／２する態様が好ましく、かかる構成により、超音波の周波数による高周波駆動が可能となる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記複数の圧電素子は、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲内において同心円状に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この場合、同心円のリング状に分割された圧電素子を同心円上に配置する態様の他、リング状の素子を更に円周方向に２つ以上に分割した形態の圧電素子を同心円上に配置する態様も可能である。請求項３に示した構成によれば、同心円の中心軸付近に圧力波を容易に集中させることが可能である。  
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記複数の圧電素子は、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲内において第１の方向及びこれに直交する第２の方向に沿ってマトリクス状に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
圧力室の形状に合わせて複数の圧電素子をマトリクス状に配置し、各圧電素子を個別に駆動制御することで、多様な駆動形態を実現できる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲における前記複数の圧電素子の配列形状は、角度α（ただし、０°＜α＜１８０°）の回転対称性を有していることを特徴とする。
【００１７】
複数の圧電素子は、振動板の圧力室対応領域において概ね均一な分布状態（著しい異方性の無い状態）で配置させることが望ましい。例えば、請求項６に示したように、圧電素子群を角度α（ただし、０°＜α＜１８０°）の回転対称性を有する形態で配置させる。この場合、回転対称軸は、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲を示す形状の中心（又は重心）を通るように構成することが好ましい。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記複数の液体吐出口が形成された吐出面と直交する方向から見たとき、前記複数の圧電素子の配列から成る圧電素子群の中心は、当該圧電素子群が配設されている前記圧力室に対応した前記液体吐出口の中心と略一致していることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、液体吐出口付近に圧力波を容易に集中させることが可能であり、吐出効率を向上させることができる。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記複数の液体吐出口が形成された吐出面と直交する方向から見たとき、前記複数の圧電素子の配列から成る圧電素子群の中心は、当該圧電素子群が配設されている前記圧力室に対応した前記液体吐出口の中心に対して、当該液体吐出ヘッドと被吐出媒体の相対移動方向にずれていることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、圧力室に対応した振動板の範囲に配置させた圧電素子の分布が液体吐出口に対して非対称となるため、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対移動方向について容易に圧力差を生じさせることができ、液体吐出口から斜め方向に液滴を吐出させることができる。特に、液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対移動方向に沿って、液体吐出口の中心が上流側、圧電素子群の中心が下流側となる構成とし、液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対移動方向と逆方向（上流方向）に向かって液滴を吐出させる態様が好ましい。
【００２２】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲のうち、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対的な移動方向の下流側領域に、より大きな面積を有する圧電素子が配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記圧力室に対応した前記振動板の範囲のうち、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対的な移動方向の下流側領域に、より多くの圧電素子が配置されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項９又は１０に示した構成によれば、圧力室に対応した振動板の範囲における圧電素子の分布が液体吐出口に対して非対称となるため、当該液体吐出ヘッドに対する被吐出媒体の相対移動方向について容易に圧力差を生じさせることができ、液体吐出口から斜め方向に液滴を吐出させることができる。
【００２５】
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０の何れか１項記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記振動板は、前記圧力室側と反対側に凸の曲面形状を有していることを特徴とする。
【００２６】
より好ましくは、振動板を略球面状又は略円筒面状とし、その曲率中心を液体吐出口の中心に一致させる構成とする。かかる態様によれば、各圧電素子の発生する圧力波は液体吐出口付近に集中し、大きな変位を得ることができる。
【００２７】
請求項１２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１２に係る液体吐出装置は、請求項１乃至１１の何れか１項記載の液体吐出ヘッドと、前記複数の圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記複数の圧電素子に印加する前記駆動信号を制御する駆動制御手段と、前記液体吐出ヘッド及び被吐出媒体のうち少なくとも一方を搬送し、前記液体吐出ヘッドに対して前記被吐出媒体を相対移動させる搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
複数の圧電素子を動作させる際の組み合わせ方、同時駆動する圧電素子の数、駆動タイミング、駆動位相、駆動波形等を制御することにより、吐出効率の向上を達成できるとともに、高機能化を実現できる。
【００２９】
請求項１２記載の液体吐出装置の一態様として、請求項１３に示すように、前記駆動制御手段は、前記駆動信号の周波数及び各圧電素子に対する前記駆動信号の印加タイミングのうち少なくとも一方を可変制御することを特徴とする態様がある。
【００３０】
請求項１４に係る発明は、請求項１２又は１３記載の液体吐出装置の一態様に係り、前記液体吐出ヘッドに対する前記被吐出媒体の相対移動方向の上流側に向かって前記液体吐出口から液滴が吐出されることを特徴とする。
【００３１】
圧電素子群の中心位置に対して液体吐出口の中心位置をずらす構成、又は複数の圧電素子の駆動制御、若しくはこれらの組み合わせによって吐出方向の制御が可能である。
【００３２】
請求項１５に係る発明は、請求項１２乃至１４の何れか１項記載の液体吐出装置の一態様に係り、前記駆動信号生成手段は、前記圧電素子を超音波振動させるための第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号よりも低い周波数の第２の駆動信号とを生成し、前記駆動制御手段は、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号又は前記第２の駆動信号を選択的に印加する制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
複数の圧電素子のうち一部の圧電素子に第１の駆動信号を印加するとともに、他の圧電素子に第２の駆動信号を印加することで、超音波振動とこれよりも低い周波数の振動の合成駆動によって吐出速度を高めることができる。
【００３４】
また、小滴の吐出時に第１の駆動信号を用い、大滴の吐出時に第２の駆動信号を用いるなどの態様により、吐出液滴量の制御も可能である。
【００３５】
請求項１６に係る発明は、請求項１２乃至１５の何れか１項記載の液体吐出装置の一態様に係り、前記複数の圧電素子のうち少なくとも１つの圧電素子は、他の圧電素子の駆動中に圧力を検出する検出素子として兼用され、前記検出素子として兼用される前記圧電素子から得られる検出信号を処理する検出信号処理手段と、前記検出信号処理手段の処理結果に基づいて吐出状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】
圧電素子の機械−電気変換機能を活用し、非駆動中の圧電素子を圧力の検出素子として兼用することにより、吐出不良（不吐出など）を検出できる。また、専用の検出素子を設ける必要がないので、高密度化にも適している。
【００３７】
請求項１７に係る発明は、請求項１２乃至１６の何れか１項記載の液体吐出装置の一態様に係り、前記複数の圧電素子のうち、前記圧力室の液体供給口付近に配置された圧電素子に対し、他の圧電素子の発生する圧力波と弱め合う位相の圧力波を発生させる駆動信号が印加されることを特徴とする。
【００３８】
かかる構成により、他の圧電素子の発生する圧力波が液体供給口を通じて供給流路上流側へ伝播するのが抑制され、供給側の流路を介して連通関係にある他の圧力室（他の液体吐出口）への音響的クロストークを低減できる。
【００３９】
請求項１８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１８に係る画像形成装置は、請求項１２乃至１７の何れか１項記載の液体吐出装置を有し、前記液体吐出ヘッドから吐出した液によって前記被吐出媒体上に画像を形成することを特徴とする。
【００４０】
すなわち、請求項１２乃至１７に示した液体吐出装置は、インクジェット記録装置に代表される画像形成装置に好適に用いることができる。この場合、液体吐出ヘッドの形態として、インクを吐出する複数の液体吐出口（ノズル）が被吐出媒体たる記録媒体の相対送り方向と略直交する方向に前記記録媒体の全幅に対応する長さにわたって配列されたノズル列を有するフルライン型の記録ヘッドとすることができる。
【００４１】
「フルライン型の記録ヘッド」は、通常、記録媒体の相対的な送り方向と直交する方向に沿って配置されるが、送り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記録ヘッドを配置する態様もあり得る。更には、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短尺の記録ヘッドブロックを複数個組み合わせることによって長尺化し、これらブロック群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形態もあり得る。
【００４２】
「記録媒体」は、記録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、印刷媒体、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、インクジェット記録装置によって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。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。
【００４３】
記録媒体と記録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）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吐出ヘッドを移動させる態様、或いは、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。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、１つの圧力室に対して配設した複数個の圧電素子はそれぞれ個別電極が分離されているため、素子単位で駆動制御できる。この構成により、複数の圧電素子の駆動位相、駆動タイミング、駆動波形などを制御することにより、吐出効率の向上を達成できるとともに、吐出液滴量の制御、液滴飛翔方向（吐出方向）の制御、或いは音響的クロストークの防止も可能である。更には、非駆動中の圧電素子を圧力検出センサとして利用することも可能であり、吐出不良の検出も可能である。これにより、ヘッドの高機能化を実現でき、高密度化も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
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。
【００４６】
〔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液体吐出ヘッドを適用した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（被吐出媒体）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１８中符号１８８）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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
〔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。
【００７２】
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。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) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル（液体吐出口に相当）５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等と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。なお、図３(a) では、作図便宜上、ノズル数（インク室ユニット５３数）を省略して描いてある。
【００７３】
各圧力室５２は個別供給路５４を介して共通流路５５に連通している。共通流路５５は、接続口５５Ａ，５５Ｂを介してインク供給源たるインクタンク（図３（a)中不図示、図１７中符号１６０として記載）と連通しており、インクタンク１６０から供給されるインクは，図３(a) の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。なお、図３(a) 中の符号５５Ｃは共通流路５５の本流、５５Ｄは本流５５Ｃから分岐された支流である。
【００７４】
図示した圧力室５２は、その平面形状（ノズル面と平行な面へ投影したときの投影形状）が概略円形となっているが、本発明の実施に際して圧力室の形状は特に限定されず、正方形、長方形、菱形などに代表される四角形、六角形、八角形、その他の多角形、或いは楕円など、多様な形態があり得る。インク室ユニット５３の立体的な構造について詳細は後述する（図６乃至図８）。
【００７５】
図４に示したように、多数のインク室ユニット５３を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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
特に、図４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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。また、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るノズル列を備えるフルライン型ヘッドの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５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。
【００８１】
図６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５３）の立体的構成の一例を示す断面図（図３(b) 中の６−６線に沿う断面図）である。
【００８２】
図６に示したように、圧力室５２は個別供給路５４を介して共通流路５５と連通されており、共通流路５５から圧力室５２にインク１００が供給され、圧力室５２内にインクが満たされる。圧力室５２の一面（図６において天面）を構成している振動板５６の圧力室側と反対側の面（図６において上側の面）には、個別電極５７を有する複数の圧電素子５８が設けられている。なお、振動板５６は圧電素子５８の共通電極として兼用される。
【００８３】
図示の例では、各圧電素子５８を構成する圧電体５９と個別電極５７とが素子単位で個別に分離された構造を示したが、圧電体層を素子単位で分離せずに一体（一枚）とし、個別電極を分離させることによって、各個別電極範囲の圧電体を活性部とする複数の圧電素子を形成する構造も可能である。
【００８４】
このように、圧電体５９そのものを分離するか、或いは圧電体層は一体のまま個別電極５７を分離することにより、個別駆動可能な複数の圧電素子５８に分け、かつ、圧電体５９の厚みを薄くして共振点を高め、高い周波数（超音波振動させる周波数、例えば百ｋＨｚ〜百ＭＨｚ）で圧電素子５８を駆動させる。圧電体５９の厚みは、駆動周波数の波長の１／４又は１／２とすることが好ましい。
【００８５】
圧力室５２の下面側にはノズル５１の開口が形成されたノズル板（ノズルプレート）６０が配置されている。図６中符号６２は、圧力室５２の隔壁部を構成する流路形成部材である。図示の構成において、各圧電素子５８の個別電極５７に駆動電圧を印加することによって圧電体５９が変形し、振動板５６を介して圧力室５２内のインクが加圧される。
【００８６】
本例においては、圧電体５９の厚み方向の変位の振動を利用し、振動板５６の面（圧電体５９の面）に垂直な方向に加圧する。１つの圧力室５２に設けられた複数個の圧電素子５８の駆動位相をずらして、各圧電素子５８を超音波駆動させることにより、超音波の振動数を持った圧力波の合成波面の進行方向（図６中符号６６で示した破線方向）をノズル５１付近に集中させる。これにより、ノズル５１からミスト状の小さな粒のインク（インクミスト）１０２が吐出される。
【００８７】
図６では、平面状の振動板５６に複数個の平面状の圧電素子５８を形成した構成例を示したが、本発明の実施に際しては、図６の例の他、多様な形態が可能である。
【００８８】
図７及び図８は、インク室ユニット５３の他の構造例を示す断面図である。図７及び図８において、図６と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。図７に示した例では、圧電素子５８が発生する圧力波をノズル部に集中させるように、振動板５６と圧電素子５８を曲面（ノズル部を中心とした略円筒面又は略球面）上に配置した構成となっている。すなわち、図７の振動板５６は、部分的に平板状の領域５６Ａを有する多面体形状を有し、ノズル部を中心とした円筒面又は球面に概ね一致するように形成されている。当該振動板５６における平板状の領域５６Ａにそれぞれ平板状の圧電素子５８が配置されており、各圧電素子５８の個別電極５７に駆動信号を印加すると、振動板５６の各領域５６Ａが振動板５６の面に垂直な方向に振動する。
【００８９】
また、振動板５６からノズル５１までの圧力室５２の内壁５２Ａは、ノズル５１に向かって断面積が次第に小さくなる斜面形状（例えば、図示のように、断面が軸距離とともに一次関数的に変化する漏斗状）に形成されている。かかる斜面形状により、圧力波をノズル部付近に効率よく集中させることができる。
【００９０】
図７の構成に代えて、図８に示す構成も可能である。すなわち、図８に示した例では、圧電素子５８の発生する圧力波をノズル部に集中させるように、振動板５６と圧電素子５８をそれぞれ曲面（ノズル部を中心とした円筒面又は球面）形状に形成した構成となっている。すなわち、振動板５６は、ノズル部を中心とした円筒面形状又は球面形状に形成され、この振動板面に沿って曲面状の圧電体５９及び個別電極５７から成る圧電素子５８が形成されている。
【００９１】
また、振動板５６からノズル５１までの圧力室５２の内壁５２Ａは、ノズル５１に向かって断面積が次第に小さくなる斜面形状（例えば、図示のように、断面が軸距離とともに指数関数的に変化するexp カーブ状) に形成されている。もちろん、図８におけるexp カーブ状の圧力室５２の内壁５２Ａ形状を図７に示した漏斗状に置き換える構成も可能であるし、逆に、図７における漏斗状の圧力室５２の内壁５２Ａ形状を、図８に示したexp カーブ状に置き換える構成も可能である。
【００９２】
図７又は図８に示した構成において、複数の圧電素子５８を同位相で超音波駆動させると、各圧電素子５８で発生した圧力波はノズル部に集中され、ノズル５１付近のインクに大きな変位を与えることができる。
【００９３】
図９(a) 〜(c) は、振動板５６上に形成される圧電素子群の配置例を示す平面図である。図中符号７０の点線で囲んだ領域が圧力室５２に対応した振動板５６（共通電極と兼用）の領域（以下、「圧力室範囲」という。）を表し、図中斜線で示した部分が圧電素子５８として機能する圧電体５９と個別電極５７（図６乃至図８参照）の範囲を表している。
【００９４】
図９(a) 〜(c) の各例では、圧力室中心（圧力室範囲７０の中心、すなわち、圧電素子群の配置の中心）Ｃp がノズル中心Ｃn と一致しており、圧力室範囲７０内において、複数個の圧電素子５８がノズル中心を通る紙面垂直な直線を対称軸として回転対称形に配置される。
【００９５】
図９(a) は、同心円状に分割された圧電素子の配置例である。図示の例では、圧力室範囲７０内に円形の圧電素子５８-1と、リング状の圧電素子５８-2, ５８-3がノズル中心Ｃn を中心とする同心円上に配置されている。
【００９６】
図９(b) は、同心円状、かつ円周方向に分割された圧電素子の配置例である。図示の例は、図９(a) におけるリング状の圧電素子５８-2, ５８-3を更に円周方向に略９０度ずつ４つに分割して、部分円弧状の圧電素子５８-2i ，５８-3i （ただし、i ＝1,2,3,4)とし、これらを９０度の回転対称形（１／４回転対称）に配置したものである。なお、リング状の圧電素子５８-2, ５８-3を円周方向に分割するときは、少なくも２つ以上に分割すればよく、分割数は特に限定されない。                                            
【００９７】
図９(c) は、方形に分割された圧電素子の配置例である。図示の例は、八角形の平面形状を有する圧力室範囲７０において、略正方形状の圧電素子５８を圧力室範囲７０の形状に合わせてマトリクス状に配置したものである。これら複数の圧電素子５８は、図示のとおり、振動板面上においてｘ軸方向（第１の方向に相当）及びこれに直交するｙ軸方向（第２の方向に相当）に沿った正方格子上に並べて配置されている。図９(a) 〜(c) に示した配置例は、何れも圧力室中心Ｃp （ノズル中心Ｃn ）を通る紙面垂直な対称軸に対して回転対称性を有していると同時に、ｘ軸及びこれに直交するｙ軸についてそれぞれ線対称となる配置形態であると言える。
【００９８】
図９(a) 〜(c) では、圧力室中心（圧電素子群の中心）Ｃp とノズル中心Ｃn とを一致させた構成を述べたが、図１０(a) 〜(c) に示すように、圧力室中心（圧電素子群の中心）Ｃp とノズル中心Ｃn をずらした構成も可能である。なお、図１０(a) 〜(C) 中、図９(a) 〜(c) と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９９】
図１０(a) 〜(c) 中、矢印Ａで示したように、図の下から上に向かって記録媒体（図１の記録紙１６）が移動するものとする。図１０(a) 〜(c) のように、圧力室範囲７０におけるノズル中心Ｃn は、圧力室中心（圧電素子群の中心）Ｃp よりも、記録媒体移動方向の上流側（図面上で下側）に所定距離ΔＬだけオフセットした位置にずれている。
【０１００】
すなわち、図１０(a) の例は、図９(b) で説明した構成に対して、ノズル中心Ｃn が記録媒体移動方向の逆方向にずれている。図１０(b) の例は、ノズル中心Ｃn をずらした構成に加えて、圧力室範囲７０内において記録媒体が移動する側（記録媒体移動方向の下流側）により大きな面積を取った圧電素子を配置した例である。すなわち、図１０(a) の構成における圧電素子５８-24 ，圧電素子５８-34 ，に代えて、図１０(b) のように、それぞれ大きな面積を有する圧電素子５８-24 ’，５８-34 ’を配置している。
【０１０１】
図１０(c) は、図９(c) で説明した構成に対して、ノズル中心Ｃn が記録媒体移動方向の逆方向にずれた構成であるが、言い換えると、ノズル中心Ｃn を基準にして圧力室範囲７０内の記録媒体移動方向の下流側領域に、より多くの圧電素子５８を配置した例である。
【０１０２】
図１０(a) 〜(c) で例示した構成において、圧力室範囲７０に配設された圧電素子群の駆動位相を制御して、圧力室範囲７０の中心Ｃp からずれた位置のノズル付近に圧力波面を集中させ，その結果、記録媒体移動方向と逆方向（記録媒体の相対移動方向の上流側方向）に向かって重心をずらしてインクを斜め飛翔（吐出）させることができる。
【０１０３】
超音波振動を利用してミスト状の小さい粒のインクを吐出させる場合、高速印字の要求によって記録媒体とヘッド５０の相対速度を速めると、その相対移動に伴う気流（風）の影響でインクの飛翔方向が曲がり、着弾精度に影響することが懸念される。
【０１０４】
この点、図１０(a) 〜(c) に例示した構成によって、記録媒体移動方向と逆方向（上流方向) に向かって斜めに吐出させることで、着弾位置を制御することが可能となる。
【０１０５】
なお、図６乃至図１０で説明した圧電素子群は、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）やスパッタ法に代表される薄膜形成法を用いて製作することができる。また、複数に分けた圧電素子は、更に、エッチング加工、機械加工等により製作可能である。
【０１０６】
図６乃至図１０で説明した構造において、複数の圧電素子５８を個別に超音波振動させるだけでなく、より低い周波数の駆動波形を同時に加え、主にバイモルフ駆動により振動板５６を撓ませて、インクを排除する動作を行い、超音波振動による吐出と併用することができる。「バイモルフ駆動」は、圧電体５９と振動板５６との伸び縮み差を利用して振動板５６を撓み変形させる駆動形態である。
【０１０７】
バイモルフ駆動によるインクの加圧動作と超音波振動とを組み合わせてミスト状の小さなインク粒を吐出させることにより、飛翔速度（吐出時の初速）の向上を図ることができる。或いはまた、高濃度の記録ドットを形成するために、大きな液滴を吐出する必要がある場合などには、バイモルフ駆動によって吐出を行うこともできる。
【０１０８】
このように、バイモルフ駆動と超音波振動の両方の現象を使ってミスト状の小さなインク粒を吐出させることも可能であるし、何れか一方の現象を選択的に使って吐出を行うことも可能である。
【０１０９】
図１１は、超音波振動と、より低い周波数による振動との合成駆動による動作を示した断面図である。同図では、図８で説明した構成を例に説明するが、図６乃至図７の構成についても同様である。なお、図１１中図８と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１０】
図１１において、圧力室５２に対応した振動板５６の領域に配設された複数個の圧電素子５８を超音波で駆動した場合、振動板５６は殆ど変位せず、超音波の振動数を持った圧力波がノズル５１に向かって伝搬していく。
【０１１１】
これに対し、超音波振動よりも低い周波数の振動が超音波振動と同時に加えられている場合、振動板５６は図中の符号６８で示す点線のように変位する。この振動板５６の変位によって圧力室５２内のインク１００が押され、ノズル５１からインクが勢いよく押し出される。かかるインクの動きに合わせて超音波振動を加えることにより、インクミスト１０２の飛翔速度が高められる。なお、低い周波数による振動の周波数がヘッド５０の共振点に合致していれば、低い周波数の振動のみによってインクが吐出し得る。
【０１１２】
図１２は、図１１で説明した合成駆動における超音波振動と、より低い周波数の振動の印加タイミングを例示している。図１２(a) は、低い周波数の振動を発生させる駆動信号であり、同(b) は超音波振動を発生させる駆動信号である。図面中、横軸は時間を表し、縦軸は駆動信号の電圧を示す。
【０１１３】
図１２(a) に示したように、低周波の振動は、高い電圧ＶH から低い電圧ＶL に変化するとき（時刻ｔ1)にインクを押し出し、低い電圧ＶL から高い電圧ＶH に戻るとき（時刻ｔ2 ）にインクを引き込む。この低周波振動に同期して、図１２(b) の超音波振動を加える。
【０１１４】
実際のインクの動きは、圧電素子５８の駆動に対して多少遅れがある。そのため、インクの動きの遅れを考慮して、低周波振動の印加タイミングｔ1 よりもタイミングをずらして、超音波振動を加える（時刻ｔ3 ）。超音波振動を加えるタイミング（時刻ｔ3 ）は、インクの先端がノズル面から十分に出たところのタイミングであることが好ましく、特に、インクの頭出し量（体積）が最大となるタイミング（ノズル面から出たインクの先端位置（変位量）が最大となるタイミング）で超音波振動を与えることが最も好ましい。
【０１１５】
図６乃至図１２で説明した構成において、１つの圧力室５２に対応して配設された複数個の圧電素子５８を動作させる際の組み合わせ方、または、同時に駆動する圧電素子５８の数、或いは、動作させる圧電素子の駆動タイミング、若しくはこれらの適宜の組み合わせを変更することにより、ノズル５１から吐出される液滴の体積を可変し、多値出力とすることができる。
【０１１６】
つまり、１つの圧力室５２に配設された複数個の圧電素子５８のうち、駆動する素子数や駆動タイミングを制御することにより、吐出力（吐出エネルギー）を変更することができる。
【０１１７】
また、圧電素子５８は、電気−機械変換作用によって振動板５６を振動させる駆動素子（アクチュエータ）として機能するのみならず、機械−電気変換作用によって圧力を検出する検出素子（圧力検出センサ）として機能し得る。圧電素子５８の個別電極５７は、駆動信号を印加するための駆動用電極であると同時に、検出信号を取り出すための検出用電極として機能する。つまり、圧電素子５８への駆動信号の印加と、当該圧電素子５８からの検出信号の取り出しは、同じ（共通の）個別電極５７を介して行われる。なお、電気的な接続関係の例について詳細は後述する（図１９）。
【０１１８】
吐出駆動のためのアクチュエータ及び圧力検出用のセンサとして兼用可能な複数の圧電素子５８のうち、吐出に使用しない圧電素子５８、或いは、吐出のための駆動信号が印加されない期間を利用して、その圧電素子５８から吐出圧力の検出信号を得ることができる。
【０１１９】
例えば、小滴を打つときは、小さい吐出力で吐出できるため、動作させる圧電素子５８数を少なくできる。このため、吐出に使われない圧電素子５８が存在しており、同素子は吐出圧力の検出（圧力変化の検出）を行うセンサとして用いられる。小滴吐出時は、加えられる圧力が小さいこともあって、不吐出現象が起こり易いため、上記のような圧電素子５８の利用形態が有益である。
【０１２０】
複数個の圧電素子５８の駆動タイミングをずらす際、先に駆動される圧電素子の発生した圧力は、同時に、後から駆動される他の圧電素子を用いて検出し、逆に、後から駆動される圧電素子の発生した圧力は、同時に、先に駆動された他の圧電素子を用いて検出することもできる。このような検出方法を図１３のモデルで説明する。
【０１２１】
説明を簡単にするため、図１３に示したとおり、圧力室５２に対応した振動板５６の上に、３つの圧電素子５８Ｃ，５８Ｌ，５８Ｒを配置したモデルを用いる。
【０１２２】
図示のモデルによれば、中央の圧電素子５８Ｃと左右の圧電素子５８Ｌ，５８Ｒとノズル５１の中心軸ＣL に対して対称形に配置されている。左右の（周辺の）圧電素子５８Ｌ，５８Ｒと中央の圧電素子５８Ｃの駆動タイミングをずらして、それぞれの圧電素子５８Ｃ，５８Ｌ，５８Ｒを超音波振動させることで、圧力波をノズル５１付近に集中させて吐出が行われる。
【０１２３】
図１４(a) は、各圧電素子の駆動タイミングを示す波形図、(b) は各圧電素子による圧力検出タイミングを示す波形図である。図中横軸は時間を示し、縦軸は電気信号の電圧を表すが、縦軸については各圧電素子の信号のタイミング関係を明示できるように、素子間で信号レベルをオフセットさせて描いていているため、それぞれの信号の絶対値を示すものではない。なお、図１４中の「Ｃ」，「Ｌ」，「Ｒ」は、それぞれ図１３に示した圧電素子５８Ｃ，５８Ｌ，５８Ｒに対応する信号を表している。
【０１２４】
図１４(a) に示したように、３つの圧電素子５８Ｃ，５８Ｌ，５８Ｒのうち、左右の（周辺の）圧電素子５８Ｌ，５８Ｒが先に駆動され、中央の圧電素子５８Ｃは遅れて（後で）駆動される。
【０１２５】
また、同(b) に示したように、左右の圧電素子５８Ｌ，５８Ｒを駆動期間Ｔ1 中に、中央の圧電素子５８Ｃによって圧力変化の検出が行われる。その後、中央の圧電素子５８Ｃが駆動されると、当該駆動期間Ｔ2 中は、左右の圧電素子５８Ｒ、５８Ｌによって圧力変化の検出が行われる。
【０１２６】
このように、本モデルでは、全ての圧電素子５８Ｃ，５８Ｌ，５８Ｒが吐出のための駆動に使われるが、駆動タイミングを変えていることを利用して、非吐出駆動期間中に圧力検出を同時に行うことができる。
【０１２７】
各圧力室５２に配設した複数個の圧電素子５８の利用形態は、上述した例に限定されない。例えば、複数個の圧電素子５８のうち、インク供給側の端に配置された圧電素子を他の圧電素子の発生する圧力波、超音波振動を打ち消すように駆動することにより、他のノズル、圧力室への音響的クロストークを低減することができる。
【０１２８】
図１５に示した構造（図８と同構造）を例に説明すると、図１５中符号５８-Eで示した圧電素子に印加する駆動信号は、他の圧電素子５８-j(j＝1,2,3,4)の発生する圧力波、超音波振動を打ち消すように、これら他の圧電素子５８-j(j＝1,2,3,4)の駆動信号に対して逆位相の信号、更に正確に言えば、素子間距離による振動の伝搬時間の差を考慮した逆位相の信号とする。当該圧電素子５８-Eの駆動は、吐出動作に直接的に寄与しないが、他の圧電素子５８-j(j＝1,2,3,4)の発生した圧力波を弱める作用を有する。これにより、個別供給路５４よりも上流側の流路（インクの供給側流路）への圧力波の伝搬が抑制され、音響的クロストークが低減される。
【０１２９】
もちろん、図６乃至図７で説明した構造についても同様に、インク供給側の端に配置された圧電素子の駆動位相を制御することによって、他のノズル、圧力室への音響的クロストークを低減できる。
【０１３０】
また、個別駆動可能な複数の圧電素子５８の駆動を制御することで、インクの吐出方向を制御することもできる。図１６に示した構造（図９(c) と同構造）を例に説明する。図１６では、ノズル中心Ｃn と圧力室中心Ｃp が一致しており、方形に分割された圧電素子５８は、ノズル中心を通る対称軸に対し９０度の回転対称形で配置されている。
【０１３１】
図１６における圧電素子群の配列形態は、５行５列の正方マトリクス配列から四隅（左上、右上、右下、左下）の位置を取り除いたものとなっている。説明の便宜上、行番号ｍと列番号ｎとを組み合わせた表記(m,n) によって、マトリクス上の位置を表し、当該位置にある圧電素子を「５８-mn 」と表記することにする。
【０１３２】
この定めに従えば、図１６中、四隅（1, 5），（1, 5），（5, 1），（5, 5）の位置には圧電素子が設けられていないため、第１行目には左から圧電素子５８-12,５８-13,５８-14 が配置される。また、ノズル５１の直上には圧電素子５８-33 が配置される。
【０１３３】
ノズル５１からの吐出方向を図１６の上下方向、又は左右方向、或いは斜め方向に向けたい場合には、ノズル中心Ｃn を基準にその意図する方向に対して同じ側に配置されている圧電素子を駆動しないか、或いは、ノズル５１から真下（紙面垂直方向）に向かってインクを吐出させる場合の各圧電素子の駆動タイミングに対して、前記の「同じ側に配置されている圧電素子」の駆動タイミングを遅らせて駆動する、若しくは、図１１で説明したように、これらの素子について低い周波数のみで駆動する。
【０１３４】
例えば、図１６の下方向に向けてインクを吐出させる場合には、ノズル５１位置よりも上側に配置された圧電素子５８-23 ５８-13 に対して、これらと対称な反対側（ノズル５１位置よりも下側）の圧電素子５８-43 ，５８-53 を駆動しないか、或いはこれらの素子の駆動タイミングを遅らせて駆動する。こうして、インクの吐出方向（飛翔方向）を制御する。
【０１３５】
更に、吐出方向の制御によって、駆動しない圧電素子が存在する場合は、その非駆動の素子を圧力検出センサとして用い、吐出圧力の検出を行うことが好ましい。或いはまた、吐出方向の制御によって、駆動タイミングを遅らせて駆動する場合は、図１３及び図１４で説明したのと同様に、非吐出期間中に、吐出圧力の検出を行うことが好ましい。
【０１３６】
複数の圧電素子の駆動方法を工夫することにより、上述した吐出方向の制御以外に、或いは、これと組み合わせて、吐出体積の制御を行うことも可能である。例えば、図１６の例において、小滴吐出時には、圧力室範囲７０の中央付近に配置された３×３の圧電素子５８-mn （m ＝ 2,3,4、n ＝2,3,4)を駆動し、周囲に配置された残りの圧電素子５８-1k,５８-5k,５８-k1 、５８-k5 ( ただし、k ＝2,3,4)を圧力検出に用いる。一方、大滴吐出時には、全ての圧電素子５８を駆動する。
【０１３７】
〔インク供給系の構成〕
図１７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１６０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。すなわち、図１７のインクタンク６０は、図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。インクタンク１６０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。
【０１３８】
図１７に示したように、インクタンク１６０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１６２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とすることが好ましい。図１７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。
【０１３９】
また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１（図１７中不図示）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１６４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１６６とが設けられている。これらキャップ１６４及びクリーニングブレード１６６を含むメンテナンスユニット（回復手段）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。
【０１４０】
キャップ１６４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１６４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１６４で覆う。
【０１４１】
クリーニングブレード１６６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のノズル面５０Ａ（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板表面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１６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取る。
【０１４２】
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（インク受けとして兼用）に向かって予備吐出が行われる。
【０１４３】
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、吐出駆動用の圧電素子５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子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圧電素子５８を動作させ、粘度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１６６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。
【０１４４】
その一方で、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。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに吸引手段たるキャップ６４を当接させて、吸引ポンプ１６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク又は増粘インク）を吸引する。かかる吸引動作によって吸引除去されたインクは回収タンク１６８へ送られる。回収タンク１６８に集められたインクは、再利用してもよいし、再利用不能な場合は廃棄してもよい。
【０１４５】
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ため、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。なお、上記の吸引動作は、ヘッド５０へのインク初期装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われる。  
【０１４６】
〔制御系の説明〕
図１８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１７０、システムコントローラ１７２、メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、バッファメモリ１８２、ヘッド駆動部１８４、吐出検出部１８５等を備えている。
【０１４７】
通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６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。
【０１４８】
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１７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ１７４に記憶される。
【０１４９】
メモリ１７４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。なお、メモリ７４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。また、メモリ１７４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。
【０１５０】
システムコントローラ１７２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１７２は、通信インターフェース１７０、メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。
【０１５１】
メモリ１７４には、システムコントローラ１７２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。メモリ１７４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。
【０１５２】
モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがって後乾燥部４２（図１参照）等のヒータ１８９を駆動するドライバである。
【０１５３】
プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、メモリ１７４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）をヘッド駆動部１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０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駆動部１８４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。
【０１５４】
プリント制御部１８０にはバッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０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バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１８においてバッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２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。
【０１５５】
印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ１７４に記憶される。
【０１５６】
メモリ１７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０においてディザ法や誤差拡散法などのハーフトーン化技術によってインク色ごとのドットデータに変換される。インクジェット記録装置１０では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。
【０１５７】
すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータ（処理液用及び各色用）は、バッファメモリ１８２に蓄えられる。
【０１５８】
ヘッド駆動部１８４は、プリント制御部１８０から与えられる印字データ（すなわち、バッファメモリ１８２に記憶されたドットデータ）に基づき、各色のヘッド５０の駆動制御信号を生成する。ヘッド駆動部１８４から供給される駆動制御信号によってヘッド５０の圧電素子５８が駆動されることにより、該当ノズル５１からインクが吐出される。なお、ヘッド駆動部１８４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。
【０１５９】
記録媒体たる記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインクの吐出を制御することにより、記録紙１６に画像が形成される。
【０１６０】
吐出検出部１８５は、圧電素子５８によって検出された圧力室５２の圧力変化に応じた検出信号に所定の信号処理を施す信号処理部である。ここでいう「検出信号」とは、圧電素子５８が圧力室５２の圧力を検出するための圧力センサとして機能する際に、圧電素子５８から得られる信号であり、インク吐出時の他の圧電素子５８による吐出駆動或いは吐出異常検出駆動が実行されたときにインク圧力の変化に相当する検出信号である。より具体的に例示すれば、検出信号は、インク圧力の値（変化量）又は、駆動信号に対するノズル５１、圧力室５２、個別供給路５４、共通流路５５、圧電素子５８、インク等の特性によって決まる共振状態（共振周波数）及び応答に相当する信号（インピーダンス変化）である。
【０１６１】
吐出検出部１８５によって信号処理を施された検出信号はプリント制御部１８０を通じてシステムコントローラ１７２へと送られ、当該圧力室５２が有するノズル５１の異常や圧力室５２内の気泡発生などによる吐出異常の有無が判断される。
【０１６２】
印字検出部２４は、図１で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙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、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。
【０１６３】
プリント制御部１８０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並びに吐出検出部１８５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。
【０１６４】
〔圧電素子の駆動制御及び圧力検出制御〕
次に、圧電素子５８の駆動制御及び圧電素子５８を検出センサに用いた圧力検出（吐出異常検出）制御の詳細について説明する。
【０１６５】
図１９は、図１８で説明したプリント制御部１８０、ヘッド駆動部１８４及び吐出検出部１８５の詳細構成例を示すブロック図である。図１９中図１８の構成と対応するブロックには同一の符号を付してある。図１９中符号１９０の点線で囲んだ範囲は、図１８で説明したプリント制御部１８０とヘッド駆動部１８４とを組み合わせた構成に相当している（以下、これを包括して「吐出駆動部１９０」という）。なお、図１９では図示を簡略化するために、ヘッド５０内に５つの圧電素子５８を描いたが、圧電素子数並びにそれらの配列形態については、図６乃至図１０で説明したとおり、多様な形態が可能である。
【０１６６】
図１９の吐出駆動部１９０は、ヘッドコントローラ２００、ドットデータ生成プロセッサ２０２、駆動波形データ生成プロセッサ２０４、及びこれらに備えられた記憶手段であるＲＯＭ２０６、２０８、２１０、駆動波形データ生成プロセッサ２０４によって生成される駆動波形を一時記憶するＲＡＭ２１２、Ｄ／Ａ変換器２１４、駆動用アンプ２１６、ドットデータ生成プロセッサ２０２によって生成されるドットデータの一時記憶領域であるＲＡＭ２２０、パラレルシリアル変換器２２２、駆動用マルチプレクサロジック２２４、スイッチ回路２２６等から構成されている。
【０１６７】
また、吐出検出部１８５は、不吐出検出コントローラ２３０、不吐出データ処理プロセッサ２３２、及びこれらに備えられた記憶手段であるＲＯＭ２３４、２３６、電圧変換増幅部２３８、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）２４０、Ａ／Ｄ変換器２４２、信号処理を施された検出信号の一時記憶領域であるＲＡＭ２４４、検出用マルチプレクサロジック２４６、スイッチ回路２４８等から構成されている。
【０１６８】
なお、図１９に示した、プロセッサ、コントローラ等は、ワンチップマイコンやＭＰＵなどを用いて１又は２以上のデバイスに集約してもよい。また、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリは１つのデバイス内の領域を分割して構成してもよい。
【０１６９】
システムコントローラ１７２は、外部より文字や画像等の印字データを受け取り、ヘッドコントローラ２００、不吐出検出コントローラ２３０、その他、図１９において図示は省略するが記録紙１６の搬送を制御する搬送コントローラあるいはヘッド５０の吐出異常があった場合にその回復処理を制御するヘッドメンテナンスコントローラ等を制御し、印字処理をコントロールするものである。
【０１７０】
ヘッドコントローラ２００は、システムコントローラ１７２からの指示及びデータに基づいて印字用のドットデータの生成をドットデータ生成プロセッサ２０２に指示するとともに、インク吐出用の駆動波形の生成を駆動波形データ生成プロセッサ２０４に指示するものである。
【０１７１】
また、ヘッドコントローラ２００は、ドットデータ生成プロセッサ２０２から通知される吐出異常検出動作をすべき圧電素子５８の情報を不吐出検出コントローラ２３０に伝え、更に、不吐出検出コントローラ２３０からの吐出異常情報に基づいてドットデータ生成プロセッサ２０２へ生成ドットの変更を指示するものである。
【０１７２】
駆動波形データ生成プロセッサ２０４は、ヘッドコントローラ２００の指示及び温度・湿度条件、媒体条件等に従い、各サイズのドットの生成やメンテナンス動作（予備吐出）、及びノズル面５０Ａでのインク揮発防止等のため圧電素子駆動波形を生成するものである。
【０１７３】
この駆動波形データはＲＡＭ２１２に蓄えられ、該駆動波形データは、所定のクロック信号に合わせてＤ／Ａ変換器２１４を用いてＤ／Ａ変換され、駆動用アンプ２１６により所定電圧に増幅され、スイッチ回路２２６により切り換えられて駆動すべき圧電素子５８に供給されるようになっている。
【０１７４】
ドットデータ生成プロセッサ２０２は、ヘッドコントローラ１００の指示に従い、文字や画像情報からドットの配置情報を生成するものである。生成されたドットデータはＲＡＭ２２０に蓄えられる。ＲＡＭ２２０に蓄えられたドットデータは、パラレルシリアル変換器２２２によってパラレルシリアル変換され、多量のデータが比較的少ない信号線で圧電素子５８近傍まで送られる。パラレルシリアル変換器２２２から出力されたデータは、駆動用マルチプレクサロジック２２４に入力され、所定のクロック信号に合わせて、上記駆動波形データと同期して、駆動用マルチプレクサロジック２２４によりスイッチ回路２２６を切り換え、駆動対象の圧電素子５８に駆動波形を送るようになっている。
【０１７５】
また、ドットデータ生成プロセッサ２０２は、ドットの配置（各圧力室５２の圧電素子５８の稼働状況）情報から吐出異常検出動作をすべき圧電素子５８を決定し、ヘッドコントローラ２００に通知する。
【０１７６】
図６乃至図１０で説明したとおり、各圧電素子５８は個別電極５７を有しており、それぞれの個別電極５７を介して駆動時に駆動信号が印加され、非駆動中の検出時に検出信号が取り出される。すなわち、圧電素子５８の個別電極５７は、図１９に示したように、共通の信号線２６０を介してヘッド駆動部１８４及び吐出検出部１８５に接続される。
【０１７７】
圧電素子５８の個別電極５７に接続された共通の信号線２６０から分岐した駆動信号線２６０Ａは、吐出駆動部１９０のスイッチ回路２２６に接続されており、駆動用マルチプレクサロジック２２４によってスイッチ回路２２６の接続を切り換えることにより、各圧電素子５８に対する駆動信号の印加が制御される。
【０１７８】
また、前記共通の信号線２６０から分岐した検出信号線２６０Ｂは、吐出検出部１８５のスイッチ回路２４８に接続されており、検出用マルチプレクサロジック２４６によってスイッチ回路２４８の接続を切り換えることにより、各圧電素子５８からの検出信号の取り出しが制御される。なお、図には示さないが、ヘッド５０から制御系への配線にはフレキシブル基板を用いる態様がある。フレキシブル基板は、ポリイミドなどの樹脂シート上に銅などの配線が施された形態を有し、配線は樹脂シートの表面及び裏面の何れか一方の面に形成されてもよいし、表面、裏面の両面に形成されてもよい。
【０１７９】
吐出検出部１８５における不吐出検出コントローラ２３０は、システムコントローラ１７２からの指示とヘッドコントローラ２００からの吐出異常検出動作をすべき圧電素子５８の情報に基づいて、該当する圧電素子５８から検出信号を取得して吐出異常検出動作を行い、吐出異常を検出した場合には、上記ヘッドコントローラ２００に通知するようになっている。
【０１８０】
このようにして得られた検出信号は、不吐出検出コントローラ２３０によって制御された検出用マルチプレクサロジック２４６によってスイッチ回路２４８を切り換えて、電圧変換増幅部２３８によって順次電圧変換・増幅された後、バンドパスフィルタ２４０で低周波数のノイズ成分が除去され、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数に合わせた高周波数の不要成分が除去される。更に、Ａ／Ｄ変換器２４２によってＡ／Ｄ変換された後にメモリ（ＲＡＭ）２４４に蓄えられる。
【０１８１】
不吐出データ処理プロセッサ２３２は、このメモリ２４４に蓄えられたデータを処理して、吐出異常を起こす状態であるか否かを判断するものである。その結果、吐出異常を起こす状態であるようなノズル５１が見つかった場合には、その結果が不吐出検出コントローラ２３０に伝えられるようになっている。
【０１８２】
なお、本実施形態に示した吐出異常検出は、画像形成のためのインク滴吐出時にも実行可能であるが、吐出異常検出波形を用いてインクを吐出させないように圧電素子５８を駆動して行うことも可能である。
【０１８３】
この場合、ドットデータ生成プロセッサ２０２は、ドットの配置（各圧力室５２の圧電素子５８の稼働状況）情報から吐出異常検出動作をすべき圧電素子５８を決定して、ヘッドコントローラ２００に通知する。ヘッドコントローラ２００はこの通知を受けて、ドットデータ生成プロセッサ２０２に対し、吐出異常検出波形に対応する「吐出されないドット」を含むドットデータの生成を指示する。
【０１８４】
ここでいう「吐出異常検出用波形」とは、各圧力室５２の圧電素子５８を通常のインク吐出時とは別に吐出異常検出のためにノズル５１からインクが吐出しない程度に駆動する波形のことであり、そのときのインク圧力を他の（非駆動の）圧電素子で検出して吐出異常検出を行うものである。このように、吐出異常検出用波形は、インク吐出動作は起こさず、吐出異常検出に適した波形である。吐出異常検出用波形は、インク吐出時の駆動波形とは異なる波形であることが好ましく、このような波形の例としては、吐出に影響し圧力室５２に混入する可能性の高い気泡のサイズに対し共振するような周波数での正弦波状の波形が好適に例示される。または、吐出異常検出用波形として、ステップ状あるいはインパルス状の波形を加え、圧力室５２全体の応答を見るようにしてもよい。
【０１８５】
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装置を適用できる。また、本発明に係る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】
【０１８６】
【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４】図３(a) に示したヘッドにおけるノズル配列を示す拡大図
【図５】フルライン型ヘッドの他の構成例を示す平面透視図
【図６】図３(b) 中の６−６線に沿う断面図
【図７】インク室ユニットの他の構造例を示す断面図
【図８】インク室ユニットの他の構造例を示す断面図
【図９】振動板上に形成される圧電素子群の配置例を示す平面図
【図１０】振動板上に形成される圧電素子群の他の配置例を示す平面図
【図１１】超音波振動と、より低い周波数による振動との合成駆動による動作を示した断面図
【図１２】図１１で説明した合成駆動における超音波振動と、より低い周波数の振動の印加タイミングを例示する波形図
【図１３】非駆動中の圧電素子を圧力検出センサとして利用する方法を説明するために用いたモデル図
【図１４】(a) は、図１３に示したモデルにおける各圧電素子の駆動タイミングを示す波形図、(b) は各圧電素子による圧力検出タイミングを示す波形図
【図１５】音響的クロストークを低減するための圧電素子の駆動方法を説明するために用いた断面図
【図１６】インクの吐出方向を制御する方法を説明するために用いた平面図
【図１７】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１８】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１９】図１８に示したプリント制御部、ヘッド駆動部及び吐出検出部の詳細構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【０１８７】
１０…インクジェット記録装置（画像形成装置に相当）、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…ヘッド（液体吐出ヘッドに相当）、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙（被吐出媒体に相当）、２２…吸着ベルト搬送部（搬送手段に相当）、５１…ノズル（液体吐出口に相当）、５２…圧力室、５４…個別供給路（液体供給口に相当）、５６…振動板、５７…個別電極、５８…圧電素子、５９…圧電体、１００…インク、１０２…インクミスト、１７２…システムコントローラ（駆動制御手段に相当）、１８０…プリント制御部（駆動制御手段に相当）、１８４…ヘッド駆動部（駆動信号生成手段に相当）、１８５…吐出検出部（検出信号処理手段、判定手段に相当）
【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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