(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル及びこのノズルに対応された圧力発生素子を有する複数のインクチャネルと、
前記複数のインクチャネルに駆動パルスを供給して各インクチャネルのノズルから液滴を吐出させる駆動パルス生成回路とを備え、
前記駆動パルス生成回路は、一画素周期内に、各インクチャネルに対して、電圧レベルが等しくパルス幅が１．０〜１．６ＡＬの範囲内の複数の吐出パルスを１．９ＡＬ〜２．１ＡＬの時間間隔で順次供給し、それぞれの吐出パルスにより液滴を吐出させ、一つのインクチャネルから吐出される複数の液滴によって１ドットを形成させ、
一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとは、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせ、前記一のインクチャネルから吐出された液滴と、前記他のインクチャネルから吐出された液滴とで、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間を略等しくすることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記駆動パルス生成回路は、順次供給する複数の吐出パルスのうちの最後の吐出パルスのみについて、一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記駆動パルス生成回路は、順次供給する複数の吐出パルスのうちの最初の吐出パルスのみについて、一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記駆動パルス生成回路は、順次供給する複数の吐出パルスの前又は後に、非吐出パルスを供給することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
少なくとも１つ以上の請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記各ノズルから吐出されたインクが着弾してドットが形成される記録媒体を一定方向に一定速度で搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
ノズル及びこのノズルに対応された圧力発生素子を有する複数のインクチャネルに対し、駆動パルス生成回路により、一画素周期内に、電圧レベルが等しくパルス幅が１．０〜１．６ＡＬの範囲内の複数の吐出パルスを１．９ＡＬ〜２．１ＡＬの時間間隔で順次供給し、それぞれの吐出パルスにより各インクチャネルのノズルから液滴を吐出させ、一つのインクチャネルから吐出される複数の液滴によって１ドットを形成させ、
一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせ、前記一のインクチャネルから吐出された液滴と、前記他のインクチャネルから吐出された液滴とで、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間を略等しくすることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項７】
順次供給する複数の吐出パルスのうちの最後の吐出パルスのみについて、一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項８】
順次供給する複数の吐出パルスのうちの最初の吐出パルスのみについて、一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項９】
順次供給する複数の吐出パルスの前又は後に、非吐出パルスを供給することを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法に関し、詳しくは、必要となる電源の数の削減を図ることができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、駆動パルス生成回路を備え、この駆動パルス生成回路より、インクジェットヘッドのインクチャネルに駆動パルスを供給することにより、画像形成を行う。近年、高精細かつ高生産率の記録装置が要望され、インクジェット記録装置においては、インクチャネルの高密度化及び高速駆動化が進められている。
【０００３】
特許文献１には、一つのインクチャネルに複数の駆動パルスを順次供給するにあたり、駆動パルス間の時間間隔を徐々に長くして、インクチャネルの固有周期（ＡＬ：音響的共振周期の１／２）に近づけることにより、簡単な駆動信号を用いて、一つのインクチャネルから吐出される複数の液滴によって１ドットを形成することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、非階調２値印字を行うにあたり、階調印字時よりも駆動パルス間の時間間隔を短くすることにより、インクチャネル内の圧力を徐々に増幅して、印字速度を高速化することが記載されている。
【０００５】
ところで、高密度化された多数のインクチャネルを高周波数で同時駆動させるには、インクチャネルごとの特性のばらつきによる影響を回避することが必要である。インクチャネルごとの特性のばらつきによる影響の回避は、インクチャネルごとに駆動パルスの電圧レベルを異ならせ、インクチャネルの圧電素子の変位量を調整することが一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４６２７０号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクジェットヘッドにおいて、インクチャネルごとの特性のばらつきによる影響の回避のため、インクチャネルごとに駆動パルスの電圧レベルを異ならせるには、起電圧の異なる複数の電源を用いる必要がある。複数の電源を用いることは、装置構成の複雑化、大型化を招来し、好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、必要となる電源の数の削減を図ることができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法を提供することを課題とする。
【０００９】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１１】
本発明の一側面を反映したインクジェットヘッドは、
ノズル及びこのノズルに対応された圧力発生素子を有する複数のインクチャネルと、
前記複数のインクチャネルに駆動パルスを供給して各インクチャネルのノズルから液滴を吐出させる駆動パルス生成回路とを備え、
前記駆動パルス生成回路は、一画素周期内に、各インクチャネルに対して、電圧レベルが等しくパルス幅が１．０〜１．６ＡＬの範囲内の複数の吐出パルスを１．９ＡＬ〜２．１ＡＬの時間間隔で順次供給し、それぞれの吐出パルスにより液滴を吐出させ、一つのインクチャネルから吐出される複数の液滴によって１ドットを形成させ、
一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとは、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせ、前記一のインクチャネルから吐出された液滴と、前記他のインクチャネルから吐出された液滴とで、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間を略等しくすることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の一側面を反映したインクジェット記録装置は、
少なくとも１つ以上の本発明に係るインクジェットヘッドと、
前記各ノズルから吐出されたインクが着弾してドットが形成される記録媒体を一定方向に一定速度で搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明の一側面を反映したインクジェットヘッドの駆動方法は、
ノズル及びこのノズルに対応された圧力発生素子を有する複数のインクチャネルに対し、駆動パルス生成回路により、一画素周期内に、電圧レベルが等しくパルス幅が１．０〜１．６ＡＬの範囲内の複数の吐出パルスを１．９ＡＬ〜２．１ＡＬの時間間隔で順次供給し、それぞれの吐出パルスにより各インクチャネルのノズルから液滴を吐出させ、一つのインクチャネルから吐出される複数の液滴によって１ドットを形成させ、
一のインクチャネルに供給する吐出パルスと、特性の異なる他のインクチャネルに供給する吐出パルスとで、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせ、前記一のインクチャネルから吐出された液滴と、前記他のインクチャネルから吐出された液滴とで、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間を略等しくすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、必要となる電源の数の削減を図ることができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ライン型のヘッドブロックを備えたインクジェット記録装置の構成を示す模式図
【図２】ヘッドユニットのヘッドブロックの配置例を示す図
【図３】ヘッドブロックの外形、吐出幅及び千鳥配置の関係を示す図
【図４】シアモード型のヘッドブロックの一例を示す図
【図５】インクチャネルの容積変化の一例を説明する図
【図６】駆動パルス生成回路の一例を説明するブロック図
【図７】駆動パルスの一例を説明するグラフ
【図８】駆動パルスの他の例を説明するグラフ
【図９】駆動パルスのさらに他の例を説明するグラフ
【図１０】駆動パルスのさらに他の例を説明するグラフ
【図１１】いわゆるＭＥＭＳタイプのヘッドブロックの一例を示す図
【図１２】一つの吐出パルスを示すグラフ
【図１３】従来の吐出パルスの一例を説明するグラフ
【図１４】実施例の吐出パルスの一例を説明するグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
〈インクジェット記録装置の構成〉
本発明は、インクが充填されたインクチャネル内の圧力を圧力発生素子により上昇させることでノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置に好適に適用される。
【００１８】
インクチャネルは、インクが充填される空間と、この空間を外部に連通させるノズルと、このノズルに対応された圧力発生素子とを有して構成されている。このインクチャネル内の圧力を圧力発生素子により上昇させるには、駆動パルス生成回路により、駆動パルスをインクチャネルに供給する。インクチャネルにおいて、供給された駆動パルスは、圧力発生素子に入力される。本発明において、インクジェットヘッドは、駆動パルス生成回路と、この駆動パルス生成回路から駆動パルスを供給されるインクチャネルを備えたヘッドブロックとから構成される。なお、駆動パルスのうちインクチャネルからインクを吐出させるパルスを吐出パルスといい、インクチャネルからインクを吐出させないパルスを非吐出パルスという。
【００１９】
本発明において、インクチャネル内の圧力を上昇させるための具体的な構成（配置）は問わず、公知の種々の構成（配置）を採用することができる。また、本発明が適用されるインクジェット記録装置は、ライン型、シリアル型等、公知の種々の方式のものであってよい。以下では、ライン型のインクジェット記録装置を例に、本発明を詳しく説明する。
【００２０】
図１は、ライン型のヘッドブロックを備えたインクジェット記録装置１の構成を示す模式図である。
【００２１】
ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体１０は、図示しない駆動手段により巻き出しロール１０Ａから矢印Ｘ方向に繰り出され搬送される。なお、矢印Ｘ方向は、以下の各図においても、すべて記録媒体１０の搬送方向を示している。
【００２２】
長尺状の記録媒体１０は、バックロール２０に支持されて搬送される。この記録媒体１０に向けて、ヘッドユニット３０より描画データに基づいてインクが吐出され、画像形成が行われる。ヘッドユニット３０は、必要な吐出幅に対応して記録媒体１０の幅方向に配列された複数のヘッドブロック３１を有している。なお、必要な吐出幅が単一のヘッドブロック３１により確保できれば、ヘッドブロック３１は１個でもよい。
【００２３】
図２は、ヘッドユニット３０のヘッドブロック３１の配置例を示す。この例は、全てのヘッドブロック３１が、インクを一時的に貯留する中間タンク４０に対して同じ高さに配置されている例である。１つのヘッドブロック３１で吐出できる吐出幅はヘッドブロック３１の外形寸法よりも狭いので、隙間なく吐出するために、複数のヘッドブロック３１を記録媒体１０の搬送方向に対して千鳥配置している。図２に示す例では、記録媒体１０の幅方向に吐出幅に対応した複数のヘッドブロック３１を２列の千鳥配置としている。
【００２４】
図３に、ヘッドブロック３１の外形、吐出幅及び千鳥配置の関係を示す。ヘッドブロック３１の数及び千鳥配置の列数は、ヘッドブロック３１の吐出幅等により適宜設定されるものであり、図３の例に限定されるものではない。
【００２５】
図１に示すように、インクは、ヘッドブロック３１のインクの背圧を調整する中間タンク４０から複数のインクチューブ４３を介してヘッドブロック３１毎に供給される。なお、本説明において、図中のインクチューブ４３は、複数のインクチューブである。
【００２６】
中間タンク４０へのインクの供給は、インクを貯留する貯留タンク５０から供給管５１を経て、この供給管５１の途中に配設された送液ポンプＰにより行われる。
【００２７】
画像が形成された記録媒体１０は、乾燥部１０００で乾燥され、巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。なお、乾燥部１０００は、自然乾燥で問題がなければ設ける必要はない。
【００２８】
ヘッドブロック３１は、静止した状態で、記録媒体１０が搬送方向に搬送されることにより画像記録を行う。記録媒体１０の搬送中、一画素周期ごとに描画データに基づく駆動パルスが供給され、インクが吐出される。
【００２９】
各ヘッドブロック３１は、ノズル面を記録媒体１０の記録面に対向させて配置されており、フレキシブルケーブル（ここでは不図示）を介して、駆動パルスを生成する駆動パルス生成回路（ここでは不図示）に電気的に接続されている。
【００３０】
〔ヘッドブロックの構成〕
図４は、インクジェット記録装置１が備えるシアモード（Ｓｈｅａｒ  ｍｏｄｅ）型のヘッドブロック３１の一例を示す図であり、図４（ａ）は外観を断面で示す斜視図、図４（ｂ）は側面から見た断面図である。図４中、３１０はヘッドチップ、２２はヘッドチップ３１０の前面に接合されたノズルプレートである。
【００３１】
なお、本明細書においては、ヘッドチップ３１０からインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップ３１０において並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００３２】
ヘッドチップ３１０は、隔壁２７で仕切られた複数のインクチャネル２８が並設されたチャネル列を有している。ここではチャネル列は５１２個のインクチャネル２８を有するが、チャネル列を構成するインクチャネル２８の数は何ら限定されない。
【００３３】
各隔壁２７は、圧力発生素子として、電気・機械変換手段であるＰＺＴ等の圧電素子を備えている。本実施形態では、各隔壁２７は、分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂによって構成されている。ただし、圧電材料は、各隔壁２７の少なくとも一部にあればよく、各隔壁２７を変形できるように配置されていればよい。
【００３４】
圧電材料２７ａ、２７ｂに使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられる。圧電材料としては、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましい。圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。
【００３５】
セラミックス基板としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）、第三成分添加ＰＺＴがあり、第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３等があり、さらにＢａＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いて形成することができる。
【００３６】
本実施形態では、２枚の圧電材料を分極方向が反対になるように接着して使用しており、これにより、１枚の圧電材料の場合よりせん断変形量が倍になるので、同じ変形量を得るには、駆動電圧が１／２以下ですむという利点がある。
【００３７】
ヘッドチップ３１０の前面及び後面には、それぞれ各インクチャネル２８の前面側の開口部と後面側の開口部とが開口している。各インクチャネル２８は、その後面側の開口部から前面側の開口部に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００３８】
インクチャネル２８の一端は、ノズルプレート２２に形成されたノズル２３につながり、他端は、共通インク室７７、インク供給口２５を経て、インクチューブ４３に接続されている。
【００３９】
各インクチャネル２８の内面全面には、金属膜からなる電極２９が密着形成されている。インクチャネル２８内の電極２９は、接続電極３００、異方性導電フィルム７８及びフレキシブルケーブル６を介して、駆動パルス生成回路（ここでは不図示）に電気的に接続されている。
【００４０】
駆動パルス生成回路からインクチャネル２８に駆動パルスを供給すると、この駆動パルスは、インクチャネル２８内の電極２９間に印加される。すると、圧電素子からなる隔壁２７は、上壁部２７ａと下壁部２７ｂとの接合面を境にして屈曲変形する。この隔壁２７の屈曲変形によってインクチャネル２８内に圧力波が発生し、該インクチャネル２８内のインクにノズル２３から吐出するための圧力が付与される。
【００４１】
図５は、図４（ｂ）におけるｖ−ｖ線断面図であり、インクチャネルの容積変化の一例を説明する図である。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、互いに隣り合うインクチャネル２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ内の電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃのいずれにも駆動パルスが印加されない状態（定常状態）においては、隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄのいずれも変形しない。
【００４３】
インクチャネル２８の容積を定常状態よりも膨張させるには、駆動パルスとして膨張パルス（＋Ｖ）が用いられる。膨張させるインクチャネル２８Ｂに隣接するインクチャネル２８Ａ，２８Ｃの電極２９Ａ，２９Ｃを接地すると共に、膨張させるインクチャネル２８Ｂの電極２９Ｂに駆動パルス生成回路からの膨張パルス（＋Ｖ）を印加すると、膨張させるインクチャネル２８Ｂの両隔壁２７Ｂ、２７Ｃ共に、それぞれ上壁部２７ａ及び下壁部２７ｂの接合面にズリ変形が生じる。その結果、図５（ｂ）に示すように、両隔壁２７Ｂ、２７Ｃは互いに外側に向けて屈曲変形し、膨張させるインクチャネル２８Ｂの容積を膨張させる。この屈曲変形により、インクチャネル２８Ｂ内に負の圧力波が発生し、共通流路からのインクを該インクチャネル２８Ｂ内に流れ込ませることができる。
【００４４】
一方、インクチャネル２８の容積を定常状態よりも収縮させるには、駆動パルスとして収縮パルス（−Ｖ）が用いられる。収縮させるインクチャネル２８Ｂに隣接するインクチャネル２８Ａ，２８Ｃの電極２９Ａ，２９Ｃを接地すると共に、収縮させるインクチャネル２８Ｂの電極２９Ｂに駆動パルス生成回路からの収縮パルス（−Ｖ）を印加すると、収縮させるインクチャネル２８Ｂの両隔壁２７Ｂ、２７Ｃ共に、それぞれ上壁部２７ａ及び下壁部２７ｂの接合面に、上述した膨張時とは反対方向にズリ変形が生じる。その結果、図５（ｃ）に示すように、両隔壁２７Ｂ、２７Ｃは互いに内側に向けて屈曲変形し、収縮させるインクチャネル２８Ｂの容積を収縮させる。この屈曲変形により、インクチャネル２８Ｂ内に正の圧力波が発生し、対応するノズル２３からインクを吐出させることができる。
【００４５】
なお、図５（ｂ）に示すインクチャネル２８の容積が定常状態よりも膨張された状態から、図５（ａ）に示す定常状態に戻ることによっても、インクチャネル２８内に正の圧力波が発生し、インクを吐出させることができる。
【００４６】
図５に示したインクチャネル２８においては、隣接するインクチャネル２８を同時に膨張又は収縮させることはできないため、いわゆる３サイクル駆動を行うことも好ましい。３サイクル駆動は、すべてのインクチャネルを３つの群に分けて隣接するインクチャネルを時分割制御するものである。
【００４７】
また本発明は、吐出チャネル及び吐出を行わないチャネル（ダミーチャネル）を交互に配置した、いわゆる独立タイプのインクジェットヘッドにも適用することができる。独立タイプのインクジェットヘッドでは、隣接するインクチャネルを同時に膨張又は収縮させることができるため、３サイクル駆動を行う必要はなく、独立駆動を行うことができる。
【００４８】
以下に述べる実施形態は、３サイクル駆動のインクジェットヘッドにも独立駆動のインクジェットヘッドにも同様に適用することができる。
【００４９】
〈駆動パルス生成回路の構成〉
図６は、駆動パルス生成回路の一例を説明するブロック図である。
【００５０】
図６において、５０２は、駆動パルスの基となる描画データが格納されたメモリである。５０４は、描画データに基づく駆動パルスを生成する駆動パルス生成回路である。５０３は、電源である。３１ａ，３１ｂは、第１及び第２のヘッドブロックである。
【００５１】
第１のヘッドブロック３１ａ及び第２のヘッドブロック３１ｂは、圧電特性や共振周期等、特性が異なる。ここでは、第１のヘッドブロック３１ａのほうが、第２のヘッドブロック３１ｂよりも相対的に感度が高い。したがって、同じ幅の吐出パルスを１つだけ供給した場合には、第１のヘッドブロック３１ａから吐出される液滴の速度は、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴の速度よりも相対的に速い。
【００５２】
メモリ５０２に格納された描画データに基づいて、駆動パルス生成回路５０４は、電源５０３の起電圧値を駆動電圧値に設定した駆動パルスを生成する。駆動パルス生成回路５０４は、１画素周期内で、ヘッドブロック３１の複数のインクチャネル２８に、各駆動パルスをそれぞれ供給する。例えば、上述した例を用いて説明すれば、駆動パルス生成回路５０４から、フレキシブルケーブル６、接続電極３００及びインクチャネル内の電極２９を経て、隔壁２７が有する圧電素子の各々に、１画素周期内で、駆動パルスがそれぞれ入力される。
【００５３】
図７は、駆動パルスの一例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００５４】
このインクジェットヘッドにおいては、図７に示すように、一画素周期内において、駆動パルス生成回路５０４より各ヘッドブロック３１ａ，３１ｂのインクチャネル２８に対し、電圧レベルＶが等しくパルス幅が１．０〜１．６ＡＬの範囲内の複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂが、１．９ＡＬ〜２．１ＡＬの時間間隔で順次供給される。第１のヘッドブロック３１ａには、複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａが供給され、第２のヘッドブロック３１ｂは、複数の吐出パルスＰ−１ｂ，Ｐ−２ｂが供給される。
【００５５】
各吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂは、全て電源５０３から供給される起電圧が波高値電圧Ｖとなっているので、複数の電圧を用いる必要はない。したがって、このヘッドブロック３１ａ，３１ｂにおいては、必要となる電源の数の削減を図ることができ、また、発熱むらが低減される。
【００５６】
ここでパルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、グランド電位Ｇを０％、波高値電圧Ｖを１００％とした場合に、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬ（Acoustic  Length）の１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。ＡＬとは、Acoustic  Lengthの略であり、インクチャネル２８における圧力波の音響的共振周期の１／２のことである。ＡＬは、駆動電極に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の飛翔速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。パルス幅は、グランド電位Ｇからの立ち上がり１０％と波高値電圧Ｖからの立ち下がり１０％との間の時間として定義する。ただし、本発明において、駆動パルスは、矩形波に限定されず、台形波等であってもよい。
【００５７】
膨張パルスは、インクチャネルの容積を、定常状態における容積から膨張させるパルスである。膨張パルスは、図７に示すように、グランド電位Ｇから波高値電圧Ｖまで電圧を変化させ、波高値電圧Ｖを所定時間保持した後、再びグランド電位Ｇまで電圧を変化させるパルスである。収縮パルスは、インクチャネルの容積を、定常状態における容積から収縮させるパルスである。収縮パルスは、図示しないが、グランド電位Ｇから波高値電圧−Ｖまで電圧を変化させ、波高値電圧−Ｖを所定時間保持した後、再びグランド電位Ｇまで電圧を変化させるパルスである。
【００５８】
そして、それぞれの吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂの立ち下がり時に各インクチャネル２８のノズル２３から液滴を吐出させ、一つのインクチャネル２８から吐出される複数の液滴によって１ドットが形成される。すなわち、第１のヘッドブロック３１ａの各インクチャネル２８からは、複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａにより複数の液滴が吐出され、これらが合一して、一つのインクチャネル２８あたり１ドットが形成される。また、第２のヘッドブロック３１ｂの各インクチャネル２８からは、複数の吐出パルスＰ−１ｂ，Ｐ−２ｂにより複数の液滴が吐出され、これらが合一して、一つのインクチャネル２８あたり１ドットが形成される。
【００５９】
ここで、１ドットが形成される態様としては、一つのインクチャネル２８から複数の分離した液滴が吐出され、これらが分離したまま飛翔し、記録媒体上の同一又は近接した位置に着弾して合一する態様や、一つのインクチャネル２８から複数の分離した液滴が吐出され、これらが飛翔しながら合一又は連繋し、記録媒体上の同一又は近接した位置に着弾して合一する態様や、一つのインクチャネル２８から複数の液滴が連繋した状態で吐出され、これらが飛翔しながら合一又は連繋を維持し、記録媒体上の同一又は近接した位置に着弾して合一する態様などが考えられるが、本発明における「１ドットの形成」には、これら全ての態様を含む。
【００６０】
第１のヘッドブロック３１ａのインクチャネル２８に供給される吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａと、特性の異なる第２のヘッドブロック３１ｂのインクチャネル２８に供給される吐出パルスＰ−１ｂ，Ｐ−２ｂとでは、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間が異なっている。
【００６１】
その結果として、第１のヘッドブロック３１ａのインクチャネル２８から吐出された液滴と、第２のヘッドブロック３１ｂのインクチャネル２８から吐出された液滴とで、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間が略等しくなっている。一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間が略等しいので、記録媒体１０上におけるドット形成位置も、ヘッドブロック３１ａ，３１ｂで揃うことになる。なお、本発明において、「一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間が略等しい」とは、記録媒体１０上におけるドット形成位置（液滴の着弾位置）の誤差が、設定解像度に対して半画素以内に収まる範囲の時間差以内であることを意味する。この時間差は、設定解像度や記録媒体１０の搬送速度等によって相対的に定まるものである。
【００６２】
このインクジェットヘッドにおいては、異なる電圧レベルの駆動パルスを用いる必要がないので、複数の電源を用いる必要がない。複数の電源を用いる必要がないので、装置構成の簡素化、小型化を図ることができる。また、複数の電源を用いないので、発熱むらが発生しない。また、このインクジェットヘッドにおいては、各ヘッドブロック３１ａ，３１ｂについて、一画素周期の開始時から少なくとも一つの吐出パルスの立ち下がり時までの時間が異なっていることにより、ヘッドブロック３１ａ，３１ｂ間のクロストークの影響が低減される。
【００６３】
なお、この実施形態において、一画素周期の開始時は、始めに供給される吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−１ｂの立ち上がり時としている。ただし、一画素周期の開始時は、図示しないクロック信号により検出することができるので、吐出パルスの立ち上がり時としなくてもよい。
【００６４】
図７では、順次供給する複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂのうちの最後の吐出パルスＰ−２ａ，Ｐ−２ｂのみについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせている。すなわち、第１のヘッドブロック３１ａに供給される最後の吐出パルスＰ−２ａが、第２のヘッドブロック３１ｂに供給される最後の吐出パルスＰ−２ｂよりもパルス幅が広くなっており、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間が異なり、吐出タイミングが遅くなっている。第１のヘッドブロック３１ａから吐出される液滴は、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴よりも速度成分が大きいので、吐出タイミングの遅れ分を追い付いて、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴と同時にドットを形成する。
【００６５】
図８は、駆動パルスの他の例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００６６】
このインクジェットヘッドにおいては、図８に示すように、順次供給する複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂのうちの最初の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−１ｂのみについて、パルス幅を異ならせて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせてもよい。すなわち、第１のヘッドブロック３１ａに供給される最初の吐出パルスＰ−１ａが、第２のヘッドブロック３１ｂに供給される最初の吐出パルスＰ−１ｂよりもパルス幅が広くなっており、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間が異なっており、吐出タイミングが遅くなっている。第１のヘッドブロック３１ａから吐出される液滴は、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴よりも速度成分が大きいので、吐出タイミングの遅れ分を追い付いて、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴と同時にドットを形成する。
【００６７】
図９は、駆動パルスのさらに他の例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００６８】
このインクジェットヘッドにおいては、図９に示すように、順次供給する複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂのうちの少なくとも一つの吐出パルスについて、立ち下がり時のみならず、立ち上がり時をも一画素周期の開始時からの時間を異ならせてもよい。この場合には、一画素周期の開始時は、図示しないクロック信号により検出する。この場合にも、第１のヘッドブロック３１ａのほうが、第２のヘッドブロック３１ｂよりも吐出タイミングが遅くなっている。第１のヘッドブロック３１ａから吐出される液滴は、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴よりも速度成分が大きいので、吐出タイミングの遅れ分を追い付いて、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴と同時にドットを形成する。
【００６９】
図１０は、駆動パルスのさらに他の例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００７０】
このインクジェットヘッドにおいては、図１０に示すように、順次供給する複数の吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂの前又は後に、非吐出パルスＰ−３を供給してもよい。この非吐出パルスＰ−３は、図１０に示す収縮パルスに限らず、図示はしないが膨張パルスであってもよい。この非吐出パルスＰ−３の波高値電圧が、各吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａ，Ｐ−１ｂ，Ｐ−２ｂの波高値電圧と異なる場合には、非吐出パルスＰ−３用の電源を各吐出パルス用の電源とは別に用いる必要がある。
【００７１】
なお、前述した各実施形態では、一画素周期内に供給される吐出パルスが２つのパルスである例を説明したが、これに限定されず、一画素周期内に供給される吐出パルスは、３つ以上のパルスであってもよい。
【００７２】
また、前述した各実施形態は、製造上のばらつき等によって発生するヘッドブロックの特性差に対応したものであるが、これに限定されず、例えば、インクの特性差に対応することもできる。本願において、「特性の異なる他のインクチャネル」とは、インクチャネルそのものに特性の差異がある場合のみならず、供給されているインクの特性の差異のためにインクチャネルの特性に差異が生じている場合も含むものである。
【００７３】
例えば、一般に粘度の高いインクの吐出には、相対的に高い電圧が必要である。本発明によれば、粘度の異なるインクを吐出する際にも、吐出パルスの波高値電圧を変えることなく、一画素周期の開始時から吐出パルスの立ち下がり時までの時間を異ならせることにより、ドットの形成位置を揃えることができる。すなわち、一つのインクジェットヘッド内に複数種類のインクを混在させても、必要な電源の数を増やすことなく、ドットの形成位置を揃えることができる。
【００７４】
また、白インクのように密度が高いインクを用いる場合には、インク内を伝播する圧力波の速度が異なるため、ＡＬの値も異なり、同じ吐出パルスに対する動作が色インクを用いる場合と異なることがある。このような場合においても、本発明によれば、吐出パルスの波高値電圧を変えることなく、一画素周期の開始時から吐出パルスの立ち下がり時までの時間を異ならせることにより、ドットの形成位置を揃えることができる。すなわち、本発明により、インク特性のばらつきの影響を低減させることも可能である。
【００７５】
〔他の実施形態（１）〕
図１１は、複数のインクチャネルを２次元状に配置した、いわゆるＭＥＭＳタイプのヘッドブロック３１ｃの一例を示す図であり、図１１（ａ）は側面から見た断面図、図１１（ｂ）は底面からノズル面を見た底面図である。
【００７６】
図１１（ａ）に示すように、いわゆるＭＥＭＳタイプのヘッドブロック３１ｃは、共通インク室７１を構成するインクマニホールド７０を有して構成される。インクマニホールド７０の開放された底部は、上基板７５によって閉蓋されている。共通インク室７１内は、インクが供給されて充填される。
【００７７】
上基板７５の下方には、この上基板７５に平行に下基板７６が配置されている。上基板７５及び下基板７６の間には、複数の圧電素子８０が配置されている。これら圧電素子８０には、上基板７５の下面に形成された図示しない配線パターンを介して、駆動パルスが印加される。これら圧電素子８０にそれぞれ対応して、複数の圧力室７３が設けられている。これら圧力室７３は、下基板７６に形成された透孔であって、上部を対応する圧電素子８０に閉蓋され、底部をノズルプレート７９によって閉蓋されている。ノズルプレート７９は、下基板７６の下面に接着されている。
【００７８】
各圧力室７３は、各圧力室７３に対応して上基板７５及び下基板７６を貫通して形成された注入孔７２及びノズルプレート７９の上面に形成された溝を介して、それぞれの底部が共通インク室７１に連通している。共通インク室７１内のインクは、注入孔７２及びノズルプレート７９の上面に形成された溝を介して、各圧力室７３内に供給される。また、各圧力室７３は、各圧力室７３に対応してノズルプレート７９に形成されたノズル７４を介して、それぞれ外方（下方）に連通している。
【００７９】
このヘッドブロック３１ｃにおいては、圧電素子８０に駆動パルスが印加されると、対応する圧力室７３の容積が変化（収縮）し、この圧力室７３内のインクが、ノズル７４を介して外方（下方）に吐出される。
【００８０】
このヘッドブロック３１ｃにおいては、図１１（ｂ）に示すように、ノズル７４は、ノズルプレート７９の下面において２次元状に配置されている。圧電素子８０も、ノズル７４に対応して２次元状に配置されている。
【００８１】
このヘッドブロック３１ｃは、圧電素子８０に駆動パルスを供給する駆動パルス生成回路とともにインクジェットを構成する。インクジェット記録装置においては、このヘッドブロック３１ｃが１列又は複数列に配置されて使用される。
【００８２】
このヘッドブロック３１ｃに本発明を適用するには、複数のヘッドブロック３１ｃについて、ヘッドブロック３１ｃごとの特性の差異に応じて、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせる。あるいは、一列又は複数列に配置された隣接する複数のノズル７４に対応する圧電素子８０を一つの組として、特性の異なる第１組〜第ｎ組（ただし、ｎは２以上の整数）Ａ，Ｂ，Ｃ・・・ｎに分ける。そして、圧電素子８０の組ごとの特性の差異に応じて、同一の描画データに対して、少なくとも一つの吐出パルスについて、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間を異ならせる。このようにして、前述の実施形態と同様に、本発明を適用することができる。
【００８３】
〔他の実施形態（２）〕
上記実施形態において、インクジェットヘッドは、インク以外の他の液体を吐出する液滴吐出装置として構成してもよい。また、ここでいう液体は、液滴吐出装置から吐出させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状体を含むものとする。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。
【００８４】
液滴吐出装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を液滴にして吐出する液滴吐出装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液滴吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液滴吐出装置等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液滴吐出装置、光通信素子等に用いられる半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液滴吐出装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液滴吐出装置であってもよい。
【実施例】
【００８５】
図１２は、一つの吐出パルスを示すグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００８６】
この実施例において、第１のヘッドブロック３１ａ及び第２のヘッドブロック３１ｂは、同一の構成を有し、ＡＬが４．０μｓのヘッドブロックである。第１のヘッドブロック３１ａは、第２のヘッドブロック３１ｂに対して、製造上のばらつきにより、アクチュエーターの感度が相対的に高くなっていた。つまり、パルス幅が同一の吐出パルスを１つだけ供給した場合には、第１のヘッドブロック３１ａから吐出される液滴は、第２のヘッドブロック３１ｂから吐出される液滴よりも、速度成分が大きい。図１２に示すように、パルス幅が４．０μｓ（１ＡＬ）である吐出パルスＰ−０を供給したときの液滴の速度成分は、第１のヘッドブロック３１ａが７．４ｍ／sec、第２のヘッドブロック３１ｂが６．９ｍ／secであった。
【００８７】
図１３は、従来の吐出パルスの一例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００８８】
次に、図１３に示すパルス幅５．０μｓ（１．２５ＡＬ）の吐出パルスＰ−１ａとパルス幅４．０μｓ（１ＡＬ）の吐出パルスＰ−２ａを３．０μｓ（０．７５ＡＬ）の間隔を開けて第１のヘッドブロック３１ａ、第２のヘッドブロック３１ｂのそれぞれに供給した。各吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−２ａの立ち上がり時の時間間隔は８．０μｓ（２ＡＬ）である。
【００８９】
第１のヘッドブロック３１ａでは、吐出パルスＰ−１ａによって吐出される液滴の速度成分は３．８ｍ／sec、吐出パルスＰ−２ａによって吐出される液滴の速度成分は７．４ｍ／secであり、これらによって５．６ｍ／secの速度を有する一つの液滴が吐出された。なお、この実施例では、液滴の吐出過程で液柱が連通した状態の２滴の液滴により大液滴が形成されたものである。
【００９０】
第２のヘッドブロック３１ｂでは、吐出パルスＰ−１ａによって吐出される液滴の速度成分は３．３ｍ／sec、吐出パルスＰ−２ａによって吐出される液滴の速度成分は６．９ｍ／secであり、これらによって５．１ｍ／secの速度を有する一つの液滴が吐出された。
【００９１】
このように、第１及び第２のヘッドブロック３１ａ，３１ｂに同一の２つの吐出パルスを供給すると、吐出される液滴の速度が異なり、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間が異なる。したがって、ドット形成位置に差異が生じ、画質が影響を受ける。
【００９２】
図１４は、実施例の吐出パルスの一例を説明するグラフであり、グラフ中、縦軸は電圧、横軸は時間である。縦軸において、Ｇはグランド電位（基準電位）、Ｖは電源電圧である。
【００９３】
そして、本実施例の吐出パルスは、図１４に示すように、第１及び第２のヘッドブロック３１ａ，３１ｂに、一画素周期の開始時から立ち下がり時までの時間が異なる吐出パルスＰ−１ａ，Ｐ−１ｂを供給するものである。第１のヘッドブロック３１ａには、図１３に示したと同じ吐出パルスＰ−１ａ、Ｐ−２ａを供給した。第１のヘッドブロック３１ａからは、２つ液滴が吐出され、これらによって５．６ｍ／secの速度を有する一つの液滴が吐出された。
【００９４】
第２のヘッドブロック３１ｂには、パルス幅４．５μｓ（１．１２５ＡＬ）の吐出パルスＰ−１ｂとパルス幅４．０μｓ（１ＡＬ）の吐出パルスＰ−２ｂを３．５μｓ（０．８７５ＡＬ）の間隔を開けて供給した。各吐出パルスＰ−１ｂ，Ｐ−２ｂの立ち上がり時の時間間隔は８．０μｓ（２ＡＬ）である。第２のヘッドブロック３１ｂでは、吐出パルスＰ−１ａによって吐出される液滴の速度成分は４．４ｍ／sec、吐出パルスＰ−２ａによって吐出される液滴の速度成分は６．９ｍ／secであり、これらによって５．６ｍ／secの速度を有する一つの液滴が吐出された。
【００９５】
このように、本発明においては、１つの電源を用いて波高値電圧の等しい吐出パルスを供給することにより、相対的に感度の異なる第１及び第２のヘッドブロック３１ａ，３１ｂから互いに速度の等しい液滴を吐出させることができ、一画素周期の開始時からドット形成時までの経過時間を略等しくすることができた。したがって、ドット形成位置も揃い、良好な画質の描画が行える。
【符号の説明】
【００９６】
１：インクジェット記録装置
２２：ノズルプレート
２３：ノズル
２７：隔壁
２８：チャネル
２９：電極
３０：ヘッドユニット
３１：ヘッドブロック
３１ａ：第１のヘッドブロック
３１ｂ：第２のヘッドブロック
３１ｃ：ＭＥＭＳタイプのヘッドブロック
３００：接続電極
３１０：ヘッドチップ
５０１：制御部
５０２：メモリ
５０３：分離部
５０４：駆動パルス生成回路
６：フレキシブルケーブル
【図１】
0006620685.tif 000002
【図２】
0006620685.tif 000003
【図３】
0006620685.tif 000004
【図４】
0006620685.tif 000005
【図５】
0006620685.tif 000006
【図６】
0006620685.tif 000007
【図７】
0006620685.tif 000008
【図８】
0006620685.tif 000009
【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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