(57)【要約】【課題】リフィル性に優れ、且つ、安定したインク吐出を可能にする。【解決手段】液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に立ち上がるように形成され、少なくとも電気伝導性及び熱伝導性を有する部材を含み、前記圧電素子が発生する熱を放熱する放熱素子とを備えた液体吐出ヘッドを提供することにより、前記課題を解決する。【選択図】  図６
2007015178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、
前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、
前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に立ち上がるように形成され、少なくとも電気伝導性及び熱伝導性を有する部材を含み、前記圧電素子が発生する熱を放熱する放熱素子と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記放熱素子は、前記圧電素子を駆動するための配線部材を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記放熱素子は、前記液体吐出ヘッド外部の大気中、及び、前記液体吐出ヘッド内部の前記液体中の少なくとも一方に前記圧電素子が発生する熱を放熱することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記液体吐出ヘッドの中央部側の前記放熱素子の熱伝導率は、前記液体吐出ヘッドの端部側の前記圧電素子の熱伝導率より大きく構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体吐出ヘッドの中央部側の前記放熱素子の断面積は、前記液体吐出ヘッドの端部側の前記圧電素子の断面積より大きく構成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記放熱素子は、電気伝導性及び熱伝導性を有する芯材と、電気絶縁性及び熱伝導性を有する被覆材とから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えた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】
本発明は液体吐出装置及び画像形成装置に係り、特に、圧電素子の変位を利用して吐出口より液体を吐出する液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置では、ホストコンピュータから入力された印刷用の画像データを展開してなるドットパターンデータ（「ドットデータ」或いは「印字データ」ともいう。）に基づいて、ヘッドが有する多数のノズルからそれぞれ所定のタイミングでインク滴を吐出させ、これらの各インク滴が記録紙等のメディアに着弾し付着することにより印刷が行われる。
【０００３】
従来より、インクジェット記録装置に搭載されるヘッドに様々な冷却手段を備えたものが提案されている。例えば、特許文献１では、ヘッド内の温度をコントロールするために、ヘッドユニットに送風機が設けられている。また、特許文献２では、ヘッドの駆動回路を冷却するために、放熱器が駆動回路に取り付けられている。
【特許文献１】特開昭６２−１１３５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２９４７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種のヘッドには圧電素子等の吐出素子が多数設けられており、吐出素子による発熱が問題になることがある。例えば、圧電素子が過度に発熱した状態になると圧電素子の変位特性が悪くなり、インク吐出が不安定になって画質の低下を招く恐れがある。また、圧電素子の劣化を招いて寿命を短くしてしまう。特に、高粘度インクが用いられる場合には、一般的な粘度のインクを吐出する場合と比較して高い駆動電圧が各吐出素子に印加されるため、各吐出素子の発熱量が大きくなる。また、一方では、高粘度インクを短い吐出周期（高吐出周波数）で吐出することができるリフィル性に優れたヘッドを実現することも要求されている。
【０００５】
さらに、メディアの幅方向に対応する長さのノズル列を持ったラインヘッドでは、高速スループットが重視されるため、各吐出素子は連続駆動を強いられることが多くヘッド全体での発熱量が大きくなる。また、局所的にインク吐出が頻度に行われるノズルとインク吐出がほとんど行われないノズルが存在してしまい、吐出素子毎の発熱量が異なり、ヘッドの吐出特性に変化が生じ、画像むら等が生じる場合がある。  
【０００６】
特許文献１では、ヘッド全体の温度をコントロールするだけであり、ヘッド内の吐出素子に対する放熱を効果的に行うことはできない。
【０００７】
特許文献２では、放熱器は駆動回路を冷却するだけであり、ヘッド内の吐出素子に対する放熱はできない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、リフィル性に優れ、且つ、安定したインク吐出を可能にする液体吐出ヘッド及び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】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に立ち上がるように形成され、少なくとも電気伝導性及び熱伝導性を有する部材を含み、前記圧電素子が発生する熱を放熱する放熱素子と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【００１０】
本発明によれば、共通液室と各圧力室が略真っ直ぐに連通する簡易な構成になり、リフィル性が向上する。また、各圧電素子は放熱素子により放熱されるので、液体吐出ヘッドの吐出特性が変化することなく安定吐出が可能になり、圧電素子の劣化を防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドであって、前記放熱素子は、前記圧電素子を駆動するための配線部材を兼ねていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の態様は、あらたに配線部材を設けることがなく、液体吐出ヘッドの構成が簡易になる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドであって、前記放熱素子は、前記液体吐出ヘッド外部の大気中、及び、前記液体吐出ヘッド内部の前記液体中の少なくとも一方に前記圧電素子が発生する熱を放熱することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドの中央部側の前記放熱素子の熱伝導率は、前記液体吐出ヘッドの端部側の前記圧電素子の熱伝導率より大きく構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の態様は、液体吐出ヘッドの端部側より中央部側の方の圧電素子の駆動頻度が多く中央部側の発熱量が大きい場合に有効である。特に、ラインヘッドに対して好適な態様である。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドの中央部側の前記放熱素子の断面積は、前記液体吐出ヘッドの端部側の前記圧電素子の断面積より大きく構成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドであって、前記放熱素子は、電気伝導性及び熱伝導性を有する芯材と、電気絶縁性及び熱伝導性を有する被覆材とから構成されることを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、共通液室と各圧力室が略真っ直ぐに連通する簡易な構成になり、リフィル性が向上する。また、各圧電素子は放熱素子により放熱されるので、液体吐出ヘッドの吐出特性が変化することなく安定吐出が可能になり、圧電素子の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
〔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（液体吐出ヘッド）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、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（搬送手段）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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）。
【００３４】
図２に示すように、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（即ち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。
【００３７】
ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いる。すなわち、記録紙の全幅に対応した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、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（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か、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録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）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。
【００３８】
一方、上述したフルラインヘッドと記録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。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００３９】
また本例では、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。更に、記録紙１６上でインクと処理液とを反応させてインク色材を凝集させる２液系のシステムでは、インクを吐出させるヘッドに加えて処理液を吐出させる処理液吐出ヘッドを追加する構成もある。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
〔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。
【００４９】
図３は、ヘッド５０（液体吐出ヘッド）を簡略化して表示した平面透視図であり、図４は、ヘッド５０の他の構造例を表す平面透視図である。図５は、図３に示したヘッド５０の１つの吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の拡大図である。
【００５０】
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等からなる複数の吐出素子（インク室ユニット）５３を千鳥でマトリクス状（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。
【００５１】
具体的には、記録紙１６の搬送方向と略直交する方向（主走査方向）に沿う行方向及び、該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。即ち、本例のヘッド５０は、該列方向に沿って並べられた複数の吐出素子を有する吐出素子群５３Ａを主走査方向に沿って複数並べた構造を有している。図３に示す態様では、１つの吐出素子群５３Ａは６つの吐出素子５３を有している。
【００５２】
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の構成に代えて、図４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。
【００５３】
図５に示すように、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いる。圧力室５２の一の隅部にはノズル５１が設けられ、ノズル５１に対向する他の隅部には外側に延びるように形成された供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。
【００５４】
また、圧力室５２に略重なるようにして、圧電素子（アクチュエータ）５８が設けられている。圧電素子５８のノズル５１側隅部は外側に突出するように形成されており、その端部には圧電素子５８の放熱を行うための放熱素子６０が設けられている。
【００５５】
図６は、図５中６−６線に沿う断面図である。同図に示すように、圧力室５２に相当する空間が形成されるキャビティプレート６１の片面（図６の下面）はノズル５１が形成されるノズルプレート６２が接合され、その反対側の面は供給口５４の一部に相当する孔部が形成された振動板５６が接合される。圧力室５２の一端はノズル５１に連通し、他端は供給口５４を介して共通液室５５に連通する。
【００５６】
共通液室５５は、圧力室５２のノズル５１が形成される側と反対側、具体的には、振動板５６を挟んで圧力室５２の反対側に共通液室５５が配置されている。このような共通液室５５の配置構成は、共通液室５５から圧力室５２に対してほぼ真っ直ぐ連通する簡易な構成になる。これにより、リフィル性が向上し、高粘度インクの吐出が可能になる。共通液室５５はインク供給源たるインクタンク（図６中不図示、図８中符号６４として記載）と連通しており、インクタンク６４から供給されるインクは図６の共通液室５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００５７】
振動板５６の圧力室５２側の反対側の表面の圧力室５２に対応する位置には、個別電極５７を備えた圧電素子（アクチュエータ）５８が接合されている。振動板５６はＳＵＳ等の導電部材により構成されており、圧電素子５８の共通電極を兼ねている。共通液室５５内のインクに接液する圧電素子５８や振動板５６などの表面には樹脂等の絶縁・保護膜（不図示）が形成されている。尚、振動板５６の圧電素子５８側の表面に共通電極となる電極層を形成しておいてもよい。
【００５８】
図６の圧電素子５８（個別電極５７）の左端には、（圧電素子５８が配置される）振動板５６に対して略垂直方向に、共通液室５５を立ち上がるように形成された略円柱状の放熱素子６０が設けられている。放熱素子６０は、圧電素子５８を駆動するための配線部材を兼ねており、芯材である内部配線部材６０Ａ及びその表面を覆う被覆材６０Ｂから構成される。放熱素子６０（内部配線部材６０Ａ）の一端（図６の下端）は圧電素子５８上面の個別電極５７に接続され、他端（図６の上端）は共通液室５５上方の天板５９を介して外部配線６３に接続される。外部配線６３は駆動回路（ヘッドドライバ）（図６中不図示、図９中符号８４として記載）に接続されており、画像データに応じた駆動信号（駆動電圧）が放熱素子６０（内部配線部材６０Ａ）を介して圧電素子５８（個別電極５７）に供給されるように構成されている。尚、放熱素子６０は、ヘッド５０の剛性を確保する観点から、図６の如く、圧力室隔壁５２Ａに対応する位置に配置されていることが好ましい。
【００５９】
本例で用いられる内部配線部材６０Ａは、電気伝導性及び熱伝導性を有する材料で構成される。熱伝導率は物質の構成粒子の移動又は衝突などによって熱運動のエネルギーが伝えられていく機構で決定される。金属は自由電子による大きな熱伝導率ｋを有し、ウィーデマン-フランツの法則（Wiedeman-Franzの法則）により、電気伝導率σとの間に、ｋ=ＬＴσ（但し、Ｌはローレンツ係数、Ｔは絶対温度である）という関係が成り立つ。即ち、電気伝導率σが高ければ（即ち、抵抗率が低ければ）、熱伝導率ｋは高くなる。従って、内部配線部材６０Ａの抵抗率は十分低い値であることが好ましく、特に、抵抗率が100［×10-3μΩm］未満であることが好ましい。
【００６０】
【表１】
2007015178.tif 000003
表１は、内部配線部材６０Ａの材料例であり、抵抗率が100［×10-3μΩm］未満である材料には評価を○とし、それ以外の材料は評価を×としている。同表から分かるように、内部配線部材６０Ａには金、銅、Ａｌ（アルミニウム）が適している。
【００６１】
これに対して、本例で用いられる被覆材６０Ｂは、電気絶縁性及び熱伝導性を有する材料で構成される。被覆材６０Ｂは、絶縁性の高い（即ち、抵抗率が高い）材質であることが好ましく、特に、抵抗率が106 [Ωm]より大きい材質であることがより好ましい。また、被覆材６０Ｂの熱伝導率は、熱を内部配線部材６０Ａから外部へ伝達するために内部配線部材６０Ａと同等程度若しくはそれ以上であることが望ましい。
【００６２】
【表２】
2007015178.tif 000004
表２は、被覆材６０Ｂの材料例であり、表１の内部配線部材６０Ａとして適しているＡｌ（アルミニウム）相当である２００［W/(m・K)］以上の熱伝導率であり、且つ、絶縁性が保障される抵抗率が106 [Ωm]より大きい材料には評価を○とし、それら以外の材料は評価を×としている。同表から分かるように、被覆材６０ＢにはＡＩＮ（窒化アルミニウム）、ＢｅＯ（酸化ベリウム）が適している。尚、環境的な観点から、電気絶縁性が高く誘電率が低い低熱膨張率の材料として、ＡＩＮ（窒化アルミニウム）を使用することが好ましい。
【００６３】
このような内部配線部材６０Ａ及び被覆材６０Ｂで構成される放熱素子６０によって、共通液室５５内のインクに対する電気絶縁性を保ちつつ、圧電素子５８が発生する熱の一部は共通液室５５内のインクに放熱される。ヘッド内ではインク吐出（又は排出）によってインクが適度に循環するため、放熱素子６０から共通液室５５内のインクに放熱された熱が蓄積されず、ヘッド内のインク温度が過度に上昇することなく、圧電素子５８を冷却することができる。更に、圧電素子５８が発生する熱の他の一部は放熱素子６０（内部配線部材６０Ａ）を介して外部配線６３に伝達され、ヘッド外部の大気雰囲気中に放熱される。そのため、ヘッド内部及び外部のいずれか一方に放熱する場合に比べて、圧電素子５８に対する放熱効果が優れたものになっている。尚、空気の熱伝導率（0.02 [W/(m・K)]）は金や銅などの金属と比較して極端に低いため、大気との接触面積が大きくなるように外部配線６３の表面積を大きくすることが好ましい。
【００６４】
図７は、共通液室５５内の放熱素子６０の配置構成を簡略化して表示した平面図である。図５及び図６に示したように、放熱素子６０は圧力室５２に対応する圧電素子５８毎に設けられる。即ち、図３に示した吐出素子５３の配列パターンと同様に、記録紙１６の搬送方向と略直交する方向（主走査方向）に沿う行方向及び、該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放熱素子６０を多数配列させた構造となっている。
【００６５】
かかる構成により、駆動回路８４から外部配線６３及び放熱素子６０（内部配線部材６０Ｂ）を介して駆動電圧（駆動信号）が圧電素子５８（個別電極５７）に印加されると、圧電素子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。そして、インク吐出後、共通液室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。
【００６６】
圧電素子５８の駆動時に生じる熱は、放熱素子６０によって、ヘッド内部（共通液室５５内）のインクやヘッド外部の大気雰囲気中に放熱される。これにより、圧電素子５８の過度の発熱が抑止され、ヘッド５０の吐出特性が変化することなく安定吐出が可能になり、また、圧電素子５８の劣化を抑えることができる。
【００６７】
本実施形態では、共通液室５５を立ち上がるように形成された放熱素子６０（内部配線部材６０Ａ）が圧電素子５８を駆動するための配線部材を兼ねるため、ヘッド５０の構成を複雑にすることなく、圧電素子５８が配置される面に比べて共通液室５５上方に配線スペースを十分に確保することができ、高密度配線の実装が可能となっている。
【００６８】
また、ヘッド５０の構成部材、特に、圧電素子５８が配置される振動板５６や、共通液室５５の上面を構成する天板５９などをＳＵＳ等のように熱伝導率の高い部材で構成することが好ましく、圧電素子５８の放熱を更に効率良く行うことができる。
【００６９】
〔インク供給系の構成〕
図８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６４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６４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８のインクタンク６４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。
【００７０】
図８に示したように、インクタンク６４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６５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８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。
【００７１】
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６９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６９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。
【００７２】
キャップ６９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６９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６９で覆う。
【００７３】
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。
【００７４】
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６９に向かって予備吐出が行われる。
【００７５】
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６９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。
【００７６】
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（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。
【００７７】
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。
【００７８】
即ち、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、圧電素子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。
【００７９】
但し、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。
【００８０】
〔制御系の説明〕
図９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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。即ち、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。
【００８４】
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や制御パラメータなどが格納されている。なお、ＲＯＭ７５は、書換不能な記憶素子（記憶手段）であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶素子であってもよい。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。
【００８５】
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を駆動させるためのドライバである。モータ８８にはベルト吸着搬送部２２のローラ３１，３２を駆動するモータなどの複数のモータが含まれており、ヒータ８９は後乾燥部４２に設けられるヒータなど複数のヒータが含まれている。
【００８６】
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。
【００８７】
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９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。
【００８８】
ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられるドットデータに基づいて各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの圧電素子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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。即ち、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。
【００９１】
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の各圧電素子５８を駆動するための信号を出力するヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がヘッド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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
〔ヘッド駆動方法の説明〕
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１０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。
【００９５】
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、及びプリント制御部（ヘッドコントローラ）８０が実装されている。
【００９６】
通信インターフェースＩＣ１０２は、図９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１０のＣＰＵ１０４は、図９で説明したシステムコントローラ７２として機能する。図１０のＲＡＭ１０８は、図９で説明した画像メモリ７４として機能し、図１０のラインバッファ１１０は、図９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。
【００９７】
図１０に示したプリント制御部８０は、図９のヘッドドライバ８４に相当する吐出駆動部１１６を備えている。プリント制御部８０は、スイッチＩＣ１２０（吐出駆動選択手段）を介してヘッド５０（放熱素子６０及び圧電素子５８）に電気的に接続されている。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アレイ（図１３に符号１３４で図示）を含んで構成される。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。
【００９８】
図１１には、プリント制御部８０に含まれる駆動回路１３０の基本的な構成を示す。図１１に示すように、駆動回路１３０は、Ｄ／Ａ変換器１２６、帰還回路（フィードバックループ）１２７Ａを含むアンプ回路１２７、充放電回路１２８、トランジスタを含むプッシュプル回路１２９等から構成される。駆動回路１３０の出力部１３０Ａには、図１０のスイッチＩＣ１２０に含まれるスイッチ素子１２０Ａを介して放熱素子６０及び圧電素子５８が直列的に接続される。出力部１３０Ａから出力される駆動信号 (駆動電圧）は、各スイッチ素子１２０Ａを切換制御することで、放熱素子６０及び圧電素子５８に供給される。
【００９９】
図１２には、駆動回路１３０からスイッチＩＣを介して複数（ｍ個）の放熱素子６０-1〜６０-m及びそれらに直列的に接続される圧電素子５８-1〜５８-m に駆動信号を選択的に供給するための基本構成を示す。
【０１００】
図１２の駆動回路１３０は、図１０のプリント制御部８０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Ｄ／Ａ変換器１２６（図１１に図示）を含む波形発生回路１３２と、波形発生回路１３２の出力レベルに応じて駆動波形を増幅するアンプ回路１２７及びプッシュプル回路１２９’を含んで構成される。即ち、プリント制御部８０から出力された駆動波形のデジタル波形データは波形生成回路１３２に入力され、波形生成回路１３２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１２７で所定のレベルに増幅され、プッシュプル回路１２９’を用いて電力増幅された後、駆動信号として出力される。
【０１０１】
なお、図１１に示すプッシュプル回路１２９にはバイポーラトランジスタを用いる態様を示したが、図１２に示すプッシュプル回路１２９’のようにバイポーラトランジスタに代わりＦＥＴを用いる構成も可能である。図１２の駆動回路１３０では、波形生成回路１３２には図１１のＤ／Ａ変換器１２６を含み、図１１の充放電回路１２８は省略されている。
【０１０２】
駆動回路１３０の出力部１３０Ａから出力された駆動信号は、各スイッチＩＣ１２０のＣＯＭポートに入力され、スイッチ素子１２０Ａ-1〜１２０Ａ-mを選択的に切り換えることで、各スイッチ素子１２０Ａ-1〜１２０Ａ-mに接続される放熱素子６０-1〜６０-m 及びそれらに直列的に接続される各圧電素子５８-1〜５８-mに選択的に供給される。
【０１０３】
ここで、図１３を用いてスイッチＩＣ１２０の構成を詳説する。図１３に示すように、プリント制御部８０は、ホストコンピュータ８６（図９参照）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１３のプリント制御部８０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、プリント制御部８０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。
【０１０４】
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１２０Ａ-1〜１２０Ａ-m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１２０Ａ-1〜１２０Ａ-mのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【０１０５】
図１４は、インクジェット記録装置１０に複数の駆動回路１３０が搭載される場合の構成例である。図１４に示すように、各駆動回路１３０は、波形生成回路１３２、アンプ回路１２７、プッシュプル回路１２９’を含んで構成される。各駆動回路１３０から出力された駆動信号は、各駆動回路１３０の出力部１３０Ａに接続されるスイッチＩＣ１２０を介して各放熱素子６０及びそれらに直列的に接続される圧電素子５８に選択的に供給される。尚、図１４の駆動回路１３０及びスイッチＩＣ１２０は、図１２に示す駆動回路１３０及びスイッチＩＣ１２０と同一の構成であり、ここでは説明を省略する。
【０１０６】
図１５(a) は、吐出用共通駆動波形の一例を示した波形図である。図１５(a) に示すように、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。
【０１０７】
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５８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５８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。
【０１０８】
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みなせる範囲内である。
【０１０９】
図１２乃至図１４で説明したスイッチＩＣ１２０を制御することにより、各吐出素子５３に対応する圧電素子５８に対して、図１５(a) に示した第１波形要素１６１又は第２波形要素１６２を選択的に印加することが可能である。
【０１１０】
図１５(b) は、小ドット吐出時に圧電素子５８に印加される波形を示し、同図(c) は中ドット吐出時に印加される波形、同図(d) は大ドット吐出時に印加される波形を示す。
【０１１１】
図１５(b) 〜(d) の各波形図において、Ａ1 〜Ａ4 、Ｂ1 〜Ｂ4 、Ｃ1 〜Ｃ4 で示した部分について、文字「Ａ」〜「Ｃ」を代表して「ｎ」（ｎ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）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。
【０１１２】
印字データに基づいて吐出を行うノズル（駆動される吐出素子５３）と、吐出を行わないノズル（駆動されない吐出素子５３）とが決定され、駆動される吐出素子５３に対応する圧電素子５８に対しては、図１５(b) 〜(d) のいずれかの駆動波形が印加される。
【０１１３】
一方、駆動されない吐出素子５３の一部又は全部に対応する圧電素子５８に対しては、図１５(e) に示すメニスカス微振動駆動波形１６３が印加される。このメニスカス微振動駆動波形１６３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、図１５(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が所定の周期Ｔ２で繰り返されるものとなっている。所定の周期の一例を挙げると、メニスカス微振動駆動波形１６３の周期Ｔ２を吐出用共通駆動波形１６０の周期Ｔ１の１／３とする態様がある。もちろん、メニスカス微振動駆動波形１６３の周期Ｔ２と吐出用共通駆動波形１６０の周期Ｔ１の関係はこの例に限定されない。メニスカス微振動駆動波形１６３の周期Ｔ２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、メニスカス微振動駆動波形１６３の印加タイミングの制御が容易となり、制御上好ましい。
【０１１４】
このように駆動されない吐出素子５３の一部又は全部に対応する圧電素子５８に対して上記のようなメニスカス微振動駆動波形１６３を印加することにより、吐出不良の要因となるメニスカスにおけるインクの増粘を未然に防止することができる。
【０１１５】
また、圧電素子５８に対する駆動波形の印加によって圧電素子５８が発熱するが、前述したように、放熱素子６０によってヘッド外部の大気雰囲気中やヘッド内部（共通液室５５内）のインクに放熱されるため、安定したインク吐出が可能である。
【０１１６】
尚、本実施形態では、好ましい態様として、駆動されない吐出素子５３の一部又は全部に対応する圧電素子５８にメニスカス微振動駆動波形１６３が印加される例を示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されない。
【０１１７】
次に、放熱素子６０の変形例について説明する。
【０１１８】
図１６は、放熱素子６０の形状や配置を変えた変形例であり、図７に示した各放熱素子６０を紙送り方向（副走査方向）に略平行方向に並べて簡略的に表示した説明図である。ここでは、放熱素子６０は内部配線部材６２と等価であるものとして説明を行う。
【０１１９】
図１６(a) では、ヘッド５０（共通液室５５）の長手方向に相当する主走査方向及びその短手方向に相当する副走査方向（紙送り方向）に放熱素子６０が２次元的に配列されており、各放熱素子６０の大きさ（断面積）は略均一に構成されている。
【０１２０】
これに対して、図１６(b) では、一部の放熱素子６０の大きさ（断面積）が変えられて構成されており、具体的には、ヘッド端部に比べてヘッド中央部の放熱素子６０の大きさ（断面積）が大きくなっている。放熱素子６０の抵抗値は、その長さ（配線長）に比例し、断面積に反比例する。従って、ヘッド中央部の放熱素子６０は、ヘッド端部に比べて、抵抗値が小さくなっている（即ち、熱伝導率が大きくなっている）。
【０１２１】
一般的な画像においては、画像の中心となるヘッド中央部の圧電素子５８はヘッド端部に比べて駆動頻度が多く、より多くの熱を発生しやすい傾向にある。そのため、ヘッド５０の吐出特性が変化してしまい、ヘッド端部からヘッド中央部に徐々に濃度が変化するような画像むらが生じる場合がある。そこで、図１６（ｂ）に示した例のように、ヘッド端部に比べて、ヘッド中央部の放熱素子６０の熱伝導率が方が大きくなるように構成することにより、ヘッド５０内の圧電素子５８の発熱分布を均一にすることができ、前記画像むらをなくすことができる。
【０１２２】
本例では、放熱素子６０の大きさ（断面積）を変えることで熱伝導率を変えているが、本発明の実施に際してはこれに限定されず、例えば、放熱素子６０を構成する材料を変えてもよいし、放熱素子６０の長さ（配線長）を変えてもよい。尚、放熱素子６０の形状や材質を変化させる場合には、外部配線６３の配線長や配線幅を変化させることで全体の抵抗値を調整することが望ましい。
【０１２３】
また、ヘッド５０（共通液室５５）内の放熱素子６０の配置構成は上述した例に限定されず、図１６(c) に示すように主走査方向に位相をずらして放熱素子６０を配置してもよいし、図１６(d) に示すように副走査方向に位相をずらして配置してもよい。
【０１２４】
一般に、高粘度インク等を用いる場合には、外部で加温したインクをヘッド５０（の共通液室５５）に供給する。共通液室５５のインク供給側に比べてインク排出側のインク温度が低くなり、また、共通液室５５が本流と支流から構成される場合には本流側より支流側のインク温度が低くなる。そのため、共通液室５５内のインク温度分布が均一となるように、共通液室５５のインク供給側に比べてインク排出側の放熱素子６０の熱伝導率を高く、共通液室５５の本流側より支流側の放熱素子６０の熱伝導率を高くすることが好ましい。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態のヘッド５０は、圧力室５２のノズル５１側と反対側に共通液室５５を配置した構成で、圧電素子５８を駆動するための配線部材（内部配線）を兼ねる放熱素子６０が共通液室５５内に配置される。これにより、共通液室５５から圧力室５２に略真っ直ぐに連通する簡易な構成でリフィル性が向上し、高粘度インクの吐出に適し、且つ、圧電素子５８が発生する熱をヘッド外部の大気雰囲気又はヘッド内部（共通液室５５内）のインクに放熱でき、ヘッド５０の吐出特性が変化することなく、安定したインク吐出が可能になる。
【０１２６】
尚、上述した実施形態では、略円柱状に構成された放熱素子６０を例示したが、これに限定されるものでない。例えば、略角柱状であってもよいし、圧電素子５８側若しくはその反対側に向かって径が拡がるテーパ状であってもよい。また、図１７に示す放熱素子６０の他の変形例のように、放熱素子６０を壁状に構成してもよい。この場合、放熱素子６０の断面積が大きくなって抵抗率が低くなるので、熱伝導率が大きくなり、圧電素子５８の放熱性が更に向上する。
【０１２７】
また、発熱あるいは放熱によって生じるインクの温度（分布）変化を把握するために、ヘッド５０内部（の共通液室５５内）に放熱素子６０と同様の構造を有するサーミスタ（不図示）を実装するようにしてもよい。インク温度を検出できるようにすることで、インク温度が上昇した場合には、インク温度を下げるために、圧電素子５８に印加する駆動電圧を下げて圧電素子５８の発熱を抑えたり、対応するノズル５１の微振動駆動数や吐出駆動数などを減少させたりすることで、より一層、効果的に放熱を利用することができ、吐出安定化を図れる。また、サーミスタを放熱素子６０と同様の構造とすることで、放熱素子６０と同様に加工することができ、且つ、組立性も良くなる。サーミスタの実装数については、代表として１個でもよいが、ヘッドの局所的温度依存を正確に検出するには、ヘッド中央部とヘッド端部（周辺部）、インクの供給側と排出側、又は、本流側と支流側に設けてもよい。
【０１２８】
尚、本実施形態では、ヘッド５０が記録紙１６の全幅に対応するノズル列を有するフルラインヘッドである場合の構成を例示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されず、例えば、シャトル型ヘッドであってもよい。
【０１２９】
以上、本発明の液体吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【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である。
【図２】印字部周辺の要部平面図である。
【図３】ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。
【図５】ヘッドの一部拡大図である。
【図６】図５中６−６線に沿う断面図である。
【図７】共通液室内の放熱素子の配列構成を簡略化して表示した平面図である。
【図８】インク供給系の構成を示した概要図である。
【図９】システム構成を示す要部ブロック図である。
【図１０】ヘッド駆動に関係する主要な回路の要部構成図である。
【図１１】図１０のプリント制御部に含まれる駆動回路の基本的な構成図である。
【図１２】複数の放熱素子及び圧電素子に選択的に駆動信号を供給するための基本構成図である。
【図１３】スイッチＩＣを説明する図である。
【図１４】複数の駆動回路が搭載される場合の構成例である。
【図１５】共通駆動波形の一例を示した波形図である。
【図１６】放熱素子の形状や配置を変えた変形例である。
【図１７】放熱素子の他の変形例である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…インクジェット記録装置、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…吐出素子、５４…供給口、５５…共通液室、５６…振動板、５７…個別電極、５８…圧電素子、６０…放熱素子、６０Ａ…内部配線部材、６０Ｂ…被覆材、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、１１６…吐出駆動部、１２０…スイッチＩＣ、１２０Ａ…スイッチ素子、１３０…駆動回路
【図１】
2007015178.tif 000005
【図２】
2007015178.tif 000006
【図３】
2007015178.tif 000007
【図４】
2007015178.tif 000008
【図５】
2007015178.tif 000009
【図６】
2007015178.tif 000010
【図７】
2007015178.tif 000011
【図８】
2007015178.tif 000012
【図９】
2007015178.tif 000013
【図１０】
2007015178.tif 000014
【図１１】
2007015178.tif 000015
【図１２】
2007015178.tif 000016
【図１３】
2007015178.tif 000017
【図１４】
2007015178.tif 000018
【図１５】
2007015178.tif 000019
【図１６】
2007015178.tif 000020
【図１７】
2007015178.tif 000021