JP5611117B2 - インクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法並びにインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法並びにインクジェット記録装置に係り、特に親液性を有するノズルプレートに形成されたノズルからインクを吐出するインクジェット吐出技術に関する。

従来、複数のノズルを配列させたインク吐出ヘッドと紙などの記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するようにした画像形成装置が知られている。

このようなインク吐出ヘッドを備えた画像形成装置において、ノズル内のインクの増粘や乾燥を防止するためにノズル面をキャップで覆うようにしたものや、ノズル内の滞っているインクを排出するなどの回復動作を電源オン時に行うようにしたものが知られている。

さらに、ノズル内のインクを常に良好な状態に保つため、ノズル面の近傍の雰囲気が湿潤な状態となるように加湿器を設けたものも知られている。

特許文献１には、複数のノズルを有するノズル板と、複数のノズルに供給される液体の流路と、複数のノズルが配置されているノズル面の近傍の雰囲気を加湿する加湿手段と、ノズルから押し出されてノズル面に広がる液体でノズル面を濡らすように流路の圧力を調整する圧力調整手段とを備えた液体吐出装置が開示されている。

この技術によれば、圧力調整手段によりノズルから押し出されてノズル面に広がる液体でノズル面が濡らされるとともに、加湿手段によりノズル面の近傍の雰囲気が加湿されるので、相乗効果により、ノズル面の近傍の雰囲気の加湿が加速されて、迅速に湿潤な状態となる。したがって、電源投入後にノズルのメニスカスでインクの蒸発が生じてノズル内のインクが増粘することによる初期吐出不良を防止することができるとともに、加湿を行うことによる消費電力を低下させることができる。

特開２００６−２８１５３９号公報

しかしながら、特許文献１のように、ノズル表面に一層インク膜が張っているような親液ノズルを持つヘッドにおいては、メニスカスの残留振動によりノズル表面に存在するインクの量が多くなり、結果としてノズル近傍のインクが吐出不良を引き起こすという問題点があった。

特に、大きな滴を高周波で吐出する場合には、前に吐出した滴によって引き起こされたメニスカスの残留振動を十分に減少させる時間がないまま、次の滴を吐出することになるため、残留振動による影響を受けやすく、安定させて滴を吐出させることが難しい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、直前に吐出した滴の振動が残留した状態であっても安定して吐出を行うことができるインクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法並びにインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装置は、親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドの駆動装置において、所定の周波数の基準駆動波形を生成する波形生成手段であって、１周期内に前記ノズルから液滴を吐出させるための複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形を生成する波形生成手段と、対象物上に形成すべきドットデータを取得するデータ取得手段と、前記ドットデータに応じて前記複数の吐出波形要素を時間的に後の吐出波形要素から順に選択する波形選択手段と、前記選択した吐出波形要素により前記ノズルから液滴を吐出させる駆動手段と、を備え、前記波形生成手段は、１周期内に時間的に後の吐出波形要素ほど振幅が大きい複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形であって、前記複数の吐出波形要素により吐出された複数の液滴を飛翔中に合一させて対象物上にドットを形成させる基準駆動波形を生成し、さらに、前記インクジェットヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をＴ_Ｃとすると、前記１周期内の最後の前記吐出波形要素の終端から次の前記１周期内の最初の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成することを特徴とする。

本発明によれば、直前に吐出した滴の振動が残留した状態であっても安定して吐出を行うことができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット吐出装置のブロック図 図１に示すインクジェットヘッドの構造例を示す断面図 各駆動波形の１吐出周期分を模式的に示す図 基準駆動波形１００の２吐出周期分を模式的に示した図 時間の経過に対するメニスカスの振動を示すグラフ 各波形間隔におけるノズル抜け数と吐出時間の関係を示すグラフ インクジェット記録装置の全体構成を示した構成図 インクジェットヘッドの概略構成図 インクジェットヘッドの一部拡大図 サブヘッドのノズル配列を示す平面図 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図

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。

〔インクジェット吐出装置の説明〕
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット吐出装置のブロック図である。本例に示すインクジェット吐出装置１０は、インクジェット方式により滴状の液体（液滴）を吐出させるインクジェットヘッド１２と、インクジェットヘッド１２に所定の駆動信号を供給して、インクジェットヘッド１２を動作させる駆動装置１４と、を含んで構成されている。

インクジェットヘッド１２は、液滴を吐出させる際の加圧源となる圧電アクチュエータ１６が設けられており、駆動装置１４から供給される駆動信号に応じて圧電アクチュエータ１６が動作して液滴が吐出される圧電方式が適用される。詳細は後述するが（図２参照）、インクジェットヘッド１２は、液滴の吐出口となるノズルと、該ノズルと連通し、圧電アクチュエータ１６により加圧される圧力室と、該圧力室と連通する液流路等の構成が具備されている。

駆動装置１４は、複数の波形要素が含まれる基準駆動波形が生成される波形発生器１８と、基準駆動波形からドットサイズに応じた波形要素を選択するための波形選択信号を生成するとともに、液滴が吐出されるノズルを選択するためのノズル選択信号を生成する波形調整ノズル選択信号発生部２０と、基準駆動波形と波形選択信号に基づいて駆動信号を生成し、ノズル選択信号に基づいて対応する圧電アクチュエータ１６へ生成した駆動信号を供給する駆動波形／ノズル選択部２２と、を含んで構成されている。

本実施形態に示すインクジェット吐出装置１０は、大滴、中滴、小滴の３種類のドットサイズを打滴対象物に打滴可能に構成されている。すなわち、打滴対象物上に大サイズの１ドットを形成する場合は大滴用の駆動波形が出力され、中サイズの１ドットを形成する場合は中滴用の駆動波形が出力され、小サイズのドットを形成する場合は小滴用の駆動波形が出力される。

また、本例に示すインクジェット吐出装置１０は、複数のノズルのそれぞれに設けられる圧電アクチュエータ１６に共通の基準駆動波形が供給され、波形調整ノズル選択信号発生部２０から送り出されるノズル選択信号によって吐出が行われるノズルが選択され、ノズル選択信号により選択されたノズルに対応する圧電アクチュエータ１６のみに駆動信号が印加される方式が適用される。

なお、インクジェットヘッド１２と駆動装置１４とを別々の構成として、フレキシブル基板などの配線部材を用いて接続してもよいし、インクジェットヘッド１２と駆動装置１４とを一体構成としてもよい。

〔インクジェットヘッドの構成〕
次に、図１に示したインクジェットヘッド１２の構造例について説明する。

図２は、インクジェットヘッド１２の立体構造の一例を示す断面図であり、記録素子単位となる１チャンネル分の液滴吐出素子が図示されている。

同図に示すインクジェットヘッド１２は、圧力室２６の天井面に設けられた圧電素子２７を動作させて圧力室２６内の液体を加圧して、圧力室２６と連通するノズル２８から液滴を吐出させるように構成されている。ノズル２８から液滴が吐出されると、圧力室２６と連通される供給口３０を介して、液体の供給源たるタンク（不図示）から共通流路３２を経由して圧力室２６へ液体が充填される。

図２に示すインクジェットヘッド１２は、ノズル面３４にノズル２８が形成されたノズルプレート３６と、圧力室２６、供給口３０、共通流路３２等の流路が形成された流路板３８等を積層接合した構造となっている。ノズルプレート３６は、インクジェットヘッド１２のノズル面３４を構成し、各圧力室２６にそれぞれ連通する複数のノズル２８が所定の配置パターンで配置されている。

流路板３８は、圧力室２６の側壁部を構成するとともに、共通流路３２から圧力室２６に液体を導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口３０が形成される流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図２では簡略的に図示しているが、流路板３８は一枚又は複数の基板を積層した構造である。ノズルプレート３６及び流路板３８は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。

ノズル面３４には、インクの接触角が所定の角度以下となるように、親インク処理（親液処理）が施されている。例えば、インクの溶媒が水であり、ノズル面３４がプラスチック樹脂等で形成されている場合には、酸処理、プラズマ処理等によって表面に極性基を精製させることで、表面を親水化させる。また、酸化物微粒子が分散したゾルを塗布し表面に酸化物層を形成させるようにしてもよい。

なお、ノズル面３４が親インク性を有する素材で形成されている場合には、特に親インク処理を施さなくてもよい。

このように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１２は、ノズル面３４に親インク処理が施されているため、ノズル面３４にインク層が形成される。ノズル面に撥液処理が施されている場合には、ノズルからのインク吐出時にインクミスト(インクがちぎれる際に発生する速度を持たない微小なインク滴)がノズル面に付着、堆積し、不吐出等の吐出不良を引き起こす可能性がある。しかし、親インク処理が施されているノズル面３４であれば、このようなインクミストが発生した場合でも、ノズル面３４に形成されたインク層がインクミストを吸収するため、吐出不良が発生しづらくなるという利点がある。

圧力室２６の一部の面（図２において天井面）を構成する振動板４０には、上部電極（個別電極）４２及び下部電極４４を備え、上部電極４２と下部電極４４との間に圧電体４６が挟まれた構造を有する圧電素子（ピエゾ素子）２７が接合されている。振動板４０を金属薄膜や金属酸化膜により構成すると、圧電素子２７の下部電極４４に相当する共通電極として機能する。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様では、振動板部材の表面に金属などの導電材料による下部電極層が形成される。

上部電極４２に駆動電圧を印加することによって圧電素子２７が変形するとともに振動板４０が変形して圧力室２６の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル２８から液滴が吐出される。図１に示した圧電アクチュエータ１６は、図２の圧電素子２７及び振動板４０が含まれる構成となっており、駆動信号に応じて液体の吐出圧力を発生させる圧力発生源となっている。なお、圧電アクチュエータ１６は、図２に図示した振動板４０が省略された態様（例えば、２枚の圧電素子を積層させたバイモルフ構造）も可能である。

〔駆動信号の説明〕
次に、本発明の実施形態に係る駆動信号について説明する。図３（ａ）は、波形発生器１８で生成される基準駆動波形１００の１吐出周期分を模式的に示した図であり、横軸は時間、縦軸は電圧を表している。なお、本例に示す駆動波形の立ち上がり部は、メニスカスをノズル内に引き込むように圧電素子を動作させ（引き動作）、立下り部はメニスカスをノズル外部に押し出すように圧電素子を動作させる（押し動作）。

同図に示す基準駆動波形１００は、１ドットに対する最大吐出回数（本例では３回）と同数の吐出パルス（吐出波形要素）１０２を有しており、第１の吐出パルス１０２−１、第２の吐出パルス１０２−２、第３の吐出パルス１０２−３の順にそれぞれ所定の時間間隔をおいて設けられている。

ここで、「吐出パルス」とは、圧電素子２７（図２参照）を動作させて、ノズル２８から所定量の液滴を吐出させるための波形である。

各吐出パルス１０２は台形形状を有しており、パルス幅（吐出パルス１０２の立ち上がり部の中央から立ち下がり部の中央まで時間）は、図２に示したインクジェットヘッド１２の構造から求められるヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃの１／２である。例えば、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃは１０μｓである。

また、各吐出パルス１０２の振幅（電圧）は、基準駆動波形１００の時間的に後になるほど大きくなる（時間的に前の吐出パルス１０２の振幅よりも振幅が大きくなる）ように設定されている。ここでは、第１の吐出パルス１０２―１の振幅を４０Ｖ、第２の吐出パルス１０２―２の振幅を４５Ｖ、第３の吐出パルス１０２―３の振幅を５０Ｖとしている。

また、第１の吐出パルス１０２―１の始端から第２の吐出パルス１０２―２の始端までの時間間隔、及び第２の吐出パルス１０２―２の始端から第３の吐出パルス１０２―３の始端までの時間間隔（各吐出パルス１０２の出力周期）は、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃの整数倍（図３では１倍）としている。

この基準駆動波形１００から、大滴用の駆動波形、中滴用の駆動波形、及び小滴用の駆動波形が生成される。

図３（ｂ）は、駆動波形／ノズル選択部２２から出力される小滴用の駆動波形１１０を示している。小滴用の駆動波形１１０は、基準駆動波形１００から第１の吐出パルス１０２−１及び第２の吐出パルス１０２−２が除去され、吐出パルス１０２−３から構成される。

この小滴用の駆動波形１１０が圧電アクチュエータ１６に印加されると、第３の吐出パルス１０２−３により、１つの液滴が吐出される。この吐出された液滴によって、打滴対象物上に小サイズのドットが形成される。

図３（ｃ）は、駆動波形／ノズル選択部２２から出力される中滴用の駆動波形１１２を示している。中滴用の駆動波形１１２は、基準駆動波形１００から第１の吐出パルス１０２−１が除去され、第２の吐出パルス１０２−２及び吐出パルス１０２−３から構成される。

この中滴用の駆動波形１１２が圧電アクチュエータ１６に印加されると、第２の吐出パルス１０２−２及び第３の吐出パルス１０２−３により、２つの液滴が吐出される。

前述したように、第２の吐出パルス１０２―２の始端から第３の吐出パルス１０２―３の始端までの時間間隔は、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃとなっている。すなわち、第２の吐出パルス１０２−２による吐出後のメニスカスの振動に対して、第３の吐出パルス１０２−３が同位相で印加されることになる。

したがって、第３の吐出パルス１０２−３により吐出される液滴は、メニスカス振動が増幅されるために第２の吐出パルス１０２−２により吐出される液滴よりも速度が速い。その結果、この２つの液滴は飛翔中に空中で合一して１つの液滴となり、打滴対象物上に１つの中サイズのドットが形成される。

図３（ｄ）は、駆動波形／ノズル選択部２２から出力される大滴用の駆動波形１１４を示している。大滴用の駆動波形１１４は、第１の吐出パルス１０２−１、第２の吐出パルス１０２−２、及び吐出パルス１０２−３から構成される。

この大滴用の駆動波形１１４が圧電アクチュエータ１６に印加されると、第１の吐出パルス１０２−１、第２の吐出パルス１０２−２、及び第３の吐出パルス１０２−３により３つの液滴が吐出される。

前述したように、第１の吐出パルス１０２―１の始端から第２の吐出パルス１０２―２の始端までの時間間隔は、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃとなっている。すなわち、第１の吐出パルス１０２−１による吐出後のメニスカスの振動に対して第２の吐出パルス１０２−２が同位相で印加されることになる。

したがって、第２の吐出パルス１０２−２により吐出される液滴は、メニスカス振動が増幅されるために第１の吐出パルス１０２−１により吐出される液滴よりも速度が速い。その結果、この２つの液滴は飛翔中に空中で合一して１つの液滴となる。

さらに、第２の吐出パルス１０２−２による吐出後のメニスカスの振動に対して、第３の吐出パルス１０２−３が同位相で印加される。したがって、メニスカス振動が増幅され、第３の吐出パルス１０２−３により吐出される液滴は、第２の吐出パルス１０２−２により吐出される液滴よりも速度が速い。その結果、先に合一した液滴と第３の吐出パルス１０２−３により吐出された液滴は空中で合一して１つの液滴となり、打滴対象物上に１つの大サイズのドットを形成する。ここでは、空中で合一した大滴の液量は４０ｐｌとなる。

打滴対象物上にドットの形成を行わない場合、すなわち液滴の吐出を行わない場合は、基準駆動波形１００の全ての吐出パルス１０２（第１の吐出パルス１０２−１〜第３の吐出パルス１０２−３）を出力せず、駆動信号をＬレベルに維持しておけばよい。

このように、駆動波形／ノズル選択部２２から出力される駆動信号は、打滴対象物上に形成すべきドットのサイズに応じて、基準駆動波形１００の複数の吐出パルス１０２のうち時間的に後の吐出パルス１０２から順に選択される。

図４は、基準駆動波形１００の２吐出周期分を模式的に示した図である。吐出パルス１０２は、所定の吐出周波数で出力される。ここでは、第１の吐出パルス１０２−１の立ち上がり（始端）から次の周期の第１の吐出パルス１０２−１の立ち上がり（始端）までの時間をＴ１とする。

また第３の吐出パルス１０２−３の立ち下がり（終端）から次の周期の第１の吐出パルス１０２−１の立ち上がり（始端）までの時間をＴ２する。

図５は、ノズル２８から液滴を吐出させた場合の時間の経過に対するメニスカスの振動を示すグラフである。縦軸は振動量を示しており、正の方向が打滴対象物方向、負の方向が圧力室内部の方向への振動を示している。また横軸は、吐出パルスの立ち下がりからの時間（単位：秒）を示している。同図に示すように、液滴吐出後のメニスカスは、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃで振動する。

ここで、大滴を連続で吐出する場合について考える。前述のように、大滴用の駆動波形１１４は、第１の吐出パルス１０２−１、第２の吐出パルス１０２−２、及び吐出パルス１０２−３から構成される。したがって、大滴を連続で吐出すると、先の大滴の第３の吐出パルス１０２−３と次の大滴の第１の吐出パルス１０２−１との間隔は、図４に示す時間Ｔ２となる。

メニスカスが圧力室方向に引かれているタイミングにおいて、吐出パルスの立ち上がりが入力（引き動作）されると、この吐出パルスによる吐出は安定性がよい。逆に、メニスカスが打滴対象物方向に押し出されているタイミングにおいて、吐出パルスの立ち上がりが入力されると、この吐出パルスによる吐出は安定性が悪い。

したがって、図５に示すメニスカスの振動を、先の大滴の第３の吐出パルス１０２−３によるメニスカス振動であると考えると、次の周期の大滴の第１の吐出パルス１０２−１は、メニスカスが圧力室方向に引かれているタイミングにおいて出力される（立ち上がる）ことが好ましい。

このように、図４に示すＴ２を、メニスカスが圧力室方向に引かれているときに第１の吐出パルス１０２−１が立ち上がるように設定することで、連続吐出安定性を向上させることができる。

メニスカスが圧力室方向に引かれているタイミングは、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）と表すことができる。特に、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃのタイミングで吐出パルスを出力することが好ましい。

本実施形態では、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃを１０μｓ、吐出パルス１０２の周期Ｔ１を４０μｓ（吐出周波数＝２５ｋＨｚ）、第３の吐出パルス１０２−３の終端から次の周期の第１の吐出パルス１０２−１の始端までの時間Ｔ２を１５μｓとした。

このような基準駆動波形とすることにより、直前に吐出した滴の振動が残留した状態であっても、安定して吐出を行うことができる。特に、最もメニスカスの残留振動の影響を受けやすい大滴の連続吐出時を基準として後から吐出する大滴のタイミングを決定しているため、安定して大滴の連続吐出を行うことが可能である。

なお、基準駆動波形１００は、図４に示すような波形に限定されるものではない。例えば、吐出パルス１０２を第１の吐出パルス１０２−１〜第４の吐出パルス１０２−４まで用意し、ヘルムホルツ周期Ｔ_Ｃを１０μｓ、吐出パルス１０２の周期Ｔ１を６５μｓ（吐出周波数＝約１５ｋＨｚ）、第４の吐出パルス１０２−４の終端から次の周期の第１の吐出パルス１０２−１の始端までの時間Ｔ２を３０μｓとするような態様も可能である。

また、本実施形態の基準駆動波形１００は、打滴対象物上に形成すべきドットのサイズに応じて、同様の形状の複数の吐出パルス１０２のうち時間的に後の吐出パルス１０２から順に選択するように構成されているが、このような波形に限定されるものではない。例えば、複数の吐出パルスからランダムに選択してもよいし、吐出パルスのそれぞれのパルス幅が異なっていてもよい。

〔実施例〕
本願出願人は、図４に示す駆動波形において、第３の吐出パルス１０２−３の終端から次の周期の第１の吐出パルス１０２−１の始端までの時間Ｔ２と、吐出不良となるノズルの発生頻度について調査した。

調査に用いたインクジェットヘッドは、ノズル数が２５６個、ヘルムホルツ周期ＴＣが１０μｓである。また駆動波形として、上記の時間Ｔ２をそれぞれ１２．５μｓ、１７．５μｓ、２２．５μｓ、２７．５μｓとした４種類を用いた。この条件において、１秒間の全ノズル大滴連続吐出（１滴あたりの吐出体積は３５ｐｌ）と１秒間の全ノズル休止を交互に行い、累積３０分間の大滴吐出を行わせた（即ち、所要時間は１時間である）。

なお、上記の４種類のＴ２のうち、メニスカスが圧力室方向に引かれているタイミングに該当するものは、１７．５μｓと２７．５μｓである。

図６は、各Ｔ２におけるノズル抜け数と吐出時間の関係を示すグラフである。ここで、ノズル抜け数とは、不吐出となったノズルの数を指す。

このグラフに示すように、Ｔ２＝１２．５μｓ及びＴ２＝２２．５μｓにおいてはノズル抜けが発生した。即ち、Ｔ２＝１２．５μｓにおいては５個のノズルが、Ｔ２＝２２．５μｓにおいては３個のノズルが不吐出となった。これに対し、Ｔ２＝１７．５μｓ及びＴ２＝２７．５μｓにおいては、ノズル抜けは発生しなかった。

このように、図４に示すＴ２を、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）を満たすように設定することで、連続吐出安定性を向上させることができた。

〔インクジェットシステムへの適用例〕
次に、上述したインクジェット吐出装置がオンデマンド形式のインクジェット記録装置（オンデマンド形式のインクジェットシステム）へ適用された場合について説明する。

（インクジェット記録装置の全体構成の説明）
図７は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示した構成図である。同図に示すインクジェット記録装置３１０は、色材を含有するインクと該インクを凝集させる機能を有する凝集処理液を用いて、所定の画像データに基づいて記録媒体３１４の記録面に画像を形成する２液凝集方式の記録装置である。

インクジェット記録装置３１０は、主として、給紙部３２０、処理液塗布部３３０、描画部３４０、乾燥処理部３５０、定着処理部３６０、及び排出部３７０を備えて構成される。処理液塗布部３３０、描画部３４０、乾燥処理部３５０、定着処理部３６０の前段に搬送される記録媒体３１４の受け渡しを行う手段として渡し胴３３２，３４２，３５２，３６２が設けられるとともに、処理液塗布部３３０、描画部３４０、乾燥処理部３５０、定着処理部３６０のそれぞれに記録媒体３１４を保持しながら搬送する手段として、ドラム形状を有する圧胴３３４，３４４，３５４，３６４が設けられている。

渡し胴３３２，３４２，３５２，３６２及び圧胴３３４，３４４，３５４，３６４は、外周面の所定位置に記録媒体３１４の先端部（又は後端部）を挟んで保持するグリッパー３８０Ａ，３８０Ｂが設けられている。グリッパー３８０Ａとグリッパー３８０Ｂにおける記録媒体３１４の先端部を挟んで保持する構造、及び他の圧胴又は渡し胴に備えられるグリッパーとの間で記録媒体３１４の受け渡しを行う構造を同一であり、かつ、グリッパー３８０Ａとグリッパー３８０Ｂは、圧胴３３４の外周面の圧胴３３４の回転方向について１８０°移動させた対称位置に配置されている。

グリッパー３８０Ａ，３８０Ｂにより記録媒体３１４の先端部を狭持した状態で渡し胴３３２，３４２，３５２，３６２及び圧胴３３４，３４４，３５４，３６４を所定の方向に回転させると、渡し胴３３２，３４２，３５２，３６２及び圧胴３３４，３４４，３５４，３６４の外周面に沿って記録媒体３１４が回転搬送される。

なお、図７中、圧胴３３４に備えられるグリッパー３８０Ａ，３８０Ｂのみ符号を付し、他の圧胴及び渡し胴のグリッパーの符号は省略する。

給紙部３２０に収容されている記録媒体（枚葉紙）３１４が処理液塗布部３３０に給紙されると、圧胴３３４の外周面に保持された記録媒体３１４の記録面に、凝集処理液（以下、単に「処理液」と記載することがある。）が付与される。なお、「記録媒体３１４の記録面」とは、圧胴３３４，３４４，３５４，３６４の保持された状態における外側面であり、圧胴３３４，３４４，３５４，３６４に保持される面と反対面である。

その後、凝集処理液が付与された記録媒体３１４は描画部３４０に送り出され、描画部３４０において記録面の凝集処理液が付与された領域に色インクが付与され、所望の画像が形成される。

さらに、該色インクによる画像が形成された記録媒体３１４は乾燥処理部３５０に送られ、乾燥処理部３５０において乾燥処理が施されるとともに、乾燥処理後に定着処理部３６０に送られ、定着処理が施される。乾燥処理及び定着処理が施されることで、記録媒体３１４上に形成された画像が堅牢化される。このようにして、記録媒体３１４の記録面に所望の画像が形成され、該画像が記録媒体３１４の記録面に定着した後に、排出部３７０から装置外部に搬送される。

以下、インクジェット記録装置３１０の各部(給紙部３２０、処理液塗布部３３０、描画部３４０、乾燥処理部３５０、定着処理部３６０、排出部３７０)について詳細に説明する。

（給紙部）
給紙部３２０は、給紙トレイ３２２と不図示の送り出し機構が設けられ、記録媒体３１４は給紙トレイ３２２から一枚ずつ送り出されるように構成されている。給紙トレイ３２２から送り出された記録媒体３１４は、渡し胴（給紙胴）３３２のグリッパー（不図示）の位置に先端部が位置するように不図示のガイド部材によって位置決めされて一旦停止する。

（処理液塗布部）
処理液塗布部３３０は、給紙胴３３２から受け渡された記録媒体３１４を外周面に保持して記録媒体３１４を所定の搬送方向へ搬送する圧胴（処理液ドラム）３３４と、処理液ドラム３３４の外周面に保持された記録媒体３１４の記録面に処理液を付与する処理液塗布装置３３６と、含んで構成されている。処理液ドラム３３４を図７における反時計回りに回転させると、記録媒体３１４は処理液ドラム３３４の外周面に沿って反時計回り方向に回転搬送される。

図７に示す処理液塗布装置３３６は、処理液ドラム３３４の外周面（記録媒体保持面）と対向する位置に設けられている。処理液塗布装置３３６の構成例として、処理液が貯留される処理液容器と、処理液容器の処理液に一部が浸漬され、処理液容器内の処理液を汲み上げる汲み上げローラと、汲み上げローラにより汲み上げられた処理液を記録媒体３１４上に移動させる塗布ローラ（ゴムローラ）と、を含んで構成される態様が挙げられる。

なお、該塗布ローラを上下方向（処理液ドラム３３４の外周面の法線方向）に移動させる塗布ローラ移動機構を備え、該塗布ローラとグリッパー３８０Ａ，３８０Ｂとの衝突を回避可能に構成する態様が好ましい。

処理液塗布部３３０により記録媒体３１４に付与される処理液は、描画部３４０で付与されるインク中の色材（顔料）を凝集させる色材凝集剤を含有し、記録媒体３１４上で処理液とインクとが接触すると、インク中の色材と溶媒との分離が促進される。

処理液塗布装置３３６は、記録媒体３１４に塗布される処理液量を計量しながら塗布することが好ましく、記録媒体３１４上の処理液の膜厚は、描画部３４０から打滴されるインク液滴の直径より十分に小さくすることが好ましい。

（描画部）
描画部３４０は、記録媒体３１４を保持して搬送する圧胴（描画ドラム）３４４と、記録媒体３１４を描画ドラム３４４に密着させるための用紙抑えローラ３４６と、記録媒体３１４にインクを付与するインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙを備えている。なお、描画ドラム３４４の基本構造は、先に説明した処理液ドラム３３４と共通しているので、ここでの説明は省略する。

用紙抑えローラ３４６は、描画ドラム３４４の外周面に記録媒体３１４を密着させるためのガイド部材であり、描画ドラム３４４の外周面に対向し、渡し胴３４２と描画ドラム３４４との記録媒体３１４の受渡位置よりも記録媒体３１４の搬送方向下流側であり、且つ、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙよりも記録媒体３１４の搬送方向上流側に配置される。

渡し胴３４２から描画ドラム３４４に受け渡された記録媒体３１４は、グリッパー（符号省略）によって先端が保持された状態で回転搬送される際に、用紙抑えローラ３４６によって押圧され、描画ドラム３４４の外周面に密着する。このようにして、記録媒体３１４を描画ドラム３４４の外周面に密着させた後に、描画ドラム３４４の外周面から浮き上がりのない状態で、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙの直下の印字領域に送られる。

インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙはそれぞれ、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクに対応しており、描画ドラム３４４の回転方向（図７における反時計回り方向）に上流側から順に配置されるとともに、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙのインク吐出面（ノズル面、図８に符号３４９Ａを付して図示する。）が描画ドラム３４４に保持された記録媒体３１４の記録面と対向するように配置される。なお、「インク吐出面（ノズル面）」とは、記録媒体３１４の記録面と対向するインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙの面であり、インクに対して親液性を有するように構成され、後述するインクが吐出されるノズル（図１０に符号３２８を付して図示する。）が形成される面である。

また、図７に示すインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙは、描画ドラム３４４の外周面に保持された記録媒体３１４の記録面とインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙのノズル面が略平行となるように、水平面に対して傾けられて配置されている。

インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙは、記録媒体３１４における画像形成領域の最大幅（記録媒体３１４の搬送方向と直交する方向の長さ）に対応する長さを有するフルライン型のヘッドであり、記録媒体３１４の搬送方向と直交する方向に延在するように固定設置される。

インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙのノズル面には、記録媒体３１４の画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルがマトリクス配置されて形成されている。

記録媒体３１４がインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙの直下の印字領域に搬送されると、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙから記録媒体３１４の凝集処理液が付与された領域に画像データに基づいて各色のインクが吐出（打滴）される。

インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙから、対応する色インクの液滴が、描画ドラム３４４の外周面に保持された記録媒体３１４の記録面に向かって吐出されると、記録媒体３１４上で処理液とインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料系色材）又は不溶化する色材（染料系色材）の凝集反応が発現し、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体３１４上に形成された画像における色材の移動（ドットの位置ズレ、ドットの色ムラ）が防止される。

また、描画部３４０の描画ドラム３４４は、処理液塗布部３３０の処理液ドラム３３４に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙに処理液が付着することがなく、インクの吐出異常の要因を低減することができる。

なお、本例では、ＣＭＹＫ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り、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１〜図４を用いて説明したインクジェット吐出装置１０は、図７に図示されたインクジェット記録装置における描画部３４０に適用される。

（乾燥処理部）
乾燥処理部３５０は、画像形成後の記録媒体３１４を保持して搬送する圧胴（乾燥ドラム）３５４と、該記録媒体３１４上の水分（液体成分）を蒸発させる乾燥処理を施す溶媒乾燥装置３５６を備えている。なお、乾燥ドラム３５４の基本構造は、先に説明した処理液ドラム３３４及び描画ドラム３４４と共通しているので、ここでの説明は省略する。

溶媒乾燥装置３５６は、乾燥ドラム３５４の外周面に対向する位置に配置され、記録媒体３１４に存在する水分を蒸発させる処理部である。描画部３４０により記録媒体３１４にインクが付与されると、処理液とインクとの凝集反応により分離したインクの液体成分（溶媒成分）及び処理液の液体成分（溶媒成分）が記録媒体３１４上に残留してしまうので、かかる液体成分を除去する必要がある。

溶媒乾燥装置３５６は、ヒータによる加熱、ファンによる送風、又はこれらを併用して記録媒体３１４上に存在する液体成分を蒸発させる乾燥処理を施し、記録媒体３１４上の液体成分を除去するための処理部である。記録媒体３１４に付与される加熱量及び送風量は、記録媒体３１４上に残留する水分量、記録媒体３１４の種類、及び記録媒体３１４の搬送速度（干渉処理時間）等のパラメータに応じて適宜設定される。

溶媒乾燥装置３５６による乾燥処理が行われる際に、乾燥処理部３５０の乾燥ドラム３５４は、描画部３４０の描画ドラム３４４に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙにおいて、熱又は送風によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの吐出異常の要因を低減することができる。

記録媒体３１４のコックリングの矯正効果を発揮させるために、乾燥ドラム３５４の曲率を０．００２（１／ｍｍ）以上とするとよい。また、乾燥処理後の記録媒体の湾曲（カール）を防止するために、乾燥ドラム３５４の曲率を０．００３３（１／ｍｍ）以下とするとよい。

また、乾燥ドラム３５４の表面温度を調整する手段（例えば、内蔵ヒータ）を備え、該表面温度を５０℃以上に調整するとよい。記録媒体３１４の裏面から加熱処理を施すことによって乾燥が促進され、次段の定着処理時における画像破壊が防止される。かかる態様において、乾燥ドラム３５４の外周面に記録媒体３１４を密着させる手段を具備するとさらに効果的である。記録媒体３１４を密着させる手段の一例として、真空吸着、静電吸着などが挙げられる。

なお、乾燥ドラム３５４の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム３５４の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性（高温による火傷防止）の観点から７５℃以下（より好ましくは６０℃以下）に設定されることが好ましい。

このように構成された乾燥ドラム３５４の外周面に、記録媒体３１４の記録面が外側を向くように（すなわち、記録媒体３１４の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥処理を施すことで、記録媒体３１４のシワや浮きに起因する乾燥ムラが確実に防止される。

（定着処理部）
定着処理部３６０は、記録媒体３１４を保持して搬送する圧胴（定着ドラム）３６４と、画像形成がされ、さらに、液体が除去された記録媒体３１４に加熱処理を施すヒータ３６６と、該記録媒体３１４を記録面側から押圧する定着ローラ３６８と、を備えて構成される。なお、定着ドラム３６４の基本構造は処理液ドラム３３４、描画ドラム３４４、及び乾燥ドラム３５４と共通しているので、ここでの説明は省略する。ヒータ３６６及び定着ローラ３６８は、定着ドラム３６４の外周面に対向する位置に配置され、定着ドラム３６４の回転方向（図７において反時計回り方向）の上流側から順に配置される。

定着処理部３６０では、記録媒体３１４の記録面に対してヒータ３６６による予備加熱処理が施されるとともに、定着ローラ３６８による定着処理が施される。ヒータ３６６の加熱温度は記録媒体の種類、インクの種類（インクに含有するポリマー微粒子の種類）などに応じて適宜設定される。例えば、インクに含有するポリマー微粒子のガラス転移点温度や最低造膜温度とする態様が考えられる。

定着ローラ３６８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体３１４を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ３６８は、定着ドラム３６４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム３６４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体３１４は、定着ローラ３６８と定着ドラム３６４との間に挟まれ、所定のニップ圧でニップされ、定着処理が行われる。

定着ローラ３６８の構成例として、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成する態様が挙げられる。かかる加熱ローラで記録媒体３１４を加熱することによって、インクに含まれるポリマー微粒子のガラス転移点温度以上の熱エネルギーが付与されると、該ポリマー微粒子が溶融して画像の表面に透明の被膜が形成される。

この状態で記録媒体３１４の記録面に加圧を施すと、記録媒体３１４の凹凸に溶融したポリマー微粒子が押し込み定着されるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、好ましい光沢性を得ることができる。なお、画像層の厚みやポリマー微粒子のガラス転移点温度特性に応じて、定着ローラ３６８を複数段設けた構成も好ましい。

また、定着ローラ３６８の表面硬度は７１°以下であることが好ましい。定着ローラ３６８の表面をより軟質化することで、コックリングにより生じた記録媒体３１４の凹凸に対して追随効果を期待でき、記録媒体３１４の凹凸に起因する定着ムラがより効果的に防止される。

図７に示すインクジェット記録装置３１０は、定着処理部３６０の処理領域の後段（記録媒体搬送方向の下流側）には、インラインセンサ３８２が設けられている。インラインセンサ３８２は、記録媒体３１４に形成された画像（又は記録媒体３１４の余白領域に形成されたチェックパターン）を読み取るためのセンサであり、ＣＣＤラインセンサが好適に用いられる。

本例に示すインクジェット記録装置３１０は、インラインセンサ３８２の読取結果に基づいてインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙの吐出異常の有無が判断される（詳細後述）。また、インラインセンサ３８２は、水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段を含む態様も可能である。かかる態様において、水分量、表面温度、光沢度の読取結果に基づいて、乾燥処理部３５０の処理温度や定着処理部３６０の加熱温度及び加圧圧力などのパラメータを適宜調整し、装置内部の温度変化や各部の温度変化に対応して、上記制御パラメータが適宜調整される。

（排出部）
図７に示すように、定着処理部３６０に続いて排出部３７０が設けられている。排出部３７０は、張架ローラ３７２Ａ，３７２Ｂに巻きかけられた無端状の搬送ベルト３７４と、画像形成後の記録媒体３１４が収容される排出トレイ３７６と、を備えて構成されている。

定着処理部３６０から送り出された定着処理後の記録媒体３１４は、搬送ベルト３７４
によって搬送され、排出トレイ３７６に排出される。

（インクジェットヘッドの構造の説明）
図８は、本発明に適用されるインクジェットヘッドの概略構成図であり、同図はインクジェットヘッドから記録媒体の記録面を見た図（ヘッドの平面透視図）となっている。なお、図７に図示したインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙは同一構造を有しているので、以下の説明ではインクジェットヘッド３４８Ｍ，３４８Ｋ，３４８Ｃ，３４８Ｙを区別する必要がない場合は、これらを総称して「インクジェットヘッド３４８」と記載する。

同図に示すインクジェットヘッド３４８は、ｎ個のサブヘッド３４８‐ｉ（ｉは１からｎの整数）を一列につなぎ合わせてマルチヘッドを構成している。また、各サブヘッド３４８‐ｉは、インクジェットヘッド３４８の短手方向の両側からヘッドカバー３４９Ａ，３４９Ｂによって支持されている。なお、サブヘッド３４８を千鳥状に配置してマルチヘッドを構成することも可能である。

複数のサブヘッドにより構成されるマルチヘッドの適用例として、記録媒体の全幅に対応したフルライン型ヘッドが挙げられる。フルライン型ヘッドは、記録媒体の移動方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に沿って、記録媒体の主走査方向における長さ（幅）に対応して、複数のノズル（図１０に符号３２８を付して図示する。）が並べられた構造を有している。かかる構造を有するインクジェットヘッド３４８と記録媒体とを相対的に一回だけ走査させて画像記録を行う、いわゆるシングルパス画像記録方式により、記録媒体の全面にわたって画像を形成し得る。

図９は、インクジェットヘッド３４８の一部拡大図である。同図に示すように、サブヘッド３４８は、略平行四辺形の平面形状を有し、隣接するサブヘッド間にオーバーラップ部が設けられている。オーバーラップ部とは、サブヘッドのつなぎ部分であり、サブヘッド３４８‐ｉの並び方向（図８における左右方向、図９に図示する主走査方向Ｘ）に隣接するドットが異なるサブヘッドに属するノズルによって形成される。

図１０は、サブヘッド３４８‐ｉのノズル配列を示す平面図である。同図に示すように、各サブヘッド３４８‐ｉは、ノズル３２８が二次元状に並べられた構造を有し、かかるサブヘッド３４８‐ｉを備えたヘッドは、いわゆるマトリクスヘッドと呼ばれるものである。

図１０に示したサブヘッド３４８‐ｉは、副走査方向Ｙに対して角度αをなす列方向Ｗ、及び主走査方向Ｘに対して角度βをなす行方向Ｖに沿って多数のノズル３２８が並べられた構造を有し、主走査方向Ｘの実質的なノズル配置密度が高密度化されている。図１０では、行方向Ｖに沿って並べられたノズル群（ノズル行）は符号３２８Ｖを付し、列方向Ｗに沿って並べられたノズル群（ノズル列）は符号３２８Ｗを付して図示されている。

かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル３２８が一定のピッチＰ＝Ｌｓ／tanθ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。

図８〜図１０に示す構造を有するインクジェットヘッド３４８は、図２に図示した液滴吐出素子（記録素子）を図１０に示す如く、主走査方向Ｘと角度βをなす行方向Ｖ及び副走査方向Ｙに対して角度αをなす列方向Ｗ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。

（制御系の説明）
図１１は、インクジェット記録装置３１０のシステム構成を示すブロック図である。図１１に示すように、インクジェット記録装置３１０は、通信インターフェース４４０、システム制御部４４２を備え、システム制御部４４２により装置各部の統括的な制御が行われる。

通信インターフェース４４０は、ホストコンピュータ４５４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（画像入力手段）である。通信インターフェース４４０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、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。

システム制御部４４２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３１０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。また、搬送制御部４４４、画像処理部４４６、ヘッド駆動部４４８などを制御する制御信号を生成し、画像メモリ４５０、ＲＯＭ４５２のメモリコントローラとしての機能を有している。

画像処理部４４６は、画像データに所定の処理を施す処理ブロックであり、画像処理機能を有するプロセッサが含まれる。ホストコンピュータ４５４から送り出された画像データは通信インターフェース４４０を介してインクジェット記録装置３１０に取り込まれ、一旦画像メモリ４５０に記憶される。画像メモリ４５０は、通信インターフェース４４０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システム制御部４４２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ４５０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。

画像メモリ４５０には、システム制御部４４２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（テストチャートを打滴するためのデータ、異常ノズル情報などを含む）が格納されている。画像メモリ４５０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。

不図示の一時記憶部は、画像データや各種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。

画像処理部４４６は、システム制御部４４２の制御に従い、画像メモリ内の画像データ（多値の入力画像のデータ）から打滴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手段として機能する。画像処理部４４６により生成された打滴制御用の信号（インク吐出データ）はヘッド駆動部４４８へ供給される。

すなわち、画像処理部４４６は、濃度データ生成部、補正処理部、インク吐出データ生成部といった機能ブロックを含んで構成される。これら各機能ブロックは、ＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。

濃度データ生成部は、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理（ＵＣＲ処理や色変換を含む）及び必要な場合には画素数変換処理を行う。補正処理部は、濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、ムラ補正処理を行う。

インク吐出データ生成部は、補正処理部で生成された補正後の画像データ（濃度データ）から二値又は多値のドットデータに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、二値（多値）化処理を行う。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、Ｍ値（Ｍ≧３）の階調画像データをＭよりも小さい二値又は多値の階調画像データに変換する。最も単純な例では、二値（ドットのオン／オフ）のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、上記の実施形態のようにドットサイズの種類（例えば、大サイズ、中サイズ、小サイズなどの３種類）に対応した多値の量子化を行うことができる。

画像処理部４４６には不図示の画像バッファメモリが備えられており、画像処理部４４６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に一時的に格納される。なお、画像バッファメモリは画像処理部４４６に付随する態様でもよいし、画像メモリと兼用することも可能である。また、画像処理部４４６はシステム制御部４４２と統合されて、１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像処理部４４６（インク吐出データ生成部）で生成されたインク吐出データはヘッド駆動部４４８に与えられ、インクジェットヘッド３４８のインク吐出動作が制御される。

ヘッド駆動部４４８は、インクジェットヘッド３４８の吐出駆動を制御する手段として機能し、インクジェットヘッド３４８の各ノズル３２８に対応したアクチュエータ（図１に図示した圧電アクチュエータ１６）を駆動するための駆動信号波形を生成する駆動波形発生部が含まれる。駆動波形発生部から出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。かかる駆動波形発生部は図１の波形発生器１８に対応している。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース４４０を介して外部から入力され、画像メモリに蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリに記憶される。

インクジェット記録装置３１０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。そのため、画像メモリに蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システム制御部４４２を介して画像処理部４４６に送られ、濃度データ生成部、補正処理部、インク吐出データ生成部による処理を経てインク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、画像処理部４４６は、入力されたＲＧＢ画像データをＭ，Ｋ，Ｃ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして画像処理部４４６で生成されたドットデータは、画像バッファメモリに蓄えられる。この色別ドットデータは、インクジェットヘッド３４８のノズルからインクを吐出するためのＭＫＣＹ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データ（各ノズルの駆動タイミングと各ノズルにおける駆動タイミングごとのドットサイズ（吐出量））が確定する。

かかる画像処理部４４６における処理は、図１の波形調整ノズル選択信号発生部２０の処理及び駆動波形／ノズル選択部２２の処理に対応している。すなわち、図１の波形調整ノズル選択信号発生部２０及び駆動波形／ノズル選択部２２は、図１１の画像処理部４４６の一機能に対応している。

ヘッド駆動部４４８は、インク吐出データ及び駆動信号（駆動波形）に基づき、印字内容に応じてインクジェットヘッド３４８の各ノズル３２８に対応するアクチュエータ１３２を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッド駆動部４４８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。図１１に図示されているヘッド駆動部４４８は、図１に図示した駆動波形／ノズル選択部２２に対応している。

こうして、ヘッド駆動部４４８から出力された駆動信号がインクジェットヘッド３４８に加えられることによって、該当するノズル３２８からインクが吐出される。記録媒体３１４の搬送速度に同期してインクジェットヘッド３４８からのインク吐出を制御することにより、記録媒体３１４上に画像が形成される。

上記のように、画像処理部４４６における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッド駆動部４４８を介して各ノズルから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。

図１１に図示したインライン検出部４７０は、ノズル検知パターンの読み取り、読取データの処理、異常ノズルの判断の処理を経て、異常ノズルに関する情報をシステム制御部４４２へ提供する機能ブロックである。インライン検出部４７０は図７に図示したインラインセンサ３８２が含まれる。

システム制御部４４２は、インライン検出部４７０から得られる異常ノズルに関する情報や、その他の情報に基づいてインクジェットヘッド３４８に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

図示を省略するが、クリーニング動作を実行する手段として、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んで構成されるメンテナンス処理部が備えられている。

また、ユーザインターフェースとしての操作部を備え、該操作部はオペレータ（ユーザ）が各種入力を行うための入力装置４６８と表示部（ディスプレイ）４６６を含んで構成される。入力装置４６８には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置４６８を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部４６６の表示を通じて確認することができる。この表示部４６６はエラメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。

本実施形態のインクジェット記録装置３１０は、複数の画質モードを有しており、ユーザの選択操作により、又は、プログラムによる自動選択により、画質モードが設定される。この設定された画質モードで要求される出力画質レベルに応じて、異常ノズルを判断する基準が変更される。要求品質が高いほど、判定基準は厳しい方向に設定される。

各画質モードの印刷条件並びに異常ノズル判定基準に関する情報は画像メモリ４５０に格納されている。

なお、本例に説明したインクジェット記録装置３１０は、高画質モードでは小サイズドットを用いた画像記録が実行され、通常モードや高速記録モードでは中サイズドット及び大サイズドットが用いられた画像記録が実行されるように構成されている。つまり、高品質の画像形成は小サイズドットが高密度に配置されるので、サテライトの発生によるドット形状の変形が問題となり、吐出の後にサテライトの発生を抑制することでサテライトの発生によるドットの変形が回避され、高精細なドットが形成される。

一方、通常モードや高速モードでは、中サイズドットや大サイドットが用いられた短いサイクルの連続吐出が行われるので、吐出後のメニスカスの振動が問題となる。かかる高速（通常）モードでは、メニスカス静定波形の作用により吐出後のメニスカスの振動が素早く収束し、短いサイクルの連続吐出におけるノズル抜け等の不具合が防止される。

なお、本例の変形例として、中サイズドットに対応する吐出パルスの後にサテライト抑制波形が印加されるように基準駆動波形を変形して、中サイズドットが形成される場合の吐出において、サテライトの発生を抑制するように構成する態様も可能である。

〔他の装置への応用例〕
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルタ製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得るインクジェットシステムにも広く適用できる。

＜付記＞
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１）：親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドの駆動装置において、所定の周波数の基準駆動波形を生成する波形生成手段であって、前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出波形要素を含む基準駆動波形を生成する波形生成手段と、前記対象物上に形成すべきドットデータを取得するデータ取得手段と、前記ドットデータに応じて前記基準駆動波形内の吐出波形要素を選択する波形選択手段と、前記選択した吐出波形要素により前記ノズルから液滴を吐出させる駆動手段と、を備え、前記波形生成手段は、前記インクジェットヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をＴ_Ｃとすると、前記吐出波形要素の終端から次の周期の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。

発明１によれば、直前に吐出した滴の振動が残留した状態であっても安定して吐出を行うことができる。

（発明２）：発明１のインクジェットヘッドの駆動装置において、前記波形生成手段は、最も大きいサイズのドットを連続して形成する際に選択される吐出波形要素の終端から次の周期の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成することを特徴とする。

（発明３）：発明１又は２のインクジェットヘッドの駆動装置において、前記波形生成手段は、前記吐出波形要素を複数含む基準駆動波形であって、当該基準駆動波形内の複数の吐出波形要素により吐出された複数の液滴を飛翔中に合一させて対象物上にドットを形成させる基準駆動波形を生成し、前記データ取得手段は、前記対象物上に形成すべきドットのサイズデータを取得し、前記波形選択手段は、前記サイズデータに応じて前記基準駆動波形内の吐出波形要素を選択することを特徴とする。

（発明４）：発明３のインクジェットヘッドの駆動装置において、前記波形生成手段は、少なくとも３つの吐出波形要素を有する前記基準駆動波形を生成し、前記データ取得手段は、少なくとも３種類のサイズデータを取得することを特徴とする。

（発明５）：発明３又は４のインクジェットヘッドの駆動装置において、前記複数の吐出波形要素の始端の間隔が、前記Ｔ_Ｃであることを特徴とする。

（発明６）：発明３から５のいずれかのインクジェットヘッドの駆動装置において、前記複数の吐出波形要素の幅が略同一であることを特徴とする。

（発明７）：発明６のインクジェットヘッドの駆動装置において、前記複数の吐出波形要素の幅が、Ｔ_Ｃ／２であることを特徴とする。

（発明８）：発明１から７のいずれかのインクジェットヘッドの駆動装置と、親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドと、前記対象物と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

（発明９）：発明８のインクジェット記録装置において、前記ノズルプレートは、前記ノズル面に親液処理が施されていることを特徴とする。

（発明１０）：発明８のインクジェット記録装置において、前記ノズルプレートは、親液性を有する素材で形成されていることを特徴とする。

（発明１１）：親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドの駆動方法において、所定の周波数の基準駆動波形を生成する波形生成工程であって、前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出波形要素を含む基準駆動波形を生成する波形生成工程と、前記対象物上に形成すべきドットデータを取得するデータ取得工程と、前記ドットデータに応じて前記基準駆動波形内の吐出波形要素を選択する波形選択工程と、前記選択した吐出波形要素により前記ノズルから液滴を吐出させる駆動工程と、を備え、前記波形生成工程は、前記インクジェットヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をＴ_Ｃとすると、前記吐出波形要素の終端から次の周期の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成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。

１０…インクジェット吐出装置、１２，３４８，３４８Ｍ，３４８Ｋ、３４８Ｃ，３４８Ｙ…インクジェットヘッド、１４…駆動装置、１６…圧電アクチュエータ、１８…波形発生器、２０…波形調整ノズル選択信号発生部、２２…駆動波形／ノズル選択部、２７…圧電素子、２８…ノズル、１００…基準駆動波形、１０２…吐出パルス、１１０…小滴用の駆動波形、１１２…中滴用の駆動波形、１１４…大滴用の駆動波形、３１０…インクジェット記録装置、４４２…システム制御部、４４８…ヘッド駆動部

Claims (11)

1. 親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドの駆動装置において、
   所定の周波数の基準駆動波形を生成する波形生成手段であって、１周期内に前記ノズルから液滴を吐出させるための複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形を生成する波形生成手段と、
   対象物上に形成すべきドットデータを取得するデータ取得手段と、
   前記ドットデータに応じて前記複数の吐出波形要素を時間的に後の吐出波形要素から順に選択する波形選択手段と、
   前記選択した吐出波形要素により前記ノズルから液滴を吐出させる駆動手段と、
   を備え、
   前記波形生成手段は、１周期内に時間的に後の吐出波形要素ほど振幅が大きい複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形であって、前記複数の吐出波形要素により吐出された複数の液滴を飛翔中に合一させて対象物上にドットを形成させる基準駆動波形を生成し、さらに、前記インクジェットヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をＴ_Ｃとすると、前記１周期内の最後の前記吐出波形要素の終端から次の前記１周期内の最初の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
2. 前記波形生成手段は、最も大きいサイズのドットを連続して形成する際に選択される前記１周期内の最後の吐出波形要素の終端から次の前記１周期内の最初の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
3. 前記データ取得手段は、前記対象物上に形成すべきドットのサイズデータを取得し、
   前記波形選択手段は、前記サイズデータに応じて前記基準駆動波形内の吐出波形要素を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
4. 前記波形生成手段は、少なくとも３つの吐出波形要素を有する前記基準駆動波形を生成し、
   前記データ取得手段は、少なくとも３種類のサイズデータを取得することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
5. 前記複数の吐出波形要素の始端の間隔が、前記Ｔ_Ｃであることを特徴とする請求項３又は４に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
6. 前記複数の吐出波形要素の幅が略同一であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
7. 前記複数の吐出波形要素の幅が、Ｔ_Ｃ／２であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動装置と、
   親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドと、
   前記対象物と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる移動手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 前記ノズルプレートは、前記ノズル面に親液処理が施されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記ノズルプレートは、親液性を有する素材で形成されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
11. 親液性のノズル面に液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルと連通する液室と、所定の駆動信号が供給されると前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドの駆動方法において、
    所定の周波数の基準駆動波形を生成する波形生成工程であって、１周期内に前記ノズルから液滴を吐出させるための複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形を生成する波形生成工程と、
    対象物上に形成すべきドットデータを取得するデータ取得工程と、
    前記ドットデータに応じて前記複数の吐出波形要素を時間的に後の吐出波形要素から順に選択する波形選択工程と、
    前記選択した吐出波形要素により前記ノズルから液滴を吐出させる駆動工程と、
    を備え、
    前記波形生成工程は、１周期内に時間的に後の吐出波形要素ほど振幅が大きい複数の吐出波形要素を含む基準駆動波形であって、前記複数の吐出波形要素により吐出された複数の液滴を飛翔中に合一させて対象物上にドットを形成させる基準駆動波形を生成し、さらに、前記インクジェットヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をＴ_Ｃとすると、前記１周期内の最後の前記吐出波形要素の終端から次の前記１周期内の最初の前記吐出波形要素の始端までの時間が、（２×Ｎ−１）／２×Ｔ_Ｃ〜Ｎ×Ｔ_Ｃ（Ｎは自然数）の範囲となるように基準駆動波形を生成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。

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