JP2007090690A - ラインヘッド及びインクジェット印画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高精細な印画ができて、小型で組み立て生産性が高いラインヘッド及びインクジェット印画装置を提供することにある。
【解決手段】 複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがｎ個（ｎは１以上の整数）組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であることを特徴とするラインヘッド。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ラインヘッド及びインクジェット印画装置に関し、詳しくは、印画媒体の幅相当の長さに複数のノズルが配列され、前記ノズルから前記印画媒体へ向けてインクを吐出することにより画像を印画するラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置に関する。

インクジェット印画装置には、インクジェットヘッドのノズルから画像信号による吐出制御を受けたインクの小さな液滴を印画媒体へ吐出しながらインクジェットヘッドを主走査方向に移動させて１ライン分の画像印画を行った後、印画媒体を１ライン分副走査方向へ搬送し、再びインクジェットヘッドのノズルからインクの小さな液滴を印画媒体へ吐出して画像を１ライン分印画し、以下、これを繰り返すことで印画媒体上に画像を形成するものがある。

また、他のインクジェット印画装置として、インクジェットヘッドを、インクを吐出するノズルを等間隔ピッチで印画媒体の略最大印画幅の長さに配置した長尺状に構成し、装置本体に対して固定したラインヘッドとするものがある。この構成によれば、インクジェットヘッドの主走査方向の移動が不要となり、主走査方向と直交する印画媒体の副走査方向の搬送のみで画像形成を行うことができるので、高速画像形成を行うことができる。

しかしながら、高速画像形成のため、１回の副走査方向の搬送のみで画像形成を行う場合、ラインヘッドのノズルピッチにより、主走査方向の印画解像度が決定される。従って主走査方向の印画のドットピッチを細かくするにはラインヘッドのノズルのピッチを細かくしてドットピッチを小さくすることが考えられるが、ノズルのピッチを小さくするには加工限界があることから、ドットピッチを小さくすることによる印字精度には限界があり、また価格的にも高価になるという問題がある。

そこで、主走査方向の印字精度の向上のために、１直線上にノズルが配置されたプリントヘッドを、副走査方向に複数個配列すると共に、それぞれのプリントヘッドを上記ノズルの間隔Ｌのプリントヘッド数分の１だけ順次主走査方向にずらせて１組のインクジェットヘッドとし、複数組のインクジェットヘッドを用紙の幅方向に向けて、用紙の全幅にわたって隙間なく千鳥状に配列したラインヘッドが提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−３４３６０号公報

しかし、特許文献１に開示されたラインヘッドでは、１直線上にノズルが配置されたプリントヘッドを主走査方向にずらせて複数個配列させて１組のヘッドとするため、印字精度向上のためには、多数のプリントヘッドを配列させる必要がある。しかし、１つのプリントヘッドは、それぞれが独立して完成されたインクジェットヘッドであるため、全てのプリントヘッドのノズル面の位置が合うように、各プリントヘッド毎にそれぞれ位置合わせしながら、一つずつ位置決めして取り付けていかなくてはならず、組み立て作業が困難であるという問題がある。

また、各プリントヘッドは、それ自体がそれぞれ完成したインクジェットヘッドであるため、これを組み立てると、最終的に得られるインクジェットヘッドが大型化してしまう問題がある。

更に、ヘッド交換の場合、位置合わせして取り付けることが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたもので、１回の走査で高精細な印画が可能であり、小型で組み立て生産性が高いラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、１回の走査で高精細な印画が可能であり、複数のヘッド間の位置合わせが容易なラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置を提供することにある。

本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
（１）
複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがｎ個（ｎは１以上の整数）組み合わされ、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であり、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路は、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号の入力により、駆動信号を発生するものであることを特徴とするラインヘッド。
（２）
前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする（１）記載のラインヘッド。
（３）
前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする（１）又は（２）記載のラインヘッド。
（４）
前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする（３）記載のラインヘッド。
（５）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッドの近傍に配置されていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか１項に記載のラインヘッド。
（６）
前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする（１）乃至（５）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（７）
前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする（６）に記載のラインヘッド。
（８）
前記駆動信号発生回路は、前記情報を外部から送受する通信経路を有することを特徴とする（６）又は（７）に記載のラインヘッド。
（９）
前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生させる駆動電圧生成回路、駆動パルス生成回路、及び電流増幅回路を有することを特徴とする（１）乃至（８）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（１０）
前記駆動信号発生回路は、位相をずらせた駆動信号で隣接する前記圧力発生手段を駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする（１）乃至（９）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（１１）
前記駆動信号発生回路は、前記駆動信号の位相順序を逆順にして駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする（１０）に記載のラインヘッド。
（１２）
前記駆動信号発生回路は、１画素に複数ドットのインク滴を吐出する多階調駆動を行うことを特徴とする（１）乃至（１１）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（１３）
前記駆動信号発生回路は、多階調駆動で吐出するインク滴数を設定することを特徴とする（１２）に記載のラインヘッド。
（１４）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を検知することを特徴とする（１）乃至（１３）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（１５）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を制御することを特徴とする（１４）に記載のラインヘッド。
（１６）
前記駆動信号発生回路を形成する基板はフレキシブルケーブルを硬いガラス基板で挟んだ構造であることを特徴とする（１）乃至（１４）の何れか１項に記載のラインヘッド。
（１７）
印画媒体の幅相当の長さに複数のノズルを配置したラインヘッドを有し、前記ノズルから前記印画媒体へ向けてインクを吐出すると共に、前記印画媒体と前記ラインヘッドを移動方向へ相対的に移動させることにより前記印画媒体上に画像を形成するライン型のインクジェット印画装置であって、前記ラインヘッドは、複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがｎ個（ｎは１以上の整数）組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であり、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路は、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号の入力により、駆動信号を発生するものであることを特徴とするインクジェット印画装置。
（１８）
前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする（１７）記載のインクジェット印画装置。
（１９）
前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする（１７）又は（１８）記載のインクジェット印画装置。
（２０）
前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする（１９）記載のインクジェット印画装置。
（２１）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッドの近傍に配置されていることを特徴とする（１７）乃至（２０）のいずれか１項に記載のインクジェット印画装置。
（２２）
前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする（１７）乃至（２１）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（２３）
前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする（２２）に記載のインクジェット印画装置。
（２４）
前記駆動信号発生回路は、前記情報を外部から送受する通信経路を有することを特徴とする（２２）又は（２３）に記載のインクジェット印画装置。
（２５）
前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生させる駆動電圧生成回路、駆動パルス生成回路、及び電流増幅回路を有することを特徴とする（１７）乃至（２４）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（２６）
前記駆動信号発生回路は、位相をずらせた駆動信号で隣接する前記圧力発生手段を駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする（１７）乃至（２５）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（２７）
前記駆動信号発生回路は、前記駆動信号の位相順を逆順にして駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする（２６）に記載のインクジェット印画装置。
（２８）
前記駆動信号発生回路は、１画素に複数ドットのインク滴を吐出する多階調駆動を行うことを特徴とする（１７）乃至（２７）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（２９）
前記駆動信号発生回路は、多階調駆動で吐出するインク滴数を設定することを特徴とする（２８）に記載のインクジェット印画装置。
（３０）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を検知することを特徴とする（１７）乃至（２９）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（３１）
前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を制御することを特徴とする（３０）に記載のインクジェット印画装置。
（３２）
前記駆動信号発生回路を形成する基板はフレキシブルケーブルを硬いガラス基板で挟んだ構造であることを特徴とする（１７）乃至（３１）の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
（３３）
１回の前記移動により、前記印画媒体上に画像を形成することを特徴とする（１７）乃至（３２）のいずれか１項記載のインクジェット印画装置。

本発明によれば、１回の走査で高精細な印画が可能であり、小型で組み立て生産性が高いラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置を提供することができる。

また、本発明によれば、１回の走査で高精細な印画が可能であり、複数のヘッド間の位置合わせが容易なラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置を提供することができる。

さらに、本発明によれば、１回の走査で高精細な印画が可能であり、ヘッドの種類や構成を変更しても、対応した制御信号の生成が可能であるラインヘッド、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置を提供することができる。

以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係るインクジェット印画装置の主要部を示す斜視図である。なお、ライン型のインクジェット印画装置は、ラインヘッドと印画媒体を副走査方向（移動方向）へ相対的に移動させることにより画像印画を行うことができる。ここでは、このラインヘッドと印画媒体の副走査方向の相対移動について、ラインヘッドを固定状とし、印画媒体を副走査方向へ移動させる形態を例に挙げて説明するが、その逆にラインヘッドを副走査方向に移動させてもよい。

図中、２は、インクジェット印画装置１に設置されたラインヘッドであり、後で詳述するようにフレキシブルケーブル３によって装置本体の制御基板４と接続されている。なお、ラインヘッド２は、印画媒体Ｐに対向した面を除いて、カバー２００により覆われている。その構成の詳細は後述する。また、フルカラーの画像印画を行う場合、例えばＹＭＣＫの各色のインクを吐出するためのラインヘッドが各色毎に配置されるが、ここでは、一つのラインヘッド２を備えたものについて説明する。

印画媒体Ｐは、印画媒体Ｐを搬送する印画媒体搬送機構５の搬送ローラ対５ｂ、５ｃに挟持され、また、搬送モータ５ａは搬送ローラ対５ｂの軸に直結されていて、この搬送ローラ対５ｂを回転駆動することにより、印画媒体Ｐは図中矢印Ｘで示す方向に一定速度で搬送される。

ラインヘッド２は、搬送ローラ対５ｂ、５ｃの間で印画媒体Ｐの面ＰＳと図示のように対向して設置され、その長さ方向は、矢印Ｙ方向で示す印画媒体Ｐの搬送方向と直交する図中矢印Ｙ方向に延びている。

このラインヘッド２には、印画媒体Ｐの面ＰＳと対向している本図では隠れている面に、Ｙ方向に沿って印画媒体Ｐの幅相当の長さに多数のノズルが等間隔で配列されている。この多数のノズルより制御基板４からの画像信号に従って印画媒体Ｐにインクが吐出されることにより、印画媒体Ｐの矢印Ｘ方向の搬送と相俟って印画媒体Ｐの面ＰＳに画像が形成される。即ち、１回の搬送で所定の画像形成領域の印画処理が完了することにより高速で画像形成がなされる。

なお、ラインヘッド２には不図示の中間タンク３０６からインク供給管６を通じてインクが供給されるようになっている。インク供給系の構成の詳細は後述する。

図２は、ラインヘッド２のカバー２００をはずした状態での斜視図である。本図では隠れている下側の面に、多数のノズルが配列されている。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、ラインヘッド２へのインク供給系のブロック図である。インク供給系の各構成要素の接続は、すべてインク供給管によりなされている。

カバー２００は、開口部２００ａを有する箱形の形状をしており、ラインヘッド２のノズルを有する面（図２の下面）の反対側からラインヘッド２の全体を覆うようにしてかぶせて、支持基板２０に不図示のねじ等の固定手段により固定されている。カバー２００の材質としては、アルミニウム等の金属が好ましい。

ラインヘッド２は、複数個のヘッドモジュール１００が２段の千鳥状に配置されて、共通の支持基板２０に取り付けられている。図示例では６つのヘッドモジュール１００が共通の支持基板２０に取り付けられて一つのラインヘッド２を構成するものが示されているが、一つのラインヘッド２を構成するヘッドモジュール１００の数は特に限定されない。

一つのラインヘッド２を構成する各ヘッドモジュール１００を、１枚の共通の支持基板２０に対して取り付けるようにすると、各ヘッドモジュール１００の取付け面を共通とすることができるため、各ヘッドモジュール１００のノズル列の位置精度を容易に確保することができ、好ましい態様である。

また、各ヘッドモジュール１００は、ヘッド１０がｎ個（ｎは２以上の整数）組み合わされて構成されている。この構成により、ヘッドモジュール１００中に、回復処理だけでは回復不可能なノズル１４２が発生しても、当該ノズルを有するヘッド１０のみを取り外し、これを新しいヘッド１０と交換することで正常状態に復帰させることができるため、ヘッドモジュール１００全体を取り外して交換することが不要となり、交換のためのコストを大幅に低減できるようになり、安価に信頼性の向上を図ることができる。

図示例では２つ（ｎ＝２）のヘッド１０が組み合わされて一つのヘッドモジュール１００を構成するものが示されているが、一つのヘッドモジュール１００を構成するヘッド１０の数をｎとするとき、ｎは２以上の整数であれば、特に限定されない。ラインヘッドのコンパクト化を考えると、より好ましくは、ｎは、６以下の整数である。

さらに、千鳥状に配置させることにより、各段において隣接する各ヘッドモジュール１００同士の間隔が大きくとれるため、個々のヘッド１０の着脱作業を隣接するヘッドモジュール１００に邪魔されずに行うことができ、作業が容易に行えるようになる。また、隣接するヘッドモジュール１００間のノズルピッチ調整が容易になる。

ヘッドモジュール１００を構成する各ヘッド１０は、ノズル側の先端部が共通の支持基板２０の取付孔２２（図１１）に挿入された状態で該支持基板２０に取り付けられている。

各ヘッド１０は後述するヘッド（ノズル）位置調整機構を有するため、前記取付孔２２とヘッド１０の間には隙間が生じる。この隙間を設けることにより、ヘッド１０をＸＹ平面に沿って移動させることが可能となり、ヘッド位置の調整を行うことができる。この隙間を埋めるため、取付孔２２の内側（内周面）には、弾性部材としてのスポンジ状シート３２１が貼り付けられている。スポンジ状シートとしてはウレタンフォームが好ましい。

微細なノズルからインクを印画媒体に吐出して印画を行うインクジェット印画装置では、印画の際にインクの細かい粒が印画部周辺を浮遊するといういわゆるインクミストが発生し、これが電装基板に付着して電装基板の故障を招くことがある。本実施形態におけるラインヘッド２は、カバー２００、共通の支持基板２０及びスポンジ状シート３２１により、ラインへッド２のノズル面以外のほぼ全体が覆われているため、内部の電装基板をインクミストから保護することができ、好ましい態様である。また、スポンジ状シート３２１により、後述する各ヘッド１０のヘッド位置調整のための隙間を設けつつ、インクミストから保護することができ、好ましい態様である。

ＩＣＢ基板５００は、駆動信号発生回路が搭載されており、制御基板４で発生したヘッド１０を駆動する各種信号をヘッド１０の構成に合わせて信号や電源電圧に変換する基板である。本実施形態において、このような機能を有する基板をＩＣＢ基板５００として以下説明する。

中継基板６００はフレキシブルケーブル３により、装置本体の制御基板４と接続されており、制御基板４からの各種制御信号や画像データを受け取り、フレキシブルケーブル（不図示）を介して接続されヘッド１０毎に設けられたＩＣＢ基板５００に送る。ＩＣＢ基板には駆動信号発生回路が搭載されている。

各ヘッド１０は、後述する２つのヘッド駆動基板１４６を備えており、２つのヘッド駆動基板１４６とＩＣＢ基板５００が接続されており、ＩＣＢ基板５００は、中継基板６００からの各種制御信号や画像データを受けて、ヘッド１０を駆動するための各種信号を生成し、２つのヘッド駆動基板１４６に分配して転送する。

このような構成により、各ヘッド１０をフレキシブルケーブルによって、それぞれ電気的に独立に制御基板４と接続する場合に比較して、接続が簡素になるとともに、例えば仕様が異なるヘッドを用いる場合においても、ＩＣＢ基板５００内でヘッド仕様に併せた各種信号を生成させることにより、容易に対応でき、好ましい態様である。

共通の支持基板２０には、千鳥配置された２段のヘッドモジュール１００の間の位置に、共通のインク流路形成部材３０１が一体的に設けられており、共通インク流路形成部材３０１の内部には、共通のインク流路３０１ａが形成されている。共通のインク流路３０１ａの一端にインク供給口３０４、他端に気泡排出口３０３がある。

このように、２段のヘッドモジュール１００の間に生じるデッドスペースに、共通のインク流路３０１ａが配置されるので、デッドスペースを有効に使うことができる。そのため、印画装置において、ラインヘッドとインク供給系の占めるスペースを減らすことができる。その結果、例えば、インク供給管を各ヘッド１０毎に設けて、各々独立にインクタンクと接続する場合に比較して装置を小型化することができる。共通の支持基板２０と共通のインク流路形成部材３０１は、同一部材で構成されていても、異なる部材で形成されていても良く、一体的であればよい。

インク供給口３０４は、フィルタ３０９を介して中間タンク３０６に接続され、中間タンク３０６からインクが供給される。

中間タンク３０６は、弁３１１、加圧ポンプ３１２を介して、インクカートリッジ３０７に接続される。また、弁３１３を介して大気に連通させることができる。さらに、弁３１５を介して加圧ポンプ３１４に接続されている。

気泡排出口３０３は、弁３０８を介して廃インク容器３１０に接続されている。

また、共通インク流路３０１ａにおいて、インク供給口３０４と気泡排出口３０３の間には、各ヘッドモジュール１００にインクを分岐供給する分岐供給口３０５が、各ヘッドモジュール１００に対応した位置に、その数分だけ（本例では６個）設けられている。

各ヘッドモジュール１００を構成する２つのヘッド１０には、ヘッド１０毎にフレームインク流路１５５が設けられており、分岐供給口３０５と２つのフレームインク流路１５５がインク供給管６で接続されている。

このように６つのヘッドモジュール１００は、６つのヘッドモジュール１００の背圧を決定する１つの中間タンク３０６から共通インク流路３０１ａを介してインク供給をうけるように構成されている。

ヘッドモジュール１００には、それぞれ、ヘッド１０が２つ組み合わされ、このヘッドユニット１０には中間タンク３０６に収容されたインクが、インク供給管６、共通インク流路３０１ａを介して供給されるようになっている。さらに、中間タンク３０６の上流にインクカートリッジ３０７が弁３１１、加圧ポンプ３１２を介して接続されている。

このように、インクカートリッジ３０７はすべてのヘッドモジュール１００に共通に設けることが好ましい。インクカートリッジ交換が容易になる。ヘッドモジュールごとにインクカートリッジを持つと、インクのばらつきによりヘッドモジュール間でプリントの発色が異なるおそれがある。

また、各ヘッドモジュール１００の背圧は中間タンク３０６で決定することが好ましい。インクカートリッジ３０７より下方に、弁３１１、加圧ポンプ３１２を介して可撓性の袋、または本形態のように大気連通弁３１３を有する容器からなる中間タンク３０６を設ける。大気連通弁３１３を開いて、弁３１１を閉じれば中間タンク３０６内のインクは大気圧となる。中間タンクをヘッドモジュールより所定の高さだけ下方に置くことで、ヘッドにおけるインクは大気圧に対して所定の水頭値だけ負圧になり、安定な吐出が実現できる。中間タンクに残量検知または空検知を設け、所定の量以下になったときに弁３１１を開いて加圧ポンプ３１２を作動させてインクカートリッジ３０７から中間タンク３０６にインクを補充する。弁３１１を開いて加圧ポンプ３１２を作動させてから所定時間以上経過しても中間タンク３０６にインクが補充でされないときはインクカートリッジ３０７が空であると検出できる。インクカートリッジ３０７の位置で直接的に背圧を決定するのと比較して、インク残量の変動による背圧変動の影響がない、インクカートリッジ３０７の空検知ができる、などのメリットがある。また、インクカートリッジ３０７を交換する際には、中間タンク３０６に残っているインクで印画動作を中断することなく、インクカートリッジ３０７の交換と印画動作を並行して行うことが出来る。

このように、中間タンク３０６をすべてのヘッドモジュール１００に共通に設けることが好ましい。ヘッドモジュール１００ごとに中間タンク３０６を持つと、中間タンク３０６の位置の差によりヘッドモジュール１００間でヘッドの吐出特性が変化し、印画媒体の発色が異なるおそれがある。

また、図３に示すように、共通インク流路３０１ａのインク供給管６の挿入口には、Ｏリング３０２が設けられている。この構成により、例えば、ヘッド１０の交換時には、インク供給管６をＯリングから抜き差しすることにより、簡便にインク供給管６の取り外しと装着ができ、好ましい態様である。

また、インクを安定吐出するためには、共通インク流路３０１ａ内の気泡を除去することが必要である。このために、図４に示すように共通インク流路３０１ａの出口にインク中の気泡を排出するための気泡排出口３０３を設け、この気泡排出口３０３がインク供給管６により、弁３０８を介して廃インク容器３１０に接続されている。また、中間タンク３０６は、弁３１５を介して加圧ポンプ３１４に接続されている。

加圧ポンプ３１４はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成される。加圧ポンプ３１４は弁３１５、弁３０８が開いた状態で作動することにより、気泡排出口３０３から共通インク流路３０１ａ内の気泡をインクとともに押し出すための加圧力を発生する。

気泡を除去する時以外は、弁３０８、弁３１５を閉じた状態とし、気泡を除去する時は、弁３０８、弁３１５を開いた状態として、加圧ポンプ３１４を作動させて、インクと共に気泡を廃インク容器３１０に排出することができる。また、この廃インク容器３１０に排出されたインクを再利用しても良い。

また、この気泡排出口３０３からは、共通インク流路３０１ａ内のインクを排出するようにすることもできる。

次に、図５、図６を参照しつつ、ヘッド１０について説明する。ここで、図５はヘッド１０の概略構成を示すノズル位置での側断面図であり、図６はヘッド１０の分解斜視図である。

図５に示すように、ヘッド１０には、矢印方向Ｙ（図５の表裏方向）に２列に千鳥配列された複数のノズル１４２からインクを吐出するヘッドチップ１４１が設けられている。なお、矢印方向Ｙは、前記印画媒体搬送方向Ｘと直交している。

ヘッドチップ１４１は、１枚の基板１７０の両面に、インクチャネル１４４となる溝が設けられた圧電材料基板１４１ａとカバー基板１４１ｂで構成された第１のインク滴吐出基板と、インクチャネル１４４となる溝が設けられた圧電材料基板１４１ｄとカバー基板１４１ｃで構成された第２のインク滴吐出基板をＰ／２（但し、インク滴吐出基板のノズルピッチをＰとする）だけずらして接着され、２つのインク滴吐出基板及び基板１７０の前端面に亘って、これらを全て覆うように各インクチャネルに対応した位置にノズル１４２が設けられた１枚のノズルプレート１１が接着されている。基板１７０は必ずしも必要ではなく、２つのインク滴吐出基板を直接、接合しても良い。

本実施形態に係るヘッドチップ１４１は、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、その前端面に共通のノズルプレート１１を接着して構成されているので、小型化を図ることができる。

また、本実施形態に係るヘッドチップ１４１は、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、その前端面に共通のノズルプレート１１を接着して構成されているので、従来のように各ヘッド毎にノズル面をそれぞれ位置合わせしながら、一つずつ位置決めして取り付ける必要がなく、組み立て作業性に優れ、生産性が高い。

さらに、ヘッドチップ１４１は、２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられている構成であるので、圧力発生手段に設けられた駆動電極に電圧を印加するための電極をヘッドチップの外部に引き出し形成する際の電極引き出しが容易になる。即ち、３つ以上のインク滴吐出基板を貼り付けると該電極の引き出しは容易ではない。

インク滴吐出基板は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電材料基板１４１ａ，１４１ｄに多数のインクチャネル１４４となる溝をＹ方向に平行に形成した後、溝をカバー基板１４１ｂ、１４１ｃで閉鎖することにより、圧電素子からなる側壁（図５においてインクチャネル１４４に対して紙面奥側と手前側に存在する）と筒状のインクチャネル１４４とが交互に並設される。側壁を構成する圧電素子は、側壁の表面に形成された駆動電極に電界を印加することにより、せん断変形するせん断モード型の圧電素子であり、本実施形態における圧力発生手段に相当する。

なお、圧力発生手段としては、せん断モード型以外の圧電素子やサーマルタイプとしても構成されうる。特に圧電素子が好ましく、せん断モード型圧電素子が特に好ましい。

圧電素子の場合、インクチャネルのピッチ、即ち、ノズルピッチを小さくすることが難しいために本発明との組み合わせにより、その効果が顕著に発揮される。

また、せん断モード型圧電素子の場合、ＰＺＴ等の圧電材料により形成された隔壁と溝状に凹設されたインクチャネルとを交互に並設したチャネル基板を用いてインクジェットヘッドが構成されるが、入手できる圧電材料基板の大きさに限界があるため、並設可能なインクチャネルの数も自ずと限界があり、ノズル数の多い長尺状に形成することが困難である。本発明のように、それぞれ独立したヘッドモジュールを複数個形成し、それらを千鳥状に交互にずらして取り付けることにより、インクチャネルの並設数を増加させて長尺状のインクジェットヘッドを構成することにより容易にラインヘッドを形成できる。

個々のインクチャンネル１４４は、インク滴吐出基板の前端（図５における左端）から後端（図５における右端）に向けて延びる直線状の細長い溝形状に切削されて、削り残した圧電材料が各インクチャンネル１４４の間の側壁となっている。また、各インクチャネル１４４は、インク滴吐出基板の前端から後端側の中途部まで凹設されており、後端側にいくにつれて徐々に浅くなって浅溝部を形成し、ついには消滅する。

本実施形態のヘッド１０は、図５に示すように、ヘッドチップ１４１の両側面にはカバー基板１４１ｂ、１４１ｃに設けられたインク供給口１４３を有し、ヘッドチップ１４１の内部に形成されたインクチャネル１４４を介して、インク供給口１４３とノズル１４２とが連続するようになっている。

ヘッドチップ１４１の両側部には、外部からのインクをヘッドチップ１４１に導くマニホールド１４８が接着固定されている。

マニホールド１４８は、インク供給口１４３に連通するインク流路１４８ｅ，１４８ｆを内部に有している。

マニホールド１４８の一端部には、図５に示すように、インク流路１４８ｅ，１４８ｆにインクを導入するためのインク導入口４８１，…が形成されている。このインク導入口４８１は、製作工程における内部洗浄の際に洗浄液を注入するための注入口ともなるものである。なお、本実施の形態においては、マニホールド１４８の一端部に２つずつのインク導入口４８１，４８１が形成されているが、１つのみ形成されていても良いし、３つ以上形成されていても良い。

インク導入口４８１には、インク受け部４８８が連続して設けられている。このインク受け部４８８は、インクを溜めつつインク導入口４８１，…に案内するものである。

マニホールド１４８の両側部には、マニホールド１４８を介してマニホールド１４８の内部のインクを所定の温度に加熱するインクヒータ１４９が配設されている。なお、上述した図５では、便宜上、インクヒータ１４９の図示を省略している。

インクヒータ１４９は、接続部１４９ｄによって互いに電気的に接続された加熱部１４９ａ，１４９ａを備えている。これら加熱部１４９ａ及び接続部１４９ｄは、可撓性のフィルム部（図示せず）に電熱線（図示せず）が波形状に配線されたものである。

より詳細には、加熱部１４９ａ，１４９ａは、マニホールド１４８の側面に当接するマニホールド加熱部１４９ｂと、後述の筐体フレーム（筐体）１５３の側面に当接するフレーム加熱部１４９ｃとによって略Ｌ字状に形成されている。

ここで、マニホールド１４８は樹脂で構成されていることが多く、筐体フレーム１５３は金属等で構成されていることが多い。そのため、通常、インクヒータ１４９から発せられた熱は筐体フレーム１５３に多く伝えられることになる。

マニホールド加熱部１４９ｂ，１４９ｂのヒータ面は、ノズル１４２，…の列と平行になっており、各列のノズル１４２に供給されるインクをそれぞれ加熱するようになっている。

フレーム加熱部１４９ｃは、筐体フレーム１５３を介して筐体フレーム１５３の内部のインクを加熱するものであり、マニホールド１４８に供給されるインクを予め加熱するようになっている。なお、フレーム加熱部１４９ｃは、筐体フレーム１５３の内面に当接することとしても良い。

ここで、加熱部１４９ａ，１４９ａの前記電熱線は、同一のパターンに配線されていても良いし、非同一のパターンに配線されていても良い。

加熱部１４９ａ，１４９ａにおける接続部１４９ｄとの連結部分には、切欠部１４９ｅが設けられている。この切欠部１４９ｅは、接続部１４９ｄに対する加熱部１４９ａの可動域を広くするためのものである。また、切欠部１４９ｅは、インクヒータ１４９の形状が変化した場合にも、加熱部１４９ａと接続部１４９ｄとの連結部分に加わる応力を分散させる結果、連結部分に切れ目が生じるのを防止するようになっている。これにより、マニホールド１４８に対するインクヒータ１４９の取り付け作業が容易になっている。

なお、インクヒータ１４９とマニホールド１４８との熱的な結合をヒータ面内で均等とするために、インクヒータ１４９とマニホールド１４８と間に所定の部材を設けたり、接着剤を充填したりしても良い。また、インクヒータ１４９はマニホールド１４８に接触して設けられていても良いし、マニホールド１４８から離れた状態で配置されていても良い。また、加熱部１４９ａ，１４９ｄは、必ずしも連結している必要はなく、分離させて、個別に加熱するようにしても良い。

インクヒータ１４９とヘッドチップ１４１との間には、温度を検知する温度センサ（図示せず）が配設されている。

ヘッドチップ１４１の下部には、マニホールド１４８及びヘッドチップ１４１を保持する保持板１５１が取り付けられている。

保持板１５１には開口１５１ａが設けられており、吐出面が露出するようになっている。

また、ヘッドチップ１４１の上部には、ＩＣＢ基板５００からの制御信号に基づいて、圧電素子からなる隔壁の表面に形成された駆動電極に駆動電圧を印加するヘッド駆動基板１４６，１４６が、フレキシブル配線板（図示せず）を介して接続されている。

各ヘッド駆動基板１４６にはコネクタ４６１が設けられており、これらコネクタ４６１には前述のＩＣＢ基板５００が電気的に接続されていて、制御信号及び電力がヘッド駆動基板１４６に供給されるようになっている。

また、ＩＣＢ基板５００には、インクヒータ１４９に対して電力供給を行うヒータ用回路が形成されていて、このヒータ用回路には、ヘッド駆動基板１４６を介してインクヒータ１４９の前記電熱線が電気的に接続されている。また、前記温度センサもヘッド駆動基板１４６を介してヒータ用回路に電気的に接続されている。

これらヘッドチップ１４１、マニホールド１４８、ヘッド駆動基板１４６及び保持板１５１等は、筐体フレーム１５３に固定されている。より詳細には、筐体フレーム１５３とマニホールド１４８との間には、少なくともインクヒータ１４９を包含するように接着剤が充填されている。この接着剤は、インクヒータ１４９から筐体フレーム１５３への熱伝導を抑制している。

筐体フレーム１５３には、インク受け部４８８にインクを供給するフレームインク流路（インク流路）１５５が設けられていて、このフレームインク流路１５５には、共通のインク流路３０１ａからのインク供給管６が連結されるようになっている。筐体フレーム１５３の内部には、ヘッド駆動基板１４６，１４６を支持する支持梁１５６が設けられている。

筐体フレーム１５３の上部には開口１５７が設けられていて、ヘッド１０の組立後においては、この開口１５７を介してＩＣＢ基板５００とヘッド駆動基板１４６とが接続されている。

続いて、ヘッド１０の製造方法について説明する。

前述の方法によりヘッドチップ１４１を作製する。

ヘッドチップ１４１の両側部にマニホールド１４８を接着する。

次に、ヘッドチップ１４１の上部に前記フレキシブル配線基板を介してヘッド駆動基板１４６，１４６を接続する。また、インクヒータ１４９をマニホールド１４８の表面に沿わせて取り付ける。このとき、加熱部１４９ａ，１４９ａが接続部１４９ｄによってマニホールドの表面に沿って接続されているので、各加熱部１４９ａに独立して電力を供給する必要がない。

次に、ヘッドチップ１４１及びマニホールド１４８の下端部に保持板５１を取り付ける。

次に、一体化されたヘッドチップ１４１、マニホールド１４８、インクヒータ１４９、保持板５１、前記フレキシブル配線基板及びヘッド駆動基板１４６，１４６を筐体フレーム１５３に取り付け、ヘッド１０の製造を完了する。

そして、ヘッド駆動基板１４６，１４６に設けられたコネクタ４６１，４６１に、前記ＩＣＢ基板５００を電気的に接続する。

また、加熱部１４９ａと接続部１４９ｄとによってインクを加熱することができるので、マニホールド内部のインクを均一な温度とすることができる。

なお、上記実施の形態においては、加熱部１４９ａは２つ設けられていることとして説明したが、接続部１４９ｄによって接続されていれば、３つ以上設けられることとしても良い。

なお、図６に示した例では、インクヒータ１４９はマニホールド１４８に接触して設けられているが、当該インクヒータ１４９がマニホールド１４８から離れた状態で配置されていても良い。

また、前記インクヒータ１４９は、マニホールド１４８の２つの側部それぞれに設置するようにしても良いし、どちらか一方のみに設置するようにしても良い。

インクジェットヘッドにおいては、紫外線硬化インクのように常温では高粘性で温度上昇に伴って低粘化するインクが用いられる場合があるが、本実施形態のようにヘッド１０に吐出以前にインクを加熱して低粘度化させるヒータ１４９を設けることにより、安定した吐出を確保でき、好ましい態様である。

また、本実施形態のラインヘッド２の場合、インクは共通インク流路３０１ａを介してヘッド１０にインクが供給されるため、共通インク流路３０１ａ内におけるインク温度（環境温度により左右される）が低すぎる場合は、インクヒータ１４９において十分にインクが加熱できない場合がある。従って、筐体フレーム１５３及び共通の支持基板２０及びこれに一体的に設けられた共通インク流路形成部材３０１を熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性の良い材料、例えば、アルミニウム等の金属により構成することが好ましい。特にアルミニウムを材料としてダイキャスト成型により成型されたものであることが好ましい。

このような構成により、インクヒータ１４９から生じる熱を筐体フレーム１５３から共通の支持基板２０を介して共通インク流路形成部材３０１へと伝導させることにより、共通インク流路３０１ａにおいてインクを予備加熱することができ、加熱効率が向上する。

また、本実施形態のように、長尺の共通インク流路３０１ａに一端のインク供給口３０４からインク供給する様な場合、高粘度インクを用いると、高粘度であるがゆえに、供給路内（共通インク流路３０１ａ内）で流路抵抗による圧力損失が増大し、高粘度インクを中間タンクからヘッドへと安定して供給できず、ヘッドのインク吐出が不安定となるおそれがある。共通インク流路３０１ａにおいて予備加熱することにより低粘度化させることで、より安定したインク供給が可能となり、好ましい態様である。

また、ヘッド１０から、通常の水系インクのような低粘度インクを吐出させる場合は、インクヒータ１４９を設けずに、あるいは、動作させずに、室温で吐出動作をさせる必要がある。従って、筐体フレーム１５３及び共通の支持基板２０を熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性の良い材料、例えば、アルミニウム等の金属により構成することが好ましい。特にアルミニウムを材料としてダイキャスト成型により成型されたものであることが好ましい。逆に共通インク流路形成部材３０１を熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導性の悪い材料、例えば樹脂等により形成することが好ましい。

このような構成により、圧力発生手段や回路基板から生じる熱を筐体フレーム１５３を介して共通の支持基板２０に伝導させ、放熱できる。また、共通インク流路形成部材３０１には、この熱を伝導させないようにして、共通インク流路３０１ａにおいては、インクが加熱されないようにするこができ、好ましい態様である。

図７（ａ）は、ラインヘッド２をノズル４２側から見た図である。図７（ｂ）、（ｃ）は、（ａ）の円内Ａ部を拡大した概略図である。

ラインヘッド２は、前述のように複数個のヘッドモジュール１００が千鳥状に配置されている。これら複数のヘッドモジュール１００の各々に複数のノズル１４２が配列されている。

ヘッドモジュール１００を構成する２つのヘッド１０の各々は、前述のようにＰ／２ずらした千鳥配置の２列のノズル列を有している。図７（ｂ）、（ｃ）に示すように２つのヘッド１０の４列のノズル（各列は、インク滴吐出基板のノズル列に対応する）が、各ノズル列をＹ方向に、インク滴吐出基板のノズルピッチＰの１／４ずれるように配置し、ヘッドモジュール１００のノズルピッチ（ノズル間の位相）をＰ／４として高精細とすることができる。なお、このＰ／４は極めて小さいため、図７（ａ）では、ノズル１４２が見かけ上ずれないで配置されている。

以上のように、本発明に係るラインヘッド２、及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置１は、ラインヘッド２が複数個のヘッドモジュール１００が千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュール１００は、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレート１１を備えたヘッドチップ１４１を有するヘッド１０がｎ個（ｎは２以上の整数）組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュール１００のノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であるように構成されているため、１回の走査で高精細な印画が可能であり、小型で組み立て生産性が高いラインヘッド及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置とすることができる。また、１回の走査で高精細な印画が可能であり、複数のヘッド１０間の位置合わせが容易なラインヘッド及び、これを備えたライン型のインクジェット印画装置とすることができる。

また、千鳥状に配置される各ヘッドモジュール１００は、図７（ｂ）に示すように、図示上側のヘッドモジュール１００の最右端のノズル１４２の中心線が、図示下側のヘッドモジュールの最左端のノズル１４２からノズルピッチＰ／４だけ離れて図示のように位置するようになっており、以下同様にして共通インク流路３０１ａを挟んで図示上下の各ヘッドモジュール１００のノズル列が配列されている。

これにより、ラインヘッド２全体のノズル列は、該ラインヘッド２の長さ方向に沿って同一のノズルピッチＰ／４で配列されるようになる。また、図７（ｃ）に示すように共通インク流路３０１ａを挟んで図示上下の各ヘッドモジュール１００における端部の１又は複数のノズル１４２（本図では、４個のノズル１４２が重複）同士を互いに重複するように配置させるようにしてもよく、この場合は、各ヘッドモジュール１００間でのノズル１４２の位相を揃えることが容易となる。重複した部分において、片方のノズルを通常の吐出に用い、吐出不良が発生した場合、他方のノズルを吐出不良ノズルの補間のために用いることもでき、好ましい態様である。さらに、重複した部分において、それらのノズル１４２からは、インク滴を１または数ライン毎に交互に吐出することにより、ヘッドモジュール１００間で端部のノズル１４２から吐出されるインク滴の大きさに差があっても、大小のインク滴が印画媒体の搬送方向に交互に着弾されるため、ヘッドモジュール１００間の繋ぎ目での白筋の発生を防止することができ、好ましい態様である。

この処理は、前述の中継基板６００が行うようにすることが好ましい。

また、このように複数のヘッド１０を有するヘッドモジュール１００を千鳥状に並設したラインヘッド２の場合、各ヘッド１０は、Ｙ方向（そのノズルの並び方向に沿う位置）位置及びＸ方向（印画媒体搬送方向）に対する角度θが独立して調整可能であることが好ましい。なお、Ｘ方向の位置については、公知の方法により各ヘッド１０の位置の情報を取得し、各ヘッド間の間隔に対応した時間ズレの情報からインクの吐出タイミングなどを調整する電気的手段により所望の位置にインクを着弾させればよい。

図８〜図１２に基づいて、各ヘッド１０に設けられたヘッド（ノズル）位置調整機構を説明する。

ヘッド位置調整機構は、各ヘッド共通である。

図８は、ヘッド１０及びその周辺の平面図であり、図９は、図８の面II−IIに沿った断面の拡大図であり、図１０は、図８の面III−IIIに沿った断面の拡大図であり、図１１は、ヘッド１０及び共通の支持基板２０の一部の斜視図である。図１２は、図８の面IV−IVに沿った断面の拡大図である。

前述のように、ラインヘッド２には、複数のヘッド１０を搭載するヘッド搭載部として共通の支持基板２０が設けられており、共通の支持基板２０の片面２１がヘッド１０が搭載される搭載面となる。共通の支持基板２０の搭載面２１には、矩形状（長方形）に形成された複数の取付孔２２（ヘッド数分で、本例では１２個）が設けられ、取付孔２２には、ヘッド１０が隙間（遊び）を持って取り付けられている。この隙間を埋めるため、取付孔２２の内側（内周面）には、弾性部材としてのスポンジ状シート３２１が貼り付けられている。本図では、１つの取付孔２２及び１つのヘッド１０について示してある。

ここで、共通の支持基板２０の搭載面２１の法線の向き（共通の支持基板２０の搭載面２１が指向した向き）を−Ｚ方向と定義し、−Ｚ方向の反対方向を＋Ｚ方向と定義し、取付孔２２の長手方向の一方を＋Ｙ方向と定義し、＋Ｙ方向の反対方向を−Ｙ方向と定義し、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向に直交する一方向を＋Ｘ方向と定義し、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向に直交する他方向を−Ｘ方向と定義する。以上のように、ＸＹＺ方向を定義した場合、印画媒体が搬送される方向が＋Ｘ方向となり、印画媒体の搬送方向の反対方向が−Ｘ方向であり、ノズル１４２の配列方向がＹ方向である。

ヘッド１０は、＋Ｙ方向に沿った長さ及び＋Ｚ方向に沿った高さが＋Ｘ方向に沿った幅よりも長く設けられている。ヘッド１０の下面のノズルプレート１１には、複数のノズル１４２が＋Ｙ方向に沿って２列に配列されている。ヘッド１０は、これらノズル１４２からインクを吐出するように設けられている。ヘッド１０の−Ｘ方向に指向した側面１２は、ヘッド１０の外面としてヘッド１０に設けられている。ヘッド１０が取付孔２２に取り付けられた場合、ヘッド１０の側面１２は、共通の支持基板２０の搭載面２１に対して垂直に設けられており、±Ｚ方向及び±Ｙ方向に対して平行に設けられており、更に、±Ｘ方向に対して直交する。

次に、ヘッド１０を共通の支持基板２０に固定する固定構造について説明する。

ヘッド１０の側面１２において＋Ｚ方向及び−Ｙ方向の角部には、共通の支持基板２０の搭載面２１に平行な板状の固定部１３がヘッド１０と一体に設けられている。＋Ｚ方向に固定部１３を見た場合、固定部１３の−Ｙ方向側端部には、Ｖ字状の切欠き１４が形成され、切欠き１４の両側面１４ａ，１４ｂもヘッド１０の外面としてヘッド１０に設けられたものである。切欠き１４の両側面１４ａ，１４ｂも共通の支持基板２０の搭載面２１に対して直交する。

また、固定部１３には、±Ｚ方向に貫通した穴１５が形成され、この穴１５にネジ２３が挿入されている。このネジ２３は、共通の支持基板２０の搭載面２１に形成されたネジ穴２５に螺合している。穴１５の直径は、ネジ２３の頭部の直径よりも小さく、ネジ２３の軸部（ネジ切られた部分）の直径よりも大きい。そのため、ネジ２３を緩めれば、ネジ２３が共通の支持基板２０のネジ穴２５に螺合した状態でも、ネジ２３の軸部と穴１５との間の遊びの分だけヘッド１０をＸＹ平面に沿って移動させることができる。一方、ネジ２３を締めれば、ネジ２３の頭と共通の支持基板２０の搭載面２１との間に固定部１３が挟持され、ヘッド１０を共通の支持基板２０に対して固定することができる。

側面１２とは反対側の側面１６において＋Ｚ方向及び＋Ｙ方向の角部には、共通の支持基板２０の搭載面２１に平行な板状の固定部１７がヘッド１０と一体に設けられている。この固定部１７にも、±Ｚ方向に貫通した穴１８が形成され、穴１８にネジ２４が挿入され、そのネジ２４は共通の支持基板２０の搭載面２１に形成されたネジ穴２６に螺合している。ネジ２４の頭部の直径は穴１８の直径よりも大きく、ネジ２４の軸部の直径は穴１８の直径よりも小さく、ネジ２４の軸部と穴１８との間に遊びが設けられている。また固定部１７は、バネ受け部１７Ｗを備え、バネ受け部１７Ｗが共通の支持基板２０に固定された板バネ３８に当接することにより、ヘッド１０のＸＹ方向の位置が決まる。この当接は、板バネ３８が、バネ受け部１７Ｗを押圧する荷重Ｆ１の分力Ｆ２（ーＸ方向分力），Ｆ３（ーＹ方向分力）によってヘッド１０を後述するネジ支軸４１、５１の各傾斜面４５ａ、４５ｂに対し付勢することによって行われる。

次に、本実施形態のヘッド位置調整構造を適用した実施形態におけるθ方向位置調整構造４０について説明する。このθ方向位置調整構造４０は、±θ方向に沿ってヘッド１０を回動させることによって±θ方向に沿ったヘッド１０の角度を調整し、ノズル列の角度を調整するものである。

θ方向位置調整構造４０は、ヘッド１０の側面１２に平行な状態で且つ共通の支持基板２０の搭載面２１に対して立てた状態でその搭載面２１に設けられたネジ支軸４１から構成されている。

ネジ支軸４１は、雄ネジとしてのネジ山４１ａを有し、ヘッド１０の取付位置よりも−Ｘ方向側において共通の支持基板２０に設けられた雌ネジ２０ａと螺合して回転可能に支持されている。このネジ支軸４１が共通の支持基板２０の搭載面２１に対して垂直に設けられており、ネジ支軸４１の中心線が±Ｚ方向に平行となっている。ネジ支軸４１の外周には、傾斜面４５ａが形成されている。

この傾斜面４５ａは、ヘッド１０の側面１２の角部１２ａに点接触している。

傾斜面４５ａの法線がヘッド１０の側面１２の法線に対して斜交いに交わり、傾斜面４５ａがヘッド１０の側面１２に対して傾斜している。更に、傾斜面４５ａは、共通の支持基板２０の搭載面２１に対して傾斜した状態に形成されており、±Ｚ方向（ネジ支軸４１の中心線方向）に対して斜交いに交わる。このように傾斜した傾斜面４５ａは、共通の支持基板２０の搭載面２１に向かうにつれてネジ支軸４１の中心線までの距離が短くなり、共通の支持基板２０の搭載面２１から離れるにつれてネジ支軸４１の中心線までの距離が長くなるように傾斜している。

なお、本実施形態においては固定部１３をヘッド１０の側面１２に、固定部１７を反対側の側面１６にそれぞれ設けているが、本実施形態において固定部を設ける位置は特に制限しない。例えば、図８において、Ｙ軸方向に対向するヘッドの端面４００、４０１の何れか一方に固定部１３を、他方に固定部１７を設けるようにしてもよい。このような配置にすることにより、Ｘ方向におけるヘッド１０の実質的な厚みを薄くできるため、ヘッドモジュール内における複数のヘッド１０間の間隔を狭めることができ、好ましい態様である。このような配置において、更に、固定部１３と固定部１７をＸ方向において少なくとも一部が重なるようにすることがより好ましい。

次に、本実施形態のヘッド位置調整構造を適用した実施形態におけるＹ方向位置調整構造５０について説明する。このＹ方向位置調整構造５０は、±Ｙ方向に沿ってヘッド１０を移動させることによって±Ｙ方向に沿ったヘッド１０の位置を調整し、ノズル列の位置を調整するものである。

Ｙ方向位置調整構造４０は、ヘッド１０の側面１２に平行な状態で且つ共通の支持基板２０の搭載面２１に対して立てた状態でその搭載面２１に設けられたネジ支軸５１から構成されている。

Ｙ方向位置調整構造５０は、ヘッド１０の面１４ａ，１４ｂに平行な状態で且つ共通の支持基板２０の搭載面２１に対して立てた状態でその搭載面２１に設けられたネジ支軸５１から構成されている。

ネジ支軸５１は、雄ネジとしてのネジ山５１ａを有し、ヘッド１０の面１４ａ，１４ｂよりも−Ｙ方向側において共通の支持基板２０に設けられた雌ネジ２０ｂと螺合して回転可能に支持されている。このネジ支軸５１が共通の支持基板２０の搭載面２１に対して垂直に設けられており、ネジ支軸５１の中心線が±Ｚ方向に平行となっている。ネジ支軸５１の外周には、傾斜面４５ｂが形成されている。

この傾斜面４５ｂは、ヘッド１０の面１４ａ，１４ｂのーＺ側の角部に点接触している。

傾斜面４５ｂは、共通の支持基板２０の搭載面２１に対して傾斜した状態に形成されており、±Ｚ方向（ネジ支軸５１の中心線方向）に対して斜交いに交わる。傾斜面４５ｂは、共通の支持基板２０の搭載面２１に向かうにつれてネジ支軸５１の中心線までの距離が短くなり、共通の支持基板２０の搭載面２１から離れるにつれてネジ支軸５１の中心線までの距離が長くなるように傾斜している。傾斜面４５ｂの面も法線がヘッド１０の面１４ａの法線及び面１４ｂの法線に斜交いに交わり、傾斜面４５ｂがヘッド１０の面１４ａ，１４ｂに対して傾斜している。

次に、θ方向位置調整構造４０及びＹ方向位置調整構造５０を用いて、ヘッド１０の位置を調整する方法について説明する。

まず、ユーザがネジ２３，２４を緩めると、ヘッド１０が共通の支持基板２０に対して移動可能な状態になる。

次に、ユーザがネジ支軸４１を回転させてネジ支軸４１を共通の支持基板２０の搭載面２１に近づけると、ヘッド１０が傾斜面４５ａに押されてネジ支軸５１を軸とした＋θ方向に移動する。

一方、ユーザがネジ支軸４１を逆に回転させてネジ支軸４１を共通の支持基板２０の搭載面２１から離すと、ヘッド１０を板バネ３８の付勢力Ｆ２により押されてネジ支軸５１を軸とした−θ方向に移動させることができるようになる。そして、ヘッド１０を−θ方向に移動させる。

以上のように、ユーザがネジ支軸４１を回転させることで、ヘッド１０の±θ方向に沿った位置を決める。θは、ノズル列の方向である＋Ｙ方向が印画媒体の搬送方向＋Ｘ方向に対して９０°になるように設定される。

次に、ユーザがネジ支軸５１を一方に回転させてネジ支軸５１を共通の支持基板２０の搭載面２１に近づけると、ヘッド１０が傾斜面４５ｂに押されて＋Ｙ方向に移動する。

ユーザがネジ支軸５１を逆に回転させてネジ支軸５１を共通の支持基板２０の搭載面２１から離すと、ヘッド１０を板バネ３８の付勢力Ｆ３により−Ｙ方向に移動させることができるようになる。そして、ヘッド１０を−Ｙ方向に移動させる。

以上のように、ユーザがネジ支軸５１を回転させることで、ヘッド１０の±Ｙ方向に沿った位置を決める。Ｙ方向の位置決めは、例えば、図７（ｂ）あるいは（ｃ）に示すようなノズル配列になるように調整し、位置決めする。

ヘッド１０の±θ方向及び±Ｙ方向の位置を決めたら、ユーザがネジ２３，２４を締め、ヘッド１０を共通の支持基板２０に対して固定させる。

ネジ支軸４１を更に外径の大きいネジ支軸に交換すれば、ネジ支軸４１を用いたヘッド１０の位置よりも更に＋θ方向側にヘッド１０を位置させることができ、ネジ支軸４１を更に外径の小さいネジ支軸に交換すれば、ネジ支軸４１を用いたヘッド１０の位置よりも更に−θ方向側にヘッド１０を位置させることができる。同様に、ネジ支軸５１も外径の異なるネジ支軸に交換することによって、ネジ支軸５１を用いたヘッド１０の位置よりも更に±Ｙ方向側にヘッド１０を位置させることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、千鳥配置された個別のヘッド１０は、各々にヘッド位置（ノズル位置）調整機構を有するため、ヘッド１０の位置調整が容易になる。

また、傾斜面４５ａ、４５ｂがヘッド１０に設けられているのではなく、ネジ支軸に設けられているので、ヘッド１０を精度良く設計する必要がなくなる。また、交換部品でないネジ支軸４１、５１に傾斜面４５ａ、４５ｂが設けられているから、傾斜面４５ａ、４５ｂの寸法誤差を一回確認すれば、ヘッド１０の交換の度に寸法誤差を確認する必要がなくなる。

ネジ支軸４１，５１が円筒状に設けられているため、ネジ支軸４１が中心線周りに回転しても、傾斜面４５ａがヘッド１０における側面１２の角部１２ａに接した状態を維持し、ネジ支軸５１が中心線周りに回転しても、傾斜面４５ｂがヘッド１０の面１４ａ，１４ｂの＋Ｚ側の角部の何れにも接触した状態を維持する。

なお、ヘッド位置調整機構は、本実施の形態に限定されることなく、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

ここで、本発明に係るインクジェット印画装置の機能と制御方法に付いて説明する。

図１３は、本発明に係るインクジェット印画装置の各ユニット間の電気配線を示す接続図である。

本体ユニットである制御基板４は、各種制御信号を発生し、各ヘッド１０で印画する画像データが保存されている画像メモリから画像データを逐次読み出し、さらにヘッド１０のヘッド駆動基板１４６を駆動するための駆動信号を増幅する増幅回路の電源やインクを加熱するヒータ電源を発生し、それらを複数のフレキシブルケーブル３を介して中継基板６００に送信する。

中継基板６００は、上記した信号や電源を分配し、フレキシブルケーブルを介して複数のＩＣＢ基板５００に送信する。中継基板６００は、図２に示すように印画媒体Ｐに対して、すなわち、共通の支持基板２０に対して垂直に配されている。このように中継基板６００を配することで、ヘッド位置調整時に基板がじゃまにならず、装置の小型化になるし、ケーブル長が短縮化できる。

ＩＣＢ基板５００には、駆動信号発生回路が搭載されており、中継基板６００を経由して、制御基板４で生成された信号や電源を受信し、ヘッド１０に応じた信号に変換してフレキシブルケーブルを介してヘッド１０に配置されたヘッド駆動基板１４６に送信する。ヘッド駆動基板１４６は、ＩＣＢ基板５００で変換された信号を受信してヘッドチップ１４１を駆動し、画像データを印画媒体Ｐ上に印画する。

図１４は、本発明に係るインクジェット印画装置の電気ブロック図である。

図１３で説明したように、本体ユニットである制御基板４、中継基板６００、ＩＣＢ基板５００およびヘッド駆動基板１４６はフレキシブルケーブルで接続されている。ＩＣＢ基板５００は、図１３においては３ユニットのみが記載されているがその限りではない。

図１４を用いて各基板の機能について説明する。

［制御基板］
〈電源〉
インクを加熱するヒータ用の電源（ＶＨＥＡＴＥＲ）、ヘッドチップ１４１を駆動する駆動信号を増幅する増幅回路の電源（ＶＨＥＡＤ）及びＩＣＢ基板５００やヘッド駆動基板１４６のロジック用の電源（ＶＤ）の３種類の電圧を発生させる電源回路４０１を有する。電源回路は熱発生を押されるためスイッチングレギュレータ方式が好ましい。

〈画像データ〉
画像メモリ４０２には、画像データが記憶されている。画像データは画像を印画する際に読み出され、各ヘッド１０用に並列にデータが転送される。データは１画素最大２ビットであり、ヘッドの構成によってビット数は決まる。また、画像メモリ４０２の構成はデータビット数と画像のサイズによってその構成（データビット数とメモリアドレスの割付）を変更することができる。

ヘッド１０は２ヶのインク滴吐出基板からなるので、画像メモリはヘッド１０の２倍の数に分割されて使用される。

〈制御信号〉
制御条件発生回路４０３は、ヘッド１０を駆動する駆動信号の条件（例えば、電圧、パルス幅など）、吐出時間間隔やインク加熱温度設定値（図１５の記号欄８０２に記載のＴＨＭ）などを生成し、中継基板６００を経由してＩＣＢ基板５００へ送信する。ＩＣＢ基板５００では、これら諸条件を一旦、不揮発性メモリ５０２に割り付けられたレジスタに保存する。吐出を行う際に諸条件をレジスタから読み出して、条件に従って各種回路を動作させ、制御信号を発生させる。また、制御基板４ではインク温度の検知データや前記レジスタの内容をＩＣＢ基板５００から受信する。これらの制御条件の送受信にはシリアル通信を用いると配線数が少なくて済む。

〈吐出タイミング〉
吐出タイミング発生回路４０４は、吐出タイミング信号を生成させて中継基板６００を経由してＩＣＢ基板５００に送信する。吐出タイミング信号は、ヘッド１０がインク滴を吐出するトリガーとなる信号でインク滴を吐出する毎に生成される。

〈設定手段〉
設定手段４０５は、不図示の操作部もしくは接続されているホストコンピュータから入力されたヘッド１０の種類やラインヘッドの構成に基づいて前述した画像メモリ４０２の構成を変更する。また、操作部やホストコンピュータから入力された制御条件を制御条件発生回路４０３に送る。制御条件発生回路４０３では、制御条件をＩＣＢ基板５００に転送する形式に変換してＩＣＢ基板５００へ送信する。このようにして、異なるヘッド１０が接続されたり、ヘッドの使用条件が変更されてもＩＣＢ基板５００においてヘッド１０に適する制御信号が発生でき、正確な印画が行われる。

［中継基板］
制御基板４から送信されてきた各種信号や電源を接続されているＩＣＢ基板５００に分配したり、ＩＣＢ基板５００からのインク温度データやＩＣＢ基板５００の状態を制御基板４へ送信中継するパターン配線の基板である。

制御基板４と中継基板６００の間は、画像データ信号、電源、制御条件及び吐出タイミング信号等に分別し、別々のケーブルで送受信する。さらに、画像データの２ビットは別々のケーブルで接続するのが好ましい。

別々のケーブルで接続することにより、通常は信号の送受信を行わないケーブルは接続する必要がない。例えば、制御信号については、一旦、制御条件をＩＣＢ基板５００に書き込めば、ヘッドの種類や構成が変更されない限り、送受信の必要はない。また、画像データ（ＤＡＴＡＬ０、ＤＡＴＡＬ１）については、後述する多階調印画の機能を使わない場合は、ＤＡＴＡＬ０の送信しか必要としない。このようにしてケーブル接続の手間が省けるし、接続されるケーブル本数が減って煩雑さから開放される。

［ＩＣＢ基板］
ＩＣＢ基板５００は、制御基板４で発生したヘッド１０を駆動する各種信号をヘッド１０の構成に合わせた信号に変換する基板である。ヘッド１０には２枚のヘッド駆動基板１４６が配されているので、ＩＣＢ基板５００はヘッド駆動基板１４６を２枚駆動する回路を持つ。ここでは、ヘッド駆動基板１枚を制御することとして説明する。制御基板４から送られてくる電源及び信号に沿って説明する。

〈電源電圧〉
インクを加熱するヒータ電流を発生させる電流増幅器５２４の電源（ＶＨＥＡＴＥＲ）、ヘッド駆動信号（駆動ＯＮ信号、駆動ＯＦＦ信号）の電圧を決める駆動電圧生成回路５１１〜５１４の電源（ＶＨＥＡＤ）、ロジック電圧であるＶＤ及びＶＤを入力にＤＣ−ＤＣコンバータ５０５で発生するロジック回路を集積したＩＣ（以後ＡＳＩＣと呼ぶ）電源（例えば、１．５Ｖ）と低電圧ロジックＩＣを駆動する電源（例えば、３．３Ｖ）からなる。

〈画像データの送信〉
制御基板４の画像メモリ４０２から読み出された１ビット（例えば、図１６のＤＡＴＡＬ０）又は２ビット（例えば、図１７のＤＡＴＡＬ０、ＤＡＴＡＬ１）の画像データは、シリアルにヘッド駆動基板１４６のシフトレジスタ（図１８の７０１）に転送される。また、クロック信号（図１６のＳＣＬＫ）は、画像データをシフトレジスタ７０１へ転送するクロックである。さらに、ラッチクロック信号（図１６のＬＡＴ）は、シフトレジスタ７０１に転送された画像データをパラレルレジスタ（図１８の７０２）にラッチする。以上の画像データ、クロック信号（ＳＣＬＫ）とラッチクロック信号（ＬＡＴ）の３種類の信号はバッファ回路５０１で波形整形された後、ヘッド駆動基板１４６へ送られる。

（吐出タイミング信号）
吐出タイミング信号（図１６のＦｉｒｅ）は、ヘッドチップ１４１の圧力発生手段を駆動するための信号を発生させるトリガー信号である。

吐出タイミング信号は、バッファ５０４を経由してＡＳＩＣ５０６に入力される。吐出タイミング信号をトリガーとしてＡＳＩＣ５０６において、不揮発性メモリ５０２のレジスタに保存されている制御条件に基づいて、後述する時分割駆動や多階調駆動に用いられるＳＴＢ１〜３、ＳＴＢＣＬ及びＬＯＡＤ信号が生成され、それらの信号はバッファ回路５０７を経由してヘッド駆動基板１４６に送られる。また、同様に吐出タイミング信号をトリガーとして不揮発性メモリ５０２のレジスタに保存されている制御条件に基づいて、ヘッドチップ１４１の圧力発生手段の駆動信号の生成のための信号が作成され、バッファ回路５０８を経由して駆動パルス発生回路５１５〜５１８に入力される。さらに、駆動パルス発生回路５１５〜５１８の出力信号は電流増幅回路５１９、５２１で電流増幅されて駆動ＯＮ信号となり、また電流増幅回路５２０、５２２で電流増幅されて駆動ＯＦＦ信号となりヘッド駆動基板１４６に送られる。

（制御条件の送受信）
制御基板４の操作部やホストコンピュータから入力された制御条件は、制御条件発生回路４０３でＩＣＢ基板５００に転送する形式に変換され、ＩＣＢ基板５００へ送信される。制御条件は、ＩＣＢ基板５００を選択するＣＳ（Ｃｈｉｐ Ｓｅｌｅｃｔ）信号と各ＩＣＢ基板５００に共通に接続されている送信線であるＴｘＤ、と受信線であるＲｘＤ及びクロックであるＣＬＫでシリアル通信によって送受信される。ＣＳ信号は各々ＩＣＢ基板別に接続されており、接続されているＣＳがＯＮ状態であるＩＣＢ基板のみが制御条件の送受信が有効である。送受信線（ＴｘＤ、ＲｘＤ）を共通に使用することで制御基板４と中継基板６００、中継基板６００とＩＣＢ基板５００の間の配線数を少なくしている。

制御条件は、例えば、制御基板４からＩＣＢ基板５００のバッファ５０４、ＡＳＩＣ５０６を経由して不揮発性メモリ５０２のレジスタに転送、保存される。不揮発性メモリ５０２に保存するのは、電源がＯＦＦされて再びＯＮされた場合でも、レジスタに保存されている制御条件が消えないので、電源をＯＦＦ、ＯＮする毎に、一々、制御条件を書き込む手間を省くためである。また、ホストコンピュータからレジスタの内容を一部変更したいとき、レジスタの内容を読み出し、ホストコンピュータで受信し、変更箇所のみを書き換え、再度ホストコンピュータから送信してレジスタに書き込むことができる。

図１５に本発明に係る不揮発性メモリ５０２のレジスタに保存される制御条件の内容を示す。

アドレス欄８０１は、レジスタのアドレスを示し、不揮発性メモリ５０２に割付られているレジスタ領域３２ワードの中のロケーションを指す。

機能欄８０３には、制御条件がデジタル数値化されて記入されている。例えば、記号欄８０２のＤＡＬＨは、ヘッド１０にある２つのヘッドチップ１４１のうち左のヘッドチップ１４１を駆動する駆動ＯＮ信号の電圧値を指していて、機能欄８０３に１６０と記入されている場合は備考欄８０４に記述されているように０．１Ｖ／ｄｉｇｉｔであるので、
０．１Ｘ１６０＝１６．０（Ｖ）
駆動ＯＮ信号の振幅は１６．０Ｖのパルスになる。

また、記号欄８０２のＨ＿ＷＩＤＴＨは駆動ＯＮ信号のパルス幅を指していて、機能欄８０３に３０と記入されている場合は、１μＳ／ｄｉｇｉｔであるので駆動ＯＮ信号のパルス幅は３０μＳであることになる。

実際に駆動ＯＮ信号の発生は、レジスタに書かれているパルス幅のデジタル値３０をレジスタより読み出し、ＡＳＩＣ５０６において幅３０μＳのパルスが発生し、バッファ回路５０８を経由して駆動パルス生成回路５１５に入力される。一方、レジスタに書かれているパルス電圧のデジタル値、例えば１６０を読み出し、Ｄ／Ａコンバータ５０９でアナログ値に変換する。アナログ値はＶｈｅａｄを電源とする駆動電圧生成回路５１１であるＤＣ−ＤＣコンバータに入力され１６Ｖ電圧を生成し、駆動パルス生成回路５１５に電源供給され、入力された幅３０μＳのパルスが振幅１６．０Ｖに電圧増幅される。駆動パルス生成回路５１５で生成された振幅１６Ｖで幅３０μＳのパルスは、電流増幅回路５１９で電流増幅されて駆動ＯＮ信号となりヘッド駆動基板１４６に送られて、ヘッドチップ１４１の圧力発生手段を駆動する。

なお、駆動ＯＮ信号の精確な電圧調整は駆動電圧発生回路５１１であるＤＣ−ＤＣコンバータのゲインとオフセットを調整することで行う。

前述した駆動ＯＮ信号と同様の動作によって記号欄８０２のＤＡＬＬの機能欄８０３が８０で、記号欄８０２がＬ＿ＷＩＤＴＨの機能欄８０３が６０のとき、パルス幅６０μＳで振幅が８．０Ｖの駆動ＯＦＦ信号が生成され、ヘッド駆動基板１４６に送られる。このようにして、デジタル値で記憶された制御条件に合った電圧とパルス幅の圧力発生手段の駆動信号を生成することができる。

同様にして各種制御信号は生成される。

（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）
時分割駆動（後述）においてＤｉｒｅｃｔｉｏｎ信号によって駆動の順番ＳＴＢ１、ＳＴＢ２、ＳＴＢ３を逆の順番ＳＴＢ３、ＳＴＢ２、ＳＴＢ１にする。Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ信号は、ＩＣＢ基板５００毎に１本の信号である。印画媒体Ｐの搬送の向きを逆方向にした場合Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ信号を反転して、隣接する圧力発生手段によるドットのずれを合わせて正常な印画を行う。

（時分割駆動）
時分割駆動とは、隣接するノズルを副走査方向にずらせた位置に設け、それに伴い吐出タイミングをずらせて駆動する。印画結果としては隣接するノズルから吐出されたインク滴は印画媒体上で副走査方向に同じ位置に着弾する。圧力発生手段としてせん断変形するせん断モード型の圧電素子を用いる場合、隣接するノズルを同時に吐出しないことにより隣接する圧電素子歪みの影響をなくすことができる。また、吐出に必要な電力を分散させることができる。

図１６に本発明に係る時分割駆動でヘッド１０を駆動する場合のタイミングチャートの一例を示す。

図１８は、本発明に係るヘッド駆動基板１４６の電気ブロック図の一例である。

図１６と図１８を用いて時分割駆動について説明する。本実施の形態では３分割駆動としている。また、画像データを１ビット（ＤＡＴＡＬ０）として説明する。

画像データ（ＤＡＴＡＬ０）をクロック信号（ＳＣＬＫ）でヘッド駆動基板１４６のシフトレジスタ７０１に転送する。ここでヘッドチップ１４１は２５６の圧力発生手段が並んでいるとする。シフトレジスタ７０１の内容はパラレルレジスタ７０２にラッチクロック信号（ＬＡＴ）でラッチされる。図１６ではラッチされた画像データは最初のラッチクロック信号の１サイクル前にシフトレジスタ７０１に転送されたデータである。

画像データ（ＤＡＴＡＬ０）はパラレルレジスタ７０２から多階調制御部７０３にＬＯＡＤ信号でラッチされた後、ＳＴＢＣＬによってゲート７０４〜７０６の入力端子に出力される。

ＩＣＢ基板５００に入力された吐出タイミング信号（Ｆｉｒｅ）をもとに前述したように駆動ＯＮ信号と駆動ＯＦＦ信号が生成される。さらに、ゲート７０４〜７０６のもう一方の入力端子に印加される時分割のためのストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ３が図１５のレジスタで機能欄８０３（Ｐｈａｓｅ＿ＬＥＮやＤｒｏｐ＿ｐｅｒｉｏｄ）に示した値に基づいて生成される。ＳＴＢ１〜ＳＴＢ３でゲートされた画像データはレベルシフト回路７０７でレベル変換された後、駆動ＯＮ信号、駆動ＯＦＦ信号と共にアナログスイッチ７０８〜７１０に入力されて、ヘッドチップ１４１のうちのインク滴を吐出する圧力発生手段に出力される。このようにして、隣接する圧力発生手段の駆動はＡ相、Ｂ相、Ｃ相と位相をずらせて行う。

（多階調印画）
多階調印画とは、１画素に吐出するインク滴の数を異ならせることで階調を持たせる印画方法のことである。

図１７に本発明に係る多階調印画を行うためのヘッド１０を駆動するタイミングチャートの一例を示す。

図１６を参照しながら図１７と図１８を用いて多階調印画について説明する。

本実施の形態では、多階調印画は、一例として画像データは２ビットを用いる。

前述したように画像データ（ＤＡＴＡＬ０、ＤＡＴＡＬ１）２ビットはヘッド駆動基板１４６のシフトレジスタ７０１に転送される。シフトレジスタ７０１の画像データはパラレルレジスタ７０２にラッチ信号（ＬＡＴ）でラッチされる。パラレルレジスタ７０２にラッチされた画像データは多階調制御部７０３にＬＯＡＤ信号でラッチされた後、ＳＴＢＣＬでカウントされて階調制御されてゲート７０４の入力端子に出力される。

図１５のレジスタにおいて機能欄８０３（ＧＳ＿ＬＥＶ）に示す値は階調のレベルを表す。例えば、機能欄８０３（ＧＳ＿ＬＥＶ）に示す値が１の場合は、１階調であり、すなわち、バイナリ印画（図１６参照）になる。機能欄８０３（ＧＳ＿ＬＥＶ）に示す値が２の場合は２階調、同様に機能欄８０３（ＧＳ＿ＬＥＶ）に示す値が３の場合は３階調である。

ＳＴＢＣＬは階調のレベルと同数を発生させる。

次に、機能欄８０３（Ｎ−１）は階調レベル１の場合の吐出ドット数を示す。例えば、機能欄８０３（Ｎ−１）の値が１の場合は１ドットのインク滴を吐出することを意味する。同様に機能欄８０３（Ｎ−２）の値が３の場合は、３ドットのインク滴を、さらに、機能欄８０３（Ｎ−３）の値が５の場合は、５ドットのインク滴を吐出することになる。

図１７では、階調レベルが３階調、機能欄８０３（Ｎ−１）が１、機能欄８０３（Ｎ−２）が２、機能欄８０３（Ｎ−３）が３に設定されていて、画像データがＤＡＴＡＬ０＝１、ＤＡＴＡＬ１＝１である状態を示している。画像データが１１であるのでインク滴は３ドット吐出されている。ＤＡＴＡＬ０＝０、ＤＡＴＡＬ１＝１の場合は吐出されるインク滴は２ドットになる。ＤＡＴＡＬ０＝１、ＤＡＴＡＬ１＝０の場合は吐出されるインク滴は１ドットになる。

また、階調レベルが３階調、機能欄８０３（Ｎ−１）が１、機能欄８０３（Ｎ−２）が３、機能欄８０３（Ｎ−３）が５に設定されていて画像データがＤＡＴＡＬ０＝１、ＤＡＴＡＬ１＝１の場合は吐出されるインク滴は５ドットになる。ＤＡＴＡＬ０＝０、ＤＡＴＡＬ１＝１の場合は吐出されるインク滴は３ドットになる。ＤＡＴＡＬ０＝１、ＤＡＴＡＬ１＝０の場合は吐出されるインク滴は１ドットになる。

なお、ＤＡＴＡＬ０＝０、ＤＡＴＡＬ１＝０の場合は吐出されるインク滴は０ドット、すなわち、吐出しない。

このように多階調印画することで１画素に吐出されるインク滴の量を変化させて画像に階調を持たせ、精巧な画像を印画することが可能となる。

（温度制御）
ヘッド１０のインク温度の制御を以下に説明する。

ヘッド１０に装着されている温度センサ（サーミスタ）の出力はバッファ５２６で受け、バッファ５２６出力をコンパレータ５２３の一方の入力端子に入力する。また不揮発性メモリ５０２のレジスタに保存されている設定温度に対応するサーミスタ電圧設定値（ＴＨＭ）を読み出し、Ｄ／Ａコンバータ５０９で変換した出力をコンパレータ５２３の他方の入力端子に入力する。コンパレータ５２３の出力を電流増幅器５２４で電流増幅し、インクヒータ１４９に電流を流す。インクヒータ１４９はヘッド１０のマニホールド１４８の両側部に配設されているので、インクヒータ１４９に流れる電流はインクヒータ１４９を加熱しマニホールド１４８内にあるインクを加熱する。インク温度が上昇して温度センサの出力が大きくなると、サーミスタ電圧設定値との差が小さくなってコンパレータ５２３の出力が小さくなる。それに伴いインクヒータ１４９に流れる電流も減少する。逆に、インク温度が下降して温度センサの出力が小さくなると、サーミスタ電圧設定値との差が大きくなってコンパレータ５２３の出力が大きくなる。コンパレータ５２３の出力が大きくなるとインクヒータ１４９に流れる電流は増加してインク温度は上昇する。このようにしてインクの温度が設定値に近い値で安定するようにインクの温度制御はなされる。

温度センサとサーミスタ電圧設定値（ＴＨＭ）の関係は、予め実験により測定しておき、インクの設定温度に対応する所定値（サーミスタ電圧設定値）を不揮発性メモリ５０２のレジスタに書き込んでおけばよい。

また、設定値のレジスタへの書き込みは前述した制御基板４とＩＣＢ基板５００の間の送受信経路を経由して行う。図１５の機能欄８０３のサーミスタ電圧設定値は８ビットデータであり、備考欄８０４に記載されているように３．３／２５６Ｖ／ｄｉｇｉｔである。

ヘッド１０に装着されている温度センサ（サーミスタ）の出力は、バッファ５２６で受けた後、Ａ／Ｄコンバータ５１０でデジタル値に変換されて、一旦、不揮発性メモリのレジスタの機能欄８０３（ＴＨＥＲＭ）に保存される。この値は前述した制御基板４との送受信経路を経由して制御基板４に取り込むことができる。さらに温度センサの出力は、アナログ値で直接、制御基板４に取り込むことが可能である。

インクの温度を制御することで、インクの粘度を一定に保ち、常にインク滴の量を一定にすることでインク出射曲がりなどを防ぐことができ、高品質なプリントが可能となる。

また、温度センサ出力のアナログ値をＩＣＢ基板５００経由で直接、制御基板４に取り込むことで、温度センサ出力が急に変化した場合でも制御基板４から即時に対応指示、例えばアラームや電源供給停止などが可能となる。

図１９は、本発明に係るＩＣＢ基板５００をヘッド１０に接続した斜視図である。

ＩＣＢ基板５００は、フレキシブル基板５３０の一方を２枚の硬い基板（例えば、ガラスエポキシ基板）で挟んだ構成（５３１）になっていて、フレキシブル基板の他方も同様に２枚の硬い基板で挟んだ構成（５３２）。基板５３１にＩＣＢ基板の電気回路と中継基板へのコネクタが実装されていて、ヘッド１０と接続される信号はフレキシブル基板を経由して他方の基板５３２に送られる。他方の基板５３２にはヘッド１０に接続されるコネクタが実装されている。このようにしてＩＣＢ基板５００を取り付け位置や角度の異なるヘッド１０のヘッド駆動基板１４６にケーブル無しで接続することが可能となる。

本発明に係るインクジェット印画装置の主要部を示す斜視図である。 本発明に係るラインヘッド２のカバーをはずした状態での斜視図である。 本発明に係るラインヘッド２のヘッドモジュールへのインク供給部の断面を示す図である。 本発明に係るラインヘッド２へのインク供給系のブロック図である。 本発明に係るラインヘッド２を構成するヘッド１０の概略構成を示すノズル位置での側断面図である。 本発明に係るラインヘッド２を構成するヘッド１０の分解斜視図である。 本発明に係るラインヘッド２の構成を説明する図であり、（ａ）はラインヘッド２をノズル側から見た図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の円内Ａ部を拡大した図である。 本発明に係るラインヘッド２を構成するヘッド１０及びその周辺の平面図である。 図８の面II−IIに沿った断面図である。 図８の面III−IIIに沿った断面図である。 ヘッド１０及び共通の支持基板２０の斜視図である。 図８の面IV−IVに沿った断面図である。 本発明に係るインクジェット印画装置の各ユニット間の電気配線を示す接続図である。 本発明に係るインクジェット印画装置の電気ブロック図である。 本発明に係る不揮発性メモリ５０２のレジスタに保存される制御条件の内容を示す。 本発明に係る時分割駆動でヘッド１０を駆動する場合のタイミングチャートの一例を示す。 本発明に係る多階調印画を行うためのヘッド１０を駆動するタイミングチャートの一例を示す。 本発明に係るヘッド駆動基板１４６の電気ブロック図の一例である。 本発明に係るＩＣＢ基板５００をヘッド１０に接続した斜視図である。

符号の説明

１ インクジェット印画装置
２ ラインヘッド
３ フレキシブルケーブル
４ 制御基板
５ 印画媒体搬送機構
１０ ヘッド
１１ 共通のノズルプレート
２０ 共通の支持基板
２２ 取付孔
１００ ヘッドモジュール
１４１ ヘッドチップ
１４２ ノズル
３０１ａ 共通インク流路
３０６ 中間タンク
３０７ インクカートリッジ
５００ ＩＣＢ基板
６００ 中継基板

Claims (33)

1. 複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがｎ個（ｎは１以上の整数）組み合わされ、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であり、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路は、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号の入力により、駆動信号を発生するものであることを特徴とするラインヘッド。
2. 前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のラインヘッド。
3. 前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする請求項１又は２記載のラインヘッド。
4. 前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする請求項３記載のラインヘッド。
5. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッドの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラインヘッド。
6. 前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のラインヘッド。
7. 前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項６に記載のラインヘッド。
8. 前記駆動信号発生回路は、前記情報を外部から送受する通信経路を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のラインヘッド。
9. 前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生させる駆動電圧生成回路、駆動パルス生成回路、及び電流増幅回路を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のラインヘッド。
10. 前記駆動信号発生回路は、位相をずらせた駆動信号で隣接する前記圧力発生手段を駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のラインヘッド。
11. 前記駆動信号発生回路は、前記駆動信号の位相順序を逆順にして駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする請求項１０に記載のラインヘッド。
12. 前記駆動信号発生回路は、１画素に複数ドットのインク滴を吐出する多階調駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のラインヘッド。
13. 前記駆動信号発生回路は、多階調駆動で吐出するインク滴数を設定することを特徴とする請求項１２に記載のラインヘッド。
14. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を検知することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のラインヘッド。
15. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を制御することを特徴とする請求項１４に記載のラインヘッド。
16. 前記駆動信号発生回路を形成する基板はフレキシブルケーブルを硬いガラス基板で挟んだ構造であることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のラインヘッド。
17. 印画媒体の幅相当の長さに複数のノズルを配置したラインヘッドを有し、前記ノズルから前記印画媒体へ向けてインクを吐出すると共に、前記印画媒体と前記ラインヘッドを移動方向へ相対的に移動させることにより前記印画媒体上に画像を形成するライン型のインクジェット印画装置であって、前記ラインヘッドは、複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた２つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがｎ個（ｎは１以上の整数）組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの１／（２ｎ）であり、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路は、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号の入力により、駆動信号を発生するものであることを特徴とするインクジェット印画装置。
18. 前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１７記載のインクジェット印画装置。
19. 前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする請求項１７又は１８記載のインクジェット印画装置。
20. 前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする請求項１９記載のインクジェット印画装置。
21. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッドの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載のインクジェット印画装置。
22. 前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
23. 前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項２２に記載のインクジェット印画装置。
24. 前記駆動信号発生回路は、前記情報を外部から送受する通信経路を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のインクジェット印画装置。
25. 前記駆動信号発生回路は、ヘッドを駆動させる駆動信号を発生させる駆動電圧生成回路、駆動パルス生成回路、及び電流増幅回路を有することを特徴とする請求項１７乃至２４の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
26. 前記駆動信号発生回路は、位相をずらせた駆動信号で隣接する前記圧力発生手段を駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする請求項１７乃至２５の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
27. 前記駆動信号発生回路は、前記駆動信号の位相順を逆順にして駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする請求項２６に記載のインクジェット印画装置。
28. 前記駆動信号発生回路は、１画素に複数ドットのインク滴を吐出する多階調駆動を行うことを特徴とする請求項１７乃至２７の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
29. 前記駆動信号発生回路は、多階調駆動で吐出するインク滴数を設定することを特徴とする請求項２８に記載のインクジェット印画装置。
30. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を検知することを特徴とする請求項１７乃至２９の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
31. 前記駆動信号発生回路は、前記ヘッド内のインクの温度を制御することを特徴とする請求項３０に記載のインクジェット印画装置。
32. 前記駆動信号発生回路を形成する基板はフレキシブルケーブルを硬いガラス基板で挟んだ構造であることを特徴とする請求項１７乃至３１の何れか１項に記載のインクジェット印画装置。
33. １回の前記移動により、前記印画媒体上に画像を形成することを特徴とする請求項１７乃至３２のいずれか１項記載のインクジェット印画装置。

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