JP2008183777A - 設定方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも、簡単に、インク液滴の着弾地点の目標地点からのズレを抑制することが可能な技術を提供すること。
【解決手段】インク液滴を吐出するためのノズルを複数備える記録ヘッドが、キャリッジに搭載された印刷装置であって、予め設定された目標移動速度に応じた速度でキャリッジを主走査方向に移動させると共に、キャリッジの移動速度に比例した駆動周波数で記録ヘッドを駆動して、記録ヘッドと対向する用紙に、画像を形成する印刷装置に対し、次のように、キャリッジの目標移動速度を設定する。即ち、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域Ｂ内の速度であって、コギング等によるキャリッジ移動速度の変動量（制御誤差）を考慮しても、キャリッジ移動速度が領域Ｂ内に収まる速度に、キャリッジの目標移動速度を設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、キャリッジの目標移動速度の設定方法、及び、当該設定方法を利用した画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置としては、インクジェット方式の画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、例えば、記録ヘッドに対し、駆動電圧を印加することにより、記録ヘッドの圧電部を振動させ、記録ヘッドに、当該記録ヘッドに形成されたノズルからインク液滴を吐出させる。

一般的に、上記記録ヘッドは、キャリッジに搭載され、画像形成装置は、画像形成処理の実行時、キャリッジを主走査方向に移動させて、記録ヘッドを主走査方向に搬送し、これと共に記録ヘッドを制御して、対向する記録シートにインク液滴が吐出されるようにする。このような動作により、画像形成装置は、記録シート上に画像を形成する。

尚、上記種類の画像形成装置としては、モータ（ＤＣモータ等）の駆動力により、キャリッジを主走査方向に搬送する画像形成装置が、よく知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平９−２４００９８号公報 特開２００５−１７８３３４号公報

ところで、モータの駆動力によりキャリッジを主走査方向に移動させる場合には、キャリッジが一定速度で移動するようにモータを制御しても、モータのコギングやプーリーの偏心等によって、図４に示すように、キャリッジの移動速度（実速度）が変化する。そして、この変動を原因としてインクの着弾地点が予定時点からずれ、画質が劣化する。このため、従来から、キャリッジ移動速度の変動によって発生する画質劣化の問題に対しては、様々な対策が採られている。

例えば、従来装置としては、キャリッジの移動速度が周期的に変動する場合に、当該変動に応じてキャリッジの目標移動速度を補正してモータ制御を行うことにより、キャリッジの移動速度の変動を抑える画像形成装置が知られている。

その他、キャリッジ移動速度が変動する場合には、キャリッジ移動速度の変動を無視して記録ヘッドを駆動すると、予定した地点とは異なる地点でノズルからインク液滴が吐出され、記録シート上において、予定していた地点とは異なる地点にインク液滴が着弾することになるため、従来では、キャリッジの移動に同期させて記録ヘッドを駆動することにより、キャリッジの移動速度の変化によらず、予定地点でノズルからインク液滴が吐出されるように、画像形成装置を構成することが行われている。

しかしながら、キャリッジの目標移動速度を補正することによりキャリッジの移動速度の変動を抑える手法では、抑制可能な変動量に限界があるため、高解像度の画像を形成しようとする場合、画質劣化を十分に抑えることができないといった問題があった。

一方、キャリッジの移動に同期させて記録ヘッドを駆動する場合には、インク液滴の吐出地点を、キャリッジの移動速度の変化によらず一定に保つことができるものの、キャリッジの移動速度の変化により、吐出地点からインク液滴の着弾地点まで距離が変化する点についての問題を解消することができず、精度よくインク液滴を目標地点に着弾させることができないといった問題があった。

即ち、上記手法では、キャリッジ移動速度の変動に起因したインク液滴の吐出タイミングのズレによる着弾地点のズレを解消することはできるものの、キャリッジ移動速度に対応してインク吐出時の速度ベクトルが変動することによる着弾地点のズレを解消することができないといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、インクジェット方式の画像形成装置において、従来よりも、簡単に、インク液滴の着弾地点の目標地点からのズレを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた本発明は、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度Ｖｄが駆動周波数により変化する現象と、インク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄが、インク液滴の吐出速度Ｖｄと、キャリッジ移動速度Ｖｃと、により変化することを利用して、キャリッジ移動速度Ｖｃの変動によるインク液滴の着弾ズレを抑制するものである。尚、ここでいうインク液滴の吐出速度Ｖｄとは、移動するキャリッジを基準とした座標系でノズルから吐出されるインク液滴の初期速度のことであり、吐出地点とは、インク液滴が吐出される時点でのインク液滴の位置を記録シート上に投影したときの地点のことである。

具体的に、本発明（請求項１）は、インク液滴を吐出するためのノズルを複数備える記録ヘッドが、キャリッジに搭載された画像形成装置であって、予め設定された目標移動速度に応じた速度でキャリッジを主走査方向に移動させると共に、キャリッジの移動速度に比例した駆動周波数で記録ヘッドを駆動して記録ヘッドに各ノズルからインク液滴を吐出させることにより、記録ヘッドと対向する記録シートに、画像を形成する画像形成装置に対し、次のように、キャリッジの目標移動速度を設定するものである。

即ち、本発明では、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮してもキャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる速度に、キャリッジの目標移動速度を設定する。

インク液滴の吐出速度Ｖｄは、上述したように、記録ヘッドの駆動周波数によって変化するが、図１０に示すように、インク液滴の吐出速度Ｖｄは、駆動周波数に対し、傾きが正負に変化する軌跡を採る。一方で、キャリッジ移動速度Ｖｃは、記録ヘッドの駆動周波数に対して正比例の関係にある。

このような駆動周波数とキャリッジ移動速度Ｖｃ及びインク液滴の吐出速度Ｖｄの関係を踏まえて、インク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄがキャリッジ移動速度Ｖｃに対してどのように変化するかを考えてみると、駆動周波数が増加したときに吐出速度Ｖｄが減少する駆動周波数の領域でキャリッジ移動速度Ｖｃが変動する場合には、図７（ａ）の領域Ａに示すように、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄが減少し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄが増加するため、キャリッジ移動速度Ｖｃによらず吐出速度Ｖｄが一定である場合よりも、図８（ａ）に示すように、距離Ｄの変化量が大きくなる。但し、ここでは、記録ヘッド−記録シート間の距離がキャリッジの移動によらず一定であるものとする。

一方、駆動周波数が増加したときに吐出速度Ｖｄが増加する駆動周波数の領域でキャリッジ移動速度Ｖｃが変動する場合には、図７（ａ）の領域Ｂに示すように、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄも増加し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄも減少するため、キャリッジ移動速度Ｖｃによらず吐出速度Ｖｄが一定である場合よりも、距離Ｄの変化量が小さくなる（図８（ｂ）参照）。

本発明は、このような現象に着目して、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域（図７では、領域Ｂ）内の速度であって、その速度を目標移動速度に設定してもキャリッジの移動速度（実速度）が上記速度領域内に収まる速度に、目標移動速度を設定するようにしたのである。

このように目標移動速度を設定すれば、モータのコギングやプーリーの偏心等によりキャリッジ移動速度が変動する場合でも、距離Ｄの変動を抑えることができ、インク液滴の着弾地点の目標地点からのズレを抑制することができる。また、本発明によれば、上記のように、キャリッジの目標移動速度を設定する程度で、インク液滴の着弾地点の目標地点からのズレを抑制することができるので、簡単に、記録シートに形成される画像の質を向上させることができる。

尚、上述したキャリッジの目標移動速度の設定は、記録ヘッドを固定した状態で、キャリッジの移動速度と比例関係にある記録ヘッドの駆動周波数を変化させて、各駆動周波数において、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度を計測し、この計測結果に基づき、目標移動速度を設定することで実現することができる（請求項２）。

また、このような目標移動速度の設定方法を利用して、画像形成装置は、次のように構成することができる。
即ち、画像形成装置は、インク液滴を吐出するためのノズルを複数備える記録ヘッドと、当該記録ヘッドが搭載されたキャリッジと、キャリッジの目標移動速度を設定する速度設定手段と、速度設定手段により設定された目標移動速度に応じた速度で、キャリッジを主走査方向に移動させると共に、キャリッジの移動速度に比例した駆動周波数で記録ヘッドを駆動して記録ヘッドに各ノズルからインク液滴を吐出させることにより、記録ヘッドと対向する記録シートに、画像を形成する画像形成手段と、を備え、速度設定手段が、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮してもキャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる速度に、キャリッジの目標移動速度を設定する構成にすることができる（請求項３）。

また、上記画像形成装置は、具体的に、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮してもキャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる目標移動速度を表す速度情報を記憶する記憶手段を備え、記憶手段に記憶された速度情報に基づき、キャリッジの目標移動速度を設定する構成にすることができる（請求項４）。

このように、キャリッジの目標移動速度を設定可能に画像形成装置を構成すれば、モータのコギングやプーリーの偏心等によりキャリッジ移動速度が変動する場合でも、距離Ｄの変化量を抑えることができて、インク液滴の着弾地点の目標地点からのズレを抑制することができ、比較的簡単に、画質を向上させることができる。

ところで、画像形成装置には、高速（低解像度）モードや低速（高解像度）モードなどの複数の動作モードを設けることが一般的であるが、このような複数の動作モードを有する画像形成装置では、通常、動作モード毎に、吐出するインク液滴のサイズを変更する。一方、インク液滴の吐出速度Ｖｄは、インク液滴のサイズによっても変化する。

従って、画像形成手段が、複数の動作モードを有し、各動作モードにおいて、動作モードに対応したサイズのインク液滴をノズルから吐出し、記録シートに画像を形成する構成にされた画像形成装置では、次のように、上記速度情報を記憶手段に記憶させるとよい。

即ち、記憶手段には、上記速度情報を、動作モード毎に記憶させるとよい。そして、速度設定手段は、上記記憶手段から、画像形成手段の動作モードに対応した速度情報を読み出し、読み出した速度情報に基づいて、キャリッジの目標移動速度を設定する構成されると好ましい（請求項５）。

尚、各動作モードの速度情報は、その動作モードに対応するサイズでインク液滴をノズルから吐出する場合に、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮してもキャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる目標移動速度を表す速度情報とすることができる。各速度情報は、例えば、キャリッジを静止させた状態で、駆動周波数を変更しながら、対応する動作モードで画像形成装置を動作させ、このときにノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度を計測することで、生成することができる。

記憶手段及び速度設定手段が、上記のように構成された画像形成装置では、動作モード毎に、適切な目標移動速度を設定することができるので、各動作モードにおいて、効果的にインク液滴の着弾ズレを抑制することができる。従って、この発明によれば、従来よりも、記録シートに形成される画像の質を向上させることができる。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された印刷装置１の構成を表すブロック図である。また、図２は、印刷装置１におけるヘッド搬送機構４０の構成を表す斜視図である。

図１に示すように、本実施例の印刷装置１は、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するＲＯＭ１３と、プログラム実行時に作業領域として使用されるＲＡＭ１５と、各種設定情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ１７と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３に接続され、ＰＣ３から送信されてくる印刷指令や当該印刷指令と共に送信されてくる印刷対象データを受信するためのインタフェース１９（例えば、ＵＳＢインタフェース）と、印字制御部２１と、モータ制御部３１と、を備える。

また、当該印刷装置１は、インク液滴を吐出するためのノズル２４が底面に複数配列された記録ヘッド２３と、記録ヘッド２３に対して駆動電圧を印加して記録ヘッド２３を駆動するヘッド駆動回路２５と、記録ヘッド２３を主走査方向に搬送するキャリッジ４１やキャリッジ４１を主走査方向に移動させるためのＣＲモータ４３等で構成されるヘッド搬送機構４０と、用紙Ｐをインク吐出領域に搬送するための搬送ローラ６１や搬送ローラ６１を回転させるためのＬＦモータ６３等で構成される用紙搬送機構６０と、を備える。また、ＣＲモータ４３及びＬＦモータ６３は、ＤＣモータで構成されている。

その他、印刷装置１は、ＣＲモータ４３を駆動するためのＣＲモータ駆動回路５１と、ＣＲモータ４３によって移動されるキャリッジ４１の位置に対応してパルス信号を出力するＣＲ用エンコーダ５３と、ＬＦモータ６３を駆動するためのＬＦモータ駆動回路７１と、ＬＦモータ６３が所定角度回転する度にパルス信号を出力するロータリーエンコーダからなるＬＦ用エンコーダ７３と、を備える。

具体的に、ヘッド搬送機構４０は、キャリッジ４１が、ガイド軸４２に沿って移動可能に設置され、当該キャリッジ４１が、無端ベルト４４に連結された構成にされている。無端ベルト４４は、ＣＲモータ４３の回転軸に設けられたプーリー４５と、図示しないアイドルプーリーとの間に掛けられ、ＣＲモータ４３の回転力をプーリー４５を介して受けて、回転する構成にされている。即ち、ヘッド搬送機構４０は、ＣＲモータ４３の回転力を受けて、無端ベルト４４が回転することにより、キャリッジ４１が、ガイド軸４２に沿って主走査方向に移動する構成にされている。

また、当該印刷装置１には、ガイド軸４２に沿って、スリットが一定の微小間隔で形成されたタイミングスリット４７が設けられており、タイミングスリット４７に形成されたスリットの間隔を読み取ってキャリッジの位置に対応したパルス信号を出力するセンサ素子４８が、キャリッジ４１に設けられている。即ち、本実施例においては、タイミングスリット４７とセンサ素子４８とにより、リニアエンコーダとしてのＣＲ用エンコーダ５３が構成されている。

また、記録ヘッド２３は、周知のピエゾ型インクジェットヘッドと同一構成にされ、駆動電圧が印加されると、インク室に隣接する圧電部を変形させて、インク室の容積を変化させることにより、インク室内のインクをノズル２４から用紙に向けて吐出する構成にされている。この記録ヘッド２３は、キャリッジ４１に搭載されており、キャリッジ４１に搬送されて、主走査方向に移動する。

尚、当該記録ヘッド２３は、カラー印刷可能な構成にされ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインク液滴を吐出するノズル２４を色毎に有し、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各ノズル２４が、主走査方向に沿って、順に配列された構成にされている（図６参照）。詳述すると、本実施例の記録ヘッド２３は、同色のノズル２４が、副走査方向に複数配列された（図６では紙面垂直方向）構成にされており、一回の主走査方向の移動で、複数ライン分の画像を、用紙Ｐに形成可能な構成にされている。

また、印字制御部２１は、ＣＰＵ１１の指令により起動すると、ＣＲ用エンコーダ５３から入力されるパルス信号及びＣＰＵ１１から入力される各色の画像データに基づき、記録ヘッド２３を、ヘッド駆動回路２５を通じて制御し、画像データに応じた画像を、用紙Ｐに形成する構成にされている。具体的に、当該印字制御部２１は、周知の印刷装置と同様、ＣＲ用エンコーダ５３から入力されるパルス信号に基づき、キャリッジ４１の移動に同期して駆動電圧を記録ヘッド２３に印加し、キャリッジ４１の移動速度に比例した周波数で、記録ヘッド２３に、インク液滴を吐出させる構成にされている。

また、印字制御部２１は、動作モードとして、標準モード、低速モード、及び、高速モードを有し、ＣＰＵ１１から指定された動作モードで動作して、各動作モードでは、動作モードに対応したサイズのインク液滴をノズル２４から吐出するように、記録ヘッド２３を制御する構成にされている。その他、動作モード間では、キャリッジ４１の移動速度に対応する記録ヘッド２３の駆動周波数（記録ヘッド２３にインク液滴を吐出させる周期）を変更して、用紙Ｐに形成する画像の解像度を動作モードに応じて切り替える構成にされている。

一方、モータ制御部３１は、ＣＰＵ１１の指令により起動すると、ＣＲモータ駆動回路５１を通じて、キャリッジ４１が目標移動速度Ｖｓで定速走行するように、ＣＲモータ４３を制御する構成にされている。具体的に、モータ制御部３１は、ＣＲ用エンコーダ５３から入力されるパルス信号に基づき、キャリッジ４１の移動速度（実速度）を検出し、移動速度と目標移動速度Ｖｓが一致するように、フィードバック制御を行う。

また、モータ制御部３１は、この際、キャリッジ４１の端点から端点への移動が完了する度に、用紙Ｐが所定量送り出されるように、ＬＦモータ６３を制御する。具体的には、ＬＦ用エンコーダ７３から入力されるパルス信号に基づき、ＬＦモータ６３に対する操作量を調整し、用紙Ｐが所定量送り出されるように、ＬＦモータ６３を制御する。

続いて、ＣＰＵ１１が実行する指令受付処理について説明する。図３は、ＣＰＵ１１が印刷装置１の起動直後から繰返し実行する指令受付処理を表すフローチャートである。
指令受付処理を開始すると、ＣＰＵ１１は、ＰＣ３からインタフェース１９を通じて印刷指令が入力されるまで待機し（Ｓ１１０）、印刷指令が入力されると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、印刷指令によりＰＣ３から指定された動作モードが高速モードであるか否かを判断し（Ｓ１２０）、高速モードであると判断すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、Ｓ２００に移行し、高速モードではないと判断すると（Ｓ１２０でＮｏ）、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０に移行すると、ＣＰＵ１１は、印刷指令によりＰＣ３から指定された動作モードが標準モードであるか否かを判断し、標準モードであると判断すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、Ｓ１７０に移行し、標準モードでなく低速モードであると判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、Ｓ１４０に移行する。

また、Ｓ１４０に移行すると、ＣＰＵ１１は、印字制御部２１の動作モードを、低速モードに設定すると共に、モータ制御部３１に対してキャリッジの４１の目標移動速度Ｖｓを、ＥＥＰＲＯＭ１７に記憶された低速モードの速度情報が示す目標移動速度Ｖ１に設定して（Ｖｓ＝Ｖ１）、モータ制御部３１を低速モードに設定する（Ｓ１５０）。

尚、図１に示すように、本実施例の印刷装置１は、ＥＥＰＲＯＭ１７に、動作モード毎の速度情報を有する。各速度情報は、ＣＲモータ４３のコギングやプーリー４５の偏心等によるインク液滴の着弾ズレを最適に抑制可能なキャリッジ４１の目標搬送速度を表すものである。

また、Ｓ１５０での処理を終えると、ＣＰＵ１１は、Ｓ１６０に移行し、モータ制御部３１及び印字制御部２１を起動して、モータ制御部３１にキャリッジ４１の制御を実行させ、印字制御部２１に記録ヘッド２３の制御を実行させることにより、用紙Ｐへの画像形成処理を開始する。この際、ＣＰＵ１１は、印刷指令と共に入力された印刷対象の画像データを、色毎の画像データに展開して、これを印字制御部２１に入力する。

このような動作により、当該印刷装置１では、印刷指令と共にＰＣ３から指定された印刷対象の画像データに基づくカラー画像が、ＰＣ３から指定された低速モードで用紙Ｐに形成される。また、ＣＰＵ１１は、Ｓ１６０での処理を終えると、当該指令受付処理を一旦終了する。

この他、ＣＰＵ１１は、Ｓ１７０に移行すると、印字制御部２１の動作モードを、標準モードに設定すると共に、モータ制御部３１に対してキャリッジの４１の目標移動速度Ｖｓを、ＥＥＰＲＯＭ１７に記憶された標準モードの速度情報が示す目標移動速度Ｖ２に設定し（Ｖｓ＝Ｖ２）、モータ制御部３１を標準モードに設定する（Ｓ１８０）。

その後、ＣＰＵ１１は、Ｓ１９０に移行し、モータ制御部３１及び印字制御部２１を起動して、モータ制御部３１にキャリッジ４１の制御を実行させ、印字制御部２１に記録ヘッド２３の制御を実行させることにより、用紙Ｐへの画像形成処理を開始する。この際、ＣＰＵ１１は、印刷指令と共に入力された印刷対象の画像データを、色毎の画像データに展開して、これを印字制御部２１に入力する。

このような動作により、印刷装置１では、印刷指令と共にＰＣ３から指定された印刷対象の画像データに基づくカラー画像が、ＰＣ３から指定された標準モードで用紙Ｐに形成される。また、ＣＰＵ１１は、Ｓ１９０での処理を終えると、当該指令受付処理を一旦終了する。

その他、Ｓ２００に移行すると、ＣＰＵ１１は、印字制御部２１の動作モードを、高速モードに設定すると共に、モータ制御部３１に対してキャリッジの４１の目標移動速度Ｖｓを、ＥＥＰＲＯＭ１７に記憶された高速モードの速度情報が示す目標移動速度Ｖ３に設定し（Ｖｓ＝Ｖ３）、モータ制御部３１を高速モードに設定する（Ｓ２１０）。

その後、ＣＰＵ１１は、Ｓ２２０に移行し、モータ制御部３１及び印字制御部２１を起動し、モータ制御部３１にキャリッジ４１の制御を実行させ、印字制御部２１に記録ヘッド２３の制御を実行させることにより、用紙Ｐへの画像形成処理を開始する。この際、ＣＰＵ１１は、印刷指令と共に入力された印刷対象の画像データを、色毎の画像データに展開して、これを印字制御部２１に入力する。

このような動作により、印刷装置１では、印刷指令と共にＰＣ３から指定された印刷対象の画像データに基づくカラー画像が、ＰＣ３から指定された高速モードで用紙Ｐに形成される。また、ＣＰＵ１１は、Ｓ２２０での処理を終えると、当該指令受付処理を一旦終了する。

ところで、本実施例では、上記画像形成処理において、キャリッジ４１が主走査方向に一定速度で移動するように、ＣＲモータ４３を制御するが、実際には、ＣＲモータ４３のコギングやプーリー４５の偏心等によって、キャリッジ４１の移動速度が、図４に示すように、微小振動する。尚、図４は、キャリッジ４１の移動速度Ｖｃを、目標移動速度Ｖｓにより正規化して表した、速度Ｖｃの時間変化を表すグラフである。

一方で、ノズル２４から吐出されるインク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄは、近似的に、次のようになる。尚、図５は、インク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄと、インク液滴の吐出速度Ｖｄ及びキャリッジ４１の移動速度Ｖｃとの関係を示した図である。

Ｄ≒Ｌ・Ｖｃ／＜Ｖｄ＞ …（１）
＜Ｖｄ＞＝Ｖｄ−α・Ｌ／２ …（２）
ここでいう吐出地点は、インク液滴がノズル２４から吐出される時点でのインク液滴の位置を用紙Ｐ上に投影したときの地点のことであり、インク液滴の吐出速度Ｖｄは、移動するキャリッジ４１を基準とした座標系でのノズル２４から吐出されるインク液滴の初期速度のことである。また、距離Ｌは、記録ヘッド２３のノズル２４が形成された面から用紙Ｐまでの距離のことである。

この他、＜Ｖｄ＞は、インク液滴が、吐出方向に、空気抵抗で単位距離当りα減速するものとして、その吐出方向の速度の平均値を採ったものである。インク液滴が吐出後、吐出方向に、単位距離当りα減速するものとすれば、インク液滴の吐出方向の初期速度は、値Ｖｄであり、着弾時におけるインク液滴の吐出方向の速度は、値（Ｖｄ−α・Ｌ）であるため、インク液滴の吐出方向速度の平均＜Ｖｄ＞は、＜Ｖｄ＞＝｛Ｖｄ＋（Ｖｄ−α・Ｌ）｝／２＝Ｖｄ−α・Ｌ／２となる。式（１）は、このような条件で、距離Ｄを近似的に表したものである。

従って、印刷装置１では、キャリッジ４１の移動速度Ｖｃが変動すると、距離Ｄもその影響を受けて変動する。しかしながら、本実施例の印刷装置１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクにより、用紙Ｐにカラー画像を表現するものであるため、距離Ｄの変動により、各色のインク液滴を予定地点に着弾させることができないと、画質の劣化が起こる。

用紙Ｐ上のある領域Ｇにカラー画像を形成する場合には、各色のインク液滴を領域Ｇに向けて吐出する必要があるが、記録ヘッド２３においては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのノズル２４の位置が主走査方向にずれているため、各色のインク液滴を、異なるタイミングで領域Ｇに向けて吐出する必要がある。一方、本実施例では、キャリッジ４１が目標移動速度Ｖｓで移動していることを前提として、領域Ｇより目標移動速度Ｖｓに応じた所定距離手前の地点に到達したノズル２４から順にインク液滴を吐出する。

従って、図６に示すように、シアンのインク液滴の吐出時のキャリッジ移動速度に対し、イエローのインク液滴吐出時のキャリッジ移動速度がΔＶｃ減少している場合には、イエローのインク液滴が、シアンのインク液滴の着弾地点よりも手前で着弾してしまい、適切にカラーを表現することができなくなってしまうのである。

このような着弾地点のズレは、キャリッジ４１の移動速度Ｖｃに変動がある限り避けられない。しかしながら、用紙Ｐに形成される画像の質は、着弾地点のズレの大きさによって大きく左右されるので、着弾地点のズレは、可能な限り小さくするのが好ましい。

着弾地点のズレを小さくする方法としては、第一に、キャリッジ４１の速度制御の精度を向上させる方法が考えられるが、キャリッジ４１の速度制御の精度を向上させるだけでは、限界がある。そこで、本実施例では、キャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係が一定条件を満足する速度に、目標移動速度Ｖｓを設定することにより、着弾地点のズレを抑えるようにしている。

図７（ａ）は、キャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの一般的な関係を表すグラフである。図７（ａ）に示すように、インク液滴の吐出速度Ｖｄは、キャリッジ移動速度Ｖｃに対して全区間に渡り単調増加したり単調減少するものではなく、キャリッジ移動速度Ｖｃに対して単調増加する区間、単調減少する区間を有する。

上述したように、キャリッジ移動速度Ｖｃは、記録ヘッド２３の駆動周波数と比例関係にあるため、図７（ａ）に示すグラフは、駆動周波数と吐出速度Ｖｄとの関係に置き換えることができるが、記録ヘッド２３の駆動周波数に応じて、吐出速度Ｖｄが図７（ａ）に示すように変化する要因としては、以下のことが考えられている。

即ち、記録ヘッド２３のノズル２４からインク液滴を吐出する際には、インク液滴の吐出による衝撃で、記録ヘッド２３内部におけるインクの液面が揺れるが、この揺れは、吐出後も残る。このため、次のインク液滴の吐出時に、揺れの周期と記録ヘッド２３に対する駆動パルス（駆動電圧）の入力周期とが共鳴する関係にあると、吐出速度Ｖｄが大きくなるのである。尚、図７（ｂ）は、揺れの周期と記録ヘッド２３に対する駆動パルスの入力周期とが共鳴する関係にある場合の、揺れと駆動パルスのパターンを表した図である。

ここで、インク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄが、インク液滴の吐出速度Ｖｄ及びキャリッジ移動速度Ｖｃに対してどのように変化するかを考えてみると、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄが減少し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄが増加する領域Ａでは、図８（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、キャリッジ移動速度Ｖｃによらず吐出速度Ｖｄが一定である場合よりも、キャリッジ移動速度Ｖｃの変化に対する距離Ｄの変化量が大きくなる。

一方、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄも増加し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄも減少する領域Ｂでは、図８（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、キャリッジ移動速度Ｖｃによらず吐出速度Ｖｄが一定である場合よりも、キャリッジ移動速度Ｖｃの変化に対する距離Ｄの変化量が小さくなる。

尚、図８（ａ）は、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄが減少し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄが増加する領域Ａでのインク液滴の飛行方向の変化量及び距離Ｄの変化量を視覚的に表した説明図であり、図８（ｂ）は、キャリッジ移動速度Ｖｃが増加したときに吐出速度Ｖｄも増加し、キャリッジ移動速度Ｖｃが減少したときに吐出速度Ｖｄも減少する領域Ｂでのインク液滴の飛行方向の変化量及び距離Ｄの変化量を視覚的に表した説明図である。

また、図９（ａ）は、キャリッジ４１の移動速度が図４に示すように変化する環境下で、インクの吐出速度Ｖｄが一定であると仮定したときのインク液滴の着弾地点の予定地点からのズレ量を表したグラフであり、図９（ｂ）は、上記領域Ａ内でキャリッジ移動速度Ｖｃが変動する場合の着弾地点の予定地点からのズレ量を表したグラフであり、図９（ｃ）は、上記領域Ｂ内でキャリッジ移動速度Ｖｃが変動する場合の着弾地点の予定地点からのズレ量を表したグラフである。

図９（ｃ）に示すように、領域Ｂ内でキャリッジの移動速度Ｖｃが変化する場合には、着弾地点のズレ量が格段に低く抑えられる。従って、本実施例では、キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、ノズル２４からのインク液滴の吐出速度が増加する領域Ｂ内の速度であって、その速度を目標移動速度Ｖｓに設定してもキャリッジ４１の移動速度（実速度）が領域Ｂ内に収まる速度を割り出し、この速度を、速度情報としてＥＥＰＲＯＭ１７に記録する。

即ち、本実施例では、印刷装置１が、上述のような条件の速度を、ＥＥＰＲＯＭ１７に記録された速度情報に基づき、目標移動速度Ｖｓとしてモータ制御部３１に設定することにより、画像形成処理時、上記条件の速度で、キャリッジ４１が主走査方向に移動する。

従って、この印刷装置１によれば、従来よりも、色ズレ等のない綺麗な画像を用紙Ｐに形成することができ、用紙Ｐに形成される画像の質が向上する。また、本実施例によれば、機械的な構成を従来機から変更しなくても、目標移動速度Ｖｓを上記のように設定する程度で画質の向上を図ることができるので、低コストに高画質な印刷装置１を提供することができる。

尚、具体的に、各動作モードの速度情報は、次のようにして生成することができる。
まず、第一に、当該印刷装置１に用いる記録ヘッド２３を、図１０（ａ）に示すように、顕微鏡カメラ５にてノズル２４付近を撮影可能な位置に固定する。第二に、動作モード毎に、対応する動作モードで記録ヘッド２３を動作させる場合に選択可能な駆動周波数の範囲を、インク液滴の吐出速度Ｖｄの計測範囲に決定する。

そして、計測範囲の中から計測対象の駆動周波数を、複数決定し、決定した各駆動周波数で記録ヘッド２３を動作させ、ノズル２４から吐出されるインク液滴を顕微鏡カメラ５で連続撮影する。この際には、上記決定した駆動周波数毎に、当該駆動周波数で記録ヘッド２３を動作させて、動作モードに対応する液滴サイズのインク液滴をノズル２４から駆動周波数に対応する周期で吐出させる。そして、インク液滴の吐出動作と連動させて顕微鏡カメラ５を動作させることにより、インク液滴がノズル２４から吐出されてから所定時間後（例えば１００μ秒後）のインク液滴の位置を、吐出動作毎に、撮影する。その後、これらの映像から、動作モード毎及び駆動周波数毎に、インク液滴がノズル２４から吐出されてから所定時間が経過するまでにインク液滴が移動した距離の平均値を割り出し、当該距離を上記所定時間で除算して、動作モード毎に、各駆動周波数におけるインク液滴の吐出速度Ｖｄを導出する（図１０（ｂ）参照）。

尚、インク液滴の吐出速度Ｖｄは、インク液滴のサイズによっても変化するため、各動作モードにおいて、複数サイズのインク液滴を用いて画像を形成するように、印刷装置１を構成する場合には、対応する動作モードにおいて最も吐出頻度の高い中心的な液滴サイズのインク液滴を、計測時に、記録ヘッド２３から吐出させ、この中心的な液滴サイズのインク液滴の吐出速度Ｖｄを導出する。

また、このようにしてインク液滴の吐出速度Ｖｄを、計測範囲の駆動周波数毎及び動作モード毎に導出した後には、各動作モードで採用する駆動周波数とキャリッジ移動速度との比例関係に従って、上記導出の結果得られた駆動周波数とインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係を、動作モード毎に、キャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係に置き換え、この関係を、キャリッジ移動速度をｘ軸、インク液滴の吐出速度Ｖｄをｙ軸としてグラフ化する（図１１参照）。

本実施例では、このようにして、視覚的に、各動作モードでのキャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係を判明させる。
また、この後には、コギングやプーリーの偏心等によって生じるキャリッジ移動速度Ｖｃの変動を考慮して、上記グラフに基づき、各動作モードにおいて最適なキャリッジ４１の目標移動速度Ｖｓを決定する。尚、キャリッジ移動速度の変動量の情報は、印刷装置１を動作させて、ＣＲ用エンコーダ５３の出力から、キャリッジ４１の移動速度を求めることにより、得ることができる。

具体的に、モータ制御部３１によってキャリッジ４１の定速走行制御を実行した場合のキャリッジ４１の移動速度Ｖｃの最大変動量がΔＶｍである場合には、Ｖｃ＝（Ｖｓ−ΔＶｍ）からＶｃ＝（Ｖｓ＋ΔＶｍ）の区間において、インク液滴の吐出速度Ｖｄが単調増加する速度Ｖｓを、対応する動作モードの上記グラフに基づき、求める。例えば、標準モードの上記グラフに基づき、上記の手法で、標準モードにおいて最適な目標移動速度Ｖｓを求める。

そして、このような手法で各動作モードにおいて最適な目標移動速度Ｖｓを求めた場合には、各動作モード毎に、上記求めた目標移動速度Ｖｓを、動作モードの識別情報と共に記述して、各動作モードの速度情報を生成する。そして、これら各動作モードの速度情報を、ＥＥＰＲＯＭ１７に記録する。

以上が、本発明の実施例についての説明である。本発明の速度設定手段は、本実施例において、ＣＰＵ１１が実行するＳ１５０，Ｓ１８０，Ｓ２１０の処理により実現され、画像形成手段は、印字制御部２１及びモータ制御部３１の機能により実現されている。また、記憶手段は、ＥＥＰＲＯＭ１７に相当する。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、カラー印刷に係る処理に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、モノクロ印刷に係る処理に適用されてもよい。

印刷装置１の構成を表すブロック図である。 ヘッド搬送機構４０の構成を表す斜視図である。 ＣＰＵ１１が実行する指令受付処理を表すフローチャートである。 コギング等を原因とするキャリッジ移動速度Ｖｃの時間変化を表すグラフである。 インク液滴の吐出地点から着弾地点までの距離Ｄと、インク液滴の吐出速度Ｖｄ及びキャリッジ移動速度Ｖｃとの関係を示した説明図である。 キャリッジ移動速度の変化による各色のインク液滴の着弾地点のズレを説明した説明図である。 キャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係を表すグラフである。 キャリッジ移動速度Ｖｃが変化した場合の距離Ｄの変化の態様を説明した説明図である。 コギング等を原因とするインク液滴の着弾地点の予定地点からのズレ量を表すグラフである。 インク液滴の吐出速度の計測方法を表す説明図である。 各動作モードでのキャリッジ移動速度Ｖｃとインク液滴の吐出速度Ｖｄとの関係を表すグラフである。

符号の説明

１…印刷装置、３…ＰＣ、５…顕微鏡カメラ、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＯＭ、１５…ＲＡＭ、１７…ＥＥＰＲＯＭ、１９…インタフェース、２１…印字制御部、２３…記録ヘッド、２４…ノズル、２５…ヘッド駆動回路、３１…モータ制御部、４０…ヘッド搬送機構、４１…キャリッジ、４２…ガイド軸、４３…ＣＲモータ、４４…無端ベルト、４５…プーリー、４７…タイミングスリット、４８…センサ素子、５１…ＣＲモータ駆動回路、５３…ＣＲ用エンコーダ、６０…用紙搬送機構、６１…搬送ローラ、６３…ＬＦモータ、７１…ＬＦモータ駆動回路、７３…ＬＦ用エンコーダ、Ｐ…用紙

Claims (5)

1. インク液滴を吐出するためのノズルを複数備える記録ヘッドが、キャリッジに搭載された画像形成装置であって、予め設定された目標移動速度に応じた速度で前記キャリッジを主走査方向に移動させると共に、前記キャリッジの移動速度に比例した駆動周波数で前記記録ヘッドを駆動して前記記録ヘッドに各ノズルからインク液滴を吐出させることにより、前記記録ヘッドと対向する記録シートに、画像を形成する画像形成装置
   に対し、前記キャリッジの目標移動速度を設定する方法であって、
   前記キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、前記ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮しても前記キャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる速度に、前記キャリッジの目標移動速度を設定することを特徴とする設定方法。
2. 前記記録ヘッドを固定した状態で、前記キャリッジの移動速度と比例関係にある前記記録ヘッドの駆動周波数を変化させて、各駆動周波数において、前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度を計測し、
   この計測結果に基づいて、前記キャリッジの目標移動速度を設定することを特徴とする請求項１記載の設定方法。
3. インク液滴を吐出するためのノズルを複数備える記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジと、
   前記キャリッジの目標移動速度を設定する速度設定手段と、
   前記速度設定手段により設定された目標移動速度に応じた速度で、前記キャリッジを主走査方向に移動させると共に、前記キャリッジの移動速度に比例した駆動周波数で前記記録ヘッドを駆動して前記記録ヘッドに各ノズルからインク液滴を吐出させることにより、前記記録ヘッドと対向する記録シートに、画像を形成する画像形成手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記速度設定手段は、前記キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、前記ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮しても前記キャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる速度に、前記キャリッジの目標移動速度を設定する構成にされていることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記キャリッジの移動速度が高くになるにつれ、前記ノズルからのインク液滴の吐出速度が増加する速度領域内の速度であって、制御誤差を考慮しても前記キャリッジの移動速度が当該速度領域内に収まる目標移動速度を表す速度情報を記憶する記憶手段
   を備え、
   前記速度設定手段は、前記記憶手段に記憶された速度情報に基づき、前記キャリッジの目標移動速度を設定する構成にされていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、複数の動作モードを有し、各動作モードでは、動作モードに対応したサイズのインク液滴を前記ノズルから吐出して、前記記録シートに画像を形成する構成にされ、
   前記記憶手段は、前記画像形成手段の動作モード毎に、前記速度情報を有し、
   前記速度設定手段は、前記記憶手段から、前記画像形成手段の動作モードに対応した速度情報を読み出し、前記読み出した速度情報に基づいて、前記キャリッジの目標移動速度を設定する構成にされていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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