JP2010125740A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非吐出ノズルに対して微駆動を長い時間かけるために、却って、液室内のインクが増粘して吐出ノズルに移行するときに吐出不良が発生する。
【解決手段】用紙10内に位置するヘッド101C〜101Hのうち、ヘッド101C、101Hの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなる。そこで、ヘッド101C及びヘッド101Hの各ノズルについては液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行う。一方、用紙10外に位置するヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなるが、これらのヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルについては上記微駆動を行わない制御をする。
【選択図】図10
【解決手段】用紙10内に位置するヘッド101C〜101Hのうち、ヘッド101C、101Hの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなる。そこで、ヘッド101C及びヘッド101Hの各ノズルについては液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行う。一方、用紙10外に位置するヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなるが、これらのヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルについては上記微駆動を行わない制御をする。
【選択図】図10
Description
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
このような画像形成装置(以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。)においては、記録ヘッドは、インクをノズルから用紙に吐出させて記録を行なう関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えている。
そのため、特許文献1に記載されているように、記録ヘッドからのインク滴吐出状態を良好に維持するため、印刷動作中に、画像形成に寄与しない液滴(空吐出滴)を吐出する、いわゆる空吐出動作を行うこと、また、記録ヘッドのノズルの内、画像を形成するときに液滴を吐出しない非吐出ノズルについては、ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行うことが知られている。
また、記録ヘッドの駆動方法として、特許文献2に記載されているように、記録素子を所定数ずつ複数のブロックに分割し、複数のブロックの一つを指定する信号および各ブロックにおける記録素子一つを指定する信号を発生して記録素子を指定し、各記録素子に対する駆動タイミングを順番に規定するカウンタによって各記録素子を駆動するように構成し、複数のブロックのうち、実際に駆動するブロックを、開始ブロック指定レジスタおよび終了ブロック指定によって指定し、指定されたブロックに対してのみ、記録素子の指定およびカウンタを動作させて各記録素子を駆動することが知られている。
ところで、特に、ライン型画像形成装置においては、用紙の記録領域(画像形成領域)や画像データによって、印字時間中、全く画像形成に寄与する液滴を吐出しないノズル(これを「非吐出ノズル」又は「非印字ノズル」という。)が発生する。そのため、前述したように、インクメニスカスが常に大気にさらされてしまいノズル開口付近のインク中の水分が揮発することにより粘度が上昇し、目詰まりを起こしてしまうことから、非吐出ノズルにインクが吐出しない程度の微振動をかける、いわゆる微駆動制御を実施することによって、ノズル開口付近のインクを拡散させノズル開口付近のインクの増粘を低減させることが行われる。
しかしながら、非吐出ノズルに対して微駆動を短時間かける制御を行う場合には、ノズル開口付近のインク増粘を低減する効果が期待できるものの、微駆動を長時間にわたって実施すると、液室全体のインク増粘が逆に促進されてしまい、装置動作を一旦停止させることなく(非吐出ノズルにメンテナンス動作を実施せずに)、連続で非吐出ノズルを使用することができなくなる現象が発生する。
これは、長時間の微駆動を実施することによって、増粘したインクがヘッドの液室内全体に拡散することによって液室内全体のインク粘度の増加を促進させてしまうことによるものである。特に、上述したように、ライン型画像形成装置にあっては、非吐出ノズルが液滴を吐出しない時間がシリアル型画像形成装置に比べて相対的に長くなる傾向があることから、上記の問題が顕在化してきている。
この結果、例えば、印字動作中に割り込み処理によって複数の連続する異なる画像データが入力される場合、それまで非吐出ノズルであったノズルを使用した画像形成が必要になったときに、当該非吐出ノズルであったノズルの目詰まりが発生し、高品質の記録が行えなくなるという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようにすることを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体の記録領域内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体の記録領域外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体の記録領域内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体の記録領域外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
ここで、前記記録ヘッドの前記ノズルからから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、前記非吐出ノズルの内の前記微駆動を行っていない前記ノズルについての前記画像形成に寄与しない液滴を吐出する頻度を、前記微駆動を行った前記ノズルについての前記画像形成に寄与しない液滴を吐出する頻度よりも少なくする構成とできる。
また、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体の記録領域内に位置する前記非吐出ノズルのノズル数が予め定めた設定ノズル数以上のときには前記微駆動を行わない構成とできる。
本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記ノズルを含む前記ヘッドの前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記ノズルを含む前記ヘッドの前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外にすべての前記ノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの前記被記録媒体外に位置する非吐出ノズルについて前記微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外にすべての前記ノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの前記被記録媒体外に位置する非吐出ノズルについて前記微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
構成とした。
本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内又は被記録媒体の記録領域内に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外又は被記録媒体の記録領域外に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする構成としたので、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようになる。
本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドを使用し、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内に全てのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外に位置するノズルを含むヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする構成としたので、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようになる。
本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドを使用し、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内に全てのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、被記録媒体内に一部のノズルが位置するヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外にすべてのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、被記録媒体内に一部のノズルが位置するヘッドの被記録媒体外に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする構成としたので、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようになる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置ついて図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図、図2は同じく要部平面説明図である。
この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体1と、用紙10を積載し給紙する給紙トレイ2と、印刷された用紙10を排紙積載する排紙トレイ3と、用紙10を給紙トレイ2から排紙トレイ3まで搬送する搬送ユニット4と、搬送ユニット4によって搬送される用紙10に液滴を吐出し印字する記録ヘッド51を含む画像形成ユニット5と、印刷終了後又は所要のタイミングで画像形成ユニット5の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるクリーニング装置6と、クリーニング装置6を開閉する搬送ガイド部7と、画像形成ユニット5の各記録ヘッド51にインクを供給するインクタンクユニット8と、インクタンクユニット8にインクを供給するメインタンクユニット9とを備えている。
この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体1と、用紙10を積載し給紙する給紙トレイ2と、印刷された用紙10を排紙積載する排紙トレイ3と、用紙10を給紙トレイ2から排紙トレイ3まで搬送する搬送ユニット4と、搬送ユニット4によって搬送される用紙10に液滴を吐出し印字する記録ヘッド51を含む画像形成ユニット5と、印刷終了後又は所要のタイミングで画像形成ユニット5の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるクリーニング装置6と、クリーニング装置6を開閉する搬送ガイド部7と、画像形成ユニット5の各記録ヘッド51にインクを供給するインクタンクユニット8と、インクタンクユニット8にインクを供給するメインタンクユニット9とを備えている。
装置本体1は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ2上に積載されている用紙10は、分離ローラ21及び給紙ローラ22によって1枚ずつ搬送ユニット4に給紙される。
搬送ユニット4は、搬送駆動ローラ41aと搬送従動ローラ41bと、これらのローラ41a、41b間に掛け回された無端状の搬送ベルト43とを備えている。この搬送ベルト43の表面には複数の図示しない吸引穴が形成されており、搬送ベルト43の下部には用紙10を吸引する吸引ファン44が配置されている。また、搬送駆動ローラ41a、搬送従動ローラ41b上部には、それぞれ搬送ガイドローラ42a、42bが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト43に当接している。
搬送ベルト43は、搬送駆動ローラ41aが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙10は搬送ベルト43上に吸引ファン44により吸い付けられ、搬送ベルト43の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ41b、搬送ガイドローラ42a、42bは搬送ベルト43に従動して回転する。
搬送ユニット4の上部には用紙10に印字する液滴を吐出する複数のヘッドユニットで構成される複数の記録ヘッド51を含む画像形成ユニット5が矢示A方向に移動可能に配置されている。また、この画像形成ユニット5は、維持回復動作時(クリーニング時)にはクリーニング装置6上方まで移動される。
画像形成ユニット5は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色インクを吐出する複数の記録ヘッド51y、51m、51c、51k(以下、色の区別をしないときは、y、m、c、kのサブ符号を添えない符号を用いる。他の部材等についても同様である。)を備えている。各記録ヘッド51は、図3に示すように、ヘッド支持部材100に10個のヘッド(液体吐出ヘッド)101A〜101Jを2列千鳥状に配置し、ノズル配列方向が用紙搬送方向と交差する方向(ここでは、直交する方向であるが、斜めに交差する方向とすることもできる。)になるように配置している。各ヘッド101は、図4に示すように、液滴を吐出する複数のノズル204を並べて配置したノズル列を2列千鳥状に配置したノズル面203aを有している。なお、記録ヘッド51の構成は、これらの例に限るものではない。
この画像形成ユニット5は、各記録ヘッド51の上方に、各記録ヘッド51のヘッド101に所要の色のインクを供給する分岐部であるディストリビュータ(分岐部材)52が配置され、ディストリビュータ52とヘッド(液体吐出ヘッド)101間は供給チューブ53にて接続されている。ディストリビュータ52の上流側にはインクタンクユニット8のインクタンク81(図示の都合上1つのインクタンクのみ符号を付している。)が配置され、供給チューブ82を介して記録ヘッド51に供給され、インクタンク81と記録ヘッド51との水頭差により記録ヘッド51に負圧が形成される。このインクタンクユニット8は画像形成ユニット5とともに矢示A方向に移動可能に配置されている。
さらに、インクタンク81の上流側にはメインタンクユニット9が配置され、メインタンク91から供給チューブ92を介してインクがインクタンク81に供給される。
搬送ユニット4の下流側には用紙10を排紙トレイ3に排紙する搬送ガイド部7が設けられている。搬送ガイド部7にて案内されて搬送される用紙10は排紙トレイ3に排紙される。排紙トレイ3は、用紙10の幅方向を規制する対のサイドフェンス31と用紙10の先端を規制するエンドフェンス32を備えている。
維持回復機構(クリーニング装置)6は、画像形成ユニット5の各記録ヘッド51に対応して、4列分のクリーニング手段61が配置され、1つのクリーニング手段61は記録ヘッド51の10個のヘッド101に対応する10個のキャップ部材62及び図示しないがワイパ部材などで構成されている。なお、キャップ部材62とは独立して上下動させることができる構成としている。さらに、クリーニング手段61の下方には、キャップ部材62でヘッド101のノズル面203aをキャッピングした状態でヘッド101のノズル204からインクを吸引するための吸引ポンプ63が配置されている。
また、この画像形成装置においては、印刷終了後、液滴を吐出するヘッド101をクリーニング手段61でキャッピングした状態でノズル102からインクを吸引する場合、あるいは、ヘッド101のノズル面203aに付着したインクをクリーニング手段61で清掃する場合は、印刷停止後、搬送ユニット4全体が搬送従動ローラ41bを支点に矢印B方向に回動し、画像形成ユニット5との間の空間を画像形成時よりも大きくすることで、画像形成ユニット5の移動スペースを確保するようにしている。このとき、クリーニング装置6上部に配置されている搬送ガイド部7のガイド板71も支点72にて矢印C方向上方に回動され、クリーニング装置6の上方が開放される。
そして、搬送ユニット4と搬送ガイド部7がそれぞれ解放(解除)された後に、画像形成ユニット5が用紙通紙方向(矢示A方向)に移動し、クリーニング装置6上方で停止され、クリーニング手段61が上昇して各記録ヘッド51のヘッド101のクリーニング動作(維持回復動作)に移行する。
次に、記録ヘッド51の1つにヘッド101を構成している液体吐出ヘッドの一例について図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図4は同ヘッドの液室短手方向(ノズルの並び方向)の断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板201と、この流路板201の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板202と、流路板201の上面に接合したノズル板203とを接合して積層し、これらによって液滴(インク滴)を吐出するノズル204が連通する流路であるノズル連通路205及び圧力発生室である液室206、液室206に流体抵抗部(供給路)207を通じてインクを供給するための共通液室208に連通するインク供給開口209などを形成している。
また、振動板202を変形させて液室206内のインクを加圧するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)である電気機械変換素子としての2列(図5では1列のみ図示)の駆動圧電素子柱221aを形成した積層型圧電素子部材221と、この圧電素子部材221を接合固定するベース基板222とを備えている。なお、積層型圧電素子部材221には駆動圧電素子柱221aの間に支柱部となる非駆動圧電素子柱221bを設けている。これらの圧電素子柱221a、221bは圧電素子部材221に一部を残してスリット加工を施して形成したものである。また、圧電素子部材221の駆動圧電素子柱221aには図示しない駆動回路(駆動IC)を搭載したFPCケーブル226を接続している。
そして、振動板202の周縁部をフレーム部材230に接合し、このフレーム部材230には、圧電素子部材121及びベース基板222などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部231及び共通液室208となる凹部、この共通液室208に外部からインクを供給するためのインク供給穴232を形成している。
ここで、流路板201は、例えば結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路205、液室206となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
振動板202は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法(電鋳法)で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板202に駆動圧電素子柱221a及び支柱部となる非駆動圧電素子柱221bを接着剤接合し、更にフレーム部材230を接着剤接合している。
ノズル板203は各液室206に対応して直径10〜30μmのノズル204を形成し、流路板201に接着剤接合している。このノズル板203は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。
圧電素子部材221は、圧電材料251と内部電極252とを交互に積層した積層型圧電素子(ここではPZT)である。この圧電素子部材221の駆動圧電素子柱221aの交互に異なる端面に引き出された各内部電極252には個別電極253及び共通電極254が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子部材221の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室206内インクを加圧する構成としているが、圧電素子部材221の圧電方向としてd31方向の変位を用いて加圧液室206内インクを加圧する構成とすることもできる。また、1つの基板222に1列の駆動圧電素子柱221aが設けられる構造とすることもできる。
このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば駆動圧電素子柱221aに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱221aが収縮し、振動板202が下降して液室206の容積が膨張することで、液室206内にインクが流入し、その後駆動圧電素子柱221aに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱221aを積層方向に伸長させ、振動板202をノズル204方向に変形させて液室206の容積/体積を収縮させることにより、液室206内のインクが加圧され、ノズル204からインクの滴が吐出(噴射)される。
そして、駆動圧電素子柱221aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板202が初期位置に復元し、液室206が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室208から液室206内にインクが充填される。そこで、ノズル204のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7に示すブロック説明図を参照して説明する。
この制御部500は、この装置全体の制御を司る本発明に係る空吐出動作及び微駆動の制御を行う手段を兼ねるCPU501と、CPU501が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。
この制御部500は、この装置全体の制御を司る本発明に係る空吐出動作及び微駆動の制御を行う手段を兼ねるCPU501と、CPU501が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。
また、各記録ヘッド51を構成するヘッド101を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含むヘッド駆動制御部508と、記録ヘッド51の各ヘッド101を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509と、画像形成ユニット5を移動させる画像形成ユニット移動モータ510を駆動するための画像形成ユニット移動モータ駆動部511と、搬送ベルト移動モータ512を駆動するための搬送ベルト移動モータ駆動部513と、吸引ファン44に対する吸引モータ514を駆動する吸引モータ駆動部515と、各種センサからの情報を入力するI/516を有している。
ここで、I/O514にはセンサ情報として、図示しない環境温度や環境湿度を検出する環境センサ、ヘッドモジュールアレイ50に備えた用紙を検知する用紙センサ521、搬送ベルト43の空吐出用位置を検出するための図示しない位相情報教示手段を検知する位相センサ522などからの各種検知信号が入力される。
また、この制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル517が接続されている。
ここで、制御部500は、パーソナルコンピュータ(以下PCと称す)等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストI/F506で受信する。
そして、CPU501は、ホストI/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にてデータの並び替え処理等(場合によっては、画像処理の一部の処理)を行ってヘッド駆動制御部508に画像データを転送する。なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータ(印刷ラスタデータ)への変換は、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開し印刷データのビットマップデータ(印刷ラスタデータ)を作成した上で、該印刷ラスタデータをこの装置に転送するようにしている。
このとき、CPU501は画像データに基づいて印刷時に使用される吐出ノズルを並行して解析し、ノズルの使用頻度に対応した空吐出パターンを作成する。空吐出パターンは、人間の視覚に認識されにくいように、滴が一箇所に集中したり、特定のラインやテクスチャを形成することが無いようなパターン及び滴量となっている。作成された空吐出パターンは画像データと合成されヘッド駆動制御部508に印刷ラスタデータとして転送される。
ヘッド駆動制御部508は、印刷ラスタデータを受け取ると、このドットパターンデータ(印刷ラスタデータ)を、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ509にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ509に送出する。
このヘッド駆動制御部508は、駆動波形(駆動信号)のパターンデータを格納したROM(ROM502で構成することもできる。)と、このROMから読出される駆動波形のデータをD/A変換するD/A変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
また、ヘッドドライバ509は、ヘッド駆動制御部508からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部508からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路(レベルシフタ)と、このレベルシフタでオン/オフが制御されるアナログスイッチアレイ(スイッチ手段)等を含み、アナログスイッチアレイのオン/オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的にヘッドユニット51のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動し、画像データを印刷してドットパターンを形成する。
次に、ヘッド駆動制御部508の一例について図8のブロック説明図を参照して説明する。
ヘッド駆動制御部508は、上述したように、画像形成時に1印刷周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力し、空吐出動作時に1空吐出周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力する駆動波形生成部701と、印刷画像に応じた2ビットの画像データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、滴制御信号M0〜M3を出力するデータ転送部702とを備えている。
ヘッド駆動制御部508は、上述したように、画像形成時に1印刷周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力し、空吐出動作時に1空吐出周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力する駆動波形生成部701と、印刷画像に応じた2ビットの画像データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、滴制御信号M0〜M3を出力するデータ転送部702とを備えている。
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ209のスイッチ手段であるアナログスイッチ715の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でHレベル(ON)に状態遷移し、非選択時にはLレベル(OFF)に状態遷移する。
ヘッドドライバ509は、データ転送部702からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル画像データ(階調データ:2ビット/1チャンネル(1ノズル)を入力するシフトレジスタ711と、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路712と、階調データと制御信号M0〜M3をデコードして結果を出力するデコーダ713と、デコーダ713のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ715が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ714と、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力でオン/オフ(開閉)されるアナログスイッチ716を備えている。
このアナログスイッチ716は、各ヘッド101の各圧電素子221の選択電極(個別電極)254に接続され、駆動波形生成部701からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ(階調データ)と制御信号MN0〜MN3をデコーダ713でデコードした結果に応じてアナログスイッチ715がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して(選択されて)圧電素子221に印加される。
次に、この画像形成装置における本発明の第1実施形態について図9及び図10をも参照して説明する。なお、図9は同画像形成装置の模式的説明図、図10は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
この画像形成装置では、図9に示すように、給紙カセット2から給紙された用紙10が搬送ベルト43で搬送されながら。記録ヘッド51のヘッド101から画像データに応じて液滴が吐出されることで用紙10上に画像が形成され、排紙トレイ3に排出される。
この画像形成装置では、図9に示すように、給紙カセット2から給紙された用紙10が搬送ベルト43で搬送されながら。記録ヘッド51のヘッド101から画像データに応じて液滴が吐出されることで用紙10上に画像が形成され、排紙トレイ3に排出される。
ここで、制御部用紙10の全体を記録領域として画像を形成(記録)するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、用紙(被記録媒体)内に位置する非吐出ノズルについて液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行い、用紙外に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする。
例えば、図10に示すように、記録ヘッド51を構成するヘッド101A〜101Jのうちのヘッド101A、101B、101I、101Jが、ノズル配列方向(用紙搬送方向と交差する方向)で、画像を形成する用紙10外に位置し、ヘッド101C〜101Hが画像を形成する用紙10外に位置している。
このとき、用紙10内に位置するヘッド101C〜101Hのうち、ヘッド101C、101Hの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなる。そこで、ヘッド101C及びヘッド101Hの各ノズルについては液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行う。一方、用紙10外に位置するヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルは画像800の記録のために液滴を吐出させないので非吐出ノズルとなるが、これらのヘッド101A、101B、101I、101Jの各ノズルについては上記微駆動を行わない制御をする。
つまり、この実施形態では、記録ヘッド51を構成する複数のヘッド(ヘッド101A〜101J)のうち、用紙内に位置するヘッドの内の実際に画像形成を行わない(寄与しない)ヘッドについては微駆動を行い、用紙外に位置するヘッドについては微駆動を行わないようにしている。
このように、被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドを使用し、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内に全てのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外に位置するノズルを含むヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をするので、非吐出ノズルについて長時間微駆動が実施される結果インクが増粘して吐出不良が発生することを防止でき、安定した画像形成を行うことができるようになる。
例えば、印字動作中に割り込み処理などで追加された印字動作中の画像よりも大きな画像を形成するときに、それまで使用されなかった非吐出ノズルを使用するときでも、微駆動による液室内のインクの増粘が生じていないので、吐出不良を生じることなく、当該割り込み画像を形成することができる。
次に、この画像形成装置における本発明の第2実施形態について図11をも参照して説明する。なお、図11は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
ここでは、用紙10の全体を記録領域として画像を形成(記録)するとき、複数のヘッドを配列した記録ヘッド51を使用するとき、用紙10内にすべてのノズルが位置するヘッドの液滴を吐出させない非吐出ノズルについて液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行い、用紙外に位置するノズルを含むヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする。
ここでは、用紙10の全体を記録領域として画像を形成(記録)するとき、複数のヘッドを配列した記録ヘッド51を使用するとき、用紙10内にすべてのノズルが位置するヘッドの液滴を吐出させない非吐出ノズルについて液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行い、用紙外に位置するノズルを含むヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする。
例えば、図11に示すように、記録ヘッド51を構成するヘッド101A〜101Jのうちのヘッド101A、101Jは画像を形成する用紙10外に位置し、ヘッド101B、101Iは一部のノズルが用紙10内に位置する。また、用紙10内に位置するヘッド101C〜101Hのうち、ヘッド101C、101Hはすべてのノズルが画像800の形成に使用され、ヘッド101D、101Gは一部のノズルが画像800の形成に使用され、残部のノズルが画像800の形成に使用されず、ヘッド101E、101Fは全てのノズルが画像800の形成に使用されない位置関係となっている。
このとき、すべてのノズルが用紙10内に位置するが非吐出ノズルとなるヘッド101E、101Fの各ノズル、及び、用紙10内に位置するが画像800の形成に使用されない非吐出ノズルとなるヘッド101D、101Gの残部の各ノズルについては液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行う。
一方、すべてのノズルが用紙10外に位置して非吐出ノズルとなるヘッド101A、101Jの各ノズルについては微駆動を行わない。また、一部のノズルが用紙10外に位置して非吐出ノズルとなるヘッド101B、101Fは、用紙10外に位置して非吐出ノズルとなるノズル及び用紙10内に位置するが画像800の形成に使用しないために非吐出ノズルとなるノズルについて微駆動を行わない。
このように、被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドを使用し、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内に全てのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外に位置するノズルを含むヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をするので、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようになる。
次に、この画像形成装置における本発明の第3実施形態について図12をも参照して説明する。なお、図12は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
ここでは、用紙10の全体を記録領域として画像を形成(記録)するとき、複数のヘッドを配列した記録ヘッド51を使用するとき、用紙10内に位置するヘッドの液滴を吐出させない非吐出ノズルについて液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行い、用紙10外に位置するヘッド、及び、一部が用紙10内に位置するヘッドの各ノズルのうちの用紙10内に位置して液滴を吐出させない非吐出ノズルについて微駆動を行い、用紙10外に位置して液滴を吐出させない非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする。
ここでは、用紙10の全体を記録領域として画像を形成(記録)するとき、複数のヘッドを配列した記録ヘッド51を使用するとき、用紙10内に位置するヘッドの液滴を吐出させない非吐出ノズルについて液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行い、用紙10外に位置するヘッド、及び、一部が用紙10内に位置するヘッドの各ノズルのうちの用紙10内に位置して液滴を吐出させない非吐出ノズルについて微駆動を行い、用紙10外に位置して液滴を吐出させない非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする。
例えば、図12に示すように、記録ヘッド51を構成するヘッド101A〜101Jのうちのヘッド101A、101Jは画像を形成する用紙10外に位置し、ヘッド101B、101Iは一部のノズルが用紙10内に位置する。また、用紙10内に位置するヘッド101C〜101Hのうち、ヘッド101C、101Hはすべてのノズルが画像800の形成に使用され、ヘッド101D、101Gは一部のノズルが画像800の形成に使用され、残部のノズルが画像800の形成に使用されず、ヘッド101E、101Fは全てのノズルが画像800の形成に使用されない位置関係となっている。
このとき、すべてのノズルが用紙10内に位置するが非吐出ノズルとなるヘッド101E、101Fの各ノズル、及び、用紙10内に位置するが画像800の形成に使用されない非吐出ノズルとなるヘッド101D、101Gの残部の各ノズルについては液滴を吐出させないでインクメニスカスを振動させる微駆動を行う。一方、すべてのノズルが用紙10外に位置して非吐出ノズルとなるヘッド101A、101Jの各ノズルについては微駆動を行わない。また、一部のノズルが用紙10外に位置するヘッド101B、101Fは、用紙10内に位置するが画像800の形成に使用しないために非吐出ノズルとなるノズルについて微駆動を行い、用紙10外に位置して非吐出ノズルとなるノズルについては微駆動を行わない。
このように、被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドを使用し、被記録媒体に画像を記録するとき、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、被記録媒体内に全てのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、被記録媒体内に一部のノズルが位置するヘッドの非吐出ノズルについて微駆動を行い、被記録媒体外にすべてのノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、被記録媒体内に一部のノズルが位置するヘッドの被記録媒体外に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をするので、微駆動制御による吐出不良を解消して安定した画像形成を行うことができるようになる。
つまり、この実施形態では、ノズル単位で微駆動の有無を制御し、用紙10外の非吐出ノズルについては微駆動を行わず、用紙10内の非吐出ノズルについては微駆動を行うようにしている。
次に、本発明の第4実施形態について図13を参照して説明する。なお、図13は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
ここでは、上記各実施形態が用紙10のノズル配列方向の幅全体を記録領域とした例であるのに対し、用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている。そして、この実施形態では、前記第1実施形態においてヘッド101A〜101Jの非吐出ノズルについて用紙10の内外で微駆動の有無を異ならせているのに対して、ここでは、記録領域801の内外で微駆動の有無を異ならせている。その他の構成及び作用は前記第1実施形態と同様である。
ここでは、上記各実施形態が用紙10のノズル配列方向の幅全体を記録領域とした例であるのに対し、用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている。そして、この実施形態では、前記第1実施形態においてヘッド101A〜101Jの非吐出ノズルについて用紙10の内外で微駆動の有無を異ならせているのに対して、ここでは、記録領域801の内外で微駆動の有無を異ならせている。その他の構成及び作用は前記第1実施形態と同様である。
次に、本発明の第5実施形態について図14を参照して説明する。なお、図14は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
この実施形態は、前記第2実施形態を用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている場合に適用したものであり、その他の構成及び作用は前記第2実施形態と同様である。
この実施形態は、前記第2実施形態を用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている場合に適用したものであり、その他の構成及び作用は前記第2実施形態と同様である。
次に、本発明の第6実施形態について図15を参照して説明する。なお、図15は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
この実施形態は、前記第3実施形態を用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている場合に適用したものであり、その他の構成及び作用は前記第3実施形態と同様である。
この実施形態は、前記第3実施形態を用紙10のノズル配列方向の幅よりも狭い領域が記録領域(最大画像形成領域)801として設定されている場合に適用したものであり、その他の構成及び作用は前記第3実施形態と同様である。
次に、本発明の第7実施形態について図16を参照して説明する。なお、図16は同実施形態の微駆動制御の説明に供する説明図である。
ここでは、記録ヘッド151として、ノズルが使用可能な用紙サイズの全幅にわたって配列されたフルライン型ヘッドを使用し、前記第1実施形態を適用して、用紙10内に位置する非吐出ノズルについては微駆動を行い、用紙10外に位置する非吐出ノズルについては微駆動を行わない構成としたものである。
ここでは、記録ヘッド151として、ノズルが使用可能な用紙サイズの全幅にわたって配列されたフルライン型ヘッドを使用し、前記第1実施形態を適用して、用紙10内に位置する非吐出ノズルについては微駆動を行い、用紙10外に位置する非吐出ノズルについては微駆動を行わない構成としたものである。
なお、フルライン型ヘッドを使用する場合に、前記第2ないし第5実施形態も同様に適用することができる。
次に、上記第3実施形態におけるノズル単位で微駆動を行う場合と微駆動を行わないヘッド駆動制御を行う場合の構成の一例について図17及び図18を参照して説明する。
前述した駆動波形生成部(共通駆動波形発生部)701は、共通駆動波形として、図17に示す微駆動を行う駆動パルス(駆動信号)を含む共通駆動波形Vcom1と、図18に示す微駆動を行う駆動パルス(駆動信号)を含まない共通駆動波形Vcom2とを発生する。
前述した駆動波形生成部(共通駆動波形発生部)701は、共通駆動波形として、図17に示す微駆動を行う駆動パルス(駆動信号)を含む共通駆動波形Vcom1と、図18に示す微駆動を行う駆動パルス(駆動信号)を含まない共通駆動波形Vcom2とを発生する。
具体的に説明すると、微駆動有りの共通駆動波形Vcom1は、図17に示すように、画素密度と用紙搬送速度によって決まる1駆動周期(1印刷周期)内に、時系列で、液滴を吐出させないノズルメニスカスを微駆動する非吐出駆動信号P0及び画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる複数の第1吐出駆動信号(駆動パルス)P1〜P3を含む第1駆動波形Pdと、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる第2吐出駆動信号(駆動パルス、第2駆動波形)Pkとで構成される。なお、第2吐出駆動振動Pkは第1駆動波形と同様に複数の第2吐出駆動信号で構成することもできる。
ここで、各駆動信号P0〜P3、Pkは、基準電位Veから立ち下がる波形要素と、立下り後の状態から立ち上がる波形要素などで構成される。駆動信号の電位Vが基準電位Veから立ち下がる波形要素は、これによって圧電素子221が収縮して加圧液室206の容積が膨張する引き込み波形要素である。また、立下り後の状態から立ち上がる波形要素は、これによって圧電素子221が伸長して加圧液室206の容積が収縮する加圧波形要素である。
つまり、ここでは、第1駆動波形Pdに含まれる駆動信号P0は液滴を吐出させないでメニスカス振動を与える微駆動信号であり、第1、第2駆動波形P0、Pkに含まれる駆動信号P1〜P3、Pkは、液体吐出ヘッド101のノズル204が連通する液室206を膨張させた後収縮させることで液滴を吐出させる駆動波形としている。
そして、データ転送部702からの図中に示すような滴制御信号M0〜M3によって、例えば微駆動を行うときには滴制御信号M0で駆動信号P0を選択し(Lレベルで選択される。)、小滴(小ドット)を形成するときには滴制御信号M1で駆動信号P1を選択し、大滴(大ドット)を形成するときには滴制御信号M2で駆動信号P1ないしP3を選択し、空吐出を行わせるときには滴制御信号M3で駆動信号Pkを選択して、それぞれ記録ヘッドの圧電素子221に印加させるようにする。なお、ここでは小滴と大滴の2種類のサイズとしているが、例えば、両者の間の大きさの中滴も吐出させるようにすることもできる。
一方、微駆動無しの共通駆動波形Vcom2は、図18に示すように、上記の微駆動無しの共通駆動波形Vcom1のうちの駆動信号P0を含まない駆動波形である点が異なるのみである。
そこで、記録ヘッド51の各ヘッド101の各ノズル204についてノズル毎に共通駆動波形Vcom1、Vcom2を切り替えて(選択して)、微駆動を行う非吐出ノズルについては共通駆動波形Vcom1を、微駆動を行わない非吐出ノズルについては共通駆動波形Vcom2を印加する。
次に、上記微駆動有無と空吐出動作との関係について説明する。
一般的に、使用頻度が低い又は使用されないノズル204は、ノズル204内のインクが増粘し吐出不良を引き起こす可能性があり、吐出不良を防止する対策の一つとして印刷中に用紙(被記録媒体)上に、あるいは、その他の箇所(例えば搬送ベルト上や搬送ベルトに設けた開口部など)に使用頻度が低い又は使用されないノズル204から画像の形成に無関係な液滴の吐出(空吐出、予備吐出)を行う空吐出動作を行うようにしている。
一般的に、使用頻度が低い又は使用されないノズル204は、ノズル204内のインクが増粘し吐出不良を引き起こす可能性があり、吐出不良を防止する対策の一つとして印刷中に用紙(被記録媒体)上に、あるいは、その他の箇所(例えば搬送ベルト上や搬送ベルトに設けた開口部など)に使用頻度が低い又は使用されないノズル204から画像の形成に無関係な液滴の吐出(空吐出、予備吐出)を行う空吐出動作を行うようにしている。
ここで、前述した微駆動有りと微駆動無しの制御を行って印字したときのノズルダウン(吐出不能:ノズルが目詰まりを起こして完全に液滴の吐出が出来ない状態)の発生時間についての測定結果の一例を図19に示している。
この図19の結果から、微駆動有りで非吐出ノズルを放置した場合には、時間t[s]後にノズルダウンを発生するが、微駆動無しで非吐出ノズルを放置した場合には、αt[s]後にノズルダウンが発生している。ここでの実験によれば、時間αtは、時間tの数倍程度になる。これより、被記録媒体の印刷時間T>αtのときに、被記録媒体内の非吐出ノズルは、最長でもt[s]以内に少なくとも1度は空吐出を実施する必要があるに対して、被記録媒体外の非吐出ノズルは最長でも時間αt[s]以内に少なくとも1度は空吐出を実施すればよい。
したがって、所定の経過時間における空吐出の回数(空吐出頻度)は、微駆動無しの非吐出ノズルについての空吐出頻度を微駆動有りの非吐出ノズルについての空吐出頻度よりも少なくすることができる。
この点について図20及び図21を参照して具体的に説明する。
図20において、NデータとN+1データの印字開始から終了までの時間(印字時間)を示している。ここで、
T1:Nデータの印字終了時間、
T2:Nデータの次に印字されるN+1データの印字終了時間
Ttotal:T1、T2のトータルの印字時間
とする。なお、Nデータ、N+1データは、例えばネットワークを介して画像形成装置に転送されたデータであり、被記録媒体の幅、印字終了時間(印字枚数)が事前に判明しているものとする。
図20において、NデータとN+1データの印字開始から終了までの時間(印字時間)を示している。ここで、
T1:Nデータの印字終了時間、
T2:Nデータの次に印字されるN+1データの印字終了時間
Ttotal:T1、T2のトータルの印字時間
とする。なお、Nデータ、N+1データは、例えばネットワークを介して画像形成装置に転送されたデータであり、被記録媒体の幅、印字終了時間(印字枚数)が事前に判明しているものとする。
図21において、t:微駆動有りノズルダウン発生時間→要空吐出実施時間、αt:微駆動無しノズルダウン発生時間→要空吐出実施時間)、T1:Nデータ印字終了時間、T2:N+1データ印字終了時間を示している。また、大、中、小は、NデータからN+1データへ切替わる際にNデータに比較して、N+1データの印字に用いる被記録媒体の幅サイズの変更を示している。例えば、Nデータが紙サイズB5を使用し、N+1データがA3を使用する場合には「大」となる。
このような空吐出制御を行うことによって、空吐出で消費するインク量を効率化し、更に不吐出や着弾遅れ、曲がりの無い高品質の画像形成を行うことができる。
次に、本発明の他の実施形態について図22を参照して説明する。なお、図22は同実施形態の微駆動制御の説明に供する模式的説明図である。
ここでは、画像データ領域面積が用紙に対して、少ない場合には用紙内(又は前述した記録領域)内であっても、ノズル単位で微駆動無しの制御をしている。具体的には、図19に示すように、すべて画像800の形成に寄与する液滴を吐出するノズル以外の非吐出ノズルとなるヘッド101A〜101D、101G〜101Jと、一部がすべて画像800の形成に寄与する液滴を吐出するノズル以外の非吐出ノズルとなるヘッド101E、101Fの各非吐出ノズルについては微駆動を行わない。
ここでは、画像データ領域面積が用紙に対して、少ない場合には用紙内(又は前述した記録領域)内であっても、ノズル単位で微駆動無しの制御をしている。具体的には、図19に示すように、すべて画像800の形成に寄与する液滴を吐出するノズル以外の非吐出ノズルとなるヘッド101A〜101D、101G〜101Jと、一部がすべて画像800の形成に寄与する液滴を吐出するノズル以外の非吐出ノズルとなるヘッド101E、101Fの各非吐出ノズルについては微駆動を行わない。
この微駆動制御は、図23に示すように、記録領域(上記の例では用紙)内の印刷データを読み出して、非吐出ノズル数が予め設定した値(設定ノズル数)N以上か否かを判別し、非吐出ノズル数が設定ノズル数N以上であれば、記録領域内の非吐出ノズルについて微駆動を行い、非吐出ノズル数が設定ノズル数N以上でなければ、記録領域内の非吐出ノズルについて微駆動を行わない。
このような処理をすることによって、空吐出で無駄に捨てるインク量の低減が図れる。
なお、上記各実施形態においては、記録ヘッドが複数のヘッドを千鳥状配置したライン型ヘッドである例で説明しているが、1つのヘッドで所謂フルラインを構成した記録ヘッドを使用する画像形成装置の場合であっても、液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、用紙内又は記録領域内に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行い、用紙外又は記録領域外に位置する非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御を行うようにすることもできる。
4…搬送ユニット
5…画像形成ユニット
43…搬送ベルト
51、51Y、51M、51C、51K…記録ヘッド
101…ヘッド
204…ノズル
5…画像形成ユニット
43…搬送ベルト
51、51Y、51M、51C、51K…記録ヘッド
101…ヘッド
204…ノズル
Claims (7)
- 被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体の記録領域内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体の記録領域外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記記録ヘッドの前記ノズルから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、前記非吐出ノズルの内の前記微駆動を行っていない前記ノズルについての前記画像形成に寄与しない液滴を吐出する頻度を、前記微駆動を行った前記ノズルについての前記画像形成に寄与しない液滴を吐出する頻度よりも少なくすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体の記録領域内に位置する前記非吐出ノズルのノズル数が予め定めた設定ノズル数以上のときには前記微駆動を行わないことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に位置する前記非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記ノズルを含む前記ヘッドの前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外にすべての前記ノズルが位置するヘッドの非吐出ノズル、及び、前記被記録媒体内に一部のノズルが位置する前記ヘッドの前記被記録媒体外に位置する非吐出ノズルについて前記微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 被記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルが配列された複数のヘッドをノズル配列方向に並べて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対し、前記ノズルから液滴を吐出させないで前記ノズルのインクメニスカスを振動させる微駆動を行う手段と、
前記被記録媒体に画像を記録するとき、前記液滴を吐出させない非吐出ノズルの内、前記被記録媒体内に全ての前記ノズルが位置する前記ヘッドの非吐出ノズルについて前記微駆動を行い、前記被記録媒体外に位置する前記ノズルを含む前記ヘッドの前記非吐出ノズルについて微駆動を行わない制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
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