JP2014172373A - 画像形成装置、ヘッド駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の滴サイズの液滴を吐出する場合にノズル内液体温度の平均化を図ることができない。
【解決手段】圧力発生手段に対し、吐出パルスＰａに続いて、液滴を吐出させない付加パルスＰｃを与え、付加パルスＰｃのパルス幅Ｐｗｃは吐出パルスＰａのパルス幅Ｐｗａよりも短く、滴サイズが中滴では２個の付加パルスＰｃを付加し、滴サイズが小滴では３個の付加パルスＰｃを付加するというように、滴サイズが小さいほど付加パルスＰｃの数を多くする。
【選択図】図９

Description

本発明は画像形成装置、ヘッド駆動制御方法に関する。

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、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに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。

ところで、液体吐出ヘッドを連続して駆動した場合には、圧力発生手段である例えば圧電素子の電力損失やドライバＩＣ（ヘッド駆動回路）の電力損失によってヘッドの温度や吐出する液体（インク）の温度が上昇する。

このとき、印刷する画像によってはヘッドのうちの駆動するノズル（駆動するのは圧力発生手段であるが、便宜上ノズルを駆動すると表現する。）に偏りが生じる場合がある。例えば、ヘッドに配列された複数のノズルの内、半分のノズルのみが液滴を吐出し、残りの半分のノズルは液滴を吐出しない状態が継続する場合がある。

このように、駆動するノズルに偏りが生じると、ヘッドの温度分布やノズル毎のインク温度も異なるような温度分布が生じることになる。

そこで、従来、液滴を吐出しないノズルについても、液滴を吐出しない程度の駆動パルスを与えることによって、ヘッドの温度を平均化し、あるいは、液滴を吐出させるノズルや液滴を吐出させないノズルについて、液滴を吐出しない程度の駆動パルスを与えることでインク温度を一定にすることが知られている（特許文献１）。

特開２００１−８００６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、異なる滴サイズの液滴を吐出する場合にヘッド温度の平均化を図ることが難しいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の滴サイズの液滴を吐出させる場合でもノズル内液体温度の平均化を図れ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、
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
滴サイズに応じて、液滴を吐出させる１又は複数の吐出パルスを含む少なくとも第１駆動信号及び第２駆動信号を前記圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記ヘッド駆動制御手段は、
前記圧力発生手段に対し、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号に続いて、前記液滴を吐出させない付加パルスを与え、
前記付加パルスは、前記吐出パルスよりもパルス幅が短く、
前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち、滴サイズが小さい方の前記付加パルスの付加数を多くする
構成とした。

本発明によれば、複数の滴サイズの液滴を吐出させる場合でもノズル内液体温度の平均化を図れるようにすることができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向の断面説明図である。 同じく滴吐出動作の説明に供する断面説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 ヘッドドライバの一例を説明するブロック説明図である。 駆動波形及び制御信号の一例を説明する説明図である。 温度センサと対応ノズル領域の説明に供する説明図である。 本発明の第１実施形態における各滴サイズに対する駆動波形の説明図である。 同実施形態の駆動波形を使用した場合のノズル内インク温度分布の一例を説明する説明図である。 比較例における各滴サイズに対する駆動波形の説明図である。 同比較例の駆動波形を使用した場合のノズル内インク温度分布の一例を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態における中滴用の駆動波形の説明図である。 ノズル配列方向で温度が異なるノズル内インク温度分布の一例を説明する説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する小滴駆動信号と微小滴駆動信号の説明図である。

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、本発明に係る画像形成装置の一例について図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側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置である。装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。他の部材も同様）が搭載されている。各記録ヘッド３４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有している。そして、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、それぞれ吐出する。また、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するための第２インク供給部としてのヘッドタンク３５ａ、３５ｂを搭載している。一方、カートリッジ装填部４には各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋが着脱自在に装着される。そして、インクカートリッジ１０から供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して各ヘッドタンク３５に各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向する分離パッド４４を備えている。この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備える。そして、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）を備えている。また、維持回復機構８１は、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４を備えている。また、維持回復機構８１は、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７を備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置している。この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド部材４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送される。更に、用紙４２の先端は搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６によって搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電されている。この帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

次に、記録ヘッド３４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。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、流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層している。これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路である通路１０５及び圧力発生室である個別液室１０６、個別液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７、供給口１０９などを形成している。そして、供給口１０９を通じて共通液室１０８からインクが供給される。

また、振動板１０２を変形させて個別液室１０６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個（図３では１列のみ図示）の積層型圧電部材１２１を備えている。この圧電部材１２１はベース部材１２２に接合固定されている。圧電部材１２１には、分割しないスリット加工で溝を形成することで複数の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを形成している。この例では、圧電柱１２１Ａは駆動波形を印加する駆動圧電柱（駆動柱）とし、圧電柱１２１Ｂは駆動波形を印加しない非駆動圧電柱（非駆動柱）としている。また、圧電部材１２１の駆動柱１２１Ａには図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。

そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合している。このフレーム部材１３０には、圧電部材１２１及びベース部材１２２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及び共通液室１０８となる凹部が形成されている。また、フレーム部材１３０には、共通液室１０８に外部からインクを供給するための液体供給口であるインク供給穴１３２を形成している。

ここで、流路板１０１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、通路１０５、個別液室１０６となる凹部や穴部を形成している。ただし、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１０２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１０２に圧電部材１２１の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。

ノズル板１０３は各個別液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３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液膜を形成したものである。

圧電部材１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電部材１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電部材１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて個別液室１０６内インクを加圧する構成としている。ただし、圧電部材１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて個別液室１０６内インクを加圧する構成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においては、例えば駆動柱１２１Ａに印加する電圧を所定電位（駆動電圧）から下げることによって駆動柱１２１Ａが収縮し、振動板１０２が下降して個別液室１０６の体積が膨張する。これにより、個別液室１０６内にインクが流入する。その後、駆動柱１２１Ａに与える電圧を上げて駆動柱１２１Ａを積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて個別液室１０６の体積を収縮させる。これにより、個別液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインク滴が吐出（噴射）される。

そして、駆動柱１２１Ａに印加する電圧を駆動電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内にインクが充填される。そこで、ノズル１０４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５を参照して説明する。なお、図５は同制御部のブロック説明図である。

この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを含む各種プログラムなど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とを備えている。また、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、記録ヘッド３４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印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９とを備えている。また、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５を備えている。また、維持回復機構８１のキャップ８２やワイパ部材８３の移動、吸引ポンプ８１２などを行なう維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０を備えている。また、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１と、送液ポンプ２４１を駆動する供給系駆動部５１２などを備えている。

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５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置、撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、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にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行なうことも、制御部５００で行なうこともできる。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。また、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部を含み、駆動波形を生成してヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて駆動波形を記録ヘッド３４の圧力発生手段としての駆動柱１２１Ａに対して与える。これにより、記録ヘッド３４を駆動する。

これらの印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９によってヘッド駆動制御手段を構成している。

Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがある。Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。

次に、ヘッドドライバ５０９の一例について図６のブロック説明図を参照して説明する。

ヘッドドライバ５０９には、印刷制御部５０８から、印刷画像に応じた吐出データ（画像データ）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号が与えられる。なお、各ノズル毎の吐出データは、２ビットのデータで構成され、シリアルデータとして、吐出周期毎に、シフトレジスタ７１１に上位、下位データに分けてノズル数分転送される。

ヘッドドライバ５０９は、吐出データ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とを有する。なお、上記のとおり、吐出データは、上位、下位データに分けて転送されるので、シフトレジスタ７１１及びラッチ回路７１２は、上位ビット、下位ビットのレジスタに分かれているが、ここでは１つのブロックで図示している。

そして、ラッチ回路７１２にラッチされた吐出データと、滴制御信号によって、滴制御信号生成回路７１３によって、各ノズル毎の駆動波形が低電圧デジタルレベルの信号として生成され、レベルシフタ７１４によって昇圧されて、出力回路のインバータ回路７１５のゲート信号として入力され、各ノズルに対応する圧力発生手段としての前述した圧電部材１２１（駆動柱１２１Ａ）に対する駆動波形として出力する。

また、ヘッドドライバ５０９は、記録ヘッド３４を構成する液体吐出ヘッド内の温度を検知する温度検知回路７２１を備えている。

温度検知回路７２１は、液体吐出ヘッド内の両端部及びサーミスタ等の温度検知素子（温度センサ）７２２Ａ、７２２Ｂ、７２２Ｃの検知信号をデジタル化し、各部の温度の大小関係をデジタル信号として滴制御信号生成回路７１３に与える。

滴制御信号生成回路７１３は、温度検知回路７２１からの温度の大小関係を表す情報と滴制御信号に従って、吐出滴の駆動部分に付加パルスを付加した駆動波形を与える滴制御信号を生成する。

例えば、図８に示すように、温度センサ７２２Ａ、７２２Ｂ、７２２Ｃの各検知温度をＡ、Ｂ、Ｃとするとき、温度関係が、Ａ＞Ｂ＝Ｃ、の場合には、温度センサ７２２Ｂ及び温度センサ７２２Ｃに割り当てられたノズルについて、付加パルスを付加し、Ａ＝Ｂ＝Ｃとなるまで付加パルスを付加する。

この場合、付加パルスを与える動作（加温動作）を行うノズルと温度センサとの関係は、図８（ａ）に示すように、ヘッド内にある一部のノズルが温度センサに割り当てられている構成とすることも、あるいは、図８（ｂ）に示すように、全てのノズルが必ずいずれかの温度センサに割り当てられている構成とすることもできる。

これによって、滴制御信号生成回路７１３は、付加パルスを付加するときには、図７に示すように、各滴制御信号を生成し、この滴制御信号によって、各滴サイズの駆動波形が圧電部材１２１に与えられる。

そこで、本発明の第１実施形態における駆動波形について図９を参照して説明する。図９同実施形態における各滴サイズに対する駆動波形の説明図である。なお、「駆動波形」とは吐出パルスと付加パルスを含めた波形全体を意味する用語で使用し、「駆動信号」とは滴吐出に係わるパルス（付加パルスを除くパルス）で構成される波形を意味する用語で使用する。

本実施形態では、液滴を吐出させる吐出パルスＰａの数を変化させることで、小滴、中滴、大滴の３種類の滴サイズの液滴を打ち分ける。これに、液滴を吐出しない微駆動パルス（非吐出パルス）を合わせて４階調が得られる構成としている。

図９（ａ）は、大滴を形成する場合の大滴駆動波形であり、液滴を吐出させる４個の吐出パルスＰａを駆動信号として圧力発生手段に与える。４個の吐出パルスＰａによって吐出された各液滴が飛翔中にマージして大滴が形成される。この大滴を形成する駆動波形では、後述する付加パルスＰｃを与えていないので、駆動波形と駆動信号は一致している。

図９（ｂ）は、中滴を形成する場合の中滴駆動波形であり、液滴を吐出させる２個の吐出パルスＰａを駆動信号として圧力発生手段に与える。２個の吐出パルスＰａによって吐出された各液滴が飛翔中にマージして中滴が形成される。この中滴を形成する駆動波形では、最後の吐出パルスＰａに続いて後述する付加パルスＰｃを２個与えている。

図９（ｃ）は、小滴を形成する場合の小滴駆動波形であり、液滴を吐出させる１個の吐出パルスＰａを駆動信号として圧力発生手段に与える。１個の吐出パルスＰａによって吐出された液滴で小滴が形成される。この小滴を形成する駆動波形では、吐出パルスＰａに続いて後述する付加パルスＰｃを３個与えている。

図９（ｄ）は、液滴を吐出させないでメニスカスを振動させる微駆動を行う非吐出駆動波形（微駆動波形）であり、液滴を吐出させないでメニスカスを振動させる微駆動パルスＰｂを圧力発生手段に与える。ここでは、微駆動パルスＰｂに続いて後述する付加パルスＰｃを２個与えている。

ここで、付加パルスＰｃはノズル内のインク温度（液体温度）を上昇させるために付加するパルス（加温パルス）である。この付加パルスＰｃのパルス幅（保持期間）Ｐｗｃは、液滴を吐出させないため、吐出パルスＰａのパルス幅（保持期間）Ｐｗａよりも短く（Ｐｗｃ＜Ｐｗａ）している。

また、付加する付加パルスＰｃの数は、上述したように滴サイズが小さくなるほど多くなるようにしている（付加する個数は上述した例に限られない）。つまり、小滴駆動波形を第１駆動波形、中滴駆動波形を第２駆動波形として、いずれも付加パルスを付加するとき、滴サイズの小さい第１駆動波形である小滴駆動波形の方を、滴サイズの大きい第２駆動波形である中滴駆動波形よりも付加パルスの数を多くしている。

これにより、温度上昇が小さくなる小さな滴サイズの液滴を吐出させる場合ほど付加パルスＰｃで温度を上昇させることができる。

また、本実施形態では、付加パルスＰｃは、微駆動パルスＰｂと同じパルス形状としている（Ｐｗｃ＝Ｐｗｂ）が、これに限らず、滴吐出を行わなければ、微駆動パルスＰｂとは異なってもよい。

また、本実施形態では、吐出パルスは同じ波形としているが、異ならせることもできる。

なお、本実施形態の付加パルスＰｃでは、１個当たり、ノズル内のインク温度を２度程度上昇させる作用があることが確認された。

ここで、上記駆動波形を使用した場合のノズル内インク温度分布の一例について図１０を参照して説明する。

まず、図１０（ａ）に示すように、３２０個のノズル１０４（これを「１ｃｈ」〜「３２０ｃｈ」と表記する。）を有するヘッドに対して、１ｃｈ〜１６０ｃｈのノズルは大滴、中滴、小滴の液滴をそれぞれ吐出させ、１６１ｃｈ〜３２０ｃｈのノズルは非吐出とした。

このとき、ノズル位置に対するノズル内インク温度を測定したところ、図１０（ｂ）に示すように、ノズル内インク温度の分布は、大滴を吐出する場合、中滴を吐出する場合、小滴を吐出する場合、非吐出の場合のいずれでも、一様に３０度に平均化された。

このように、圧力発生手段に対し、吐出パルスに続いて、吐出パルスよりもパルス長が短く、液滴を吐出させない付加パルスを与え、滴サイズが小さいほど付加パルスの数を多くする構成とすることにより、複数の滴サイズの液滴を吐出させる場合でもヘッド温度やノズル内液体温度の平均化を図ることができる。

ここで、比較例について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は比較例の駆動波形の説明図、図１２は同じくノズル内インク温度分布の説明図である。

比較例の駆動波形は、図１１に示すように、上記第１実施形態の駆動波形における付加パルスＰｃが付加されていない波形である。

このような比較例の駆動波形を使用して、図１２（ａ）に示すように、図１０と同様に半分のノズルについては大滴、中滴、小滴の滴吐出を行い、残り半分のノズルについては非吐出とした場合、ノズル内インク温度は、図１２（ｂ）に示すように、吐出する滴の滴サイズによって異なる。

この図１２から分かるように、大滴を吐出する場合には吐出パルス４個分の発熱があり、ノズルからインクによって熱が逃げるものの温度は３０度と最も高くなる。一方、非吐出と小滴の場合には、駆動波形は１パルスであるが、非吐出ではインク吐出がない分熱の逃げが少なく、小滴に比較して２度程度温度が高くなる。

このように、比較例の駆動波形にあっては、滴サイズに応じてノズル内インク温度が変化し、インク温度の平均化を図ることができないという不都合がある。これに対し、本実施形態のように、滴サイズの応じた数の付加パルスを付加することで、ノズル内インク温度の平均化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、最も大きな滴サイズ（大滴）を除く他の滴サイズ（中滴、小滴）の液滴を形成するときに付加パルスを与えるようにしている。これによって、最も温度が上がる最も大きな滴サイズの液滴を吐出させるときに更に温度を上げることがなく、平均化が容易になる。ただし、最も大きな滴サイズの液滴を吐出させる場合を含めて付加パルスを付加することもできる。

また、上記実施形態では、液滴を吐出させない微駆動を行うときにも付加パルスを付加している。これによって、より温度の平均化を図ることができる。

このように、圧力発生手段に対し、第１駆動信号及び第２駆動信号に続いて、液滴を吐出させない付加パルスを与え、付加パルスは、吐出パルスよりもパルス幅が短く、第１駆動信号及び第２駆動信号のうち、滴サイズが小さい方の付加パルスの付加数を多くすることによって、複数の滴サイズの液滴を吐出させる場合でもノズル内液体温度の平均化を図れるようにすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同実施形態における中滴駆動波形の説明図、図１４は同駆動波形を使用するヘッドのノズル内インク温度分布の説明図である。

ヘッドの内部構造などによって、例えばヘッドの端部での放熱性が低い場合には、図１４（ｂ）に示すように、ヘッドの端部におけるノズルのインク温度は中央部よりも高くなる。したがって、ヘッドのすべてのノズルについて同じ駆動波形を使用すると、ノズル内インク温度の平均化を図れないことがある。

そこで、本実施形態では、ヘッドの端部のノズルを駆動する中滴用の駆動波形は、図１３（ａ）に示すように付加パルスＰｃを１個付加した駆動波形とする。これに対し、ヘッドの中央部のノズルを駆動する中滴用の駆動波形は、図１３（ｂ）に示すように付加パルスＰｃを２個付加した駆動波形としている。

このように、同じ滴サイズの液滴を吐出する場合でも、ヘッドのノズル位置に応じて付加パルスＰｃの付加数を異ならせることにより、ノズル内インク温度の平均化を図ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は同実施形態の説明に供する小滴駆動信号と微小滴駆動信号の説明図である。

図１５（ａ）に示す吐出パルスＰａからなる小滴駆動信号に対し、図１５（ｂ）に示すように、吐出パルスＰａに続いてノズルメニスカスを引き込むことで滴の引きちぎりを生じさせるパルスＰａ１を与えると、小滴よりも更に滴サイズの小さな滴（これを「微小滴」という。）を吐出させることができる。

この場合、滴サイズとしては、微小滴は小滴よりも小さくなるが、微小滴では吐出パルスＰａとパルスＰａ１とを与えるので、吐出パルスＰａのみの小滴に比べて、ヘッドの温度上昇を生じさせる程度は大きくなる。

そこで、付加パルスの付加数は、ヘッドの温度上昇を生じさせる程度が小さいほど大きくするようにすることができる。上記の例では、小滴の方がヘッドの温度上昇を生じさせる程度が微小滴に比べて小さいので、小滴の付加する付加パルスの数を微小滴に付加する付加パルスの数よりも多くするようにする。

これによって、一層ヘッド内の液体温度の均一化を図ることができ、画像品質を向上できる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、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る。被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「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する。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、特に限定しない限り、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る。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

３３ キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１０３ ノズル板
１０４ ノズル
５００ 制御部
５０８ 印刷制御部
５０９ ヘッドドライバ

Claims (5)

1. 液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
   滴サイズに応じて、液滴を吐出させる１又は複数の吐出パルスを含む少なくとも第１駆動信号及び第２駆動信号を前記圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御手段と、を備え、
   前記ヘッド駆動制御手段は、
   前記圧力発生手段に対し、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号に続いて、前記液滴を吐出させない付加パルスを与え、
   前記付加パルスは、前記吐出パルスよりもパルス幅が短く、
   前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち、滴サイズが小さい方の前記付加パルスの付加数を多くする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ヘッド駆動制御手段は、
   同じ滴サイズであっても、前記液体吐出ヘッドのノズル配列方向におけるノズル位置に応じて、前記付加パルスの数を異ならせる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ヘッド駆動制御手段は、
   最も大きな滴サイズを除く他の滴サイズの液滴を形成するときに前記付加パルスを与える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドを駆動制御するヘッド駆動制御方法であって、
   滴サイズに応じて、液滴を吐出させる１又は複数の吐出パルスを前記圧力発生手段に与えるとき、
   前記圧力発生手段に対し、前記吐出パルスに続いて、前記液滴を吐出させない付加パルスを与え、
   前記付加パルスは、前記吐出パルスよりもパルス幅が短く、
   滴サイズが小さいほど前記付加パルスの数を多くする
   ことを特徴とするヘッド駆動制御方法。
5. 液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
   滴サイズに応じて、液滴を吐出させる１又は複数の吐出パルスを含む少なくとも第１駆動信号及び第２駆動信号を前記圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御手段と、を備え、
   前記ヘッド駆動制御手段は、
   前記圧力発生手段に対し、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号に続いて、前記液滴を吐出させない付加パルスを与え、
   前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち、前記液体吐出ヘッドの温度上昇を生じさせる程度が小さい方の付加パルスの付加数を多くする
   ことを特徴とする画像形成装置。

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