JP2015168190A - 画像形成装置及びヘッド駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サテライト滴の速度低下を招くことなく、かつ、構成や制御を複雑化することなく、メニスカスの残留振動を抑制できない。
【解決手段】１駆動周期内で吐出パルスＰ１、Ｐ２、微駆動パルスＰｂ，吐出パルスＰ３を含む共通駆動信号を生成し、共通駆動振動から１又は２以上の吐出パルスを選択して、滴サイズの異なる滴を形成する駆動信号を圧力発生手段に与えるとき、液滴を吐出させる最終の吐出パルスＰ３の後に、残留振動を抑制する残留振動抑制波形Ｐｓが配置された共通駆動波形を生成出力し、パルスを選択する選択信号１〜４を最終の吐出パルスＰ３と残留振動抑制波形Ｐｓとの間で切替える。
【選択図】図１２

Description

本発明は画像形成装置及び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、滴吐出後の残留振動によって次の滴吐出時に滴曲がりやマージ不良、滴速度の変動など、画像不具合の原因となる現象が引き起こされることがある。特に、高周波駆動を行うためには、残留振動が減衰しきる前に次の滴を吐出しなければならない。

そこで、従来、液滴を吐出させる最終吐出パルスの直後にノズル近傍の残留振動と逆位相となる残留振動抑制波形を与えて、次の滴吐出時のメニスカスの安定化を図ることが知られている（特許文献１）。

また、次の駆動周期で滴を吐出する場合には残響抑制パルスを選択し、次の駆動周期で滴を吐出しない場合には残響抑制パルスを選択しないようにすることが知られている（特許文献２）。

特開２００４−０６６７２７号公報 特開２０１０−１４３１４２号公報

上述した特許文献１に開示されているような残留振動抑制波形は、吐出パルスの直後に与えるほど残留振動抑制の効果が得られる。しかしながら、吐出パルスを与えた直後はインクがノズルから液柱状に伸びており、この状態でノズル近傍の液体の速度が抑えられると液柱後端の速度も低下し、ノズルから分断された後のサテライト滴の速度が遅くなってしまう。その結果、媒体上で主滴から離れた場所にサテライト滴が着弾して画像劣化を招くことになる。

つまり、残留振動の抑制とサテライト滴速度はトレードオフの関係にあり、サテライト滴の速度低下を抑制させようとすると残留振動抑制波形のタイミングや電圧を最適値からずらさなければならず、残留振動抑制の効果が十分に得られないという課題がある。

また、特許文献２に開示の構成にあっては、残留振動抑制波形を含むパターンの選択信号と、残留振動抑制波形を含まないパターンの選択信号とを、各滴種の駆動波形毎に持とうとすると、選択信号の数が増加し、構成が複雑化する。また、次の周期で吐出するかしないかという情報に基づいて選択信号を決定しなければならず、制御が複雑化するという課題も生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、サテライト滴の速度低下を招くことなく、かつ、構成や制御を複雑化することなく、メニスカスの残留振動を抑制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、
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、
１駆動周期内で複数の駆動パルスを時系列で含む共通駆動波形を生成し、前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して、滴サイズの異なる滴を形成する吐出駆動波形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、
液滴を吐出させる最終の吐出パルスの後に、残留振動を抑制する残留振動抑制波形が配置された前記共通駆動波形を生成し、
前記駆動パルスを選択する選択信号を前記最終の吐出パルスと前記残留振動抑制波形との間で切替える
構成とした。

本発明によれば、サテライト滴の速度低下を招くことなく、かつ、構成や制御を複雑化することなく、メニスカスの残留振動を抑制できるようになる。

本発明に係る画像形成装置の側面説明図である。 同じく要部平面説明図である。 同じく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。 同じく制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部の印刷制御部及びヘッドドライバの一例を示すブロック説明図である。 本発明の第１実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図である。 共通駆動信号を構成する吐出パルスの説明図である。 共通駆動信号を構成する他の吐出パルスの説明図である。 残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。 残留振動抑制波形を入れた場合と入れない場合のメニスカスの残留振動の一例の説明に供する説明図である。 同実施形態における共通駆動信号と選択信号の説明に供する説明図である。 同選択信号による選択によって形成される駆動信号の一例の説明に供する説明図である。 同選択信号による選択によって形成される駆動信号の他の例の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図である。 同実施形態における残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態における共通駆動信号と選択信号の説明に供する説明図である。 同選択信号による選択によって形成される駆動信号の例の説明に供する説明図である。 本発明の第４実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図である。 残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。 残留振動抑制波形を入れた場合と入れない場合のメニスカスの残留振動の一例の説明に供する説明図である。 同実施形態における共通駆動信号と選択信号の説明に供する説明図である。 同選択信号による選択によって形成される駆動信号の一例の説明に供する説明図である。 同選択信号による選択によって形成される駆動信号の他の例の説明に供する説明図である。 本発明の第５実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図である。

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。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キャップ８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、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を備えている。また、維持回復機構８１は、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と、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９９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及び図４は同ヘッドの液室長手方向（ノズル配列方向と直交する方向）に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、流路板１０１と、振動板部材１０２と、ノズル板１０３とを接合している。これにより、液滴を吐出するノズル１０４が貫通孔１０５を介して通じる個別液室１０６、個別液室１０６に液体を供給する流体抵抗部１０７、液体導入部１０８がそれぞれ形成される。そして、フレーム部材１１７に形成した共通液室１１０から振動板部材１０２に形成されたフィルタ部１０９を介してインクが液体導入部１０８に導入され、液体導入部１０８から流体抵抗部１０７を介して個別液室１０６にインクが供給される。なお、「個別液室」は、加圧室、加圧液室、圧力室、個別流路、圧力発生室などと称されるものを含む意味である。

流路板１０１は、ＳＵＳなどの金属板を積層して、貫通孔１０５、個別液室１０６、流体抵抗部１０７、液体導入部１０８などの開口部や溝部をそれぞれ形成している。振動板部材１０２は各液室１０６、流体抵抗部１０７、液体導入部１０８などの壁面を形成する壁面部材であるとともに、フィルタ部１０９を形成する部材である。なお、流路板１０１は、ＳＵＳなどの金属板に限らず、シリコン基板を異方性エッチングして形成することもできる。

そして、振動板部材１０２の液室１０６と反対側の面に個別液室１０６のインクを加圧してノズル１０４から液滴を吐出させるエネルギーを発生するアクチュエータ手段（圧力発生手段）としての柱状の積層型の圧電部材１１２が接合されている。この圧電部材１１２の一端部はベース部材１１３に接合され、また、圧電部材１１２には駆動波形を伝達するＦＰＣ１１５が接続されている。これらによって、圧電アクチュエータ１１１を構成している。

なお、この例では、圧電部材１１２は積層方向に伸縮させるｄ３３モードで使用しているが、積層方向と直交する方向に伸縮させるｄ３１モードでもよい。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば、図３に示すように、圧電部材１１２に印加する電圧を中間電位Voから下げることによって圧電部材１１２が収縮し、振動板部材１０２が変形して個別液室１０６の容積が膨張する。これにより、個別液室１０６内にインクが流入する。

その後、図４に示すように、圧電部材１１２に印加する電圧を上げて圧電部材１１２を積層方向に伸長させ、振動板部材１０２をノズル１０４方向に変形させて個別液室１０６の容積を収縮させる。これにより、個別液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４から液滴３０１が吐出される。

そして、圧電部材１１２に印加する電圧を中間電位Voに戻すことによって振動板部材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１１０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。

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。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、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とを備えている。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信号生成部を含む。そして、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される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印刷制御部５０８から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択して記録ヘッド３４の圧力発生手段としての圧電部材１１２に対して与える。これにより、記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

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、ヘッド駆動制御手段を構成している印刷制御部５０８及びヘッドドライバ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。

印刷制御部５０８は、駆動波形生成部７０１と、データ転送部７０２とを備えている。駆動波形生成部７０１は、画像形成時に１印刷周期（１駆動周期）内に複数の駆動パルスで構成される共通駆動波形（以下、「共通駆動信号」という。）Ｖｃｏｍを生成して出力する。データ転送部７０２は、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）、滴制御信号である選択信号１〜４を出力する。

なお、選択信号１〜４は、ヘッドドライバ５０９の後述する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ビットの信号である。そして、選択信号１〜４は、後述する最終吐出パルスと残留振動抑制波形との間で切り替わり、選択時にはＬレベル（「０」）に状態遷移し、非選択時にはＨレベル（「１」）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を備えている。また、ヘッドドライバ５０９は、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、階調データと滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ７１３とを備えている。また、ヘッドドライバ５０９は、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７１５を備えている。

このアナログスイッチ７１５は、各圧電部材１１２の選択電極（個別電極）に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動信号Ｖｃｏｍ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）と選択信号１〜４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。これにより、共通駆動信号Ｖｃｏｍを構成する所要の駆動パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）圧電部材１１２に与えられる。

なお、駆動パルスとは共通駆動波形（共通駆動信号）を構成する要素としてのパルスを示す用語として、吐出パルスとは圧力発生手段に印加されることで液滴を吐出させる駆動パルスを示す用語として使用する。また、非吐出パルス（微駆動パルス）とは圧力発生手段に印加されるが滴を吐出させない（ノズル内のインクを流動させる）パルスを示す用語として使用する。また、以下で説明するパルスは一例であって、これに限るものではない。

次に、本発明の第１実施形態における共通駆動信号について図７ないし図１０を参照して説明する。図７は同実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図、図８は吐出パルスの一例の説明に供する説明図、図９は吐出パルスの他の例の説明に供する説明図、図１０は同じく残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。

本実施形態の共通駆動信号は、吐出パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、最終の吐出パルスＰ３後の残留振動を抑制させる残留振動抑制波形Ｐｓと、微駆動パルスＰｂとで構成されている。画像データに応じて、この共通駆動信号の一部あるいは複数部を選択することで、異なる滴サイズの液滴を吐出させることができる。

吐出パルスＰ１、Ｐ２は、いずれも、図８に示すように、波形要素ａ、ｂ、ｃで構成される波形である。

ここで、吐出パルスＰ１、Ｐ２の波形要素ａは、中間電位Ｖｏから所定のホールド電位Ｖａまで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる膨張波形要素（引き込み波形要素）である。波形要素ｂは、立ち下がった電位（ホールド電位）を保持する保持波形要素である。波形要素ｃは、ホールド電位から立ち上がって個別液室１０６を収縮させる収縮波形要素（押し込み波形要素）である。ただし、ホールド電位は、吐出パルスＰ１、Ｐ２で異なっている。また、ホールド電位とは、当該吐出パルスの波形要素のうちで最も個別液室１０６を膨張させた状態の電位を意味するものとする。

吐出パルスＰ３は、図９に示すように、波形要素ａ１、ｈ、ａ２、ｂ、ｃで構成される波形である。

吐出パルスＰ３の波形要素ａ１は、中間電位Ｖｏと所定のホールド電位との中間電位Ｖａまで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる第１膨張波形要素（第１引き込み波形要素）である。波形要素ｈは、中間電位Ｖａを保持する保持波形要素である。波形要素ａ２は、電位Ｖａから所定のホールド電位まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる第２膨張波形要素（第２引き込み波形要素）である。波形要素ｂ２は、所定のホールド電位を保持する保持波形要素である。波形要素ｃは、ホールド電位から中間電位Voまで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる収縮波形要素（押し込み波形要素）である。

残留振動抑制波形Ｐｓは、図１０にも示すように、波形要素ｄ、ｅ、ｆで構成される。波形要素ｅは、中間電位Ｖｏから電位Ｖｃまで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる立ち上がり波形要素である。波形要素ｆは、立ち上がり波形要素ｅの立ち上がり電位Ｖｃを保持する保持波形要素である。波形要素ｆは、保持波形要素ｅの保持電位Ｖｃから中間電位Ｖｏまで立ち下がる立下り波形要素である。

この残留振動抑制波形Ｐｓは、最後の吐出パルスＰ３後に生じるメニスカス振動と逆位相でメニスカスを液滴が吐出しない程度に振動させる波形である。

すなわち、本実施形態の残留振動抑制波形Ｐｓは、個別液室を収縮後膨張させる波形であり、メニスカスをノズル外部に押し出す方向に移動させる押し出し型の波形である。

そして、吐出パルスＰ３の収縮波形要素ｃの中央位置の時刻から残留振動抑制波形Ｐｓの立ち上がり波形要素ｄの中央位置の時刻までを、（１／２）Ｔｃ（Ｔｃ：個別液室の固有振動周期）とすることで、最も残留振動抑制の効果が得られる。

次に、残留振動抑制波形Ｐｓを入れた場合と入れない場合のメニスカスの残留振動の一例について図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）に実線で示す残留振動Ａは、図１１（ｂ）に示すように吐出パルスＰ３の後に残留振動抑制波形Ｐｓを入れた場合を示している。図１１（ａ）に破線で示す残留振動Ｂは、図１１（ｃ）に示すように吐出パルスＰ３の後に残留振動抑制波形Ｐｓを入れない場合を示している。

この図１１から分かるように、図１０のタイミングで残留振動抑制波形Ｐｓが与えられると残留振動が確実に抑制される。これにより、次の滴吐出までの時間が短くても、残留振動の影響を受けにくくなり、メニスカスが安定した状態で高周波駆動が可能となる。

しかし、残留振動抑制波形Ｐｓが与えられる時刻では、最後の吐出パルスＰ３によって吐出されるインクは、まだノズルから液柱状に伸びた状態で、このときに残留振動抑制波形Ｐｓによってノズル近傍のインク速度が抑えられると、液柱後端の速度も低下し、ノズルから分離した後に形成されるサテライト滴の速度も遅くなってしまう。

このサテライト滴は、媒体上の空白部で目立って画質が低下するので、低周波駆動時には残留振動抑制波形Ｐｓは与えない方がよい。

次に、本実施形態における共通駆動信号と選択信号について図１２も参照して説明する。

選択信号１は、微駆動パルスＰｂのみを選択する選択信号である。

選択信号２は、吐出パルスＰ３と残留振動抑制波形Ｐｓを選択する選択信号である。吐出パルスＰ３が与えられることで小滴が形成される。

選択信号３は、吐出パルスＰ１、Ｐ３と残留振動抑制波形Ｐｓを選択する選択信号である。吐出パルスＰ１、Ｐ３が与えられることで各滴が飛翔中にマージして中滴が形成される。

選択信号４は、すべてのパルスを選択する選択信号である。吐出パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３が与えられることで各滴が飛翔中にマージして大滴が形成される。

そして、選択信号１〜４の切替えタイミングは、共通駆動信号の最後の吐出パルスＰ３と残留振動抑制波形Ｐｓとの間、つまり、残留振動抑制波形Ｐｓの直前としている。

次に、上述した選択信号１〜４による選択によって形成される駆動信号（圧力発生素子に与えられる波形）の異なる例について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は大滴の次に中滴、小滴と印字データが続く場合を、図１４は大滴の次に非印字データが続く場合をそれぞれ示している。

図１３の例では、選択信号の周期Ｔ１では選択信号４（大滴）、周期Ｔ２では選択信号３（中滴）、周期Ｔ３では選択信号Ｔ２（小滴）が選択され、３周期とも吐出パルスＰ３の直後の残留振動抑制波形Ｐｓが選択される。

したがって、次の周期における滴吐出時までに残留振動が抑制され、メニスカスが安定した状態で滴を吐出させることができる。

一方、図１４の例では、選択信号の周期Ｔ１においては選択信号４（大滴）、周期Ｔ２では選択信号１（非印字）、周期Ｔ３では選択信号１（非印字）が選択される。

ここで、非印字の周期Ｔ２に着目すると、残留振動抑制波形Ｐｓは選択されないので、サテライト滴は減速されずに周期Ｔ１で吐出された大滴のドットと近い位置に着弾する。

したがって、媒体上の空白領域でサテライトが目立つことがなく、画質低下を抑制できる。

このように、選択信号の切替えを共通駆動信号の残留振動抑制波形Ｐｓの直前に設定し、吐出パルス選択時には残留振動抑制波形Ｐｓを選択し、非印字時には残留振動抑制波形Ｐｓを非選択とすることで、高周波駆動時には残留振動を抑制し、低周波駆動時にはサテライト滴を減速せずに済む。

そして、このような構成とすることで、選択信号の本数を増やす必要がなく、前後のパターンに基づいて信号を選択するといった時系列的な制御も必要としないため、構成や制御が簡単になり、構成や制御の複雑化に伴うコストアップを招くこともない。

次に、本発明の第２実施形態における共通駆動信号について図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は同実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図、図１６は同じく残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。

本実施形態における残留振動抑制波形Ｐｓは、波形要素ｊ、ｋ、ｌで構成される。波形要素ｊは、中間電位Ｖｏから電位Ｖｄまで立ち下がる立ち下がり波形要素である。波形要素ｋは、立ち下がり波形要素ｊの立ち下がり電位Ｖｄを保持する保持波形要素である。波形要素ｌは、保持波形要素ｋの保持電位Ｖｄから中間電位Ｖｏまで立ち上がる立ち上がり波形要素である。

この残留振動抑制波形Ｐｓは、最後の吐出パルスＰ３後に生じるメニスカス振動と逆位相でメニスカスを液滴が吐出しない程度に振動させる波形である。

すなわち、本実施形態の残留振動抑制波形Ｐｓは、個別液室を膨張後収縮させる波形であり、メニスカスをノズル内部に引き込む方向に移動させる引き込み型の波形である。

そして、本実施形態では、吐出パルスＰ３の収縮波形要素ｃの中央位置の時刻から残留振動抑制波形Ｐｓの立ち下がり波形要素ｊの中央位置の時刻までを、Ｔｃ（Ｔｃ：個別液室の固有振動周期）とすることで、最も残留振動抑制の効果が得られる。

本実施形態のように引き込み型波形を使用しても前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態における共通駆動信号と選択信号について図１７を参照して説明する。

本実施形態の共通駆動信号は、前記第１実施形態と同じである。

そして、本実施形態では、選択信号３による選択で形成される中滴用の駆動信号及び選択信号４による選択で形成される大滴用の駆動信号には、残留振動抑制波形Ｐｓが含まれる。一方、選択信号２による選択で形成される小滴用の駆動信号には残留振動抑制波形Ｐｓが含まれない構成としている。

次に、上述した選択信号１〜４による選択によって形成される駆動信号（圧力発生素子に与えられる波形）の例について図１８を参照して説明する。

この例では、大滴の次に小滴、再び大滴と印字データが続く場合を示している。このパターンの場合、大滴が吐出されてから小滴が吐出されるまでには時間が空いており、残留振動抑制波形Ｐｓを入れなくとも、小滴吐出時には大滴の残留振動はある程度の減衰が見込まれる。また、元々のドット径が大滴や中滴に比べて小さい小滴が打たれるべき箇所に、前の周期の大滴のサテライト滴が着弾してしまうと、画像の空白領域をサテライト滴が埋めてしまい濃度変化を引き起こしたり、サテライト滴が小滴のドットと重なって小滴ドットの真円度を低下させて画像劣化にも繋がる。

したがって、ここでは、小滴吐出時には一つ前の周期の残留振動パルスＰｓが選択されないようにすることで、サテライト滴の減速を防ぎ、前述したような画像劣化を防ぐことができる。

このように共通駆動信号の波形構成に応じて、滴種ごとに残留振動抑制波形Ｐｓを選択するか否かを定めることもできる。

つまり、本実施形態では、選択信号で、少なくとも第１滴（大滴）と、第１滴より滴サイズの小さな第２滴（小滴）とを形成する駆動信号を形成する駆動パルスを選択し、第１滴を形成する吐出駆動信号には残留振動抑制波形が含まれ、第２滴を形成する吐出駆動信号には残留振動抑制波形が含まない構成としている。

次に、本発明の第４実施形態における共通駆動信号について図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は同実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図、図２０は同じく残留振動抑制波形及び最後の吐出パルスとの関係の説明に供する説明図である。

本実施形態の共通駆動信号は、吐出パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、最終の吐出パルスＰ３後の残留振動を抑制させる残留振動抑制波形Ｐｓと、微駆動パルスＰｂとで構成されている。

本実施形態における吐出パルスＰ３は収縮波形要素ｃの電圧立ち上げ後の保持電位Ｖｂが、共通駆動信号の中間電位Ｖｏよりも低くなっており、微駆動パルスＰｂの前後の電位は、この保持電位Ｖｂに合わせている。

残留振動抑制波形Ｐｓは、図２０に示すように、吐出パルスＰ３の保持電位Ｖｂから中間電位Ｖｏまで立ち上がる波形要素ｍで構成されている。

そして、吐出パルスＰ３の収縮波形要素ｃの中央位置の時刻から残留振動抑制波形Ｐｓの立ち上がり波形要素ｄの中央位置の時刻までを、（１／２）Ｔｃ（Ｔｃ：個別液室の固有振動周期）とすることで、最も残留振動抑制の効果が得られる。

次に、本実施形態における残留振動抑制波形Ｐｓを入れた場合と入れない場合のメニスカスの残留振動の一例について図２１を参照して説明する。

図２１（ａ）に実線で示す残留振動Ａは、図２１（ｂ）に示すように吐出パルスＰ３の後に残留振動抑制波形Ｐｓを入れた場合を示している。図２１（ａ）に破線で示す残留振動Ｂは、図２１（ｃ）に示すように吐出パルスＰ３の後に残留振動抑制波形Ｐｓを入れない場合を示している。

この図２１から分かるように、図２０のタイミングで残留振動抑制波形Ｐｓが与えられると残留振動が確実に抑制される。これにより、次の滴吐出までの時間が短くても、残留振動の影響を受けにくくなり、メニスカスが安定した状態で高周波駆動が可能となる。

次に、本実施形態における共通駆動信号と選択信号について図２２も参照して説明する。

選択信号１は、微駆動パルスＰｂのみを選択する信号である。

選択信号２は、吐出パルスＰ３と残留振動抑制波形Ｐｓを選択する信号である。

選択信号３は、吐出パルスＰ１、Ｐ３と残留振動抑制波形Ｐｓを選択する信号である。

選択信号４は、微駆動パルスＰｂ以外すべてのパルスを選択する信号である。

そして、選択信号１〜４の切替えタイミングは共通駆動信号の最後の吐出パルスＰ３と残留振動抑制波形Ｐｓとの間（残留振動抑制波形Ｐｓの直前）としている。

次に、上述した選択信号１〜４による選択によって形成される駆動信号（圧力発生素子に与えられる波形）の異なる例について図２３及び図２４を参照して説明する。図２３は大滴の次に中滴、小滴と印字データが続く場合を、図２４は大滴の次に非印字データが続く場合をそれぞれ示している。

図２３の例では、選択信号の周期Ｔ１では選択信号４（大滴）、周期Ｔ２では選択信号３（中滴）、周期Ｔ３では選択信号Ｔ２（小滴）が選択され、３周期とも吐出パルスＰ３の直後の残留振動抑制波形Ｐｓが選択される。

したがって、次の周期における滴吐出時までに残留振動が抑制され、メニスカスが安定した状態で滴を吐出させることができる。

一方、図２４の例では、選択信号の周期Ｔ１においては選択信号４（大滴）、周期Ｔ２では選択信号１（非印字）、周期Ｔ３では選択信号１（非印字）が選択される。

ここで、非印字の周期Ｔ２に着目すると、残留振動抑制波形Ｐｓは選択されないので、サテライト滴は減速されずに周期Ｔ１で吐出された大滴のドットと近い位置に着弾する。

したがって、媒体上の空白領域でサテライトが目立つことがなく、画質低下を抑制できる。

この場合、残留振動抑制波形Ｐｓを選択しないと吐出パルスＰ３印加後の電位が図１９の電位Ｖｂとなるため、当該周期の駆動信号の最後の電位が次の周期の駆動信号の最初の電位Ｖｏと電位差を持ってしまう。

しかしながら、微駆動パルスＰｂの前後の電位がＶｂに設定されているため、非印字期間では中間電位はＶｂで保持され、波形の途中で矩形状の急激な電圧変化が起こることはない。

したがって、残留振動抑制波形直前の電位は第１実施形態のように必ずしも中間電位（中間電位）である必要はない。

このように、選択信号の切り替えを共通駆動信号の残留振動抑制波形Ｐｓの直前に設定し、吐出パルス選択時には残留振動抑制波形Ｐｓを選択し、非印字時には非選択とすることで、高周波駆動時には残留振動を抑制し、低周波駆動時にはサテライト滴を減速せずに済む。

そして、このような構成とすることで、選択信号の本数を増やす必要がなく、前後のパターンに基づいて信号を選択するといった時系列的な制御も必要としないため、構成や制御が簡単になり、構成や制御の複雑化に伴うコストアップを招くこともない。

次に、本発明の第５実施形態における共通駆動信号について図２５を参照して説明する。図２５は同実施形態における共通駆動信号の説明に供する説明図である。

本実施形態では、吐出パルスＰ３の立ち上がり波形要素による電圧立ち上げ後の保持電位Ｖｄを、共通駆動信号の中間電位（中間電位）Ｖｏよりも大きく（高く）したものである。

このような構成でも前記第４実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

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）
５００ 制御部
５０８ 印刷制御部
７０１ 駆動波形生成部
７０２ データ転送部

Claims (6)

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、
   １駆動周期内で複数の駆動パルスを時系列で含む共通駆動波形を生成し、前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して、滴サイズの異なる滴を形成する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、
   液滴を吐出させる最終の吐出パルスの後に、残留振動を抑制する残留振動抑制波形が配置された前記共通駆動波形を生成し、
   前記駆動パルスを選択する選択信号を前記最終の吐出パルスと前記残留振動抑制波形との間で切替える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動パルスとして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を含み、
   前記微駆動パルスの前後の電位と前記残留振動抑制波形の直前の電位が同じである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記選択信号で、少なくとも第１滴と、前記第１滴より滴サイズの小さな第２滴とを形成する駆動信号を形成する前記駆動パルスを選択し、
   前記第１滴を形成する駆動信号には前記残留振動抑制波形が含まれ、
   前記第２滴を形成する駆動信号には前記残留振動抑制波形が含まない
   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。
4. 前記残留振動抑制波形は、前記個別液室を収縮させた後膨張させるパルスである
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記残留振動抑制波形は、前記個別液室を膨張させた後収縮させるパルスである
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 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、
   １駆動周期内で複数の駆動パルスを時系列で含む共通駆動波形を生成し、前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して、滴サイズの異なる滴を形成する駆動信号を前記圧力発生手段に与え、
   液滴を吐出させる最終の吐出パルスの後に、残留振動を抑制する残留振動抑制波形が配置された前記共通駆動波形を生成し、
   前記駆動パルスを選択する選択信号を前記最終の吐出パルスと前記残留振動抑制波形との間で切替える
   ことを特徴とするヘッド駆動制御方法。

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