JP2016060076A

JP2016060076A - 画像形成装置及びヘッド駆動制御方法

Info

Publication number: JP2016060076A
Application number: JP2014188753A
Authority: JP
Inventors: 尚子北岡; Naoko Kitaoka; 理美荒木; Satomi Araki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2016-04-25
Also published as: US20160075132A1; US9340013B2

Abstract

【課題】隣接クロストークによる着弾位置ずれを低減し、画像品質を向上することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、圧力発生手段が駆動される個別液室と、圧力発生手段が駆動されない個別液室とが隣り合うとき、隣り合う２つの個別液室間では発生するメニスカス振動が逆位相となるヘッドであり、共通駆動波形には、大滴及び中滴の形成に使用される共用吐出パルスＰ３、Ｐ５と、大滴及び中滴のうちの大滴の形成に使用される非共用吐出パルスＰ２、Ｐ４を含み、共用吐出パルスＰ３は、当該共用吐出パルスＰ３の直前に配置されている非共用吐出パルスＰ２とのパルス間隔Ｔｄ２３が、共振と逆の位相の時間領域である。【選択図】図１４

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。

画像形成装置として、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、例えばインクジェット記録装置などが知られている。

ところで、液体吐出ヘッドでは高画質画像を形成するためにノズル密度の高密度化が進んでおり、ノズル間ピッチが狭くなり、各ノズルが通じる個別液室間の隔壁幅が薄くなるなどの傾向にある。

そのため、ノズルから液滴を吐出させるとき、当該ノズルに隣接するノズルが液滴を吐出するノズルであるか、液滴を吐出しないノズルであるかによって、滴速度が変化してしまい、着弾位置がずれる隣接クロストークが発生しやすくなっている。

そこで、従来、隣接するノズル間で駆動周期を異ならせることによって隣接クロストークの影響を低減しようとするものが知られている（特許文献１）。

特許第４９３４９２７号公報

しかしながら、隣接するノズル間で駆動周期を異ならせるのでは駆動周波数が低下して印刷速度が低下し、また、液滴の着弾位置もずれるためにドット間ピッチが増大す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、着弾位置ずれを低減して画像品質を向上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、時系列に、液滴を吐出させる複数の吐出パルスを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以上の前記吐出パルスを選択して前記圧力発生手段に与え、少なくとも２つの異なるサイズの液滴を吐出させるヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、前記圧力発生手段が駆動される前記個別液室と、前記圧力発生手段が駆動されない前記個別液室とが隣り合うとき、隣り合う２つの前記個別液室間では発生するメニスカス振動が逆位相となるヘッドであり、
前記ヘッド駆動制御手段で生成する共通駆動波形には、少なくとも２つのサイズの液滴の形成に使用される共用吐出パルスと、前記２つのサイズの液滴の一方のサイズの液滴の形成に使用される非共用吐出パルスを含み、
前記共用吐出パルスは、当該共用吐出パルスの直前に配置されている前記非共用吐出パルスとのパルス間隔が、共振と逆の位相の時間領域である
構成とした。

本発明によれば、着弾位置ずれを低減して画像品質を向上できる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。同装置の記録ヘッドの一例を示す平面説明図である。同じく記録ヘッドの他の例を示す平面説明図である。記録ヘッドを構成している液体吐出ヘッド（ヘッドチップ）の一例のノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。同じくノズル配列方向（液室短手方向）の異なる例の断面説明図である。同画像形成装置の制御部のブロック説明図である。印刷制御部及びヘッドドライバの一例のブロック説明図である。液室構造の一例と隣接クロストークの関係の説明に供する説明図である。同液室構造における駆動チャンネルと隣接する非駆動チャンネルのメニスカス速度の説明に供する説明図である。液室構造の他の例と隣接クロストークの関係の説明に供する説明図である。同液室構造における駆動チャンネルと隣接する非駆動チャンネルのメニスカス速度の説明に供する説明図である。同液室構造において隣り合うチャンネルから異なる滴サイズの吐出を行うときにパルス間隔Ｔｄだけずれたタイミングで吐出パルスを与えるときの説明に供する説明図である。同じくパルス間隔Ｔｄを変化させたときのパルス間隔Ｔｄ後に吐出パルスが与えられるチャンネルから吐出された液滴の滴速度の変化の一例を説明する説明図である。本発明の第１実施形態における共通駆動波形と大滴吐出駆動波形及び中滴吐出駆動波形の説明に供する説明図である。同実施形態における液体吐出ヘッドの第１例の駆動時の変形を説明する説明図である。同実施形態における液体吐出ヘッドの第２例の駆動時の変形を説明する説明図である。本発明の第２実施形態における共通駆動波形と大滴吐出駆動波形及び小滴吐出駆動波形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波形と中滴吐出駆動波形及び小滴吐出駆動波形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を参照して説明する。図１は同画像形成装置の概略説明図である。

この画像形成装置は、フルライン型インクジェット記録装置であり、装置本体１と乾燥時間を稼ぐ出口ユニット２とを並置している。

この画像形成装置においては、連続紙である被記録媒体１０は、元巻きローラ１１から巻き出され、搬送ローラ１２〜１８によって搬送されて、巻取りローラ２１にて巻き取られる。なお、本発明を適用する画像形成装置で使用する被記録媒体はシート状被記録媒体であってもよい。

この被記録媒体１０は、搬送ローラ１３と搬送ローラ１４との間で、搬送ガイド部材１９上を画像形成部５に対向して搬送され、画像形成部５から吐出される液滴によって画像が形成される。

ここで、画像形成部５には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型記録ヘッド５１Ｋ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「記録ヘッド５１」という。）が配置されている。各記録ヘッド５１は、それぞれ、搬送される被記録媒体１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液滴を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

記録ヘッド５１は、例えば、図２に示すように、１つのフルライン型記録ヘッドであっても良い。また、図３に示すように、複数の短尺ヘッド１００をベース部材５２上に千鳥状に並べてヘッドアレイとすることで媒体幅分のフルライン型記録ヘッドとして構成したものでも良い。また、記録ヘッド５１は、液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに液体供給するヘッドタンクを有する液体吐出ヘッドユニットで構成しているが、これに限るものではなく、液体吐出ヘッド単独の構成でもよい。

次に、記録ヘッドを構成している１つの液体吐出ヘッド（ヘッドチップ）の一例について図４及び図５を参照して説明する。図４は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図５は同じくノズル配列方向（液室短手方向）の異なる例の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０１と、流路板１０２と、壁面部材である振動板部材１０３とを積層接合している。そして、振動板部材１０３を変位させる圧電アクチュエータ１１１と、共通流路部材としてフレーム部材１２０とを備えている。

これにより、液滴を吐出する複数のノズル１０４に通じる個別液室（圧力室、加圧室などとも称される。）１０６、個別液室１０６に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路１０７と、液体供給路１０７に通じる液導入部１０８とを形成している。隣り合う個別液室１０６はノズル配列方向で隔壁１０６Ａによって隔てられている。

ここで、個別液室１０６は、１枚の板状の流路板１０２の貫通穴１０２ａの両側をノズル板１０１と振動板部材１０３で閉じることで形成されている。

そして、フレーム部材１２０の共通流路としての共通液室１１０から振動板部材１０３に形成したフィルタ部１０９を通じて、液導入部１０８、液体供給路１０７を経て複数の個別液室１０６に液体を供給する。

圧電アクチュエータ１１１は、振動板部材１０３の個別液室１０６の壁面を形成する変形可能な振動領域１３０を挟んで、個別液室１０６とは反対側に配置されている。

この圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に接合した複数の積層型圧電部材１１２を有し、圧電部材１１２にはハーフカットダイシングによる溝加工によって、１つの圧電部材１１２に対して所要数の柱状圧電素子（圧電柱）１１２Ａを所定の間隔で櫛歯状に形成している。

そして、圧電柱１１２Ａを振動板部材１０３の振動領域１３０に形成した島状の凸部１０３ａに接合している。ここでは、図５（ａ）に示すように、隣り合う圧電柱１１２Ａを順次隣り合う個別液室１０６の振動領域１３０に接合するノーマルピッチ構造としている。

なお、図５（ｂ）に示すように、隣り合う圧電柱１１２Ａ、１１２Ａの一方を支柱１１２Ｂとして、支柱１１２Ｂを個別液室間の隔壁１０６Ａに対応する凸部１０３ｂに接合するバイピッチ構造とすることもできる。

すなわち、個別液室間隔壁に対応して支柱を配置するバイピッチ（倍ピッチ）構造とすることで、隣接するクロストークを低減することができる。しかしながら、バイピッチ構造では、ノズルピッチに対して倍の密度で圧電柱を配置する必要があり、非常に高い加工精度での加工を必要とし、また、圧電柱の幅が狭くなってパワーが不足するなどする。

これに対し、個別液室間隔壁に対応して支柱を配置しないノーマルピッチ構造では、圧電柱の加工精度の問題が半減するものの、隣接クロストークが大幅に増大する。そこで、後述するように、本発明を適用することで、隣接クロストークによる速度低下（着弾ズレ）を大幅に低減することが可能となり、画質を低下させることなく小型化・高集積化・簡略化が可能となる。

図４及び図５に戻って、圧電部材１１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、駆動柱１１２Ａの外部電極に駆動信号を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ１１５が接続されている。

フレーム部材１２０は、例えばエポキシ系樹脂或いは熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイト等で射出成形により形成し、図示しないヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１１０が形成されている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電柱１１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電柱１１２Ａが収縮し、振動板部材１０３の振動領域１３０が下降して個別液室１０６の容積が膨張することで、個別液室１０６内に液体が流入する。

その後、圧電柱１１２Ａに印加する電圧を上げて圧電柱１１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材１０３の振動領域１３０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内の液体が加圧され、ノズル１０４から液滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電柱１１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材１０３の振動領域１３０が初期位置に復元し、個別液室１０６が膨張して負圧が発生するので、共通液室１１０から液体供給路１０７を通じて個別液室１０６内に液体が充填される。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なうこともできる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図６を参照して説明する。なお、図６は同制御部のブロック説明図である。

この制御部は、この画像形成装置全体の制御を司る本発明におけるヘッド駆動制御手段を兼ねるマイクロコンピュータ、画像メモリ、通信インタフェースなどで構成した主制御部（システムコントローラ）５０１を備えている。主制御部５０１は、外部の情報処理装置（ホスト側）などから転送される画像データ及び各種コマンド情報に基づいて用紙に画像を形成するために、印刷制御部５０２に印刷用データを送出する。

印刷制御部５０２は、主制御部５０１から受領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５０３に出力する。また、印刷制御部５０２は、ＲＯＭに格納されている共通駆動波形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、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信号（共通駆動波形Ｖｃｏｍ）をヘッドドライバ５０３に対して出力する。

ヘッドドライバ５０３は、シリアルに入力される１つの記録ヘッド５１に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０２から与えられる共通駆動波形Ｖｃｏｍを構成する駆動パルスを選択して圧力発生手段としての圧電部材１１２に対して与え液滴を吐出させる。このとき、共通駆動波形Ｖｃｏｍを構成する駆動パルスの一部又は全部或いは駆動パルスを形成する波形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。

また、主制御部５０１は、モータドライバ５０４を介して、元巻きローラ１１、搬送ローラ１２〜１８、巻取りローラ２１などの各ローラ類５１０を駆動制御する。

また、主制御部５０１には各種センサからなるセンサ群５０６からの検出信号が入力され、また、操作部５０７との間で各種情報の入出力及び表示情報のやり取りを行う。

次に、印刷制御部５０２及びヘッドドライバ５０３の一例について図７のブロック説明図を参照して説明する。

印刷制御部５０２は、共通駆動波形Ｖｃｏｍを生成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）、共通駆動波形Ｖｃｏｍを構成する駆動パルスを選択する選択信号０〜３を出力するデータ転送部７０２を備えている。

ここで、駆動波形生成部７０１からは、１印刷周期（１駆動周期）内に液滴を吐出させる複数の駆動パルス（これを「吐出パルス」という。）が時系列で配置された共通駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力される。

なお、選択信号０〜３は、ヘッドドライバ５０３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信号である。共通駆動波形Ｖｃｏｍの印刷周期に合わせて選択すべきパルス（又は波形要素）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５０３は、シフトレジスタ７１１と、ラッチ回路７１２と、デコーダ７１３と、レベルシフタ７１４と、アナログスイッチ７１５とを備えている。

シフトレジスタ７１１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。ラッチ回路７１２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。デコーダ７１３は、階調データと選択信号０〜７をデコードして結果を出力する。レベルシフタ７１４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。アナログスイッチ７１５は、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。

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からの共通駆動波形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０〜３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、共通駆動波形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の圧電柱１１２Ａに印加される。

次に、液室構造と隣接クロストークの関係について説明する。なお、説明上、ヘッドの各部については前記図４及び図５と同じ符号を使用する。

本願においては、１つのノズル、個別液室及び圧力発生手段で構成される部分を「チャンネル」という。また、圧力発生手段を駆動してノズルから液滴を吐出させる個別液室を「駆動個別液室」といい、液滴を吐出させるノズル及びこれに対応する各部を「駆動チャンネル」という。また、圧力発生手段を駆動しないでノズルから液滴を吐出させない個別液室を「非駆動個別液室」といい、あるいは液滴を吐出させないノズル及びこれに対応する各部を「非駆動チャンネル」という。また、圧力発生手段を駆動してノズルから液滴を吐出させることを、「ノズルを駆動する」、「個別液室（又は液室）を駆動する」、或いは「チャンネルを駆動する」などともいう。

まず、図８及び図９を参照して、液室構造の一例と隣接チャンネルのメニスカス振動の関係について説明する。

図８に示す液室構造は、流路板１０２として、シリコン基板や金属部材をハーフエッチングして個別流路１０６となる凹部を形成した部材を使用している。そして、圧電柱１１２Ａはバイピッチ構造で配置している。

このような液室構造にあっては、流路板１０２のノズル板１０１と接合側部分の剛性が高く、流路板１０２自体が変形しにくい。

そのため、隣り合う個別液室１０６には、隔壁１０６Ａの変形や振動板部材１０３（圧電柱１１２Ａ）の変形や引張りによるクロストーク振動が伝わることになる。

したがって、例えば図９（ａ）に示すように、駆動個別液室１０６の圧力発生手段に駆動パルス（吐出パルス）を与えると、図８に示すように、駆動個別液室１０６が膨張して圧力が減少（低下）するとき、隣り合う非駆動個別液室１０６も膨張して圧力減少が生じる。そして、駆動個別液室１０６が収縮して圧力が増加するとき、非駆動個別液室１０６にも圧力増加が生じる。

なお、吐出パルスは、基本的に、図９（ａ）に示すように、基準電位から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）ａと、個別液室１０６の膨張状態の電位を保持する保持波形要素ｂと、保持電位から立ち上がって個別液室１０６を膨張状態から収縮状態に移行させる収縮波形要素（押し込み波形要素）ｃとで構成される。

したがって、図９（ｂ）に示すように、駆動個別液室１０６（駆動チャンネル）で生じるメニスカス振動と同位相のメニスカス振動が隣り合う非駆動個別液室１０６（非駆動チャンネル）に発生する。なお、図９（ｂ）ではメニスカス速度で示している。

次に、図１０及び図１１を参照して、液室構造の他の例と隣接チャンネルのメニスカス振動の関係について説明する。

図１０に示す液室構造では、流路板１０２に個別液室１０６を形成する貫通穴を形成する構成であるため、流路板１０２がノズル板１０１を伴って変形しやすくなる。

したがって、例えば図１１（ａ）に示すように、駆動個別液室１０６の圧力発生手段に駆動パルス（吐出パルス）を与えると、図１０に示すように、駆動個別液室１０６が膨張して圧力が減少するとき、隣り合う非駆動個別液室１０６は流路板１０２及びノズル板１０１の変形によって容積が減少するので、圧力上昇が生じる。そして、駆動個別液室１０６が収縮して圧力が増加するとき、非駆動個別液室１０６の容積が元も戻ることで圧力減少が生じる。

したがって、図１１（ｂ）に示すように、駆動個別液室１０６（駆動チャンネル）で生じるメニスカス振動と逆位相のメニスカス振動が隣り合う非駆動個別液室１０６（非駆動チャンネル）に発生する。なお、図１１（ｂ）でもメニスカス速度で示している。

次に、隣り合うノズルから異なるサイズの液滴を吐出させるときのパルス間隔と滴速度の関係の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。

図１２に示すように、隣り合う２つの個別液室を液室Ａ、液室Ｂとし、液室Ｂの圧力発生手段に吐出パルスを与えた後、液室Ａの圧力発生手段に吐出パルスを与えるとする。ここで、液室Ｂの圧力発生手段に与える吐出パルスと液室Ａの圧力発生手段に与える吐出パルスとのパルス間隔をパルス間隔Ｔｄとする。

このとき、図１３に示すように、パルス間隔Ｔｄによって液室Ａのノズルから吐出される液滴の滴速度Ｖｊが変動する。すなわち、時系列的に前で駆動された液室Ｂからのクロストークにより、液室Ａには液室Ｂと逆位相のメニスカス振動が発生し、液室Ａのノズルから吐出される液滴の滴速度Ｖｊを変化させる。

ここで、液室Ａで発生するクロストークによるメニスカス振動に対して液室Ａの圧力発生手段に与える吐出パルスを共振タイミング領域で駆動する。これにより、液室Ａのノズルから吐出させる液滴の滴速度Ｖｊをクロストークがない状態と同等もしくは、それより高速になる吐出状態を確保でき、着弾位置ズレ量を低減させることができる。

次に、本発明の第１実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同実施形態における共通駆動波形と大滴吐出駆動波形及び中滴吐出駆動波形の説明図である。

本実施形態における液体吐出ヘッドは、上述したように、液滴を吐出させる駆動個別液室に隣り合う非駆動個別液室で逆位相のメニスカス振動が発生するヘッドである。つまり、駆動個別液室で、膨張→収縮という動作をさせると、隣り合う非駆動個別液室で収縮→膨張というメニスカス振動が発生するヘッドである。

共通駆動波形（共通駆動信号）Ｖｃｏｍは、図１４（ａ）に示すように、１駆動周期（１印刷周期）内で、時系列で、液滴を吐出させる吐出パルスＰ１〜Ｐ５を含む波形である。なお、吐出パルスＰ５には残留振動抑制波形Ｐａを含んでいる。

吐出パルスＰ１〜Ｐ５は、いずれも、基本的には、個別液室１０６の容積を膨張させる膨張波形要素と、膨張波形要素で膨張された状態を保持する保持波形要素と、保持波形要素で保持された状態から個別液室１０６の容積を収縮させる収縮波形要素とを含む波形である。

そして、大きなサイズの液滴（大滴）を吐出させる大滴吐出駆動波形は、図９（ｂ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ１〜Ｐ５をすべて選択して形成する。

また、大滴よりも小さなサイズ（ここでは、中滴）を吐出させる中滴吐出駆動波形は、図９（ｃ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ３、Ｐ５を選択して形成する。

したがって、大滴及び中滴の２つの異なるサイズの液滴の吐出において、共通駆動波形Ｖｃｏｍの吐出パルスＰ１〜Ｐ５のうち、吐出パルスＰ３、Ｐ５は、大滴及び中滴の２つの異なるサイズの液滴の形成（吐出）に使用される共用吐出パルスとなり、吐出パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ４は、一方のサイズである大滴の形成（吐出）でのみ使用される非共用吐出パルスとなる。

このようにして、中滴の１番目の吐出パルスＰ３（共用吐出パルス）の直前には、大滴の２番目の吐出パルスＰ２（非共用吐出パルス）が配置される。また、中滴の２番目の吐出パルスＰ５（共用吐出パルス）の直前には、大滴の４番目の吐出パルスＰ４（非共用吐出パルス）が配置されることになる。

ここで、共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ３は、吐出パルスＰ３の直前に配置された非共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ２とのパルス間隔Ｔｄ２３が、共振と逆位相の時間領域である。

同様に、共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ５は、吐出パルスＰ５の直前に配置された非共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ４とのパルス間隔Ｔｄ４５が、共振と逆位相の時間領域である。

なお、パルス間隔Ｔｄとは、吐出パルスの膨張→収縮工程における吐出を伴う収縮工程（収縮波形要素ｃ）の中間点同士の時間である。

つまり、吐出パルスＰ３（共用吐出パルス）と直前の吐出パルスＰ２（非共用吐出パルス）とのパルス間隔Ｔｄ２３は、吐出パルスＰ２による駆動によって駆動個別液室に生じるメススカス振動と、駆動個別液室に隣り合う非駆動個別液室に生じるメニスカス振動とが、共振の位相の時間領域となる関係である。

同様に、吐出パルスＰ５（共用吐出パルス）と直前の吐出パルスＰ４（非共用吐出パルス）とのパルス間隔Ｔｄ４５は、吐出パルスＰ４による駆動によって駆動個別液室に生じるメススカス振動と、駆動個別液室に隣り合う非駆動個別液室に生じるメニスカス振動とが、共振の位相の時間領域となる関係である。

このように、共用吐出パルスは、当該共用吐出パルスの直前に配置された非共用吐出パルスとのパルス間隔が、共振と逆位相の時間領域である。

ここで、本実施形態における液体吐出ヘッドの異なる例について図１５及び図１６を参照して説明する。

図１５の第１例は流路板１０２に個別流路を形成する貫通穴を形成したバイピッチ構造のヘッドである。図１６の第２例は流路板１０２に個別流路を形成する貫通穴を形成したノーマルピッチ構造のヘッドである。

これらの液体吐出ヘッドは、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）にも示すように、液滴を吐出させるとき、駆動個別液室の容積を膨張させると、ノズル板を含む流路部材ごと変形するため、隣り合う非駆動個別液室にはノズル板の変形により液室体積が縮小するクロストークが発生する。

すなわち、駆動している個別液室（駆動個別液室）で発生するメニスカス振動と隣接する駆動していない個別液室（非駆動個別液室）で発生するメニスカス振動とは逆の位相の関係となる。

一方、従前のように、駆動している個別液室（駆動個別液室）で発生するメニスカス振動と隣接する駆動していない個別液室（非駆動個別液室）で発生するメニスカス振動とが同じ位相になる場合には、上述したパルス間隔Ｔｄを共振の時間領域とすることでクロストークによる吐出速度（滴速度Ｖｊ）の低下を回避できる。

しかしながら、上述したように、駆動個別液室とこれに隣り合う非駆動個別液室で逆位相のクロストークのメニスカス振動が発生するヘッドでは、パルス間隔を共振の時間領域としてもクロストークによる吐出速度の低下を回避できない。

そこで、本実施形態のように、駆動個別液室とこれに隣り合う非駆動個別液室で逆位相のクロストークのメニスカス振動が発生するヘッドでは、パルス間隔を逆位相の時間領域とすることでクロストークによる吐出速度の低下を回避できるようになる。

また、本実施形態では、吐出パルスＰ３（共用吐出パルス）の前に、連続して選択される２つの吐出パルスＰ１、Ｐ２（非共用吐出パルス）が配置されている。この２つの吐出パルスＰ１、Ｐ２（非共用吐出パルス）のパルス間隔は、共振の時間領域である。また、吐出パルスＰ３と吐出パルスＰ４のパルス間隔も、共振の時間領域である。

すなわち、共用吐出パルスの前に、共振周期をＴｃとするとき、（１Ｔｃ±１／４）の時間内で連続して選択される、２つの非共用吐出パルスが配置されている。

このように大滴の形成に使用する吐出パルスのパルス間隔を、共振の時間領域とすることにより、隣接する個別液室に発生させるクロストークによるメニスカス振動の振幅を、単パルスで発生するメニスカス振動や、２パルスでも共振の時間領域外で連続駆動された場合に発生するメニスカス振動よりも大幅に増大させることができる。大滴の形成に使用する吐出パルスを共振の時間内に配置することで、大滴を吐出させる上で各種メリットを得ることができる。

一方、複数の吐出パルスを有する駆動波形に使用し、滴サイズの大きな吐出（多数の吐出パルスを連続した与える吐出）を行う場合、すべてのパルス間隔を共振の逆位相とすると、次のような不都合が生じる。

すなわち、共振の効果を使用しないために吐出効率が悪い時間領域となるため、目的とする滴速度Ｖｊを得るために、大きな電位差を有する（大きな膨張、収縮を生じさせる）吐出パルスとしなければならない。

また、紙面着弾前に全滴をマージさせる必要があるが、使用可能電圧範囲がある場合は、前滴群に追いつくほどの高速滴を吐出するのが困難になり、マージ不良が発生して、スジ画像が多発したりする。

また、高周波駆動時の前半滴群の周波数変動により後続滴群が追いつかなくなり、マージ不良が発生したりする。

そのため、大滴などの複数の滴を吐出させる吐出パルスのパルス間隔をすべて共振の逆位相とすることは、吐出効率の大幅な低下やマージ不良を発生することになる。

そこで、上述したように連続して選択される非共用吐出パルス（連続共振非共用吐出パルス）の時系列で最後の非吐出共用パルスと直後の共用吐出パルスとを、共振の逆位相となる時間領域（ｎ×Ｔｃ±１／４）とすることで、隣接個別液室へのクロストークによる吐出速度低下を低減することができる。

また、連続共振非共用吐出パルスの時系列で最後の非共用吐出パルスの直後に、共振の逆位相の共用吐出パルスを与えることで、隣接個別液室へのクロストーク低減のみならず、連続共振共用非吐出パルスで駆動したときの個別液室内のメニスカス振動も制振させることが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について図１７を参照して説明する。図１７は同実施形態における共通駆動波形と大滴吐出駆動波形及び小滴吐出駆動波形の説明図である。

共通駆動波形（共通駆動信号）Ｖｃｏｍは、図１７（ａ）に示すように、１駆動周期（１印刷周期）内で、時系列で、液滴を吐出させる吐出パルスＰ１〜Ｐ５を含む波形である。なお、吐出パルスＰ５には残留振動抑制波形Ｐａを含んでいる。

そして、大きなサイズの液滴（大滴）を吐出させる大滴吐出駆動波形は、図１７（ｂ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ１〜Ｐ５をすべて選択して形成する。

また、大滴よりも小さなサイズ（ここでは、小滴）を吐出させる小滴吐出駆動波形は、図１７（ｃ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ５を選択して形成する。

したがって、大滴及び小滴の２つの異なるサイズの液滴の吐出において、共通駆動波形Ｖｃｏｍの吐出パルスＰ１〜Ｐ５のうち、吐出パルスＰ５は、大滴及び小滴の２つの異なるサイズの液滴の形成（吐出）に使用される共用吐出パルスとなり、吐出パルスＰ１〜Ｐ４は、一方のサイズである大滴の形成（吐出）でのみ使用される非共用吐出パルスとなる。

このようにして、小滴の吐出パルスＰ５（共用吐出パルス）の直前には、大滴の４番目の吐出パルスＰ４（非共用吐出パルス）が配置される。

ここで、共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ５と、吐出パルスＰ５の直前に配置された非共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ４とのパルス間隔Ｔｄ４５は、共振と逆位相の時間領域である。

これにより、大滴及び小滴の関係において、前記第１実施形態と同様に、駆動個別液室とこれに隣り合う非駆動個別液室で逆位相のクロストークのメニスカス振動が発生するヘッドでも、パルス間隔を逆位相とすることでクロストークによる吐出速度の低下を回避できるようになる。

次に、本発明の第３実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は同実施形態における共通駆動波形と中滴吐出駆動波形及び小滴吐出駆動波形の説明図である。

共通駆動波形（共通駆動信号）Ｖｃｏｍは、図１８（ａ）に示すように、１駆動周期（１印刷周期）内で、時系列で、液滴を吐出させる吐出パルスＰ１〜Ｐ５を含む波形である。なお、吐出パルスＰ５には残留振動抑制波形Ｐａを含んでいる。

そして、大きなサイズの液滴（ここでは、中滴）を吐出させる中滴吐出駆動波形は、図１８（ｂ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ３、Ｐ５を選択して形成する。

また、中滴よりも小さなサイズ（ここでは、小滴）を吐出させる小滴吐出駆動波形は、図１８（ｃ）に示すように、選択信号によって吐出パルスＰ５を選択して形成する。

したがって、中滴及び小滴の２つの異なるサイズの液滴の吐出において、共通駆動波形Ｖｃｏｍの吐出パルスＰ３、Ｐ５のうち、吐出パルスＰ５は、中滴及び小滴の２つの異なるサイズの液滴の形成（吐出）に使用される共用吐出パルスとなり、吐出パルスＰ３は、一方のサイズである中滴の形成（吐出）でのみ使用される非共用吐出パルスとなる。

このようにして、小滴の吐出パルスＰ５（共用吐出パルス）の直前には、中滴の１番目の吐出パルスＰ３（非共用吐出パルス）が配置される。

ここで、共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ５と、吐出パルスＰ５の直前に配置された非共用吐出パルスとなる吐出パルスＰ３とのパルス間隔Ｔｄ３５は、共振と逆位相の時間領域である。

これにより、中滴及び小滴の関係において、前記第１実施形態と同様に、駆動個別液室とこれに隣り合う非駆動個別液室で逆位相のクロストークのメニスカス振動が発生するヘッドでも、パルス間隔を逆位相とすることでクロストークによる吐出速度の低下を回避できるようになる。

なお、本願において、用紙、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などは同義とし、同様に、画像形成、記録、印字、印写、印刷は同義とする。

また、「画像形成装置」は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、「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。

１０連続した被記録媒体
５１記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
５００制御部
５０２印刷制御部
５０３ヘッドドライバ
７０１駆動波形生成部
７０２データ転送部

Claims

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、時系列に、液滴を吐出させる複数の吐出パルスを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以上の前記吐出パルスを選択して前記圧力発生手段に与え、少なくとも２つの異なるサイズの液滴を吐出させるヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、前記圧力発生手段が駆動される前記個別液室と、前記圧力発生手段が駆動されない前記個別液室とが隣り合うとき、隣り合う２つの前記個別液室間では発生するメニスカス振動が逆位相となるヘッドであり、
前記ヘッド駆動制御手段で生成する共通駆動波形には、少なくとも２つのサイズの液滴の形成に使用される共用吐出パルスと、前記２つのサイズの液滴の一方のサイズの液滴の形成に使用される非共用吐出パルスを含み、
前記共用吐出パルスは、当該共用吐出パルスの直前に配置されている前記非共用吐出パルスとのパルス間隔が、共振と逆の位相の時間領域である
ことを特徴とする画像形成装置。
前記共用吐出パルス及び前記非共用吐出パルスは、前記個別液室を膨張状態から収縮状態に移行させて前記液滴を吐出させる収縮波形要素を含み、
前記パルス間隔は、前記収縮波形要素の中間点同士の時間である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記液体吐出ヘッドは、
前記ノズルを形成するノズル板と、
前記個別液室を形成する１枚の板状の流路板と、
前記個別液室の壁面を形成する壁面部材と、を有し、
前記流路部材には、前記個別液室を形成する貫通穴が設けられている
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。
前記共用吐出パルスの前に、共振周期をＴｃとするとき、（１Ｔｃ±１／４）の時間内で連続して選択される、２つの前記非共用吐出パルスが配置されている
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。
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、を有し、
前記圧力発生手段が駆動される前記個別液室と、前記圧力発生手段が駆動されない前記個別液室とが隣り合うとき、前記隣り合う２つの前記個別液室間では発生するメニスカス振動が逆位相とな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、時系列に、液滴を吐出させる複数の吐出パルスを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以上の前記吐出パルスを選択して前記圧力発生手段に与え、少なくとも２つの異なるサイズの液滴を吐出させ、
前記共通駆動波形には、少なくとも２つのサイズの液滴の形成に使用される共用吐出パルスと、前記２つのサイズの液滴の一方のサイズの液滴の形成に使用される非共用吐出パルスを含み、
前記共用吐出パルスは、当該共用吐出パルスの直前に配置されている前記非共用吐出パルスとのパルス間隔が、共振と逆の位相の時間領域である
ことを特徴とするヘッド駆動制御方法。