JP2016088058A - 液滴吐出制御装置、画像形成装置及び液滴吐出制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルが配列されたインクジェットプリンタにおいて、隣接するノズルの影響によるインクの吐出特性の変動を抑制することができる液滴吐出制御装置を提供する。
【解決手段】複数のノズルより同時にインクを吐出する記録ヘッドを制御する液滴吐出制御装置であって、１回の吐出において複数のノズルから吐出されるインクに対応する画素を示す画像情報を取得するシフトレジスタ３２１と、記録ヘッドを制御してインクを吐出させるアナログスイッチ３２５と、複数のノズルのうち隣接するノズルからのインクの吐出有無を解析する孤立駆動ノズル数カウンタ７０等の吐出解析部と、隣接する吐出口からのインクの吐出有無の解析結果に基づき、ノズルの駆動タイミングを調整するセレクタ７２とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴吐出制御装置、画像形成装置及び液滴吐出制御方法に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。インクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルを含む記録ヘッドが記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像形成を実行する。

記録ヘッドにおいてインクの吐出を制御する態様として、インク液室に設けられたアクチュエータに駆動信号を印加して圧力を発生させるアクチュエータ方式が知られている。アクチュエータ方式には、アクチュエータの種類により圧電素子方式、静電方式等が用いられる。

このようなインクジェットプリンタにおけるインクの吐出制御においては、意図した画像を形成するために意図したタイミング及び意図した飛翔速度でインクを吐出することにより、意図した位置にインクを着弾させる必要がある。即ち、ノズルからのインクの吐出特性を意図した通りに制御する必要がある。このような必要性に対して、一度に駆動するノズル数が増加することにより駆動信号の位相遅れが発生する課題を解決するため、駆動されるノズルの数に応じて駆動信号の印加タイミングを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された方法は、駆動するノズルの数が増えることにより、駆動信号にオーバーシュートやアンダーシュートが発生することによる弊害を解決するものである。これに対して、ノズルからのインクの吐出特性が変化する要因として、隣接するノズルがインクを吐出することによって生じる振動による影響がある。即ち、ノズルからのインクの吐出特性は、隣接するノズルからのインクの吐出の有無によって変化する可能性がある。

本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、複数のノズルが配列されたインクジェットプリンタにおいて、隣接するノズルの影響によるインクの吐出特性の変動を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、液滴を吐出することにより画像を形成する画像形成装置において複数の吐出口より同時にインクを吐出する液滴吐出部を制御する液滴吐出制御装置であって、１回の吐出において前記複数の吐出口から吐出されるインクに対応する画素を示す画像情報を取得する画像情報取得部と、前記画像情報に基づいて前記液滴吐出部を駆動してインクを吐出させる吐出駆動部と、前記画像情報に基づき、前記複数の吐出口のうち隣接する吐出口からのインクの吐出有無を解析する吐出解析部と、前記隣接する吐出口からのインクの吐出有無の解析結果に基づき、前記吐出駆動部による前記液滴吐出部の駆動タイミングを調整するタイミング調整部とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、複数のノズルが配列されたインクジェットプリンタにおいて、隣接するノズルの影響によるインクの吐出特性の変動を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の一部の機械的構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドを模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態に係るヘッドドライバの駆動信号を示す図である。 本発明の実施形態に係るヘッドドライバの駆動信号を示す図である。 本発明の実施形態に係るヘッドドライバの機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る孤立駆動ノズル数カウンタによるカウント態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るセレクタの入出力信号を示す図である。 本発明の実施形態に係るカウント結果選択テーブルを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る駆動ノズルの隣接態様の解析方法を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、インクジェット方式を採用する画像形成装置において、インクを吐出するノズルの駆動制御を特徴として説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１全体の機能構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、情報処理装置から入力された画像データに従って画像形成出力を実行する。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ１００、操作パネル３０、キャリッジ１１、主走査モータ１４、副走査モータ１６、搬送ベルト１７及び帯電ローラ１９を含む。

操作パネル３０は、画像形成装置１に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。キャリッジ１１には、インクを吐出する液滴吐出部である記録ヘッド１３及び記録ヘッド１３を駆動するヘッドドライバ１２が搭載されている。そして、キャリッジ１１が搬送ベルト１７によって搬送される用紙Ｓに対して、用紙Ｓの搬送方向である副走査方向と直角な方向である主走査方向に動かされることにより、用紙Ｓの前面に対してインクを吐出して画像形成出力を行う。

また、キャリッジ１１には、エンコーダシート１０に記された目印を読み取ることにより、キャリッジ１１の位置を検知するためのセンサ６８が搭載されている。本実施形態に係るエンコーダシート１０には１ドット刻みでマーカーが記されている。センサ６８がこのマーカーを読み取ることにより、キャリッジ１１が１ドット分動いたことを検知することが出来る。

主走査モータ１４は、キャリッジ１１を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１６は、画像の出力対象である用紙Ｓを搬送する搬送ベルト１７に動力を供給するモータである。主走査モータ１４及び副走査モータ１６の回転は、夫々エンコーダセンサ１５及びエンコーダセンサ１８によって検知され、その検知信号がコントローラ１００に入力される。帯電ローラ１９は、搬送ベルト１７を帯電させることにより、画像の出力対象である用紙Ｓを搬送ベルト１７に吸着させるための静電力を発生させる。

コントローラ１００は、画像形成装置１の動作を制御する制御部であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１０４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０５、ホストＩ／Ｆ１０６、印刷制御部１０７、モータ駆動部１０８、ＡＣバイアス供給部１０９及びＩ／Ｏ１１０を含む。

ＣＰＵ１０１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１０２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１０３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１０４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。

ＡＳＩＣ１０５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１０６は、画像形成装置１が情報処理装置から画像データを受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。Ｉ／Ｏ１１０は、エンコーダセンサ１５、１８等の各種センサからの検出信号をコントローラ１００に入力するためのポートである。

印刷制御部１０７は、キャリッジ１１に含まれる記録ヘッド１３を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む。モータ駆動部１０８は、主走査モータ１４及び副走査モータ１６を駆動する。ＡＣバイアス供給部１０９は、帯電ローラ１９にＡＣバイアスを供給する。

情報処理装置から入力される画像データは、上述したように、コントローラ１００においてホストＩ／Ｆ１０６に入力され、ホストＩ／Ｆ内の受信バッファに格納される。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ホストＩ／Ｆ１０６に含まれる受信バッファ内の画像データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１０５を制御して必要な画像処理、データの並び替え処理等を行なう。その後、ＣＰＵ１０１は、印刷制御部１０７を制御することにより、ＡＳＩＣ１０５において処理された画像データを、印字データとしてヘッドドライバ１２に転送する。

印刷制御部１０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ１２に転送するとともに、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、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ１２に出力する。また、印刷制御部１０７は、ＲＯＭ１０２に格納されている駆動信号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４０１及びヘッドドライバ１２に与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ１２に対して出力する。

ヘッドドライバ１２は、シリアルに入力される画像データに基づき、印刷制御部１０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を、記録ヘッド１３から液滴を吐出させるためのエネルギーを発生する駆動素子に対して選択的に印加することで記録ヘッド１３を駆動する。即ち、ヘッドドライバ１２が液滴吐出制御装置として機能する。このとき、ヘッドドライバ１２は、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）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、ＣＰＵ１０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ１５からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ１４に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部１０８を介して主走査モータ１４を駆動する。同様に、ＣＰＵ１０１は、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ１８からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ１６に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部１０８を介しモータドライバを介して副走査モータ１６を駆動する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１における画像形成出力機構の機械的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成出力機構の機械的な構成を上面から見た状態を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成出力機構において、記録媒体である用紙Ｓは副走査モータ１６によって駆動される搬送ローラ２２と搬送ローラ２２に従動して動作するテンションローラ２３にかけ渡された搬送ベルト１７によって搬送される。この搬送方向が副走査方向である。また、副走査モータ１６、搬送ローラ２２、副走査モータ１６および搬送ローラ２２を連結するタイミングベルトおよび搬送ベルト１７が、用紙Ｓを搬送するための搬送機構である。

インクジェット方式の画像形成装置に用いられるプリントヘッドはキャリッジ１１に取り付けられている。このキャリッジ１１は、主走査モータ１４を駆動することで駆動プーリ２４、従動プーリ２７、タイミングベルト２５によって用紙搬送方向とは直角な方向にガイドロッド２６上を往復移動する。

また、キャリッジ１１にはインクカートリッジ２９からプリントヘッドにインクを供給するためのインクチューブ２８が接続されている。シリアル方式のインクジェットプリンタは、このキャリッジ１１の走査と用紙Ｓの搬送とを繰り返すことで、用紙全面への印刷を行う。

主走査モータ１４は、キャリッジ１１を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１６は、画像の出力対象である用紙Ｓを搬送する搬送ベルト１７に動力を供給するモータである。主走査モータ１４及び副走査モータ１６の回転は、夫々エンコーダセンサ１５及びエンコーダセンサ１８によって検知され、その検知信号がコントローラ１００に入力される。帯電ローラ１９は、搬送ベルト１７を帯電させることにより、画像の出力対象である用紙Ｓを搬送ベルト１７に吸着させるための静電力を発生させる。

ここで、キャリッジ１１における記録ヘッド１３の構成について説明する。図３は、本実施形態におけるキャリッジ１１における記録ヘッド１３の構成を模式的に示す図である。図３に示すように、本実施形態に係るキャリッジ１１には、記録ヘッド１３として、ＣＭＹＫ（Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，ｂｌａｃＫ）夫々の色毎に、記録ヘッド１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが搭載されている。

図４（ａ）は、図５の切断線ＡＡにおける断面図であり、図４（ｂ）は、図３の切断線ＢＢにおける断面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド１３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２３１と、この流路板２３１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２３２と、流路板２３１の上面に接合したノズル板２３３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出する吐出口であるノズル２３４が連通する流路であるノズル連通路２３５及び圧力発生室である液室２３６、液室２３６に流体抵抗部（供給路）２３７を通じてインクを供給するための共通液室２３８に連通するインク供給口２３９などを形成している。

また、振動板２３２を変形させて液室２３６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列の積層型圧電素子２４１と、この圧電素子２４１を接合固定するベース基板２４２とを備えている。なお、圧電素子２４１の間には支柱部２４３を設けている。この支柱部２４３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子２４１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。

さらに、圧電素子２４１には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル２４４を接続している。そして、振動板２３２の周縁部をフレーム部材２４５に接合し、このフレーム部材２４５には、圧電素子２４１及びベース基板２４２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２４６及び共通液室２３８となる凹部、この共通液室２３８に外部からインクを供給するためのインク供給穴２４７を形成している。

ノズル板２３３は各液室２３６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル２３４を形成し、流路板２３１に接着剤接合している。このノズル板２３３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２４１は、圧電材料２４８と内部電極２４９とを交互に積層した積層型圧電素子であり、ここではＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）素子である。この圧電素子２４１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極２４９には個別電極２５０及び共通電極２５１が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子２４１の圧電方向として、図面上方への変位を用いて液室２３６内インクを加圧する構成としている。また、１つの基板２４２に１列の圧電素子２４１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においては、例えば圧電素子２４１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素子２４１が収縮し、振動板２３２が下降して液室２３６の容積が膨張することで、液室２３６内にインクが流入し、その後圧電素子２４１に印加する電圧を上げて圧電素子２４１を積層方向に伸長させ、振動板２３２をノズル２３４方向に変形させて液室２３６の容積／体積を収縮させることにより、液室２３６内の記録液が加圧され、ノズル２３４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子２４１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板２３２が初期位置に復元し、液室２３６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室２３８から液室２３６内に記録液が充填される。そこで、ノズル２３４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、駆動波形の一例について図５及び図６を参照して説明する。駆動波形生成部４０１からは１印刷周期（１駆動周期）内に、図５に示すように、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、８個の駆動パルスＰ１ないしＰ８からなる駆動信号（以降、共通駆動波形とする）を生成して出力する。１印刷周期は、最大の駆動周波数により決まる。一方、後述する滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって使用する駆動パルスを選択する。

滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって、小滴（小ドット）を形成するときには図６（ａ）に示すように駆動パルスＰ１を選択し、中滴（中ドット）を形成するときには図６（ｂ）に示すように駆動パルスＰ４ないしＰ６を選択し、大滴（大ドット）を形成するときには図６（ｃ）に示すように駆動パルスＰ２ないしＰ８を選択し、微駆動の（滴吐出を伴わないでメニスカスを振動させる）ときには図６（ｄ）に示すように微駆動パルスＰ２を選択して、それぞれ記録ヘッド１３の圧電素子２４１に印加させるようにする。

次に、印刷制御部１０７及びヘッドドライバ１２の詳細について図７を参照して説明する。印刷制御部１０７は、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）を生成して出力する駆動波形生成部４０１と、印刷画像に応じた２ビットの印字データ（階調信号０、１、２、３）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４０２とを備えている。

なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ１２の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ３２５の開閉を滴毎に指示する信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でＨｉｇｈレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬｏｗレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

ヘッドドライバ１２は、データ転送部４０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル印字データ（階調データ：２ビット／ＣＨ）を入力するシフトレジスタ３２１と、シフトレジスタ３２１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３２２と、階調データをデコードして結果を出力するデコーダ３２３と、デコーダ３２３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ３２５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ３２４と、レベルシフタ３２４を介して与えられるデコーダ３２３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ３２５と、１回の吐出に対応する印字データのうち駆動するノズルの数をカウントする駆動ノズル数カウンタ６９と、１回の吐出に対応する印字データのうち隣接する両側が駆動されないノズルの数をカウントする孤立駆動ノズル数カウンタ７０とを備えている。

このアナログスイッチ３２５は、各圧電素子２４１の選択電極（個別電極）２５０に接続され、駆動波形生成部４０１からの共通駆動波形が入力されている。従って、シリアル転送された印字データ（階調データ）をデコーダ３２３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ３２５がオンになることにより、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２４１に印加される。即ち、アナログスイッチ３２５が吐出駆動部として機能する。

ここで、シフトレジスタ３２１は、１回の吐出に対応する印字データを格納するためのレジスタを含む画像情報取得部である。ここで、１回の吐出に対応する印字データとは、記録ヘッド１３に含まれるノズルの数に対応する画素のデータである。そして、各画素２ビットのレジスタのうち隣接する３画素分のレジスタには、各画素２ビットのそれぞれのビットの論理和を出力する論理和回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃが接続されている。また、それらの出力は論理積回路８１に入力されている。

なお、論理和回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃ夫々の出力のうち、論理和回路８０ｂの出力、即ち、隣接する３画素分のうち中央に相当する画素の出力はそのまま論理積回路８１に入力される。他方、論理和回路８０ａ、８０ｃの出力、即ち、隣接する３画素分のうち両端に相当する画素の出力は反転して入力される。

また、本実施形態に係るヘッドドライバ１２は駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０を含む。駆動ノズル数カウンタ６９には、データ転送部４０２が出力する２ビットの印字データが、論理和回路８０ｄを介してクロック信号と共に入力される。他方、孤立駆動ノズル数カウンタ７０には、論理積回路８１の出力がクロック信号と共に入力される。

駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値はセレクタ７２に入力される。また、セレクタ７２には印刷開始信号生成回路７１によって生成された複数の印刷開始信号が入力される。

セレクタ７２は、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づき、印刷開始信号生成回路７１によって生成された複数の印刷開始信号のうち１つを選択して出力する。このセレクタ７２の出力が、駆動波形生成部４０１による共通駆動波形の出力タイミングを指示するための信号となる。即ち、セレクタ７２がタイミング調整部として機能する。

また、センサ６８によるエンコーダシート１０の検知信号は、印刷開始信号生成回路７１に入力される。これにより、印刷開始信号生成回路７１は、キャリッジ１１が１ドット分移動する毎に上述した複数の印刷開始信号を出力する。

次に、孤立駆動ノズル数カウンタ７０によってカウントされるカウント値について図８を参照して説明する。図８は、シフトレジスタ３２１に各画素２ビットの印字データが順次格納される様子を示す図である。

図８に示すように、論理和回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃは、シフトレジスタ３２１のうち印字データが入力される先頭側の３画素分のレジスタにそれぞれ接続されている。このような構成において、図８に示す方向で順次シフトレジスタ３２１に印字データが入力されると、新たな画素の印字データがシフトレジスタ３２１に入力される度に、先頭の３画素分に格納された各印字データの論理和出力が、論理積回路８１に入力されることとなる。

上述した通り、論理和回路８０ａ〜８０ｃが接続された回路のうち、中央の画素に相当する出力はそのまま論理積回路８１に入力され、両端の画素に相当する出力は反転して論理積回路８１に入力される。そのため、論理積回路８１は、中央の画素に相当する出力が“１”、両側の画素に相当する出力が“０”の場合にのみ、“１”を出力する。そして、孤立駆動ノズル数カウンタ７０は、この“１”の出力に応じて値をカウントする。

ここで、本実施形態においては、２ビットの印字データが意味するところとして、“００”が吐出なし、“０１”が小滴吐出、“１０”が中滴吐出、“１１”が大滴吐出を示す。従って、論理和回路８０ａ〜８０ｃの出力は、吐出なしの場合が“０”、それ以外が“１”となる。結果として、論理積回路８１は、中央に相当する画素が小滴、中滴、大滴のいずれかであり、両側に相当する画素が吐出なしの場合にのみ、“１”を出力する。

このような構成により、孤立駆動ノズル数カウンタ７０は、シフトレジスタ３２１の先頭の３画素分に格納された印字データが、両側の画素が吐出なし、中央の画素が小滴、中滴、大滴のいずれかを示す場合に値をカウントする。換言すると、両側のノズルが駆動されない状態で駆動されるノズル（以降、「孤立駆動ノズル」とする）である場合に値をカウントする。

そして、このような印字データの並びの判定は、１回の吐出に対応する印字データを格納するシフトレジスタ３２１の先頭側の３画素が対象となっている。シフトレジスタ３２１には、１回の吐出に対応する印字データが、実際にインクを吐出するノズルの並びの順に入力される。そのため、１回の吐出に対応する印字データが順次シフトレジスタ３２１に格納されていく過程において、入力される全印字データについてそのような判断がされる。

結果的に、孤立駆動ノズル数カウンタ７０は、孤立して駆動されるノズル数、即ち、インク吐出のために駆動されるノズルのうち、両側のノズルが駆動されないノズルの数をカウントすることとなる。即ち、図８に示す論理積回路８１、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０が連動して吐出解析部として機能する。

なお、図７に示すシフトレジスタ３２１から孤立駆動ノズル数カウンタ７０までの回路構成は一例であり、孤立駆動ノズル数をカウント可能な構成であればよい。例えば、論理和回路８０ａ及び８０ｃを夫々否定論理和回路に置換え、その出力をそのまま論理積回路８１に入力しても同様の結果を得ることができる。また、印字データが各画素１ビットであれば、論理和回路８０ａ〜８０ｄは必要ない。

図９は、本実施形態に係る画像形成装置１において、印刷制御部１０７が印字データの出力を開始してからノズルが駆動されるまでの動作を示すフローチャートである。図９に示すように、まずはデータ転送部４０２が印字データの出力を開始する（Ｓ９０１）。上述したように、データ転送部４０２は、１回の吐出において記録ヘッド１３に含まれるノズルから吐出されるインクに対応するドットの印字データを、対応するインクを吐出するノズルの隣接順に出力する。

これにより、シフトレジスタ３２１における先頭の３画素分について図８において説明したような処理が実行され、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０に値がカウントされていく。

１回の吐出分の印字データがシフトレジスタ３２１に入力されるまで、印字データの入力が繰り返される（Ｓ９０２／ＮＯ）。そして、１回の吐出分の印字データがシフトレジスタ３２１に入力されると（Ｓ９０２／ＹＥＳ）、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０はカウント値をセレクタ７２に出力する（Ｓ９０３）。

夫々のカウント値を取得したセレクタ７２は、印刷開始信号生成回路７１から入力される複数の印刷開始信号のうち駆動波形生成部４０１に入力する印刷開始信号の選択を切り替える（Ｓ９０４）。その後、図７において説明したヘッドドライバ１２の機能により、１回のインク吐出に係るノズル駆動が実行される（Ｓ９０５）。

データ転送部４０２は、画像全体の印字データの転送が終わるまでＳ９０１からの処理を繰り返し実行する（Ｓ９０６／ＮＯ）。これにより、Ｓ９０１からの処理が繰り返し実行されて画像全体についてのインクを吐出するためのノズル駆動が実行される。そして、画像全体にについてＳ９０５までの処理が完了すると（Ｓ９０６／ＹＥＳ）、画像形成出力動作が完了する。

次に、図９のＳ９０４、Ｓ９０５の処理について説明する。図１０は、センサ６８がエンコーダシート１０を読み取ることによって出力する検知信号、印刷開始信号生成回路７１が出力する複数の印刷開始信号、セレクタ７２によって選択された印刷開始信号を示すタイミングチャートである。

前述したように、センサ６８は、エンコーダシート１０に１ドット刻みで記されたマーカーの検知信号を出力する。図１０の例においては、マーカーが検知された状態が“Ｈｉｇｈ”、非検知の状態が“Ｌｏｗ”である。センサ６８の検知信号は、キャリッジ１１が１ドット分移動する毎に“Ｈｉｇｈ”となる。

そして、図１０に示すように、印刷開始信号生成回路７１は、センサ６８が“Ｈｉｇｈ”となったタイミングに応じて、タイミングの異なるＡ、Ｂ、Ｃの３つの印刷開始信号を出力する。即ち、印刷開始信号生成回路７１は、キャリッジ１１が１ドット分移動する毎に、タイミングの異なるＡ、Ｂ、Ｃの３つの印刷開始信号を出力する。

ここで、図１０は、セレクタ７２が駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づいてＡ、Ｂ、Ｃの３つの印刷開始信号のうちＢの信号を選択するように切り替わっている状態を示している。即ち、セレクタ７２は、タイミングの異なるＡ、Ｂ、Ｃの３つの印刷開始信号のうち、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づいて選択される１つの信号のみを駆動波形生成部４０１に対して出力する。

このような構成により、駆動波形生成部４０１は、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づいて選択されたタイミングで、図５において説明した共通駆動波形を出力する。即ち、本実施形態において、記録ヘッド１３の圧電素子２４１に印加される駆動波形は、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づいて調整されたタイミングで印加されることとなる。

図１１は、駆動ノズル数カウンタ６９及び孤立駆動ノズル数カウンタ７０のカウント値に基づいて図１０に示すＡ、Ｂ、Ｃ夫々の印刷開始信号を選択する際の選択結果を示すテーブル（以降、「カウント結果選択テーブル」とする）である。図１１に示すテーブルがタイミング調整情報として用いられる。図１１に示すように、本実施形態に係るカウント結果選択テーブルは、駆動ノズル数と孤立駆動ノズル数とのマトリクスのテーブルである。

本実施形態に係るカウント結果選択テーブルにおいては、孤立駆動ノズル数についてＭ１、Ｍ２という２段階の閾値が設定されている。また、駆動ノズル数についてＮ３、Ｎ４という２段階の閾値が設定されている。そして、この２段階の閾値により、隣接して駆動されるノズルの影響に基づくインクの着弾タイミングの変動に応じた印刷開始タイミングが設定されている。

例えば、駆動ノズル数が多く、１回の吐出でほとんどのノズルが駆動されるような場合、孤立駆動ノズル数が少なかったとしても、隣接して駆動されるノズルが多いことが推測される。その場合、多くのノズルが隣接する駆動ノズルからの影響を受け、全体的にインクの着弾が早くなる。そのため、図１１に示すように、駆動ノズル数がＮ４以上の場合には、駆動タイミングが最も遅いＣが選択される。

他方、駆動ノズル数が少ない場合、隣接して駆動されるノズルが少ないことが推測される。その場合、隣接するノズルの駆動による影響は少なく、インクの着弾が早くなる効果は少ないため、図１０において説明したＡ若しくはＢのタイミングが選択される。

特に、駆動ノズル数が少ない場合において、孤立駆動ノズル数が多く、Ｍ２以上である場合、駆動されるノズルのほとんどが孤立駆動ノズルである推測される。その場合、隣接するノズルの駆動による影響を受ける駆動ノズルはほとんどなく、結果的にインクの着弾タイミングは相対的に遅くなる。そのため、図１１に示すように、駆動ノズル数がＮ３未満であり、孤立駆動ノズル数がＭ２以上である場合には、駆動タイミングが最も早いＡが選択される。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、１回の吐出において記録ヘッド１３から吐出されるインクの元となる印字データを解析することにより、１回の吐出におけるインクの着弾タイミングを判断する。そして、その判断結果に基づいて毎回の吐出におけるノズルの駆動タイミングを調整する。このような制御により、インク吐出のために駆動されるノズルの振動が隣接するノズルに影響し、インクの着弾タイミングがずれてしまう問題を解決することが出来る。従って、隣接するノズルの影響によるインクの吐出特性の変動を抑制することが出来る。

なお、上記実施形態においては、コントローラ１００側からヘッドドライバ１２に入力された後の印字データを図８に示すような構成により解析する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、コントローラ１００側において同様の機能を実現することも可能である。

例えば、コントローラ１００側においては、ＡＳＩＣ１０５の機能により画像データの並び替えが行われる。この画像データの並び替えは、シフトレジスタ３２１に入力する画像データの並び順、即ち、１回の吐出に対応する印字データの並び順に画像データを並び替える処理である。

このように並び替えられた後の印字データであれば、図８において説明した構成により、１回の吐出におけるノズルの駆動数や、孤立駆動ノズル数をカウントすることが可能である。従って、ＡＳＩＣ１０５において、駆動ノズル数のカウント機能や、孤立駆動ノズル数のカウント機能及び印刷開始タイミングの調整機能を実現しても良い。

同様に、駆動ノズル数のカウント機能や、孤立駆動ノズル数のカウント機能及び印刷開始タイミングの調整機能を実現するためのプログラムに従ってＣＰＵ１０１が演算を行うことにより、それらの機能を実現しても良い。

コントローラ１００側においてそれらの機能を実現する場合、図１１において説明したＡ〜Ｂの選択結果がコントローラ１００からヘッドドライバ１２に入力され、セレクタ７２が制御される。これにより、上記と同様の効果を得ることが可能である。

また、上記実施形態においては、駆動ノズル数及び孤立駆動ノズル数をカウントし、図１１に示すようなマトリクステーブルにより毎回の吐出タイミングを調整する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、本実施形態に係る要旨は、隣接するノズルの駆動によって生じる振動の影響の有無によるインクの着弾タイミングのずれを解消することにある。従って、駆動ノズルの隣接態様、即ち、隣接するノズルからのインクの吐出有無を解析し、その解析結果に基づいてノズルの駆動タイミングを調整する態様であれば、他の態様を用いることも可能である。

例えば、図１２に示すように、隣接する１ドットがいずれも小滴、中滴、大滴のいずれかである場合にのみ値をカウントすることにより、隣接して駆動されるノズルの数をカウントすることが可能である。このカウント値が多ければ、全体として隣接するノズルの駆動による振動の影響を受けるノズルが多いということであり、ノズルの駆動タイミングを遅らせるべきであると判断することが出来る。

１ 画像形成装置
１０ エンコーダシート
１１ キャリッジ
１２ ヘッドドライバ
１３ 記録ヘッド
１３Ｃ シアンインク
１３Ｍ マゼンタインク
１３Ｙ イエローインク
１３Ｋ ブラックインク
１４ 主走査モータ
１５ エンコーダセンサ
１６ 副走査モータ
１７ 搬送ベルト
１８ エンコーダセンサ
１９ 帯電ローラ
２２ 搬送ローラ
２３ テンションローラ
２４ 駆動プーリ
２５ タイミングベルト
２６ ガイドロッド
２７ 従動プーリ
２８ インクチューブ
２９ カートリッジ
３０ 操作パネル
６８ センサ
６９ 駆動ノズル数カウンタ
７０ 孤立駆動ノズル数カウンタ
７１ 印刷開始信号生成回路
７２ セレクタ
８０ａ 論理和回路
８０ｂ 論理和回路
８０ｃ 論理和回路
８０ｄ 論理和回路
８１ 論理積回路
１００ コントローラ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＮＶ ＲＡＭ
１０５ ＡＳＩＣ
１０６ ホストＩ／Ｆ
１０７ 印刷制御部
１０８ モータ駆動部
１０９ ＡＣバイアス供給部
１１０ Ｉ／Ｏ
２３１ 流路板
２３２ 振動板
２３３ ノズル板
２３４ ノズル
２３５ ノズル連通路
２３６ 液室
２３７ 流体抵抗部
２３８ 共通液室
２３９ インク供給部
２４１ 圧電素子
２４２ ベース基板
２４３ 支柱部
２４４ ＦＰＣケーブル
２４５ フレーム部材
２４６ 貫通部
２４７ インク供給穴
２４８ 圧電材料
２４９ 内部電極
２５０ 個別電極
２５１ 共通電極
３２１ シフトレジスタ
３２２ ラッチ回路
３２３ デコーダ
３２４ レベルシフタ
３２５ アナログスイッチ
４０１ 駆動波形生成部
４０２ データ転送部
Ｓ 用紙

特開２００８−０４４３５１号公報

Claims (8)

1. 液滴を吐出することにより画像を形成する画像形成装置において複数の吐出口より同時にインクを吐出する液滴吐出部を制御する液滴吐出制御装置であって、
   １回の吐出において前記複数の吐出口から吐出されるインクに対応する画素を示す画像情報を取得する画像情報取得部と、
   前記画像情報に基づいて前記液滴吐出部を駆動してインクを吐出させる吐出駆動部と、
   前記画像情報に基づき、前記複数の吐出口のうち隣接する吐出口からのインクの吐出有無を解析する吐出解析部と、
   前記隣接する吐出口からのインクの吐出有無の解析結果に基づき、前記吐出駆動部による前記液滴吐出部の駆動タイミングを調整するタイミング調整部とを含むことを特徴とする液滴吐出制御装置。
2. 前記画像情報取得部は、前記複数の吐出口の並び順に対応した画素の並び順で入力される前記画像情報を取得し、
   前記吐出解析部は、連続して入力される前記画像情報に基づき、隣接する吐出口からのインクの吐出有無を解析することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出制御装置。
3. 前記吐出解析部は、前記複数の吐出口の並び順に対応した画素の並び順で入力される前記画像情報に基づき、１回の吐出においてインクを吐出する吐出口の数である駆動吐出口数をカウントすると共に、前記インクを吐出する吐出口のうち隣接する両側の吐出口がインクを吐出しない吐出口の数である孤立駆動吐出口数をカウントし、
   前記タイミング調整部は、前記夫々のカウント値に基づいて前記吐出駆動部による前記液滴吐出部の駆動タイミングを調整することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出制御装置。
4. 前記画像情報取得部は、複数の記憶領域が連結して構成され、新たな情報が入力されると既に入力された情報が次に連結された記憶領域によって記憶される記憶装置であり、
   前記吐出解析部は、前記複数の吐出口の並び順に対応した画素の並び順で入力されて前記画像情報取得部によって記憶された画像情報を参照し、連結して構成された前記複数の記憶領域のうち、情報が入力される先頭側に配置された３つの記憶領域に記憶された画像情報を参照して、前記複数の吐出口のうち隣接する吐出口からのインクの吐出有無を解析することを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出制御装置。
5. 前記吐出解析部は、前記３つの記憶領域に記憶された画像情報のうち、中央の記憶領域に記憶された画像情報がインクを吐出することを示し、両側の記憶領域に記憶された画像情報がインクを吐出しないことを示す場合にのみ出力される信号をカウントすることにより、前記孤立駆動吐出口数をカウントすることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出制御装置。
6. 前記タイミング調整部は、前記吐出口数及び前記孤立吐出口数と、前記吐出駆動部による前記液滴吐出部の駆動タイミングの調整値とが関連付けられたタイミング調整情報を参照し、前記吐出解析部によるカウント結果に基づいて前記吐出駆動部による前記液滴吐出部の駆動タイミングを調整することを特徴とする請求項３乃至５いずれか１項に記載の液滴吐出制御装置。
7. 請求項１乃至６いずれか１項に記載の液滴吐出制御装置によって液滴吐出部を制御することにより画像形成出力を行う画像形成装置。
8. インクを吐出することにより画像を形成する画像形成装置において複数の吐出口より同時にインクを吐出する液滴吐出部を制御する液滴吐出制御方法であって、
   １回の吐出において前記複数の吐出口から吐出されるインクに対応する画素を示す画像情報を取得し、
   前記画像情報に基づき、前記複数の吐出口のうち隣接する吐出口からのインクの吐出有無を解析し、
   前記隣接する吐出口からのインクの吐出有無の解析結果に基づき、前記液滴吐出部にインクを吐出させるタイミングを調整し、
   前記画像情報に基づいて前記液滴吐出部を制御してインクを吐出させることを特徴とする液滴吐出制御方法。