JP2017105020A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動音を十分に低減させる。【解決手段】対象物を搬送する搬送部と、ノズルから液体を吐出するヘッドを搬送部による搬送方向と直交する方向で往復移動させる移動部と、移動部が移動している間にヘッドに液体を吐出させるとともに、搬送部により対象物を搬送させる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、移動部が加速または減速している加減速領域Ｂ１，Ｂ２、または移動部が定速移動している定速領域Ｃであって、ヘッドの液体吐出領域Ａでは、移動部の移動速度と搬送部の搬送速度とが比例するよう制御するとともに、ヘッドの液体吐出領域Ａ以外の領域では、搬送部の搬送速度を、移動部の移動速度によらない所定の速度とするよう制御する。【選択図】図８

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

対象物を搬送するとともに、対象物の搬送方向とは直交する方向に、液体を吐出する液体吐出ヘッドを往復動作させながら、対象物に対して液体を吐出する液体吐出装置が知られている。

液体吐出装置として、例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、及びこれらの複合機等の画像形成装置が知られている。画像形成装置としては、液体吐出ヘッドを含む装置を用いて、被記録媒体（以下、「用紙」ともいうが材質を限定するものではない）を搬送しながら、液体としてのインク（記録液）を被記録媒体に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なう、インクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。

インクジェット記録装置では、被記録媒体を副走査方向に順次搬送させつつ、液体吐出ヘッドを備えたキャリッジを主走査方向に往復動作させながらインクを吐出することで画像形成が行われる。このようなシリアル型のインクジェット記録装置では、被記録媒体を搬送するためのモータを間欠駆動するのに伴って搬送機構の作動音が大きくなり、静音性に欠けるという問題がある。

作動音を抑えて優れた静音性を実現するために、液体吐出ヘッドの往復による印字中にも被記録媒体の搬送を止めることなく、斜め方向に画像を形成するシリアル型のインクジェット記録装置が提案されている。これを斜め印字技術という。

例えば、特許文献１には、作動音を軽減することを目的としたプリンタが開示され、また、印字データの生成を簡易にするため、被記録媒体の搬送速度とキャリッジの速度とを比例関係とすることが記載されている。

しかしながら、特許文献１のように、被記録媒体の搬送速度とキャリッジの速度とを比例関係とする場合、印字データの生成は簡易となるが、キャリッジは、リターン時に必ず一時停止するため、搬送も停止する必要があるこことなる。このため、被記録媒体の搬送の間欠動作が生じ、作動音が十分に低減できないという問題があった。

そこで本発明は、作動音を十分に低減させることができる液体吐出装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る液体吐出装置は、対象物を搬送する搬送部と、ノズルから液体を吐出するヘッドを前記搬送部による搬送方向と直交する方向で往復移動させる移動部と、前記移動部が移動している間に前記ヘッドに前記液体を吐出させるとともに、前記搬送部により前記対象物を搬送させる制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動部が加速または減速している加減速領域、または前記移動部が定速移動している定速領域であって、前記ヘッドの液体吐出領域では、前記移動部の移動速度と前記搬送部の搬送速度とが比例するよう制御するとともに、前記ヘッドの液体吐出領域以外の領域では、前記搬送部の搬送速度を、前記移動部の移動速度によらない所定の速度とするよう制御するものである。

本発明によれば、作動音を十分に低減させることができる。

液体吐出装置の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成装置の構成を説明する平面図である。 画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。 斜め印字の往路と復路を模式的に示す説明図である。 斜め印字の説明図である。 斜め印字におけるノズル列の軌跡の先端部分を模式的に示す説明図である。 主走査速度と副走査速度との関係を説明するグラフである。 用紙に対する液体吐出ヘッドのノズルの軌跡と、その際の主走査速度、副走査速度の関係についての説明図である。 斜め印字において画像がない部分をスキャンしない場合のノズル列の軌跡を示す説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図９に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る液体吐出装置（画像形成装置１００）は、対象物（用紙Ｐ）を搬送する搬送部（帯電搬送ベルト１２等）と、ノズルから液体（インク）を吐出するヘッド（液体吐出ヘッド１３）を搬送部による搬送方向と直交する方向で往復移動させる移動部（キャリッジ１３０）と、移動部が移動している間にヘッドに液体を吐出させるとともに、搬送部により対象物を搬送させる制御を行う制御部（コントローラ１１０）と、を備え、制御部は、移動部が加速または減速している加減速領域、または移動部が定速移動している定速領域であって、ヘッドの液体吐出領域では、移動部の移動速度と搬送部の搬送速度とが比例するよう制御するとともに、ヘッドの液体吐出領域以外の領域では、搬送部の搬送速度を、移動部の移動速度によらない所定の速度とするよう制御するものである（図７等）。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

図１は本発明に係る液体吐出装置の一実施形態である画像形成装置１００（インクジェット記録装置）の全体構成を説明する側面説明図である。図２は、画像形成装置１００の全体構成を説明する平面図である。

画像形成装置１００は、被記録媒体である用紙Ｐの搬送部として、ベルト駆動ローラ１０と、テンションローラ１１と、これら２つのローラに巻き掛けられた無端ベルトである帯電搬送ベルト１２とを有している。帯電搬送ベルト１２は成型上において無端のベルトでも、両端をつなぐことで無端状としたベルトでも良い。帯電搬送ベルト１２は表層に絶縁層を形成され、電荷を保持するようになっている。帯電搬送ベルト１２は、用紙Ｐを静電吸着させて搬送する。ベルト駆動ローラ１０はモータ等の駆動手段によって構成される駆動系によって回転駆動される。

画像形成装置１００は、帯電搬送ベルト１２によって搬送される用紙Ｐにインクを吐出して記録を行なう記録手段としての液体吐出ヘッド１３と、液体吐出ヘッド１３を搭載し、用紙Ｐ上を主走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に往復移動するキャリッジ１３０とを有している。

画像形成装置１００は、図２に示すように、側板に横架されるガイドロット５３でキャリッジ１３０を保持し、主走査モータ１４０によって、駆動プーリ５４と従動プーリ５５間に渡したタイミングベルト５６を介して、キャリッジ１３０を主走査方向に移動走査させる。

キャリッジ１３０の背面側に、スリットを形成したエンコーダスケール５１を主走査方向に沿って設けられるとともに、キャリッジ１３０はエンコーダスケール５１のスリットを検出するエンコーダセンサ５２を設けられている。エンコーダスケール５１およびエンコーダセンサ５２によって、キャリッジ１３０の主走査方向位置及び速度を検知するためのリニアエンコーダ５０を構成している。

液体吐出ヘッド１３は、インク吐出面に形成された複数のノズルからインクを吐出する。ノズルは、主走査方向と交差する方向に配列された複数のノズル列を形成している。本実施形態では、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１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋ（色を区別しないときは「液体吐出ヘッド１３」という。）を備えている。

画像形成装置１００は、ベルト駆動ローラ１０とテンションローラ１１との間に位置し、帯電搬送ベルト１２の内側の液体吐出ヘッド１３に対向する位置に配設され、帯電搬送ベルト１２を内側からガイドするガイド部材としての搬送ガイド板１４と、帯電搬送ベルト１２の表層をなす絶縁層を帯電する帯電ローラ１５と、を有している。

画像形成装置１００は、帯電搬送ベルト１２の移動方向Ａにおける液体吐出ヘッド１３の上流側に、帯電搬送ベルト１２を介してベルト駆動ローラ１０に押圧するように配設され、用紙Ｐを帯電搬送ベルト１２に密着させる搬送ローラ１６と、帯電搬送ベルト１２の移動方向Ａにおける液体吐出ヘッド１３の下流側に、帯電搬送ベルト１２を介してテンションローラ１１に押圧するように配設され、用紙Ｐを帯電搬送ベルト１２から分離する分離爪１７とを有している。

図２に示すように、帯電搬送ベルト１２は、副走査モータ１５０によって駆動ベルト６３及びタイミングローラ６４を介してベルト駆動ローラ１０が回転駆動されることによって周回移動する。また、ベルト駆動ローラ１０の軸には、スリットを形成したエンコーダホイール６１が設けられるとともに、このエンコーダホイール６１のスリットを検知する透過型フォトセンサ６２を設けられている。エンコーダホイール６１およびフォトセンサ６２によってホイールエンコーダ６０を構成している。

画像形成装置１００は、用紙Ｐを積載した給紙トレイ１８と、給紙トレイ１８から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１９と、給紙ローラ１９から送り出された用紙Ｐを一枚だけ分離して送り出すための分離パッド２０を有している。給紙トレイ１８と、給紙ローラ１９と、分離パッド２０とは、給紙ユニット２１を構成している。

画像形成装置１００は、分離パッド２０によって分離され送られてきた用紙Ｐすなわち給紙ユニット２１から送り出された用紙Ｐをほぼ鉛直上方に向けて案内するためのガイド部材２９と、帯電搬送ベルト１２の移動方向Ａにおける搬送ローラ１６の上流側に位置し、ガイド部材２９によりほぼ鉛直上方向に向けて案内されてきた用紙Ｐを、ほぼ９０°方向転換し、ほぼ水平方向に搬送することで、帯電搬送ベルト１２と搬送ローラ１６との間に搬送するガイド部材２２とを有している。

なお、ガイド部材２２は、ほぼ鉛直上方向に向けて案内されてきた用紙Ｐをほぼ９０°方向転換すべく、ベルト駆動ローラ１０上に巻き掛けられた帯電搬送ベルト１２との間で円弧状の搬送路を形成するため、帯電搬送ベルト１２と対向する面が、帯電搬送ベルト１２の曲率半径より大きな曲率半径を有する円弧状をなしている。

画像形成装置１００は、分離爪１７によって帯電搬送ベルト１２から分離された用紙Ｐを搬送するための、方向Ａにおける液体吐出ヘッド１３の下流側に位置するローラ対２３を有している。ローラ対２３は、図１においては断面を単なる円形として図示したが周上に突起を有する断面星型の拍車ローラ２４と、この拍車ローラ２４に対向当接したコロ２５と、ローラ対２３によって送られてきた用紙Ｐを積載する排紙トレイ２６とを有している。

拍車ローラ２４は、方向Ａにおける液体吐出ヘッド１３の下流側において、用紙Ｐのヘド側の面に係合するものであるが、用紙Ｐが通常の普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ、封筒等の厚紙に記録を行なう場合においては、用紙Ｐの送りを単に補助するものであり、拍車ローラ２４とコロ２５との間に用紙Ｐが噛んでいること、すなわち拍車ローラ２４が用紙Ｐに係合していることによって用紙表面と液体吐出ヘッド１３とのギャップを定めるものではない。

画像形成装置１００はまた、記録媒体に記録を行なう画像形成部に対して、ほぼ水平に方向Ｂに向けて用紙Ｐを案内する手差し給紙部２７と、手差し部から給紙された記録媒体の先端および後端を検知する手差しセンサ２８を有している。

図３は、画像形成装置１００の全体構成を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１００は、コントローラ１１０、操作パネル１２０、キャリッジ１３０、主走査モータ１４０、副走査モータ１５０、リニアエンコーダ５０、およびホイールエンコーダ６０を含む。

操作パネル１２０は、画像形成装置１００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１３０は、用紙表面に顕色剤であるインクを吐出する液体吐出ヘッド１３が搭載されており、画像形成出力動作時に主走査方向に動かされる。

主走査モータ１４０は、キャリッジ１３０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１５０は、画像を形成する対象である用紙Ｐを副走査方向に搬するための動力を供給するモータである。

コントローラ１１０は、画像形成装置１００の動作を制御する制御部であり、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）３４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３５、Ｉ／Ｏ３６、ホストＩ／Ｆ３７、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇｕｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３８、ヘッド駆動部３９、ヘッド制御部４０、主走査モータ駆動部４１、副走査モータ駆動部４２を含む。

ＣＰＵ３１は演算手段であり、コントローラ１１０各部の動作を制御する。ＲＯＭ３２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。ＲＡＭ３３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、ＣＰＵ３１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ３４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。

ＡＳＩＣ３５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。Ｉ／Ｏ３６は、リニアエンコーダ５０及びホイールエンコーダ６０からの検出パルス、並びにその他の各種センサからの検知信号を入力する。ホストＩ／Ｆ３７は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のホスト装置から印刷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。

ＤＡＣ３８は、デジタル情報をアナログ信号に変換する。ヘッド駆動部３９は、ＤＡＣ３８によって変換されたアナログ信号をキャリッジ１３０に入力して液体吐出ヘッド１３を駆動する。ヘッド制御部４０は、画像形成出力するべき画像データに基づいて液体吐出ヘッド１３を制御する。

ＣＰＵ３１は、リニアエンコーダ５０の出力に基づいてキャリッジ１３０の主走査位置を判断するとともに、ホイールエンコーダ６０の出力に基づいて副走査位置を判断し、これに基づいて、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２を制御する。

主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２は、それぞれ、マイクロコンピュータを有する駆動部であって、ＣＰＵ３１の制御に従い、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動制御する。すなわち、主走査方向に往復動作するキャリッジ１３０の速度は、主走査モータ１４０の駆動により制御され、副走査方向に搬送される用紙Ｐの搬送速度は、副走査モータ１５０の駆動により制御される。なお、以下の説明では、主走査方向に往復動作するキャリッジ１３０の速度を主走査速度、副走査方向に搬送される用紙Ｐの搬送速度を副走査速度ともいう。

なお、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２は、同一のマイクロコンピュータを用いて構成してもよく、この場合には、１のマイクロコンピュータにて、主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動制御する。

本実施形態では、ＣＰＵ３１は、キャリッジ１３０を定速で移動させる場合の速度を、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２に指示し、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２はそれぞれ、定速の速度毎に予め決められたプロファイルに従って、主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動するものとしている。

また、ＣＰＵ３１は、キャリッジ１３０を定速で移動させる場合、および加減速させる場合の速度を、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２に指示し、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２は、これに基づいて、主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動するものであってもよい。

ＰＣ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置、デジタルカメラ等の撮像装置といったホスト側からの印刷データは、ホストＩ／Ｆ３７によって受信される。ＣＰＵ３１は、ホストＩ／Ｆ３７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、ＡＳＩＣ３５を制御して、画像形成出力の為に必要な画像処理やデータの並び替え処理等を実行させる。ＡＳＩＣ３５によって処理された画像データは、ＣＰＵ３１によってヘッド制御部４０に転送される。

なお、画像形成出力のためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ３２にフォントデータを格納して行っても良いし、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て画像形成装置１００に入力するようにしても良い。

ヘッド制御部４０は、液体吐出ヘッド１３の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、キャリッジ１３０にシリアルデータとして送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をキャリッジ１３０に送出する。

ＤＡＣ３８は、ＲＯＭ３２に格納された駆動波形（ヘッド駆動信号）のパターンデータを読み取り、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号の駆動波形を生成してヘッド駆動部３９に入力する。ヘッド駆動部３９は、ＤＡＣ３８から入力された駆動波形をキャリッジ１３０に入力する。

キャリッジ１３０は、ヘッド制御部４０から入力されるクロック信号及び画像データであるシリアルデータを保持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制御部４０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）等を含む。そして、キャリッジ１３０は、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで、ヘッド駆動部３９から入力される駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に液体吐出ヘッド１３のアクチュエータ手段に印加して液体吐出ヘッド１３を駆動する。

次に、画像形成装置１００による斜め印字について説明する。図４〜図６を参照して、斜め印字について説明する。

図４は、液体吐出ヘッド１３の往路と復路の両方で印字した時のノズル列の軌跡を平行四辺形のバンドで示している。図の左側は往路でのノズル列の軌跡を示し、往路での１スキャン目をＦ１、２スキャン目をＦ２で表している。また、用紙Ｐ上の印字領域をＰａで示している。

また、図４では、往復のノズル列の軌跡を分りやすくするために、復路でのノズル列の軌跡を右側にずらして示している。復路での１スキャン目をＲ１、２スキャン目をＲ２で表している。

図５は、実際のノズル列の軌跡を模式的に示した図である。往路をＦ、復路をＲで示し、用紙Ｐ上の印字領域をＰａで示している。

図４および図５に示すノズル列の軌跡は、平行四辺形で模式的に表されている。しかしながら、実際にはキャリッジ１３０の加減速の領域があるため、用紙Ｐの搬送速度が一定であれば、軌跡の左右の端部は角度が急峻になる歪みが生じることとなる。すなわち、キャリッジ１３０の速度が遅くなり、用紙Ｐの搬送速度が一定であれば用紙Ｐがより進むことになる。また、用紙Ｐの搬送速度も必ずしも一定ではないので、どの程度歪みが生じるかは、キャリッジ１３０の速度と用紙Ｐの搬送速度の速度比によることとなる。

図６に、復路から往路に切り替わるノズル列の軌跡の先端部分を模式的に示す。キャリッジ１３０は、往復移動において方向を切り替える際に停止する。この加減速の動きと停止の動きを考慮すると実際の軌跡は、図６の実線で示すようになる。

Ｗ１はキャリッジ１３０の減速によって生じる歪みを表し、Ｗ２はキャリッジ１３０の加速によって生じる歪みをそれぞれ表している。Ｓは、停止時間を表している。

このようにノズル列の軌跡が曲線になるのは、キャリッジ１３０の速度と用紙Ｐの搬送速度の比が一定でなくなった時である。速度比が一定の場合は直線のまま、完全な平行四辺形となる。図６に示すように内側に曲がるような軌跡を描くのはキャリッジ１３０の速度より搬送速度が速くなる方向に速度比が変化している場合である。

つまり、実際のキャリッジ１３０の移動距離は、図４及び図５で模式的に示した距離よりも短くなる。

次に、軌跡の傾きと、キャリッジ１３０の速度及び用紙Ｐの搬送速度の速度比との関係を説明する。次の往路（または復路）が前の往路（または復路）の搬送方向の最後端ノズル津の軌跡の１ノズルピッチ分ずれた軌跡を、最先端ノズルが描くように、キャリッジ１３０の速度と用紙Ｐの搬送速度の速度比を設定すると、ノズル軌跡は図５に示したようになり、隙間なく全面印字することができる。

ここで、キャリッジの往復時間をＴｋ、ノズルピッチをＰｎ、ノズル数をＮｎとしたとき、ノズル列の長さＬｎは、次式（１）で表すことができる。
Ｌｎ＝（Ｎｎ−１）×Ｐｎ ・・・（１）
また、搬送速度Ｖｈは、次式（２）で表すことができる。
Ｖｈ＝（Ｌｎ＋Ｐｎ）／Ｔｋ ・・・（２）

用紙搬送を間欠駆動させる従来からのシリアル印字（以下、「通常のシリアル印字」ともいう）のように、往路を印字後、ノズル長分の用紙を搬送して復路を印字し、またノズル長分の用紙を搬送するような動作では、斜め印字においては隙間を生じてしまうこととなる。このため斜め印字において、図５に示すように印字領域の全面印字をする場合、隙間なく印字するためには、用紙Ｐの搬送距離が最大でもノズル長の半分の移動距離となる。

また、通常のシリアル印字では、キャリッジ１３０が用紙上をスキャンして印字した後には、用紙搬送の移動時間があるため、用紙搬送の移動距離によっては、キャリッジ１３０に待ち時間が発生する。

キャリッジ１３０に待ち時間が発生する場合、キャリッジ１３０の待ち時間を少なくするために、加減速中に印字をせず、かつスキャン幅を長くして、用紙Ｐの搬送時間中にキャリッジ１３０の減速と加速を実施し、印字開始時にはできるだけキャリッジ１３０が速い速度で、印字開始したほうが生産性は向上する。

一方、斜め印字では、用紙Ｐの搬送速度は、キャリッジ１３０の往復動作時間に比例するため、キャリッジ１３０の往復時間がそのまま生産性に繋がることとなる。すなわち、キャリッジ１３０の往復時間が短ければ短いほど生産性は向上することとなる。

したがって、同じノズル列（長さ）の液体吐出ヘッド１３を用いて、キャリッジ１３０の速度および加速度を同一とした場合、キャリッジ１３０の往復距離が短いほどキャリッジ１３０の往復時間が短くなり、生産性が上がるといえる。

また、斜め印字技術において、キャリッジ１３０の加速領域、減速領域においても印字を継続する際に、用紙Ｐの搬送速度を一定とすると、用紙Ｐに対するノズルの軌跡がキャリッジ１３０の加減速中で曲線となり、直線ではなくなるため画像処理が複雑になってしまう。一方、用紙Ｐの搬送速度を一定とせず、キャリッジ１３０の速度を完全に比例させると、画像の切り出しは、平行四辺形となり複雑にはならないが、キャリッジ１３０はリターン時に必ず止まるため、用紙Ｐの搬送も一旦停止させなければならず、用紙Ｐの搬送が間欠動作となり騒音抑制効果が減少してしまう。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１００のコントローラ１１０は、以下に説明する制御を行うものである。以下に詳細を説明する。

図７は、本実施形態に係る画像形成装置１００でのキャリッジ１３０の速度（主走査速度）と用紙Ｐの搬送速度（副走査速度）との関係を説明するグラフである。図７の縦軸（左）は主走査速度［ｍｍ／ｓ］を示し、縦軸（右）は用紙Ｐの搬送速度（副走査速度）［ｍｍ／ｓ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示している。

図７に示すように、本実施形態では、印字領域中（一例をａ１に示す）における主走査速度および副走査速度の速度比は一定であるが、非印字領域（一例をａ２に示す）における副走査速度は主走査速度によらず一定を保つようにしている。

ここで、用紙Ｐの搬送音は、用紙Ｐの搬送を一旦停止させて再度動かす際の動作時の衝撃音と、搬送速度に大きく依存することが分かっている。したがって、用紙Ｐを停止させないことと、用紙Ｐの最大速度を抑えることが静音化に繋がることとなる。

ここで、キャリッジ１３０と用紙Ｐとを同時に動かしながら印字する場合、用紙Ｐ上を隙間なく印字する（隙間なくノズルの軌跡で覆う）には、キャリッジ１３０の往復時間で用紙Ｐがノズル列＋１ノズルピッチ分移動すればよい。

このとき、図７に示すように、非印字領域において、副走査速度と主走査速度の速度比を一定にせず、かつ、用紙Ｐの搬送を止めない（副走査速度が０でない）場合は、副走査速度と主走査速度の速度比を一定とするとともに、用紙Ｐの搬送を一旦止める場合と比べて、副走査速度の最大値も抑えることが可能となるため、静音化を図ることが可能となる。

なお、図７に示す例では、非印字領域では、副走査速度を一定としているが、副走査速度は必ずしも一定であることに限られるものではない。例えば、非印字領域での副走査速度を、例えば、Ｓ字状となるように非一定として、衝撃音を抑制するようにしても良い。また、非印字領域での副走査速度を上げることでさらに副走査速度の最大値を抑えることができる。

図８は、本実施形態に係る画像形成装置１００において、用紙Ｐに対する液体吐出ヘッド１３のノズルの軌跡と、その際の主走査速度、副走査速度の関係についての説明図である。

図８（Ａ）は、用紙Ｐを固定とみなした時の用紙Ｐ上のノズルの軌跡の説明図であって、Ｆａは用紙Ｐに対する任意のノズルの往路での軌跡、Ｆｂは用紙Ｐに対する任意のノズルの復路での軌跡、を示している。

図８（Ｂ）は、キャリッジ１３０のスキャン方向（主走査方向）の位置と、主走査速度との関係を示すグラフである。また、図８（Ｃ）は、キャリッジ１３０のスキャン方向の位置と、副走査速度との関係を示すグラフである。なお、図８において、Ａは印字領域、Ｂ１はキャリッジ１３０の加速領域、Ｂ２はキャリッジ１３０の減速領域、Ｃはキャリッジ１３０が一定の速度で移動する定速領域（等速領域）を示している。

なお、図８（Ｂ），（Ｃ）において、横軸を「用紙の位置」と捉えて、加速度を一定とした場合は、加速領域Ｂ１、減速領域Ｂ２では、正しくは曲線（２次関数）となるが、加速度が一定か否かは本実施形態に係る制御には影響しないため、横軸を「時間」だけでなく、「用紙の位置」としても模式的に直線で表している。

本実施形態に係る画像形成装置１００の制御では、図８に示すように、キャリッジ１３０の加速領域Ｂ１の一部、およびキャリッジ１３０の減速領域Ｂ２の一部が印字領域Ａに含まれている。ここで、キャリッジ１３０の加速領域Ｂ１と印字領域Ａの重複領域を加速印字領域Ｄ１、キャリッジ１３０の減速領域Ｂ２と印字領域Ａの重複領域を減速印字領域Ｄ２と呼ぶ。

すなわち、本実施形態に係る画像形成装置１００の制御では、キャリッジ１３０の加速途中に印字が開始されるとともに、減速の途中まで印字が継続されている。

具体的には、主走査モータ駆動部４１および副走査モータ駆動部４２は、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を制御して、印字領域Ａでのノズル軌跡を直線にし、印字中はキャリッジ１３０の加減速中または定速中に関わらず、用紙Ｐの搬送速度との速度比を一定に保つために、加速印字領域Ｄ１では副走査速度も加速させ、減速印字領域Ｄ２では副走査速度も減速するようにしている。また、印字領域外では、副走査速度は主走査速度によらず所定の速度となる（例えば、一定を保つ）ようにしている。

以上説明した本実施形態に係る画像形成装置１００は、印字中に用紙Ｐの搬送を止めずに、用紙Ｐに対して液体吐出ヘッド１３のノズル軌跡が斜めになる斜め印字において、生産性の最大化、および／または装置幅の縮小を目的として、キャリッジ１３０の加速領域Ｂ１、減速領域Ｂ２にも印字を継続するものである。このとき、キャリッジ１３０の加速領域Ｂ１および減速領域Ｂ２であって、かつ印字領域Ａ（すなわち、加速印字領域Ｄ１と減速印字領域Ｄ２）では、キャリッジ１３０の速度と用紙Ｐの搬送速度の速度比を一定としている。また、キャリッジ１３０の加速領域Ｂ１および減速領域Ｂ２であって、かつ印字領域Ａ以外では、速度比は一定に保たずに、用紙Ｐの搬送を完全に停止させないものである。

これにより、生産性を維持、かつ装置幅の縮小を図りつつ、静音性を達成し、作動音を十分に低減させることができる。また、用紙Ｐに対するノズルの軌跡を直線状にして画像処理が複雑になることも回避することができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る液体吐出装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

すでに述べたように、斜め印字においては、同じノズル列（長さ）で、キャリッジ１３０の速度、加速度を同一とすると、キャリッジ１３０の往復距離が短いほどキャリッジ１３０の往復時間が短くなり、生産性は上がる。

しかしながら、同一のページ内において、画像がない部分でのキャリッジ１３０のスキャンを早く切り上げてリターンしてとしても、重なり部分が増えるだけであって、生産性は向上しない。図９は、画像がない部分において、搬送速度は変えず、キャリッジ１３０のスキャンを途中で切り上げた場合のノズル列の軌跡を示す説明図である。往路をＦ、復路をＲで示している。

また、生産性を向上させるために、搬送速度を上げると、ノズル列の軌跡の角度がスキャン毎に変わってしまうため、画像処理が非常に複雑となる。

以上より、印字する画像に応じて、スキャン幅は可能な限り小さくすることが望ましいが、一方で、同一ページ内では、キャリッジ往復距離（スキャン幅、往復移動範囲）は一定とすることが望ましいと考えることができる。

そこで、第２の実施形態では、コントローラ１１０は、用紙Ｐのページ毎（対象物の所定単位毎）に、インクを吐出する主走査方向の幅を判定するとともに、判定結果に基づいて、ページ毎に、スキャン幅、搬送速度、インクにより用紙Ｐへ形成される画像（被形成物）についてのデータ処理方法（画像処理方法）、の少なくとも１つを設定する設定部と、を備えるものである。

コントローラ１１０は、先ず、同一ページ内の最大の印字幅を算出し、求めた最大の印字幅に基づいて、ページ単位で、スキャン幅、搬送速度、画像の切り出し方法を変更するものである。

これにより、ページ単位で、印字する画像の幅が狭い場合には、画像処理を複雑にすることなく生産性を向上させることができる。

また、第２の実施形態において、キャリッジ１３０が非常に短い距離を連続して往復動作した場合は、加減速時の振動が解消されないまま、次の加減速動作に移ってしまい、残留振動が増幅して、画像乱れなどが発生するおそれがある。

そこで、コントローラ１１０が算出し設定するスキャン幅には、下限値を設定しておき、下限値未満の値が算出された場合には、設定値は下限値とすることが好ましい。

これにより、非常に短い距離をキャリッジ１３０が往復動作することを防止して、画像乱れなどの画質低下を防止することができる。

［第３の実施形態］
通常のシリアル印字において、印字中のカバーオープンなどの異常動作に対して、印字中のスキャン動作分は印字を完了させた後に、キャリッジ１３０を停止させ、異常動作が解消し印字復帰可能になった後に、印字を再開することが知られている。

このような異常動作時のエラー処理を、斜め印字にて実施する場合、キャリッジ１３０の動作に同期して用紙Ｐが移動し続けているため、キャリッジ１３０が止まった場合でも用紙Ｐの搬送を停止させないような制御をしている場合は、用紙Ｐの搬送量の調整が必要となる。

そこで、本実施形態では、コントローラ１１０は、印字動作（吐出動作）の中断および再開を判断し、印字の中断が判断された場合には、キャリッジ１３０の１スキャン分については、印字動作および用紙Ｐの搬送を継続した後に停止させる。そして、印字動作の再開が判断されて再開される前までに、印字動作の中断がなかった場合の搬送距離と比較して、その差分の距離だけ用紙Ｐを搬送させた後に、印字動作を再開させるものである。

すなわち、キャリッジ１３０の印字終了後に、搬送も停止させ待機させるが、本来であれば、用紙Ｐの搬送は動作し続けるために、印字再開時には、用紙Ｐの搬送をキャリッジ１３０に先行して先に動作させて、用紙Ｐが移動していないといけない距離分だけキャリッジ１３０の動作開始を遅らせるものである。

これにより、異常動作時においても、用紙Ｐを無駄にすることなく印字を再開させることが可能となる。

なお、本実施形態における搬送量の調整は、印字再開時に行うことには限られず、搬送を止める際に調整するようにしてもよい。

また、印字動作の中断の理由によっては、用紙Ｐの搬送を可能な限り早く停止させることが好ましい場合も考えられる。この場合には、印字動作の中断と同時に搬送を止めるとともに、印字動作の中断の理由が解消されて、印字動作を再開する際に、搬送量が足りていない部分を解消するために先行して搬送させることが好ましい。

また、キャリッジ１３０の動作開始時に振動が伴うような場合でも、同様に、印字再開時において、先行して用紙Ｐの搬送を動作させておくことで、搬送動作がキャリッジ１３０の動作開始時の振動による影響を受けることを回避することができる。

［第４の実施形態］
本実施形態に係る画像形成装置１００による斜め印字方法は、通常のシリアル印字とは、キャリッジ１３０の速度制御、用紙Ｐの搬送制御、および画像処理方法を変更することで実現される。

このため、画像形成装置１００は、通常のシリアル印字が可能であって、状況に応じて、斜め印字とするか通常のシリアル印字とするかを選択可能とすることが好ましい。

また、斜め印字において、キャリッジ１３０の速度と用紙Ｐの搬送速度との比を一定に保った状態において、全体的に速度を遅くすれば、生産性はその分下がるが、より一層の静音化を実現することができる。

このため、静音性のレベルを設定可能としておき、ユーザに選択可能とすることが好ましい。ユーザは、静音性と生産性のバランスを考慮して、所望のレベルを選択することができる。例えば、より騒音を避けたい時などには、静音を重視し、生産性を低下するモードとすることで、ユーザの要求に応えることが可能となる。

この時、静音性については、搬送速度に基づいて容易に予測することができるが、生産性については、印字するデータなどにより変化する。そこで、コントローラ１１０は、最大画像幅と最大画像長さから生産性を推定し、求めた推定値（推定形成時間）を操作パネル１２０に表示させることが好ましい。これにより、ユーザは印刷内容に応じて生産性を知ることができるため、生産性の推定値を考慮して、静音性のレベルを選択することができる。

なお、印字モード（斜め印字／通常のシリアル印字）の選択や、静音性のレベル選択は、例えば、ユーザが操作パネル１２０を操作することで、操作内容がＣＰＵ３１に通知される。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、本願において、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体吐出装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

１０ ベルト駆動ローラ
１１ テンションローラ
１２ 帯電搬送ベルト
１３ 液体吐出ヘッド
１４ 搬送ガイド板
１５ 帯電ローラ
１６ 搬送ローラ
１７ 分離爪
１８ 給紙トレイ
１９ 給紙ローラ
２０ 分離パッド
２１ 給紙ユニット
２２ ガイド部材
２３ ローラ対
２４ 拍車ローラ
２５ コロ
２６ 排紙トレイ
２７ 手差し給紙部
２８ 手差しセンサ
２９ ガイド部材
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ ＮＶＲＡＭ
３５ ＡＳＩＣ
３６ Ｉ／Ｏ
３７ ホストＩ／Ｆ
３８ ＤＡＣ
３９ ヘッド駆動部
４０ ヘッド制御部
４１ 主走査モータ駆動部
４２ 副走査モータ駆動部
５０ リニアエンコーダ
５１ エンコーダスケール
５２ エンコーダセンサ
５３ ガイドロット
５４ 駆動プーリ
５５ 従動プーリ
５６ タイミングベルト
６０ ホイールエンコーダ
６１ エンコーダホイール
６２ 透過型フォトセンサ
６３ 駆動ベルト
６４ タイミングローラ
１００ 画像形成装置
１１０ コントローラ
１２０ 操作パネル
１３０ キャリッジ
１４０ 主走査モータ
１５０ 副走査モータ
Ｐ 用紙

特開２００４−３３８２１５号公報

Claims (7)

1. 対象物を搬送する搬送部と、
   ノズルから液体を吐出するヘッドを前記搬送部による搬送方向と直交する方向で往復移動させる移動部と、
   前記移動部が移動している間に前記ヘッドに前記液体を吐出させるとともに、前記搬送部により前記対象物を搬送させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記移動部が加速または減速している加減速領域、または前記移動部が定速移動している定速領域であって、
   前記ヘッドの液体吐出領域では、前記移動部の移動速度と前記搬送部の搬送速度とが比例するよう制御するとともに、
   前記ヘッドの液体吐出領域以外の領域では、前記搬送部の搬送速度を、前記移動部の移動速度によらない所定の速度とするよう制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御部は、
   前記対象物の所定単位毎に、前記搬送方向と直交する方向において前記液体を吐出する幅を判定するとともに、
   判定結果に基づいて、前記対象物の所定単位毎に、前記移動部の往復移動範囲、前記搬送部の搬送速度、前記液体により前記対象物へ形成される被形成物についてのデータ処理方法、の少なくとも１つを設定することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記制御部は、
   前記移動部の往復移動範囲の下限値を設定し、
   前記判定結果に基づく前記移動部の往復移動範囲が、前記下限値に満たない場合は、前記下限値を前記ヘッドの往復移動範囲として設定することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記制御部は、
   前記ヘッドからの吐出動作の中断および再開を判断するとともに、
   前記吐出動作の中断を判断した場合に、前記移動部の１回の移動分については、前記吐出動作および前記対象物の搬送を継続した後に停止させて、
   前記吐出動作の再開を判断した場合に、前記吐出動作の中断がなかった場合の距離分、前記対象物を搬送させた後に、前記吐出動作を再開させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出装置。
5. 前記制御部は、
   前記移動部の移動速度と前記搬送部の搬送速度とが比例するよう制御する際の、前記移動部の移動速度と前記搬送部の搬送速度について、複数の組み合わせから一の組み合わせを選択することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の液体吐出装置。
6. 前記制御部は、
   前記複数の組み合わせの各組み合わせについて、前記液体により前記対象物へ形成される被形成物についてのデータに基づいて、前記被形成物の推定形成時間を表示させることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記所定の速度は、一定の速度であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。