JP2019171799A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドにおいて、消費電力を抑えつつ、適切な素子基板間および素子基板内の温度を適切に調整することを目的とする。【解決手段】記録材を吐出するための複数の素子基板を配置した記録ヘッドを備える画像形成装置であって、前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を目標温度に維持するための加熱手段と、前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を検知する検知手段と、前記複数の素子基板それぞれに対し、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度と所定の閾値とを比較し、最高温度が前記所定の閾値を超える場合には、前記所定の閾値を超えない場合に設定される目標温度よりも高く、かつ、前記所定の閾値よりも低い範囲で、当該素子基板が維持すべき目標温度を設定する制御手段とを有する。【選択図】 図６

Description

本発明は、画像形成装置およびその制御方法に関する。

従来、記録ヘッドを備える画像形成装置において、印刷動作を行う際にインクを吐出するために熱が用いられる。記録ヘッド内においては、このような熱に対する温度制御が行われている。

例えば、特許文献１では、インクを吐出するヘッドユニットにおいて、設定温度となるように、インクヒータを独立して制御する構成が開示されている。

特開２００７−２２３１４４号公報

しかしながら、特許文献１では、各ヘッドユニットで検出された温度に基づいてヘッド全体の目標温度を高めに設定するため、消費電力が多いという課題がある。さらに、引用文献１では、最も高い温度をヘッドユニット全体の温調目標温度とするため、ヘッド全体が高温状態に高止まりするという課題がある。

上記課題を鑑み、本発明では、記録ヘッドにおいて、消費電力を抑えつつ、適切な温度調整を行うことを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、記録材を吐出するための複数の素子基板を配置した記録ヘッドを備える画像形成装置であって、前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を目標温度に維持するための加熱手段と、前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を検知する検知手段と、前記複数の素子基板それぞれに対し、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度と所定の閾値とを比較し、最高温度が前記所定の閾値を超える場合には、前記所定の閾値を超えない場合に設定される目標温度よりも高く、かつ、前記所定の閾値よりも低い範囲で、当該素子基板が維持すべき目標温度を設定する制御手段とを有する。

本発明により、画像形成装置の記録ヘッドにおいて、消費電力を抑えつつ、適切な温度調整を行うことが可能となる。

本発明に係る画像形成装置の構成例を示す外観斜視図。 本発明に係る画像形成装置の制御構成の例を示す図。 本発明に係る記録ヘッドの構成の概要を説明するための図。 本発明に係る保温制御全体のフローチャート。 本発明に係る温調許可ＨＢ設定テーブルの構成例を示す図。 本発明に係る可変温調制御のフローチャート。 従来の記録ヘッドの温度分布を説明するための図。 従来の記録ヘッドの吐出量分布を説明するための図。 従来の記録ヘッドの温度変化を説明するための図。 第１の実施形態に係る記録ヘッドの温度分布を説明するための図。 第１の実施形態に係る記録ヘッドの吐出量分布を説明するための図。 第１の実施形態に係る記録ヘッドの温度変化を説明するための図。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。ただし、ここで記載されている構成要素の相対配置等は、特定の記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。さらに人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な画像形成装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体などの記録材を表すものとする。

またさらに、「記録要素」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路を総括して言うものとする。

以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた記録素子基板の構成を差し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

本発明の最も重要な特徴をなすインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）は、記録ヘッドの素子基板に複数の記録素子とこれら記録素子を駆動する駆動回路とを同一基板に実装している。後述の説明から分かるように、記録ヘッドには複数の素子基板を内蔵し、これらの素子基板をカスケード接続する構造をとっている。従って、この記録ヘッドは相対的に長い記録幅を達成することができる。従って、その記録ヘッドは一般に見られるシリアルタイプの画像形成装置のみならず、その記録幅が記録媒体の幅に相当するようなフルライン記録ヘッドを備えた画像形成装置に用いられる。また、その記録ヘッドはシリアルタイプの記録装置の中でも、Ａ０やＢ０などの大きなサイズの記録媒体を用いる大判プリンタに用いられる。

従って、まず本発明の記録ヘッドが用いられる画像形成装置について説明する。

［画像形成装置の概要説明］
図１はフルラインのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙと常に安定したインク吐出を保証するための回復系ユニットを備えた画像形成装置１の構造を説明するための斜視透視図である。

画像形成装置１において、記録用紙１５は、フィーダユニット１７から、これら記録ヘッドによる印刷位置に供給され、画像形成装置１の筐体１８に具備された搬送ユニット１６によって搬送される。

記録用紙１５への画像の印刷は、記録用紙１５を搬送しながら、記録用紙１５の基準位置がブラック（Ｋ）インクを吐出する記録ヘッド１００Ｋの下に到達したときに、記録ヘッド１００Ｋからブラックインクを吐出する。同様に、シアン（Ｃ）インクを吐出する記録ヘッド１００Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出する記録ヘッド１００Ｍ、イエロ（Ｙ）インクを吐出する記録ヘッド１００Ｙの順に、各基準位置に記録用紙１５が到達すると各色のインクを吐出してカラー画像が形成される。こうして画像が印刷された記録用紙１５はスタッカトレイ２０に排出されて堆積される。

画像形成装置１は、更に搬送ユニット１６、記録ヘッド１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙにインクを供給するためのインク毎に交換可能なインクカートリッジ（不図示）を有している。またさらに、記録ヘッド１００へのインク供給や回復動作のためのポンプユニット（不図示）、画像形成装置１全体を制御する制御基板（不図示）等を有している。またフロントドア１９は、インクカートリッジの交換用の開閉扉である。

［制御構成］
次に、図１を用いて説明した画像形成装置１の記録制御を実行するための制御構成について説明する。

図２は、画像形成装置１の制御回路の構成を示すブロック図である。図２において、コントローラ３０は、ＭＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）３３、及びＤＲＡＭ３４を含んで構成される。インタフェース４０は、記録データを入力するインタフェースである。ＲＯＭ３２は、不揮発性の記憶領域であり、ＭＰＵ３１が実行する制御プログラムを格納する。ＤＲＡＭ３４は、記録データや記録ヘッド１００に供給される記録信号等のデータを保存しておくＤＲＡＭである。ゲートアレイ３３は、記録ヘッド１００に対する記録信号の供給制御を行うゲートアレイであり、インタフェース４０、ＭＰＵ３１、ＤＲＡＭ３４間のデータ転送制御も行う。キャリッジモータ９０は、記録ヘッド１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ）を搬送するためのモータである。搬送モータ７０は、記録紙搬送のためのモータである。ヘッドドライバ５０は、記録ヘッド１００を駆動する。モータドライバ６０、８０はそれぞれ、搬送モータ７０、キャリッジモータ９０を駆動するためのモータドライバである。

なお、図１に示すようなフルライン記録ヘッドを用いる構成の画像形成装置では、キャリッジモータ９０やそのモータを駆動するモータドライバ８０は存在しない。このために、図２ではカッコ符号をつけている。

上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース４０に記録データが入るとゲートアレイ３３とＭＰＵ３１との間で記録データが記録用の記録信号に変換される。そして、モータドライバ６０、８０が駆動されると共に、ヘッドドライバ５０に送られた記録データに従って記録ヘッド１００が駆動され、記録が行われる。

以下に説明する例では、フルライン型の記録ヘッドを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、上述したようなシリアルタイプの画像形成装置の記録ヘッドに適用してもよい。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、フルライン型の記録ヘッドを用いて説明を行う。

［記録ヘッドの構成概要］
図３は、本実施形態に係る記録ヘッド１００の構成の概要を説明するための図である。上述したように、本実施形態に係る１の記録ヘッド１００には、記録幅に沿って、複数の素子基板３０１が配列される。つまり、図１に示す矢印の方向（用紙の搬送方向）に直交する方向（主走査方向）に沿って、図３に示す複数の素子基板３０１が配列される。さらに、１の素子基板３０１には、複数のサブヒータ（昇温手段）３０２が設けられる。複数のサブヒータ３０２の配置は特に限定するものではないが、設けられたサブヒータ３０２により対応する素子基板３０１の領域全体の温度調整が可能な配置とする。本実施形態において、サブヒータ３０２は、インクを吐出するノズルそれぞれに対応付けて設けられるヒータとは異なるものとする。図３においては、ノズルおよびこれに対応するヒータについては省略している。また、各素子基板には、温度検知手段３０３が設けられる。温度検知手段３０３には例えばダイオードセンサを用いることができる。温度検知手段３０３の数や配置は特に限定するものでは無いが、これを用いることで、対応する素子基板３０１における温度情報を取得することが可能であるとする。なお、素子基板３０１の配列構成や形状は図３に限定するものではない。例えば、素子基板の形状や平行四辺形や台形であってもよい。また、複数の素子基板の配列は、複数列から構成されてもよいし、千鳥配列であってもよい。

また、ノズルからインクを吐出する際には、そのノズルに対応したヒータに対して駆動パルス（駆動信号）が入力される。温調を行う際のサブヒータに対する制御信号、および、インクを吐出する際のヒータに対する駆動信号は、温度検知手段３０３にて検知された温度に基づいて、リアルタイムに調整される。ヒータに対する駆動パルスに対し、パルスのオン時間（パルス幅）を切り替えるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うことで、インクの吐出量が制御される。なお、同じ素子基板に配列された記録素子に対しては、ヒータを駆動する際には、ＰＷＭ制御が行われた同じ駆動パルスが投入される。また、同じ素子基板内の複数の記録素子を駆動する際には同じ駆動パルスが投入され、同じ温度環境において同じ駆動パルスにおいて吐出されるインクの吐出量は一定となるように設計されている。しかし、同じ素子基板内の複数の記録素子を駆動する際に同じ駆動パルスが投入された際に、その複数の記録素子を含む素子基板の温度分布に応じて、各記録素子から吐出されるインクの量は異なってしまう。

［処理フロー］
（保温制御）
本実施形態に係る保温制御の概要について説明する。図４は、本実施形態に係る保温制御全体のフローチャートを示す。本処理フローは、例えば、ＭＰＵ３１がＲＯＭ３２等に格納されたプログラムを読みだして実行することにより実現される。ここでは、処理主体をコントローラ３０として説明する。本処理フローは、印刷動作の開始に伴って開始されるものとする。

Ｓ４０１にて、コントローラ３０は、温調許可ＨＢを設定する。本実施形態において、温調許可ＨＢの設定は、図５に示す温調許可ＨＢ設定テーブルを用いて行うものとし、これは、例えば、ＤＲＡＭ３４等に記憶される。図５において、ＨＢ＿Ｎｏは、記録ヘッド１００内に設けられた複数の素子基板（ＨＢ）の番号を示す。本例では、１の記録ヘッドに対し、１５個の素子基板が記録幅（主走査方向）に沿って順に並んで配置され、各素子基板には“０”〜“１４”が順に割り振られているものとする。ここでの記録幅方向は、図１に示す矢印の方向（用紙の搬送方向）に直交する方向とする。ＨＢ＿ＥＮＢは、記録ヘッド１００内に設けられた各素子基板の使用、不使用を示す。この値が“１”であれば対応する素子基板が使用されることを意味し、“０”であれば対応する素子基板が不使用であることを意味する。図５に示す例の場合、全１５個の素子基板の内、左端のＨＢ＿Ｎｏが“５”の素子基板からＨＢ＿Ｎｏが“９”までの素子基板を使用することを示している。本実施形態では、印刷動作を行う対象の用紙サイズに応じて、保温制御を実施する素子基板を選択する。例えば、はがきサイズの場合、全記録幅の内、中央の５つの素子基板（ＨＢ）に対応する領域を、印刷動作を行う領域（以下、印刷動作領域）として使用するため、この５つの素子基板のみ保温制御を実施する。なお、ここでは、記録ヘッドの記録幅の中央を基準として利用する素子基板を選択しているが、左端もしくは右端を基準として利用する素子基板を選択してもよい。

Ｓ４０２にて、コントローラ３０は、プレ加熱制御を行う。プレ加熱制御は、吐出を行っていない場合など吐出に関する電力の供給（例えば、ヒータへの電力の供給）が行われていない場合に、サブヒータ（ＳＨ）を駆動させるための電力が所定量未満になるようなエネルギーの供給により、目標温度に到達するまでサブヒータを駆動させる。

Ｓ４０３にて、コントローラ３０は、可変温調制御を行う。本工程の詳細については、図６を用いて後述する。

Ｓ４０４にて、コントローラ３０は、温度維持制御を行う。温度維持制御は、吐出を行っている場合など吐出に関する電力の供給が行われている場合に、吐出に関して供給されている電力とサブヒータに供給されている電力の合計が所定量未満になるようなエネルギーの供給により、目標温度を維持するためにサブヒータを駆動させる。

Ｓ４０５にて、コントローラ３０は、１ページ分の印刷が完了したか否かを判定する。１ページ分の印刷が完了していないと判定した場合は（Ｓ４０５にてＮＯ）Ｓ４０３へ戻り、完了したと判定した場合は（Ｓ４０５にてＹＥＳ）Ｓ４０６へ進む。

Ｓ４０６にて、コントローラ３０は、全てのページ分の印刷が完了したか否かを判定する。全ページ分の印刷が完了していないと判定した場合は（Ｓ４０６にてＮＯ）Ｓ４０１へ進み、完了したと判定した場合は（Ｓ４０６にてＹＥＳ）本処理フローを終了する。

（可変温調制御）
図６は、本実施形態に係る可変温調制御のフローチャートを示し、図４のＳ４０３の工程に対応する。可変温調制御は、記録ヘッド１００の温度分布に応じて、各素子基板の目標温度を変更する処理である。

Ｓ６０１にて、コントローラ３０は、維持目標温度Ｔ１、可変温調判定温度Ｔ２、および可変温調目標温度Ｔ３を設定する（Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１）。維持目標温度Ｔ１は、画像形成を行うために維持される素子基板の目標温度を示し、デフォルト値として用いられる。可変温調判定温度Ｔ２は、本実施形態において、素子基板に対して維持される目標温度を変更するか否かを判定するための温度であり、閾値として用いられる。可変温調目標温度Ｔ３は、素子基板に対して維持される目標温度を変更すると判定された場合に、Ｔ１から変更して用いられる目標温度である。本実施形態においては、ここで設定する各温度は、複数の素子基板に対して共通の値が用いられるものとし、この値は、予め規定され、ＲＯＭ３２等に保持されているものとする。各温度の具体的な関係については、図を用いて後述する。

Ｓ６０２にて、コントローラ３０は、温調が許可されている素子基板の中から１つの素子基板を処理対象として選択する。ここでの温調が許可されている素子基板は、図５に示す温調許可ＨＢ設定テーブルを参照することで特定される。そして、コントローラ３０は、選択した素子基板から検知された温度において、最も高い温度をＴｍａｘとする。ここでの素子基板の温度は、図３に示した温度検知手段３０３により取得できる。

Ｓ６０３にて、コントローラ３０は、ＴｍａｘがＴ２以上か否かを判定する。ＴｍａｘがＴ２以上である場合は（Ｓ６０３にてＹＥＳ）Ｓ６０４へ進み、ＴｍａｘがＴ２より小さい場合は（Ｓ６０３にてＮＯ）Ｓ６０５へ進む。

Ｓ６０４にて、コントローラ３０は、目標温度をＴ３に設定する。目標温度がＴ３に設定された場合、素子基板に設けられた複数のサブヒータのうち、温度がＴ３未満の領域に対応するサブヒータが、その領域の温度がＴ３に到達するまで駆動される。一方、複数のサブヒータのうち、温度がＴ３以上の領域に対応するサブヒータは、対応する領域の温度をＴ３に維持するように駆動される。そして、Ｓ６０６へ進む。

Ｓ６０５にて、コントローラ３０は、目標温度をＴ１に設定する。そして、Ｓ６０６へ進む。目標温度がＴ１に設定された場合、素子基板に設けられた複数のサブヒータのうち、温度がＴ１未満の領域に対応するサブヒータが、その領域の温度がＴ１に到達するまで駆動される。一方、複数のサブヒータのうち、温度がＴ１以上の領域に対応するサブヒータは、対応する領域の温度をＴ１に維持するように駆動される。

Ｓ６０６にて、コントローラ３０は、全ての温調許可が設定された素子基板に対する処理が完了したか否かを判定する。全ての温調許可が設定された素子基板に対する処理が完了したと判定された場合（Ｓ６０６にてＹＥＳ）本処理フローを終了する。一方、未処理の素子基板がある場合には（Ｓ６０６にてＮＯ）Ｓ６０２へ戻り、未処理の素子基板を処理対象として制御を繰り返す。

上述した構成および処理の流れにより、複数の素子基板それぞれの最高温度Ｔｍａｘと閾値（Ｔ２）とを比較し、ＴｍａｘがＴ２以上である場合には、Ｔ２よりも低い温度（Ｔ３）に目標温度を設定する。これにより、複数の素子基板それぞれに対し、その時点での素子基板内の最も高い温度に応じてその素子基板の維持するべき目標温度を設定している。言い換えると、素子基板内の最も高い温度が低下した際には、その素子基板に対する維持すべき目標温度を低下させている。一方、例えば、従来技術として上述した特許文献１では、複数の素子基板の中で最も高い温度の素子基板に合わせて複数の素子基板全てに対する維持すべき目標温度が設定されてしまう。そのため、特許文献１の構成では、複数の素子基板のうち一部の素子基板の温度が低下したとしても、複数の素子基板全体に対する目標温度は低下されないこととなる。

このような目標設定の方法の差異により、本発明では、複数の素子基板それぞれに対して目標温度の設定を行うため、例えば特許文献１と比較して、記録ヘッド全体の温度（維持されるべき目標温度）が高止まりすることが無くなる。また、本発明では、素子基板内の最も高い温度よりも低い温度にその素子基板の目標温度の設定を行った上で温度制御を行うため、特許文献１のような構成と比較して、各素子基板に対して供給する電力を抑えられ、記録ヘッドにおける消費電力を抑えることが可能となる。

［具体例］
以下では更に、本願発明の特徴を、従来構成との比較を行いつつ具体的に説明する。

（従来構成の場合）
まず、図７〜図９を用いて従来構成における動作例について説明する。ここでは、本願発明との比較対象の従来例として、素子基板の目標温度を、素子基板内の温度の分布にかかわらず、一定の目標温度Ｔ１として制御する例を挙げて説明する。言い換えると、ここで挙げる従来例では、素子基板内の温度分布にかかわらず、素子基板内の最も低い温度が目標温度Ｔ１となるように温度が維持される構成とする。

図７は、部分的に高Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合における、従来の記録ヘッドの温度分布の例を示す。ここでは、記録ヘッドが備える複数の素子基板のうち、ＨＢ５〜ＨＢ９で示す５つ素子基板を用いて印刷動作が行われる例を示している。また、１つの素子基板は、４つのサブヒータを備えているものとする。ここでの高Ｄｕｔｙな画像とは、例えば、画像形成におけるインクの吐出密度が高い画像や吐出量が多い画像を示す。

図７上段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲における記録ヘッドの温度分布を示す。図７中段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの可変温調領域を示す。ここでは、“０”は目標温度Ｔ１以上の領域を示し、“１”は目標温度Ｔ１未満の領域を示す。図７下段は素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までに割り当てられた画像の形成例を示す。ここでは、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲において、部分的に高Ｄｕｔｙな画像の形成を行う場合の例を用いて説明する。図７の場合、素子基板ＨＢ６の一部、素子基板ＨＢ７の全部、素子基板ＨＢ８の一部において、高Ｄｕｔｙな画像の印刷を行っている。このとき、印刷動作領域が目標温度Ｔ１以上に昇温しているので、印刷動作領域に対応するサブヒータは駆動されない。なお、素子基板ＨＢ５または素子基板ＨＢ９は放熱により目標温度Ｔ１未満になるタイミングで、対応するサブヒータが駆動されるので、この領域においても目標温度Ｔ１が維持される。

図８は、記録ヘッドの温度分布に応じてインクの吐出量を調整した後に、全体的に低Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合における、従来の記録ヘッドの吐出量分布の例を示す。ここでは、素子基板ＨＢ７に対して、吐出量の調整が行われている。図７に示す例において、素子基板ＨＢ７の最低温度は、素子基板ＨＢ６と素子基板ＨＢ７との境界部分の温度であるため、この温度による吐出量が基準吐出量となるように調整される。一方、素子基板ＨＢ６と素子基板ＨＢ８は、最低温度が目標温度Ｔ１と一致しているため、吐出量の調整は行われていない。

図８上段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲における記録ヘッドの吐出量分布を示す。図８中段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの可変温調領域を示す。ここでは、“０”は目標温度Ｔ１以上の領域を示し、“１”は目標温度Ｔ１未満の領域を示す。図８下段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までに割り当てられた画像の形成例を示す。ここでは、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲において、全体的に低Ｄｕｔｙな画像の形成を行う場合の例を用いて説明する。図８の場合、素子基板間で最低温度の領域に対応する吐出量が同じになるように、素子基板ＨＢ７に対する投入エネルギーを小さくする。ここでは、素子基板の最低温度に対応する吐出量が予め規定された基準吐出量に一致するように、駆動パルスに対するＰＷＭ制御を行う。具体的には、素子基板の最低温度に対応する吐出量が基準吐出量に一致するように、ヒータに対する駆動パルスのオン時間（パルス幅）が調整される。このとき、素子基板内または素子基板間の吐出量差が大きいため、画像（ここでは、全体的に低Ｄｕｔｙな画像）を印刷した場合の濃度差が大きくなる。つまり、図８下段に示すように、画像内で大きな濃度差が生じ、結果として濃度ムラの発生や画質の低下が生じる。

図９は、１枚目で部分的に高Ｄｕｔｙな画像を印刷し、２枚目で全体的に低Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合の従来の記録ヘッドの温度変化の例を示す。図９（ａ）は、素子基板ＨＢ６の温度変化を示す。図９（ｂ）は、素子基板ＨＢ７の温度変化を示す。図９（ｃ）は、素子基板ＨＢ８の温度変化を示す。従来構成の例の場合、印刷中の素子基板ＨＢ５と素子基板ＨＢ９は目標温度Ｔ１を維持したまま変化しないため、ここでは省略する。また、素子基板ＨＢ７は、印刷においてその全体を使用しているため、素子基板ＨＢ７内の温度差ΔＴは素子基板ＨＢ６または素子基板ＨＢ８内の温度差ΔＴと比較して小さい。素子基板ＨＢ６および素子基板ＨＢ８は、最高温度Ｔｍａｘが目標温度Ｔ１よりも高くなり、最低温度Ｔｍｉｎは目標温度Ｔ１と等しくなる。例えば、２枚目の印刷開始時（１枚目の印刷と２枚目の印刷の境界）において、素子基板ＨＢ６および素子基板ＨＢ８それぞれの内部の温度差ΔＴ（＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）は（Ｔｍａｘ−Ｔ１）となる。そのため、素子基板ＨＢ６および素子基板ＨＢ８それぞれの内部において濃度差が大きくなる。図９の例の場合、素子基板ＨＢ７内の温度差ΔＴが最も小さく、素子基板ＨＢ８内の温度差ΔＴが最も大きい。

（本実施形態の場合）
次に、図１０〜図１２を用いて、本実施形態に係る構成における動作例について説明する。

図１０は、部分的に高Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合における、本実施形態に係る記録ヘッドの温度分布の例を示す。図１０上段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの記録ヘッドの温度分布を示す。図１０中段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの可変温調領域を示す。図１０中段に示す番号は、図５の番号に対応しているものとする。ここでは、“０”は目標温度Ｔ以上の領域を示し、“１”は目標温度Ｔ未満の領域を示す。図１０下段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までに割り当てられた画像の形成例を示す。ここでは、図７と同様、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲において、部分的に高Ｄｕｔｙな画像の例を用いて説明する。図１０の場合、素子基板ＨＢ６の一部、素子基板ＨＢ７の全部、素子基板ＨＢ８の一部で高Ｄｕｔｙな画像の印刷を行っている。

本実施形態において、素子基板ＨＢ５と素子基板ＨＢ９については、図６の処理により、目標温度がＴ１に設定されているため、このＴ１との比較により、可変温調領域の値として“０”が設定されている。一方、素子基板ＨＢ６〜ＨＢ８については、図６の処理により、目標温度がＴ３に設定されているため、このＴ３との比較により、“０”もしくは“１”が設定されている。図１０の例の場合、素子基板ＨＢ６、ＨＢ７、ＨＢ８それぞれの最高温度がＴ２以上であるため、目標温度がＴ３に設定される。そして、素子基板ＨＢ６の一部、および素子基板ＨＢ８の一部は目標温度Ｔ３未満である場合に、それぞれの素子基板に対応するサブヒータが駆動される。このとき、素子基板ＨＢ６または素子基板ＨＢ８は、放熱により目標温度Ｔ３未満になるタイミングでサブヒータが駆動されるので、目標温度Ｔ３を維持できる。

図１１は、記録ヘッドの温度分布に応じてインクの吐出量を調整した後に、全体的に低Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合における、本実施形態に係る記録ヘッドの吐出量分布を示す。ここでは、素子基板ＨＢ７に対して、吐出量の調整が行われている。図１１に示す例において、素子基板ＨＢ７の最低温度は、素子基板ＨＢ６と素子基板ＨＢ７との境界部分の温度であるため、この温度による吐出量が基準吐出量となるように調整される。一方、素子基板ＨＢ６と素子基板ＨＢ８は、最低温度が目標温度Ｔ３と一致しているため、吐出量の調整は行われていない。

図１１上段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲における記録ヘッドの吐出量分布を示す。図１１中段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの可変温調領域を示す。図１１中段に示す番号は、図５の番号に対応しているものとする。ここでは、“０”は目標温度Ｔ以上の領域を示し、“１”は目標温度Ｔ未満の領域を示す。図１１下段は、素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までに割り当てられた画像の形成例を示す。ここでは素子基板ＨＢ５から素子基板ＨＢ９までの範囲において、全体的に低Ｄｕｔｙな画像の形成を行う場合の例を用いて説明する。上述したように、素子基板ＨＢ５と素子基板ＨＢ９については、図６の処理により、目標温度がＴ１に設定されているため、このＴ１との比較により、可変温調領域の値として“０”が設定されている。一方、素子基板ＨＢ６〜ＨＢ８については、図６の処理により、目標温度がＴ３に設定されているため、このＴ３との比較により、“０”もしくは“１”が設定されている。

図１１の場合、素子基板間で最低温度の領域に対応する吐出量が同じになるように、素子基板ＨＢ６、ＨＢ７、ＨＢ８に対する投入エネルギー（ＰＷＭ）を小さくする。このとき、素子基板内または素子基板間の吐出量差が小さいため、画像（ここでは、全体的に低Ｄｕｔｙな画像）を印刷した場合の濃度差が小さくなる。つまり、図１１下段に示すように、画像内での濃度差が抑えられ、濃度ムラの発生や画質の低下を抑えることができる。

図１２は、１枚目で部分的に高Ｄｕｔｙな画像を印刷し、２枚目で全体的に低Ｄｕｔｙな画像を印刷した場合の本実施形態に係る記録ヘッドの温度変化の例を示す。図１２（ａ）は、素子基板ＨＢ６の温度変化を示す。図１２（ｂ）は、素子基板ＨＢ７の温度変化を示す。図１２（ｃ）は、素子基板ＨＢ８の温度変化を示す。本実施形態の場合も従来例と同様に、印刷中の素子基板ＨＢ５と素子基板ＨＢ９は目標温度Ｔ１を維持したまま変化しないのでここでは省略する。また、素子基板ＨＢ７は、印刷においてその全体を使用しているため、素子基板ＨＢ７内の温度差ΔＴは素子基板ＨＢ６または素子基板ＨＢ８内の温度差ΔＴと比較して小さい。素子基板ＨＢ６または素子基板ＨＢ８は、最高温度Ｔｍａｘが目標温度Ｔ１よりも高くなり、最低温度Ｔｍｉｎは目標温度Ｔ１以上、かつ、可変温調目標温度Ｔ３以下になる。例えば、２枚目の印刷開始時（１枚目の印刷と２枚目の印刷の境界）において、素子基板ＨＢ６および素子基板ＨＢ８それぞれの内部の温度差ΔＴ（＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）は（Ｔｍａｘ−Ｔ３）となる。このとき、Ｔ３＞Ｔ１により、（Ｔｍａｘ−Ｔ３）＜（Ｔｍａｘ−Ｔ１）となり、従来構成の場合と比べて素子基板内の濃度差が小さくなる。

以上述べたように、本実施形態において、素子基板それぞれに対し、素子基板内の最も高い温度が閾値Ｔ２を超えている場合には目標温度を高く設定することで、素子基板内の温度差が大きくなることを抑制できる。その結果、素子基板内の濃度差が、一定の目標温度を用いる従来例と比較して小さくなる。さらに、吐出量を調整した際の素子基板間の濃度差も従来例と比較して小さくなる。その結果、動的に発生する記録ヘッドが備える各素子基板の温度分布による濃度ムラを低減することができる。

また、目標温度よりも低い位置のサブヒータのみが選択的に駆動されるため、各素子基板内で発生した温度分布が相対的に緩和される。これに伴って、素子基板における消費電力の抑制が可能となる。

また、各素子基板内の最高温度Ｔｍａｘよりも目標温度を低めに設定するため、Ｔｍａｘが低下するとともに目標温度Ｔも低下する。これにより、素子基板の温度が高止まりすることを抑制することができる。

＜変形例＞
第１の実施形態において、可変温調判定温度Ｔ２、および可変温調目標温度Ｔ３は固定であるものとして扱った。しかし、これらは、用紙種（例えば光沢紙、普通紙）に応じて変更してもよい。光沢紙は普通紙と比較して吐出量変化に対する濃度変化が大きいのでムラが目立つ。よって、光沢紙の場合のＴ２とＴ３は、普通紙の場合のＴ２とＴ３よりも相対的に低く設定する方が好ましい。ここでの用紙種は、ユーザによる印刷設定に基づいて判定してもよいし、用紙種を検知するための検知手段（不図示）を設けてもよい。

また、可変温調判定温度Ｔ２、および可変温調目標温度Ｔ３は、用紙幅（例えばＡ３サイズ、Ａ４サイズ）に応じて変更してもよい。Ａ３サイズの用紙は、Ａ４サイズの用紙と比較してサブヒータの消費電力が大きく、吐出に用いられる電力が小さいので記録ヘッドの温度変化が小さい。よって、Ａ３サイズの用紙の場合のＴ２とＴ３は、Ａ４サイズの用紙の場合のＴ２とＴ３よりも相対的に低く設定する方が好ましい。なお、ここでは、記録媒体の主走査方向の長さ（幅）を例に挙げたが、これ以外のサイズに関する情報に基づいてもよい。ここでの用紙幅（用紙サイズ）は、ユーザの印刷設定に基づいて判定してもよいし、用紙サイズを検知するための検知手段（不図示）を設けてもよい。

また、可変温調判定温度Ｔ２、および可変温調目標温度Ｔ３は、環境温度（例えば、周辺の温度が所定の閾値よりも低温もしくは高温）に応じて変更してもよい。環境温度が低温である場合は、高温の場合と比較してサブヒータの消費電力が大きく、吐出に用いられる電力が小さいので記録ヘッドの温度変化が小さい。よって、環境温度が低温の場合のＴ２とＴ３は、環境温度が高温の場合のＴ２とＴ３よりも相対的に低く設定する方が好ましい。このとき、画像形成装置は、周辺環境の温度を取得するための検知手段（不図示）を備えているものとする。

＜その他の実施形態＞
上記の実施形態において、目標温度の切り替えは１段階（Ｔ１からＴ３）である場合について説明した。しかし、この構成に限定するものではなく、２段階以上の目標温度の切り替えを行ってもよい。目標温度の差分が小さいほど素子基板内の温度差は小さくなる。その結果、素子基板内の濃度差が小さくなる。理想的にはＴｍａｘがＴ１＋α（αは正の定数）以上であれば目標温度を（Ｔｍａｘ−α）に設定し、Ｔｍａｘが（Ｔ１＋α）未満であれば目標温度をＴ１に設定する方が好ましい。αの設定方法は、特に限定するものではない。

また、図１に示すように各色に対応した複数の記録ヘッドが並べられている場合において、記録ヘッドごともしくはインクの色や種類ごとに異なる温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を設定するような構成であってもよい。

本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピューターにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１…画像形成装置、３０…コントローラ、３１…ＭＰＵ、３２…ＲＯＭ、３４…ＤＲＡＭ、１００…記録ヘッド、ＨＢ…素子基板、ＳＨ…サブヒータ

Claims (10)

1. 記録材を吐出するための複数の素子基板を配置した記録ヘッドを備える画像形成装置であって、
   前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を目標温度に維持するための加熱手段と、
   前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を検知する検知手段と、
   前記複数の素子基板それぞれに対し、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度と所定の閾値とを比較し、最高温度が前記所定の閾値を超える場合には、前記所定の閾値を超えない場合に設定される目標温度よりも高く、かつ、前記所定の閾値よりも低い範囲で、当該素子基板が維持すべき目標温度を設定する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度が前記所定の閾値を超える場合は、当該素子基板に対する目標温度を第１の温度とし、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度が前記所定の閾値を超えない場合は、当該素子基板に対する目標温度を前記第１の温度よりも低い第２の温度とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定の閾値は、前記第１の温度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定の閾値および前記第１の温度は、記録媒体の種類に応じて異なることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の閾値および前記第１の温度は、記録媒体のサイズに応じて異なることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
6. 前記所定の閾値および前記第１の温度は、前記画像形成装置の環境温度に応じて異なることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
7. １の素子基板に対して複数の前記加熱手段が設けられ、
   当該複数の加熱手段はそれぞれ、対応する１の素子基板内の領域を加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. １の素子基板に対して複数の前記検知手段が設けられ、
   当該複数の検知手段はそれぞれ、対応する１の素子基板内の領域の温度を検知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記複数の素子基板それぞれに対し、記録媒体に対する画像形成ごとに、前記検知手段にて検知した素子基板内の最低温度により吐出される記録材の吐出量が所定の吐出量となるように制御する手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 記録材を吐出するための複数の素子基板を配置した記録ヘッドと、
    前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を目標温度に維持するための加熱手段と、
    前記複数の素子基板それぞれに対し、素子基板内の温度を検知する検知手段と
    を備える画像形成装置の制御方法であって、
    前記複数の素子基板それぞれに対し、前記検知手段にて検知した素子基板内の最高温度と所定の閾値とを比較し、最高温度が前記所定の閾値を超える場合には、前記所定の閾値を超えない場合に設定される目標温度よりも高く、かつ、前記所定の閾値よりも低い範囲で、当該素子基板が維持すべき目標温度を設定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。