JP2022024824A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッド本体等様々な共振周波数の影響を軽減した駆動周波数に調整して、画像品質を向上させることができる液体吐出装置を提供する。【解決手段】インクを吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドによるインクの吐出の対象となる記録媒体との相対位置を検出する検出部と、検出部による検出結果から導出される記録ヘッドの吐出周期に対する追加の演算により、同一の駆動周期が２周期以上連続しないような記録ヘッドを駆動する駆動周期を決定する決定部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置およびプロッタ等の画像形成装置（画像記録装置）として使用するインクジェット記録装置（液体吐出装置）における記録ヘッドは、インクを吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力発生室（圧力室、加圧液室、液室、インク室またはインク流路等とも称される）と、この圧力発生室内のインクを加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段（エネルギー発生手段）と、を備える。このようなインクジェット記録装置は、アクチュエータ手段を駆動することにより圧力発生室内のインクを加圧してノズルからインクを吐出させる装置であり、記録が必要なときにのみインクを吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。

そして、インク（記録液体）を吐出させるためのアクチュエータ手段の種類により、幾つかの方式に大別される。まず、第１の方式として、圧力発生室の壁の一部を薄い振動板とし、これに対応して圧力発生素子としての圧電素子を配置し、電圧印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させることにより圧力発生室内の圧力を変化させてインクを吐出させるピエゾ方式がある。また、第２の方式として、液室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインクを吐出させるバブルジェット（登録商標）方式がある。さらに、第３の方式として、圧力発生室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された圧力発生室外の個別電極とを備え、振動板と電極との間に電界を印加することによって発生する静電力により振動板を変形させて、圧力発生室内の圧力および体積を変化させ、ノズルからインクを吐出させる静電型方式がある。

上述のような方式のうち電圧印加により振動板を変形させてインクを吐出させるピエゾ方式の画像形成装置では、圧電素子を駆動してインクを吐出させる際、記録ヘッド全体、または構造の一部が共振し、不安定な吐出状態になったり、インクの液滴の吐出速度が変化して画像品質が悪化するという問題がある。これは、記録ヘッドの構造的な共振周波数が、記録ヘッドの駆動周波数、すなわち圧電素子の駆動周波数と一致または近接することに起因する場合がある。

このような問題に対処するために、１駆動周期内で複数の駆動パルスからなる駆動波形によりノズルからインクを吐出させる画像形成装置において、当該装置の経時的な変化および個体差を考慮して、ノズルの共振によるクロストークの発生を防止するために、アクチュエータ素子の振動を検知する振動検知部で検知された振動波形に基づいて、ノズルの共振に影響を与える周波数を特定する周波数特定部と、特定された周波数に基づいて、生成された駆動波形の形状を変更し、周波数特性を補正する技術が知られている（例えば特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、生成された駆動波形の形状を変えることにより、特定した周波数成分を回避することはできても、その駆動波形を、記録ヘッドの構造的な共振周波数、またはその約数で駆動してしまうと、励起された共振で不安定な吐出になったり、インクの吐出速度が変化し、着弾位置がずれて画像が劣化してしまう問題があった。また、画像形成装置の記録媒体の搬送速度にはムラがあるため、駆動周期にも変動があるため、その変動を含めて、常に記録ヘッドの構造的な共振周波数またはその約数を避けるのは困難であるという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、記録ヘッド本体等様々な共振周波数の影響を軽減した駆動周波数に調整して、画像品質を向上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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドによるインクの吐出の対象となる記録媒体との相対位置を検出する検出部と、前記検出部による検出結果から導出される前記記録ヘッドの吐出周期に対する追加の演算により、同一の駆動周期が２周期以上連続しないような該記録ヘッドを駆動する駆動周期を決定する決定部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッド本体等様々な共振周波数の影響を軽減した駆動周波数に調整して、画像品質を向上させることができる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の全体外観の一例を示す図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置の側断面の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置の要部平面の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置の記録ヘッドの液室の長手方向に平行な断面を示す図である。 図５は、実施形態に係る画像形成装置の記録ヘッドの液室の長手方向に垂直な断面を示す図である。 図６は、実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図７は、実施形態に係る画像形成装置の印刷制御部およびヘッド駆動回路の構成の一例を示す図である。 図８は、実施形態に係る画像形成装置の駆動波形および液制御信号の一例を示す図である。 図９は、記録ヘッドの構造的な振動の周波数特性の一例を示す図である。 図１０は、実施形態に係る画像形成装置の共振を抑制するための吐出周期を説明する図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出装置の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。

（画像形成装置の概略構成）
図１は、実施形態に係る画像形成装置の全体外観の一例を示す図である。図１を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成について説明する。

図１に示す画像形成装置１は、シリアル型のインクジェット記録装置（液体吐出装置）である。図１に示すように、画像形成装置１は、本体２と、給紙トレイ３と、排紙トレイ４と、カートリッジ装填部５と、操作表示部６と、カートリッジカバー７と、インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｋと、残量表示部１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｋと、電源ボタン１２と、用紙送り・印刷再開ボタン１３と、キャンセルボタン１４と、を備えている。

本体２は、画像形成装置１の外形を構成する本体部分である。給紙トレイ３は、後述する記録ヘッド３１（図２参照）によりインクを吐出する画像形成部分へ給紙するための用紙等の記録媒体Ｐを装填する着脱自在のトレイである。排紙トレイ４は、画像形成された記録媒体Ｐをストックするためのトレイである。

カートリッジ装填部５は、本体２の前面の左右方向の一端側、すなわち、給紙トレイ３および排紙トレイ４の左右方向の一端側に配置され、前面から本体２の前方側に突き出し、上面よりも低くなるように構成された、インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｋを装填するための部分である。

操作表示部６は、カートリッジ装填部５の上面に配置された、画像形成装置１を操作するための操作ボタンおよび表示器等が設けられた部分である。

カートリッジカバー７は、カートリッジ装填部５の前面側に配置され、インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｋを着脱する場合に開くカバーである。

インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｋは、それぞれシアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インク、黒（Ｋ）インクを収容し、カートリッジ装填部５に対して装填可能なインクカートリッジである。なお、インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｋについて、任意のインクカートリッジを示す場合、または総称する場合、単に「インクカートリッジ１０」と称するものとする。

残量表示部１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｋは、操作表示部６に含まれ、各色のインクカートリッジ１０の装着位置に対応した位置に配置され、各色のインクカートリッジ１０のインクの残量状態を表示するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の表示器である。例えば、残量表示部１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｋは、各色のインクの残量がニアエンドまたはエンドの状態になったことを表示する。

電源ボタン１２は、操作表示部６に含まれ、画像形成装置１の電源をオンまたはオフするためのボタンである。用紙送り・印刷再開ボタン１３は、記録媒体Ｐを搬送したり、中断した印刷動作を再開するためのボタンである。キャンセルボタン１４は、画像形成装置１の動作を停止したり、設定内容をキャンセルするためのボタンである。

なお、図１に示した画像形成装置１の構成は一例を示すものであり、これに限定されるものではない。例えば、本体２の上面側または裏面側に手差しトレイ等が設けられているものとしてもよい。

（画像形成装置の内部機構）
図２は、実施形態に係る画像形成装置の側断面の一例を示す図である。図３は、実施形態に係る画像形成装置の要部平面の一例を示す図である。図２および図３を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の内部機構について説明する。

図２および図３に示すように、画像形成装置１は、ガイドロッド２１と、ステー２２と、キャリッジ２３と、主走査モータ２４と、駆動プーリ２５と、従動プーリ２６と、タイミングベルト２７と、を備えている。

ガイドロッド２１は、図示しない左右の側板間にステー２２と共に横架され、キャリッジ２３を主走査方向（図３に示す矢印方向）に摺動可能に保持する部材である。

キャリッジ２３は、後述する記録ヘッド３１ｃ、３１ｍ、３１ｙ、３１ｋおよび供給タンク３２が装着され、主走査モータ２４により駆動されるタイミングベルト２７を介して、主走査方向に移動される部材である。

主走査モータ２４は、駆動プーリ２５と従動プーリ２６との間に無端状に架け渡されたタイミングベルト２７を回転させることによりキャリッジ２３を主走査方向に移動させるモータである。

駆動プーリ２５は、従動プーリ２６との間でタイミングベルト２７が架け渡されており、主走査モータ２４の回転駆動により回転して、タイミングベルト２７を回転させるプーリである。従動プーリ２６は、駆動プーリ２５との間でタイミングベルト２７が架け渡されており、駆動プーリ２５の回転に伴ってタイミングベルト２７を介して回転するプーリである。タイミングベルト２７は、駆動プーリ２５と従動プーリ２６との間に無端状に架け渡されたベルトである。タイミングベルト２７は、キャリッジ２３のベルト保持部が固定され、主走査モータ２４の回転駆動によりキャリッジ２３を主走査方向に往復移動させる。

また、図２および図３に示すように、画像形成装置１は、さらに、記録ヘッド３１ｃ、３１ｍ、３１ｙ、３１ｋと、供給タンク３２と、を備えている。

記録ヘッド３１ｃ、３１ｍ、３１ｙ、３１ｋは、それぞれシアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インク、黒（Ｋ）インクを吐出するための複数のノズルが下方に向かうようにキャリッジ２３に装着されたインクジェットヘッドである。図３に示す例では、記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙの順に主走査方向に並設されている。なお、記録ヘッド３１ｃ、３１ｍ、３１ｙ、３１ｋについて、任意の記録ヘッドを示す場合、または総称する場合、単に「記録ヘッド３１」と称するものとする。記録ヘッド３１は、インクを吐出する複数のノズルがノズル列として主走査方向と交差する方向に配列されている。なお、インクジェットヘッドとしての記録ヘッド３１は、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、または、静電力を用いる静電アクチュエータ等を、インクを吐出するための圧力発生手段として使用できるが、本実施形態では、圧電素子を用いた圧力発生手段を備えるものとして説明する。

なお、記録ヘッド３１は、各ノズル列から同じ色のインクを吐出する構成であってもよく、異なる色のインクを吐出する構成であってもよい。

供給タンク３２は、カートリッジ装填部５に装着された各色のインクカートリッジ１０からインク供給チューブを介して各色のインクが補充供給されるタンクである。供給タンク３２は、記録ヘッド３１に対して各色のインクを供給する。

また、図２に示すように、画像形成装置１は、さらに、用紙積載部４１と、給紙コロ４３と、分離パッド４４と、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、押さえ部材４８と、先端加圧コロ４９と、を備えている。

用紙積載部４１は、用紙等の記録媒体Ｐを給紙するために当該記録媒体Ｐを積載させる部材である。給紙コロ４３は、用紙積載部４１から記録媒体Ｐを１枚ずつ分離給送するコロである。分離パッド４４は、摩擦係数の大きな材質から構成され、給紙コロ４３に対向し、給紙コロ４３側に付勢されており、給紙コロ４３による記録媒体Ｐの給送時に１枚ずつ分離するパッドである。

ガイド部材４５は、給紙コロ４３により給送された記録媒体Ｐをカウンタローラ４６側へ案内する部材である。カウンタローラ４６は、ガイド部材４５を介して送られる記録媒体Ｐを、後述する搬送ベルト５１との間で挟んで搬送するローラである。搬送ガイド部材４７は、カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に挟まれて搬送される記録媒体Ｐを、先端加圧コロ４９側へ案内する部材する。

押さえ部材４８は、搬送ガイド部材４７により案内された記録媒体Ｐを搬送ベルト５１側へ押さえる部材である。先端加圧コロ４９は、押さえ部材４８に備えられ、記録媒体Ｐを搬送ベルト５１側へ押さえながら記録ヘッド３１の下方側へ送り込むコロである。

また、図２および図３に示すように、画像形成装置１は、さらに、搬送ベルト５１と、搬送ローラ５２と、テンションローラ５３と、帯電ローラ５６と、ガイド部材５７と、副走査モータ５８と、駆動ベルト５９と、プーリ６０と、分離爪６１と、排紙ローラ６２と、排紙コロ６３と、を備えている。

搬送ベルト５１は、搬送ローラ５２とテンションローラ５３と間に架け渡された無端状のベルトであり、給送された記録媒体Ｐを静電吸着して記録ヘッド３１へ対向する位置（記録ヘッド３１の下方の位置）へ向けて副走査方向に搬送するベルトである。搬送ベルト５１は、記録媒体Ｐの吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を施した裏層とを有する。表層は、例えば、抵抗制御を施していない純粋な厚さ４０［μｍ］程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成されている。裏層は、例えば中抵抗層またはアース層である。

搬送ローラ５２は、回転駆動されることによって搬送ベルト５１を副走査方向に周回移動させるローラである。搬送ローラ５２は、アースローラの役目を担っており、搬送ベルト５１の裏層と接触配置され接地している。テンションローラ５３は、搬送ローラ５２と共に搬送ベルト５１を架け渡すためのローラである。

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の表面を帯電させるローラである。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の周回移動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧をかけている。

ガイド部材５７は、搬送ベルト５１の裏側における記録ヘッド３１による印字領域に対応する位置に配置された部材である。ガイド部材５７は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラである搬送ローラ５２およびテンションローラ５３の接線よりも記録ヘッド３１側に搬送ベルト５１を突出させる。これによって、搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。

副走査モータ５８は、駆動ベルト５９およびプーリ６０を介して、搬送ローラ５２を回転駆動させることにより、搬送ベルト５１を図３に示す副走査方向に周回移動させるモータである。駆動ベルト５９は、副走査モータ５８の回転軸と、プーリ６０との間に架け渡されたベルトであり、副走査モータ５８の回転駆動によってプーリ６０を回転させるためのベルトである。プーリ６０は、搬送ローラ５２の回転軸に接続されており、副走査モータ５８の回転駆動により駆動ベルト５９を介して回転することにより、搬送ローラ５２を回転させるプーリである。

分離爪６１は、記録ヘッド３１により画像形成された記録媒体Ｐを排紙するために、搬送ベルト５１から記録媒体Ｐを分離するための爪部材である。排紙ローラ６２は、分離爪６１により分離された記録媒体Ｐを排紙トレイ４へ向けて排紙するためのローラである。排紙コロ６３は、分離爪６１により分離された記録媒体Ｐを、排紙ローラ６２と共に排紙トレイ４へ向けて排紙するためのコロである。

また、図２に示すように、画像形成装置１は、さらに、両面ユニット７１と、手差しトレイ７２と、を備えている。

両面ユニット７１は、本体２の背面部に着脱自在に装着され、搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される記録媒体Ｐ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との間に給紙するユニットである。手差しトレイ７２は、両面ユニット７１の上面に設置され、手動により記録媒体Ｐを給紙するためのトレイである。

また、図３に示すように、画像形成装置１は、さらに、維持回復機構８１と、空吐出受け８８と、を備えている。

維持回復機構８１は、キャリッジ２３の主走査方向の一端側の非印字領域に配置され、記録ヘッド３１のノズルの状態を維持および回復する機構である。維持回復機構８１は、図３に示すように、キャップ部材８２ａ～８２ｄと、ワイパーブレード８３と、空吐出受け８４と、を有する。

キャップ部材８２ａ～８２ｄは、各記録ヘッド３１の各ノズル面をキャッピングする部材である。例えば、キャップ部材８２ａは、吸引用および保湿用のキャップとし、キャップ部材８２ｂ～８２ｄは、保湿用のキャップとする。ワイパーブレード８３は、記録ヘッド３１のノズル面をワイピングするためのブレード部材である。空吐出受け８４は、記録ヘッド３１が増粘したインクを排出するために、記録に寄与しないインクを吐出させる空吐出を行う場合のインクを受ける部材である。

空吐出受け８８は、キャリッジ２３の主走査方向の維持回復機構８１とは反対側の端の非印字領域に配置され、記録ヘッド３１が増粘したインクを排出するために、記録に寄与しないインクを吐出させる空吐出を行う場合のインクを受ける部材である。空吐出受け８８は、図３に示すように、開口部８９ｃ、８９ｍ、８９ｙ、８９ｋを有する。

開口部８９ｃ、８９ｍ、８９ｙ、８９ｋは、各記録ヘッド３１のノズル列の方向に沿って形成され、当該各記録ヘッド３１からの空吐出されたインクを空吐出受け８８の内部へ収容するための開口部分である。

以上のように構成された画像形成装置１においては、まず、給紙トレイ３から記録媒体Ｐが１枚ずつ分離して給紙され、ガイド部材４５によって略鉛直方向に搬送される。そして、記録媒体Ｐは、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、さらに先端を搬送ガイド部材４７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度搬送方向を変更される。

このとき、後述する制御部２００によって図示しないＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラスとマイナスとが交互に繰り返すように交番する電圧が印加される。これによって、搬送ベルト５１は、周回方向である副走査方向に、プラス電荷とマイナス電荷とが所定の幅で帯状に交互に帯電された状態となる。そして、プラスとマイナスとに交互に帯電した搬送ベルト５１上に記録媒体Ｐが給送されると、記録媒体Ｐは、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副走査方向に搬送される。

そして、記録媒体Ｐが記録ヘッド３１の下方の印字領域に搬送されると、キャリッジ２３の主走査方向の移動に従って、記録ヘッド３１は、画像データに応じてインクの吐出動作を開始する。記録ヘッド３１は、副走査方向の移動が停止している記録媒体Ｐにインクを吐出して１行分を記録（印字）し、記録媒体Ｐが所定量搬送された後、次の行の記録を行う。そして、制御部２００は、記録終了信号または記録媒体Ｐの後端が印字領域に到達した信号を受けることにより、記録ヘッド３１の記録動作を終了させ、記録媒体Ｐを給紙トレイ３に排紙する。

また、印字待機中においては、制御部２００は、キャリッジ２３を維持回復機構８１側に移動させ、キャップ部材８２ａ～８２ｄにより記録ヘッド３１のノズルをキャッピングさせる。これにより、ノズルを湿潤状態に保つことができ、インク乾燥による吐出不良を抑制することができる。

また、制御部２００は、記録ヘッド３１による記録開始前または記録途中等に、空吐出受け８４または空吐出受け８８に向けて記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行わせる。これによって、記録ヘッド３１の安定した吐出性能を維持および回復することができる。

（記録ヘッドの概略構造）
図４は、実施形態に係る画像形成装置の記録ヘッドの液室の長手方向に平行な断面を示す図である。図５は、実施形態に係る画像形成装置の記録ヘッドの液室の長手方向に垂直な断面を示す図である。図４および図５を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の記録ヘッド３１の概略構造について説明する。

図４および図５に示すように、記録ヘッド３１は、流路板１０１と、振動板１０２と、ノズル板１０３とが接合された積層構造を有する。

流路板１０１は、例えばＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）基板または単結晶シリコン基板をエッチングして形成され、ノズル板１０３のノズル１０４へ連通するノズル連通路１０５、インクを加圧するための液室１０６、および、後述する共通液室１０８から液室１０６へインクを供給するためのインク供給口１０９が形成されている。流路板１０１は、例えば結晶面方位［１１０］の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等のアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングをしたり、または、ＳＵＳ基板をエッチングすることにより、ノズル連通路１０５、液室１０６およびインク供給口１０９が形成される。

振動板１０２は、ノズル板１０３が接合された流路板１０１の面とは反対側の面に接合されたニッケル電鋳等で形成された板であり、後述する圧電素子１２１により変形することによって液室１０６内のインクを加圧する。振動板１０２は、ニッケル等の金属プレートから形成され、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）により作製される。なお、振動板１０２は、この他金属板または金属と樹脂板との接合部材等を用いて作製することもできる。

ノズル板１０３は、振動板１０２が接合された流路板１０１の面とは反対側の面に接合された板であり、流路板１０１のノズル連通路１０５に連通し、液室１０６で加圧されたインクを吐出するためのノズル１０４が形成されている。具体的には、ノズル板１０３は、流路板１０１の各液室１０６に対応して直径１０～３０［μｍ］のノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。また、ノズル板１０３は、金属部材から成るノズル形成部材の表面に所定の層を介して最表面に撥水層が形成されている。なお、ノズル板１０３のノズル１０４によるインクの吐出側の面がノズル面１０３ａとなる。

また、図４および図５に示すように、記録ヘッド３１は、さらに、圧電素子１２１と、ベース基板１２２と、支柱部１２３と、を備えている。

圧電素子１２１は、振動板１０２に接着接合された２列の積層型圧電素子であり、振動板１０２を変形させて液室１０６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である。圧電素子１２１は、後述するヘッド駆動回路２２１である駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に接続するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）ケーブル１２６が接続されている。圧電素子１２１は、図４および図５に示すように、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子である。また、圧電素子１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には、個別電極１５３および共通電極１５４が接続されている。なお、圧電素子１２１の圧電方向として、ｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としてもよく、ｄ３１方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としてもよい。

ベース基板１２２は、圧電素子１２１と支柱部１２３とを交互に接合固定する基板である。なお、１つのベース基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造としてもよい。

支柱部１２３は、圧電素子１２１の間に配置され、振動板１０２およびベース基板１２２に接合固定された支柱である。支柱部１２３は、圧電素子部材を分割加工することにより圧電素子１２１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。

また、図４および図５に示すように、記録ヘッド３１は、さらに、フレーム部材１３１を備えている。

フレーム部材１３１は、振動板１０２の周縁部に接合された部材である。フレーム部材１３１は、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成される。フレーム部材１３１は、インク供給口１０９を介して液室１０６に連通する共通液室１０８と、貫通部１３２と、インク供給孔１３３と、が形成されている。

共通液室１０８は、インク供給孔１３３を介してインクが供給される液室であり、インク供給口１０９を介して液室１０６へインクを供給する。貫通部１３２は、圧電素子１２１およびベース基板１２２等で構成されるアクチュエータユニットを収納する。インク供給孔１３３は、共通液室１０８に外部（供給タンク３２）からインクを供給するための孔である。

このように構成された記録ヘッド３１においては、例えば圧電素子１２１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１２１が収縮して、液室１０６の容積が膨張する方向に振動板１０２を変形させる。これによって、共通液室１０８から液室１０６内にインクが流入する。

その後、圧電素子１２１に印加する電圧を上げて圧電素子１２１を積層方向に伸長させると、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて、液室１０６の容積を収縮させる。これによって、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインクの滴が吐出される。

そして、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって、振動板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。これによって、共通液室１０８から液室１０６内にインクが充填される。そして、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次のインク吐出のための動作に移行する。

なお、記録ヘッド３１の駆動方法については、上述した引き・押し打ちに限定されるものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちまたは押し打ち等を行うこともできる。

（画像形成装置のハードウェア構成）
図６は、実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図６を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成について説明する。

図６に示すように、画像形成装置１は、制御部２００と、ヘッド駆動回路２２１（駆動部）と、主走査モータ２４と、副走査モータ５８と、給紙コロ４３と、維持回復機構８１と、カートリッジＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）２２７と、記録ヘッド３１、キャリッジ位置検出回路２３１（検出部の一例）およびタンク満タンセンサ２３２を含むキャリッジ２３と、操作表示部６と、搬送量検出回路２３３と、環境センサ２３４と、を備えている。なお、上述の各機器のうち、主走査モータ２４、副走査モータ５８、給紙コロ４３、維持回復機構８１、記録ヘッド３１および操作表示部６については、上述した通りである。

制御部２００は、画像形成装置１の全体の制御を司る制御ユニットである。制御部２００は、図６に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）２０４と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０５と、ネットワークＩ／Ｆ２０６と、Ｉ／Ｏ２０７と、印刷制御部２１１と、主走査モータ駆動回路２１２と、副走査モータ駆動回路２１３と、給紙コロ駆動回路２１４と、維持回復機構駆動回路２１５と、インク供給駆動回路２１６と、カートリッジ通信回路２１７と、を備えている。

ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された各種プログラムを、ワーク領域として利用するＲＡＭ２０３に読み込んで、各種機能を実現する演算装置である。ＮＶＲＡＭ２０４は、各種の設定情報等が記憶された不揮発性記憶装置である。

ＡＳＩＣ２０５は、画像データに対する各種信号処理および画像処理を行うための集積回路である。

ネットワークＩ／Ｆ２０６は、有線または無線等のデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して接続される外部機器と通信を行うためのインターフェースである。ネットワークＩ／Ｆ２０６は、例えば、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に準拠したインターフェースである。

Ｉ／Ｏ２０７は、各種センサとデータ通信するための入出力インターフェースである。Ｉ／Ｏ２０７は、例えば、キャリッジ位置検出回路２３１、タンク満タンセンサ２３２、搬送量検出回路２３３および環境センサ２３４により検出された信号またはデータ等を受信する。

印刷制御部２１１は、ＣＰＵ２０１からの信号および画像データと、キャリッジ位置検出回路２３１および搬送量検出回路２３３等からのキャリッジ２３の位置情報および搬送量に基づいて、記録ヘッド３１のインクを吐出させるための圧電素子１２１を駆動するための駆動波形を生成するモジュールである。印刷制御部２１１により生成される駆動波形は、１または複数の駆動パルスで構成される駆動信号群を複数含む。印刷制御部２１１は、生成した駆動波形をシリアルデータでヘッド駆動回路２２１に転送し、この駆動波形の転送および転送の確定等に必要な転送クロック、ラッチ信号、および滴制御信号等をヘッド駆動回路２２１へ出力する。印刷制御部２１１は、ＲＯＭ２０２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、電圧増幅器、および電流増幅器等で構成される後述する駆動波形生成部４０２（生成部）、および各種信号をヘッド駆動回路２２１へ転送するデータ転送部４０３（選択部）を含む。

主走査モータ駆動回路２１２は、ＣＰＵ２０１から入力したキャリッジ移動量に応じて、主走査モータ２４を回転動作させて、タイミングベルト２７に固定されているキャリッジ２３を主走査方向の所定位置に所定速度で移動させる駆動回路である。また、ＣＰＵ２０１は、キャリッジ位置検出回路２３１により検出されたキャリッジ２３の主走査方向の位置情報に基づいて、主走査モータ駆動回路２１２を介してキャリッジ２３の主走査方向の移動量および移動速度を制御する。

副走査モータ駆動回路２１３は、ＣＰＵ２０１から入力した搬送量に応じて、副走査モータ５８を回転駆動させることにより搬送ローラ５２を回転させ、搬送ベルト５１を副走査方向の所定位置に所定速度で移動させる駆動回路である。また、ＣＰＵ２０１は、搬送量検出回路２３３により検出された搬送ベルト５１の搬送量に基づいて、副走査モータ駆動回路２１３を介して搬送ベルト５１の副走査方向の移動量および移動速度を制御する。

給紙コロ駆動回路２１４は、ＣＰＵ２０１からの給紙コロ駆動指令に従って、給紙コロ４３を回転させる駆動回路である。維持回復機構駆動回路２１５は、ＣＰＵ２０１からの駆動指令に従って、維持回復機構８１のモータ等を駆動させる駆動回路である。インク供給駆動回路２１６は、ＣＰＵ２０１からの駆動指令に従って、インクカートリッジ１０から記録ヘッド３１の供給タンク３２に対してインクを補充供給するポンプを駆動する駆動回路である。この場合、ＣＰＵ２０１は、インク供給駆動回路２１６を介して、供給タンク３２が満タン状態にあることを検知するタンク満タンセンサ２３２からの検知信号に基づいて、供給タンク３２への補充供給を制御する。カートリッジ通信回路２１７は、ＣＰＵ２０１からの制御信号に従って、カートリッジ装填部５に装填されたインクカートリッジ１０に設けられたカートリッジＥＥＰＲＯＭ２２７に記憶されている情報を読み出す通信回路である。そして、例えば、カートリッジ通信回路２１７は、カートリッジＥＥＰＲＯＭ２２７から読み出した情報をＮＶＲＡＭ２０４に記憶させる。

なお、上述の印刷制御部２１１、主走査モータ駆動回路２１２、副走査モータ駆動回路２１３、給紙コロ駆動回路２１４、維持回復機構駆動回路２１５、インク供給駆動回路２１６およびカートリッジ通信回路２１７のうち少なくとも一部は、制御部２００とは独立した回路であってもよい。

ヘッド駆動回路２２１は、所定の画像データに基づいて、印刷制御部２１１により生成された駆動波形から選択した駆動パルスを記録ヘッド３１の圧電素子１２１に印加する駆動回路である。ここで、所定の画像データとは、例えば、シリアルに入力される記録ヘッド３１の１行分に相当する画像データである。このように、印刷制御部２１１により生成された駆動波形を構成する駆動信号群の駆動パルスを選択することによって、大きさの異なるインク滴を吐出させて、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

カートリッジＥＥＰＲＯＭ２２７は、カートリッジ装填部５に装填されたインクカートリッジ１０に設けられ、例えば当該インクカートリッジ１０に存在するインクの残量等の情報を保持する不揮発性記憶装置である。

キャリッジ位置検出回路２３１は、例えばキャリッジ２３が走査する主走査方向に配置されたエンコーダシートのスリット数をフォトセンサ等により計数することにより、キャリッジ２３の主走査方向の位置を検出する回路である。キャリッジ位置検出回路２３１は、検出したキャリッジ２３の主走査方向の位置情報を、Ｉ／Ｏ２０７へ出力する。

タンク満タンセンサ２３２は、キャリッジ２３の供給タンク３２のインクが満タン状態であることを検知するセンサである。タンク満タンセンサ２３２は、供給タンク３２のインクが満タン状態であることを検知した場合、その検知信号をＩ／Ｏ２０７へ出力する。

搬送量検出回路２３３は、例えば搬送ローラ５２の回転軸に取り付けられた回転エンコーダシートのスリット数をフォトセンサ等により計数することにより、搬送ベルト５１の副走査方向のへ搬送量を検出する回路である。搬送量検出回路２３３は、検出した搬送ベルト５１の副走査方向の搬送量を、Ｉ／Ｏ２０７へ出力する。

環境センサ２３４は、環境温度および環境湿度等を検知するセンサである。環境センサ２３４は、検出した情報をＩ／Ｏ２０７へ出力する。

なお、図６に示した画像形成装置１のハードウェア構成は一例であり、他の構成要素が含まれていてもよい。例えば、ＡＳＩＣ２０５の機能が、ＣＰＵ２０１がプログラムを実行することにより実現される機能により代替可能であれば、ＡＳＩＣ２０５は備えられなくてもよい。

（印刷制御部およびヘッド駆動回路の構成および動作）
図７は、実施形態に係る画像形成装置の印刷制御部およびヘッド駆動回路の構成の一例を示す図である。図８は、実施形態に係る画像形成装置の駆動波形および液制御信号の一例を示す図である。図７および図８を参照しながら、本実施形態に係る印刷制御部２１１およびヘッド駆動回路２２１の構成および動作について説明する。

図７に示すように、印刷制御部２１１は、駆動周期決定部４０１と、駆動波形生成部４０２と、データ転送部４０３と、を有する。

駆動周期決定部４０１は、キャリッジ位置検出回路２３１により検出された位置検出信号（位置情報）に基づいて、後述するように駆動波形生成部４０２が生成する駆動波形の駆動周期を決定するモジュールである。駆動周期決定部４０１による駆動周期の決定動作の詳細については、後述する。

駆動波形生成部４０２は、記録ヘッド３１の圧電素子１２１を駆動するための駆動波形を生成するモジュールである。駆動波形生成部４０２により生成される駆動波形は、１駆動周期内に２以上の駆動パルスを含む波形である。具体的には、駆動波形生成部４０２は、例えば、図８（ａ）に示すように、１駆動周期内に、１または複数の駆動パルスで構成される第１駆動信号群ＰＧ１、および、１または複数の駆動パルスで構成される第２駆動信号群ＰＧ２を連続的に含む駆動波形を生成する。駆動波形生成部４０２は、生成した第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２を含む駆動波形を、後述するヘッド駆動回路２２１のアナログスイッチ４１５へ出力する。なお、図８（ａ）に示す例では、駆動信号群が２つの場合を例としているが、駆動波形生成部４０２は、３つ以上の駆動信号群を含む駆動波形を生成するものとしてもよい。

データ転送部４０３は、印刷画像に応じた画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号（転送クロック）と、ラッチ信号と、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３（制御信号の一例）と、を出力するモジュールである。具体的には、データ転送部４０３は、第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２のうち駆動パルスを選択する滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３を、第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２の出力に合わせて、後述するヘッド駆動回路２２１のデコーダ４１３へ１駆動周期内に連続的に出力する。ここで、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３は、ヘッド駆動回路２２１の後述するアナログスイッチ４１５の開閉をインク滴毎に指示する信号である。また、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３は、第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２の周期に合わせて、選択すべき駆動パルスに対応してＬレベルに状態遷移し、選択しない駆動パルスに対応してＨレベルに状態遷移する。

図７に示すように、ヘッド駆動回路２２１は、シフトレジスタ４１１と、ラッチ回路４１２と、デコーダ４１３と、レベルシフタ４１４と、アナログスイッチ４１５と、を有する。

シフトレジスタ４１１は、データ転送部４０３から転送クロック（シフトクロック）およびシリアルの画像データ（階調データ）を入力する。

ラッチ回路４１２は、シフトレジスタ４１１の各レジスタの値をデータ転送部４０３から入力したラッチン信号に従ってラッチする。

デコーダ４１３は、画像データ（階調データ）、およびデータ転送部４０３から入力した滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３をデコードして結果をレベルシフタ４１４へ出力する。

レベルシフタ４１４は、デコーダ４１３のロジックレベル電圧信号を、アナログスイッチ４１５が動作可能なレベルへ変換する。

アナログスイッチ４１５は、レベルシフタ４１４を介して入力したデコーダ４１３からのデコードした結果に基づいてオン／オフするスイッチである。アナログスイッチ４１５は、各圧電素子１２１の選択電極である個別電極１５３に接続され、駆動波形生成部４０２からの駆動波形が入力される。アナログスイッチ４１５は、デコーダ４１３によりシリアル転送された画像データ、および滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３がデコードされた結果に応じて、スイッチ状態をオン／オフする。これによって、駆動波形に含まれる第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２を構成する所定の駆動パルスが通過して、つまり選択されて圧電素子１２１に印加されることになる。

次に、駆動波形生成部４０２から出力される駆動波形、およびデータ転送部４０３から出力される滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３の一例について説明する。

駆動波形生成部４０２から出力される駆動波形のうち第１駆動信号群ＰＧ１は、図８（ａ）に示すように、非吐出を示す駆動パルスＰ１と、吐出を示す駆動パルスＰ２、Ｐ３とで構成されている。

非吐出を示す駆動パルスＰ１は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下がり後の電位に保持する波形要素、および、保持後に基準電位Ｖｅまでそのまま立ち上がる波形要素で構成されている。吐出を示す駆動パルスＰ２、Ｐ３は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下がり後の電位に保持する波形要素、および、保持後に基準電位Ｖｅまで段階的に立ち上がる波形要素で構成されている。なお、非吐出を示す駆動パルスとは、圧電素子１２１を駆動するが、メニスカスに振動を与えるだけで記録ヘッド３１のノズル１０４からインク滴が吐出されない駆動パルスを意味する。また、吐出を示す駆動パルスとは、圧電素子１２１を駆動し、記録ヘッド３１のノズル１０４からインク滴を吐出させる駆動パルスを意味する。

駆動波形生成部４０２から出力される駆動波形のうち、第１駆動信号群ＰＧ１に連続して出力される第２駆動信号群ＰＧ２は、図８（ａ）に示すように、吐出を示す駆動パルスＰ４、Ｐ５で構成されている。

吐出を示す駆動パルスＰ４は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下がり後の電位に保持する波形要素、および、保持後に基準電位Ｖｅまでそのまま立ち上がる波形要素で構成されている。吐出を示す駆動パルスＰ５は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立ち下がり後の電位に保持する波形要素、保持後に基準電位Ｖｅよりも高い電位までそのまま立ち上がる波形要素、立ち上がり後の電位に保持する波形要素、および、保持後に基準電位Ｖｅまで立ち下がる波形要素で構成されている。

以上のような駆動パルスＰ１～Ｐ５において、電位が基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素は、圧電素子１２１が収縮して、液室１０６の容積が膨張する引込み波形要素である。また、電位の立ち下り後の状態から立ち上がる波形要素は、圧電素子１２１が伸張して液室１０６の容積が収縮する加圧波形要素である。

以上のような構成の駆動波形について、データ転送部４０３は、図８（ｂ）に示すように、第１駆動信号群ＰＧ１を構成する駆動パルスＰ１～Ｐ３、および第２駆動信号群ＰＧ２を構成する駆動パルスＰ４、Ｐ５を選択するための滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３を順次出力する。

この滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３のうち、データ転送部４０３から滴制御信号ＭＮ０が出力された場合、駆動波形のうち駆動パルスＰ１のみが選択されて、当該駆動パルスＰ１がアナログスイッチ４１５を介して記録ヘッド３１の圧電素子１２１へ印加される。この結果、以下の（表１）に示すように、当該圧電素子１２１に対応するノズル１０４は、非吐出状態となり、インクの吐出滴量は０［ｐｌ］となる。

また、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３のうち、データ転送部４０３から滴制御信号ＭＮ１が出力された場合、駆動波形のうち駆動パルスＰ３のみが選択されて、当該駆動パルスＰ３がアナログスイッチ４１５を介して記録ヘッド３１の圧電素子１２１へ印加される。この結果、上記の（表１）に示すように、当該圧電素子１２１に対応するノズル１０４は、吐出状態となり、インクの吐出滴量は３［ｐｌ］となる。

また、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３のうち、データ転送部４０３から滴制御信号ＭＮ２が出力された場合、駆動波形のうち駆動パルスＰ２、Ｐ４が選択されて、当該駆動パルスＰ２、Ｐ４がアナログスイッチ４１５を介して記録ヘッド３１の圧電素子１２１へ印加される。この結果、上記の（表１）に示すように、当該圧電素子１２１に対応するノズル１０４は、吐出状態となり、インクの吐出滴量は９［ｐｌ］となる。

また、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３のうち、データ転送部４０３から滴制御信号ＭＮ３が出力された場合、駆動波形のうち駆動パルスＰ２～Ｐ５が選択されて、当該駆動パルスＰ２～Ｐ５がアナログスイッチ４１５を介して記録ヘッド３１の圧電素子１２１へ印加される。この結果、上記の（表１）に示すように、当該圧電素子１２１に対応するノズル１０４は、吐出状態となり、インクの吐出滴量は１８［ｐｌ］となる。

以上のように、４つの滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３のいずれかを出力して、駆動波形を構成する駆動パルスＰ１～Ｐ５から所定の駆動パルスを選択することにより、非吐出（０［ｐｌ］）、小滴（３［ｐｌ］）、中滴（９［ｐｌ］）、大滴（１８［ｐｌ］）の４種類の大きさの滴を得ることができる。すなわち、簡単な構成で大きさの異なるインク滴を吐出することができる。なお、図８に示した駆動波形の形状、第１駆動信号群ＰＧ１および第２駆動信号群ＰＧ２の駆動パルスの構成、および滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３による駆動パルスの選択内容は一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。

（記録ヘッドの構造的な振動の周波数特性）
図９は、記録ヘッドの構造的な振動の周波数特性の一例を示す図である。図９を参照しながら、記録ヘッドの構造的な振動の周波数特性について説明する。

図９に示した振動波形を示すグラフの縦軸は、正弦波入力による１つの液室（圧力室）の駆動時におけるノズル面の変形量をレーザードップラー計で測定したときの速度を示し、横軸は、駆動の周波数を示す。また、縦軸の数値が大きいほど記録ヘッドのノズル面の変形量が大きいということになる。

この図９から明らかなように、この記録ヘッドの場合、３９５［ｋＨｚ］に大きな共振が確認できる。他にも共振は見られるが、３９５［ｋＨｚ］ほどのピークを有していないので、ここでは、３９５［ｋＨｚ］を代表として考えてよい。このように、共振スペクトルの周波数のピーク値が記録ヘッドの駆動周波数と一致または近接していると、記録ヘッドの構造的な共振を励起し、インクの吐出の安定性に悪影響を及ぼすことになる。

（インク吐出のための駆動周期の決定動作）
図１０は、実施形態に係る画像形成装置の共振を抑制するための吐出周期を説明する図である。図１０を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１におけるインク吐出のための駆動周期の決定動作について説明する。

従来の駆動周期の決定方法は、記録ヘッドの搭載されたキャリッジの記録媒体に対する主走査方向の相対速度および位置を検知するためにエンコーダシートのスリット数をフォトセンサ等で読み取り、その読み取り信号間隔を印刷制御部に送信し、印刷制御部は、当該読み取り信号間隔に基づいて駆動周期（図１０に示す通常の吐出周期（ｎｏｒｍａｌ ｐｅｒｉｏｄ））を決定し、ヘッド駆動回路に駆動周期に合わせた周期のラッチ信号を出力する。

この場合、印刷制御部で決定される駆動周期は、エンコーダシートの読み取り信号間隔そのままではなく、例えば、エンコーダシートのスリットが１５０［ｄｐｉ］ピッチであり、インクの吐出間隔を３００［ｄｐｉ］とする場合は、エンコーダシートの読み取り信号間隔に対して１／２を乗じた周期を吐出周期としたり、エンコーダシートの読み取り信号間隔のノイズを除去するために、複数回の読み取り信号間隔の移動平均を吐出周期とする処理を行う。

ただし、このように決定された吐出周期（駆動周期）が、記録ヘッドの構造的な共振周波数、またはその約数に対応するものとなってしまうと、励起された共振で不安定な吐出になったり、インクの吐出速度が変化し、着弾位置がずれて画像が劣化してしまう。

これに対して、本実施形態では、印刷制御部２１１において、以下のようなインク吐出のための駆動周期の決定動作を行う。すなわち、図７に示した印刷制御部２１１の駆動周期決定部４０１は、吐出異常を生じる共振の励起を大幅に軽減するために、駆動周期が複数回連続して同じ周期とならないように、意図的にジッタを入れる。具体的には、駆動周期決定部４０１は、例えば、キャリッジ位置検出回路２３１から検出されるエンコーダシートのスリットの検出信号の周期（または当該検出信号から直接算出される周期）に対して、奇数番目の周期（吐出ライン番号）には＋０．１［μｓ］、偶数番目の周期には－０．１［μｓ］を加算するという演算（追加の演算の一例）ことにより、同一の駆動周期が２周期以上連続しないように、駆動周期を決定する。

なお、上記では奇数番目および偶数番目の周期にそれぞれ＋０．１［μｓ］、－０．１［μｓ］を加算する処理としているが、これに限定されるものではなく、加算する値はこれらに限定されるものではなく他の所定値であってもよく、加算する値の符号を変えるのも必ずしも１周期ごとに行う必要もない。また、検出信号の周期に所定の値を加算するだけでなく、乗算または除算を行ってもよい。

また、駆動周期決定部４０１は、キャリッジ位置検出回路２３１から検出された検出信号から直接求められる理想の駆動周期ｔ_１、ｔ_２、・・・、ｔ_ｍに対して、Ｔ_ｍ＝ｔ_ｍ＋ａ_ｉの式で算出（追加の演算の一例）がされた周期Ｔ_ｍを駆動周期として決定してもよい。ここで、ａ_ｉは、ａ_１＋ａ_２＋・・・＋ａ_ｎ＝０を満たす予め設定されたｎ個の値ａ_１、ａ_２、・・・、ａ_ｎから、ｉ＝｛（ｍ－１）／ｎの剰余｝＋１となる添え字ｉにより特定される。これによって、共振周波数の影響を緩和しながら、理想の駆動周期からのずれが累積的に増加することがないため、画像品質に大きな影響を与えることがなく、共振の影響を緩和することができる。また、キャリッジ位置検出回路２３１により検出された検出信号から直接求められる理想の駆動周期が吐出異常を生じる共振周波数に対応する場合も、励起される共振は小さくなり、画像への影響を軽減することができる。

また、駆動周期決定部４０１により決定される駆動周期は、キャリッジ位置検出回路２３１から検出された検出信号から直接求められる理想の駆動周期（吐出周期）からのずれが、すべての吐出タイミングにおいて所定値以下となる演算（追加の演算の一例）により決定されるものとしてもよい。例えば、キャリッジ位置検出回路２３１により検出された検出信号から直接求められる駆動周期（エンコーダシートの読み取り信号間隔）（吐出周期）に基づく吐出間隔からのすれＬは、以下の式（１）を満たすようにすればよい。

Ｌ≦ａ／（２×ｖ） ・・・（１）
（ａ：キャリッジ位置検出回路２３１から検出された検出信号から直接求められる吐出周期に基づくドットピッチ、
ｖ：記録媒体Ｐに対する記録ヘッド３１の相対移動速度）

これによって、副次的に発生する画像の位置ずれの量を小さくすることができる。具体的には、この位置ずれに対応する吐出周期ずれは、本来の着弾からの位置ずれに換算して、記録ヘッド３１のスキャン方向（主走査方向）の上述のドットピッチａの半分以下とすることができ、画質への悪影響を実質的になくすことができる。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１（液体吐出装置）では、駆動周期決定部４０１は、キャリッジ位置検出回路２３１から検出される検出信号から直接算出される周期に対して追加の演算を行って、同一の駆動周期が２周期以上連続しないように駆動周期を決定するものとしている。これによって、記録ヘッド３１本体等様々な共振周波数の影響を軽減した駆動周波数に調整して、画像品質を向上させることができる。

なお、本実施形態では、記録媒体Ｐの搬送方向と直行する方向（主走査方向）に記録ヘッド３１の乗ったキャリッジ２３が移動するシリアル方式の液体吐出装置に関する説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、記録媒体Ｐの搬送方向と同じ方向（副走査方向）に記録ヘッドが相対的に移動し画像を形成するライン方式の液体吐出装置に対しても適用可能である。この場合、キャリッジではなく、記録媒体Ｐの搬送速度および搬送位置の検知のために具備されたエンコーダシートをフォトセンサで読み、それを基に駆動周期を決定するものとすればよい。また、エンコーダシートをフォトセンサで読み込んで駆動周期を決定するのは、シリアル方式およびライン方式共に必須ではなく、別の方法でキャリッジの移動速度・移動位置または記録媒体Ｐの搬送速度・搬送位置を検出し、それを基に駆動周期を決定するものとしてもよい。

１ 画像形成装置
２ 本体
３ 給紙トレイ
４ 排紙トレイ
５ カートリッジ装填部
６ 操作表示部
７ カートリッジカバー
１０、１０ｃ、１０ｋ、１０ｍ、１０ｙ インクカートリッジ
１１ｃ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｙ 残量表示部
１２ 電源ボタン
１３ 用紙送り・印刷再開ボタン
１４ キャンセルボタン
２１ ガイドロッド
２２ ステー
２３ キャリッジ
２４ 主走査モータ
２５ 駆動プーリ
２６ 従動プーリ
２７ タイミングベルト
３１、３１ｃ、３１ｋ、３１ｍ、３１ｙ 記録ヘッド
３２ 供給タンク
４１ 用紙積載部
４３ 給紙コロ
４４ 分離パッド
４５ ガイド部材
４６ カウンタローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 押さえ部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５３ テンションローラ
５６ 帯電ローラ
５７ ガイド部材
５８ 副走査モータ
５９ 駆動ベルト
６０ プーリ
６１ 分離爪
６２ 排紙ローラ
６３ 排紙コロ
７１ 両面ユニット
７２ 手差しトレイ
８１ 維持回復機構
８２ａ～８２ｄ キャップ部材
８３ ワイパーブレード
８４ 空吐出受け
８８ 空吐出受け
８９ｃ、８９ｋ、８９ｍ、８９ｙ 開口部
１０１ 流路板
１０２ 振動板
１０３ ノズル板
１０３ａ ノズル面
１０４ ノズル
１０５ ノズル連通路
１０６ 液室
１０８ 共通液室
１０９ インク供給口
１２１ 圧電素子
１２２ ベース基板
１２３ 支柱部
１２６ ＦＰＣケーブル
１３１ フレーム部材
１３２ 貫通部
１３３ インク供給孔
１５１ 圧電材料
１５２ 内部電極
１５３ 個別電極
１５４ 共通電極
２００ 制御部
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ ＮＶＲＡＭ
２０５ ＡＳＩＣ
２０６ ネットワークＩ／Ｆ
２０７ Ｉ／Ｏ
２１１ 印刷制御部
２１２ 主走査モータ駆動回路
２１３ 副走査モータ駆動回路
２１４ 給紙コロ駆動回路
２１５ 維持回復機構駆動回路
２１６ インク供給駆動回路
２１７ カートリッジ通信回路
２２１ ヘッド駆動回路
２２７ カートリッジＥＥＰＲＯＭ
２３１ キャリッジ位置検出回路
２３２ タンク満タンセンサ
２３３ 搬送量検出回路
２３４ 環境センサ
４０１ 駆動周期決定部
４０２ 駆動波形生成部
４０３ データ転送部
４１１ シフトレジスタ
４１２ ラッチ回路
４１３ デコーダ
４１４ レベルシフタ
４１５ アナログスイッチ
ＭＮ１～ＭＮ４ 滴制御信号
Ｐ 記録媒体
Ｐ１～Ｐ５ 駆動パルス
ＰＧ１ 第１駆動信号群
ＰＧ２ 第２駆動信号群

特開２０１５－２３１７００号公報

Claims (7)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドによるインクの吐出の対象となる記録媒体との相対位置を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果から導出される前記記録ヘッドの吐出周期に対する追加の演算により、同一の駆動周期が２周期以上連続しないような該記録ヘッドを駆動する駆動周期を決定する決定部と、
   を備えた液体吐出装置。
2. 前記検出部は、前記記録ヘッドの走査方向の位置を検出する請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記決定部は、前記追加の演算として、前記吐出周期に対して所定値を加算、乗算または除算を行うことにより、前記駆動周期を決定する請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記決定部は、前記追加の演算として、前記吐出周期である周期ｔ_１、ｔ_２、・・・、ｔ_ｍに対して、ａ_１＋ａ_２＋・・・＋ａ_ｎ＝０を満たす予め設定されたｎ個の値ａ_１、ａ_２、・・・、ａ_ｎから、ｉ＝｛（ｍ－１）／ｎの剰余｝＋１となる添え字ｉにより特定される値ａ_ｉを用いたＴ_ｍ＝ｔ_ｍ＋ａ_ｉの式で算出される周期Ｔ_ｍを前記駆動周期として決定する請求項１または２に記載の液体吐出装置。
5. 前記決定部は、前記追加の演算として、前記吐出周期からのずれが、すべての吐出の際において所定値以下となる演算により、前記駆動周期を決定する請求項１または２に記載の液体吐出装置。
6. 前記決定部は、前記追加の演算として、前記吐出周期に基づく吐出間隔からのずれＬが、前記吐出周期に基づくドットピッチａと、前記記録媒体に対する前記記録ヘッドの相対移動速度ｖとを用いたＬ≦ａ／（２×ｖ）の式を満たす演算により、前記駆動周期を決定する請求項１または２に記載の液体吐出装置。
7. 前記決定部により決定された前記駆動周期に基づいて、１周期内に２以上の駆動パルスを含む駆動波形を生成する生成部と、
   前記生成部により生成された前記駆動波形から前記２以上の駆動パルスから所定の駆動パルスを選択するため制御信号を出力する選択部と、
   前記駆動波形から前記選択部により選択された駆動パルスによって、前記記録ヘッドからインクを吐出させる駆動部と、
   をさらに備えた請求項１～６のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

Images