JP6065647B2 - 液体吐出装置及び該液体吐出装置に用いられるプログラム - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に液体を吐出する液体吐出装置、及び該液体吐出装置に用いられるプログラムに関する。

所定の間隔を空けて連続的に搬送される用紙に、記録ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタが知られている。記録ヘッドの下面には、インクが吐出される微小孔である吐出口が多数配列されている。これらの吐出口はインクの乾燥や異物の付着等によって目詰まりや吐出不良を発生する場合があり、これを防ぐために画像の形成に寄与しないインク吐出である空吐出を必要に応じて行っている。
特許文献１には、用紙の幅方向において記録ヘッドを用紙よりも幅広に設け、用紙の幅方向の内側に位置する(用紙に対向する)吐出口の空吐出を１の用紙の画像形成後、次の用紙が記録ヘッドに到来するまでの間(以下、用紙間通過時間と呼ぶ)に行う内容が開示されている。一方、用紙の幅方向の外側に位置する(用紙に対向しない)吐出口の空吐出を画像形成と並行して行う。これにより、用紙間通過時間内に全ての吐出口の空吐出を行う場合に比して、空吐出の設定等に要する時間を短縮し、画像形成の処理能力(スループット)を高めている。

特開２０１２−２５０１４号

従来の構成では、画像形成と並行して用紙の幅方向の外側に位置する吐出口の空吐出を行うから、画像形成時に用紙の幅方向の内側に位置する吐出口と用紙の幅方向の外側に位置する吐出口の両方から液体が吐出されるように、記録ヘッドを駆動している。従って、画像形成時に全ての吐出口から液体が吐出される場合などには、記録ヘッドに給電する電圧等の負荷が大きくなる。これは記録ヘッド及び該記録ヘッドを駆動する電源供給部品の発熱に繋がり、該記録ヘッド及び電源供給部品の寿命低下に繋がるおそれがある。
本発明の目的は、画像形成時に用紙の幅方向の外側に位置する吐出口の空吐出を行う際に、単位時間当たりの記録ヘッドに加わる負荷を軽減することにある。

液体吐出装置は、記録媒体を、第１方向に搬送するための搬送手段と、記録媒体に画像を記録する液体を吐出するための複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口が前記第１方向に直交する第２方向に配列される液体吐出ヘッドと、記録媒体に記録される画像に係る画像データを記憶するための画像データ記憶手段と、前記搬送手段および前記液体吐出ヘッドを制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記搬送手段により搬送される記録媒体の前記第２方向におけるサイズに関する情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向する吐出口である第１吐出口および前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向しない吐出口である第２吐出口を決定し、
前記第１吐出口が前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向している期間である画像記録期間に、画像が記録媒体に記録されるように前記液体吐出ヘッド及び前記搬送手段を制御し、
前記画像記録期間において、前記第２吐出口から液体が吐出されるように前記液体吐出ヘッドを制御し、且つ、前記画像データ記憶手段内の画像データに基づいて、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する際の負荷の値を計算し、前記画像記録期間の単位時間において前記液体吐出ヘッドに加えられる負荷の値が所定値未満となるように、前記単位時間内に液体を吐出する前記第２吐出口を決定する。

記録媒体を、第１方向に搬送するための搬送手段と、記録媒体に画像を記録する液体を吐出するための複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口が前記第１方向に直交する第２方向に配列される液体吐出ヘッドと、記録媒体に記録される画像に係る画像データを記憶するための画像データ記憶手段と、前記搬送手段および前記液体吐出ヘッドを制御するための制御部と、を備えた流体吐出装置に用いられるプログラムであって、該プログラムは、
前記搬送手段により搬送される記録媒体の前記第２方向におけるサイズに関する情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向する吐出口である第１吐出口および前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向しない吐出口である第２吐出口を決定する工程と、
前記第１吐出口が前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向している期間である画像記録期間に、画像が記録媒体に記録されるように前記液体吐出ヘッド及び前記搬送手段を制御する工程と、
前記画像記録期間において、前記第２吐出口から液体が吐出されるように前記液体吐出ヘッドを制御し、且つ、前記画像データ記憶手段内の画像データに基づいて、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する際の負荷の値を計算し、前記画像記録期間の単位時間において前記液体吐出ヘッドに加えられる負荷の値が所定値未満となるように、前記単位時間内に液体を吐出する前記第２吐出口を決定する工程とを実行させる。

第２吐出口は、画像記録期間において第１吐出口が画像形成をしているときに液体が記録媒体に吐出されない所謂空吐出動作を行う。このときに、制御部は記憶手段内の画像データから単位時間当たりに液体吐出ヘッドに加えられる負荷を求めて、該負荷の値が所定値未満となるように第２吐出口の空吐出動作を制御する。これにより、画像記録期間内において、液体吐出ヘッドに負荷が集中して加えられることを避けることができる。

インクジェット記録装置の全体構成を示す図である。 ヘッドの平面図である。 図２の一部拡大図である。 図３に示す第２ヘッド要素を、Ａ-Ａ線を含む垂直面にて破断し矢視した断面図である。 各ヘッド要素と液体受け部材の位置関係を示す正面図である。 用紙の搬送状態を示す平面図である。 制御部の周辺の構成を示すブロック図である。 ヘッドへの入力電圧に対する負荷電流と変換効率の特性を示すグラフである。 第１の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。以下の記載では、上方及び下方は鉛直方向に沿う向きを指す。また、本発明に係る「液体吐出装置」としてインクジェット記録装置を例示し、「液体」の具体例としてインクを例示する。また、本発明に係る「液体吐出ヘッド」として、下面からインクの液滴を吐出するヘッドを例示する。

図１は、インクジェット記録装置１の全体構成を示す図である。インクジェット記録装置１は直方体状の筐体１０を有し、該筐体１０の天板上部には、用紙Ｐを排出するトレイ１１が設けられている。筐体１０内には、上方から下方に向かって、インクを用紙Ｐに吐出するヘッド４、用紙Ｐを水平に搬送した後にトレイ１１に送る搬送ユニット５、用紙Ｐを供給する給紙ユニット６が配置されている。筐体１０の内側上部にて、ヘッド４に干渉しない位置には、筐体１０内の各機構及び電気回路の動作を司る制御部８が配置されている。筐体１０の内部下側には、ヘッド４に供給するインクが収納されたタンク１４が配置されている。該タンク１４とヘッド４とはチューブ(図示せず)によって接続されている。
筐体１０の側面には、外部のパーソナルコンピュータから送信される画像記録ジョブを含む信号が入力される端子１３が設けられている。筐体１０の上面には、使用者が情報を入力する操作パネル１２が設けられている。
搬送ユニット５は、図１中の用紙Ｐを左から右に搬送する機構である。以下の記載では、画像記録領域(後述する吐出面４０と対向する領域)において用紙Ｐを搬送する方向を副走査方向又は第１方向、水平面内において該副走査方向と直交する方向を主走査方向又は第２方向と呼ぶ。

前記搬送ユニット５は、ヘッド４の両側に配備された第１及び第２搬送ローラ対５１、５２と、該搬送ローラ対５２よりも用紙Ｐの搬送下流側に配置された第３乃至第５搬送ローラ対５３、５４、５５、内部を用紙Ｐが通過する３つのガイド５６、５７、５８を有して構成される。第１搬送ローラ対５１とヘッド４との間には、搬送される用紙Ｐの端部を検出する端部検出センサＳＥ２が設けられている。搬送される用紙Ｐの搬送下流側端部が端部検出センサＳＥ２によって検出されると、所定時間経過後にヘッド４から用紙Ｐへのインクの吐出が開始される。第１搬送ローラ対５１によって搬送力を付与された用紙Ｐはヘッド４からインクを吐出されながら搬送される。用紙Ｐの搬送下流側端部が端部検出センサＳＥ２によって検出されると、用紙Ｐは端部検出センサＳＥ２を通過するのであるから、該検出後で且つ所定時間経過後にヘッド４から用紙Ｐへのインクの吐出が開始される。この所定時間は用紙Ｐが端部検出センサＳＥ２を通過してからヘッド４に搬送される時間に対応している。

ヘッド４の下側を通過した用紙Ｐは、搬送方向下流側の第２搬送ローラ対５２によって搬送力を付与されて、該第２搬送ローラ５２とトレイ１１との間に位置する第３乃至第５搬送ローラ対５３、５４、５５、及びガイド５６、５７、５８によってトレイ１１に送られる。
前記給紙ユニット６は、用紙Ｐが収納される給紙トレイ６０と、給紙ローラ６１と、該給紙ローラ６１と搬送ユニット５との間に配備された第６及び第７搬送ローラ対６２、６３と、内部を用紙Ｐが通過する２つのガイド６４、６５を有して構成される。給紙ローラ６１は給紙トレイ６０内から１枚の用紙Ｐを送り出した後に、次の用紙Ｐを所定の時間間隔を空けて取り出し、該ガイド６４、６５及び第６及び第７搬送ローラ対６２、６３によって該用紙Ｐを搬送ユニット５の上流側に搬送する。ここで搬送される複数枚の用紙Ｐにおいて、隣り合う用紙Ｐが搬送される時間間隔を用紙間通過時間ｔ１(図６参照)と呼ぶ。つまり用紙間通過時間ｔ１は、先に搬送されている用紙Ｐの搬送方向後端が通過してから、次の用紙Ｐの先端が到達するまでの時間となる。第７搬送ローラ対６３と第１搬送ローラ対５１との間には、搬送される用紙Ｐの第２方向に沿う幅寸法を検知するサイズ検知センサＳＥ１が設けられている。サイズ検知センサＳＥ１は例えば第２方向に沿って配置されたラインセンサなどが該当する。

ヘッド４は、主走査方向に延びた直方体状のラインヘッドであって、その下面はインクを吐出する多数の液体吐出口が形成された吐出面４０が形成されている。
前記の如く、ヘッド４の吐出口はインクの乾燥や異物の付着等によって目詰まりや吐出不良を発生する場合があり、これを防ぐために画像の形成に寄与しないインク吐出である空吐出を行っている。後記するように用紙間通過時間ｔ１及び画像記録期間ｔ２内に、ヘッド４からインクが空吐出されるが、該空吐出時のインクは画像形成に寄与しない。
ヘッド４により画像が記録された用紙Ｐは第２乃至第５搬送ローラ対５２、５３、５４、５５及びガイド５６、５７、５８によりトレイ１１に排出される。

ヘッド４の下方には、複数の液体受け部材７、７０が昇降自在に設けられ、用紙Ｐにインクを吐出して印字する際には液体受け部材７、７０は該印字を妨げないように、用紙Ｐの搬送路から下方に位置して、該搬送路から退避している。
長時間に亘って印字を行わないときに、吐出面４０が露出したままであると、該吐出面４０に残存したインクが乾燥する。この対策として、長時間に亘って印字を行わないときは、ヘッド４の下端部を液体受け部材７、７０に当接させ、吐出面４０と液体受け部材７、７０上面との間に、封止空間を形成する。これにより、吐出面４０が露出することを防いでいる。即ち、本実施形態では、液体受け部材７０、７１をインク乾燥防止用のキャップとして用いている。

周知の如く、用紙ＰにはＡ４サイズ、Ａ５サイズ、葉書サイズ等の第２方向の幅が異なるものがある。以下の記載では、Ａ４サイズの用紙をＰ１、Ａ５サイズの用紙をＰ２、葉書サイズの用紙をＰ３として説明する。
図２は、ヘッド４の平面図であり、図３は図２の一部拡大図である。ヘッド４はヘッドフレーム４７上に、複数の、図２では６つの第１乃至第６ヘッド要素４１、４２、４３、４４、４５、４６を第２方向に沿って千鳥状に配列して構成される。各ヘッド要素４１、４２、４３、４４、４５、４６の下面によって前記の吐出面４０が構成され、各ヘッド要素４１、４２、４３、４４、４５、４６の下面には、インクを吐出する微小な吐出口３０が第１及び第２方向に沿って複数形成されている。ヘッド４の第２方向に沿う幅長さは、最大サイズの用紙Ｐ１の幅長さ以上に形成されている。

図２及び図３では、図示の便宜上、吐出口３０を線で示す。第１方向に沿う複数の吐出口３０にて、吐出口列３３が形成される。また、複数の吐出口３０のうち搬送ユニット５により搬送される用紙に対向する吐出口３０を第１吐出口３０aとし、用紙に対向しない吐出口３０を第２吐出口３０bとする。
例えば、図３に示す用紙Ｐ３の場合は、用紙Ｐ３の第１方向に沿う端縁Ｅ３の内側(図３における下方向)に位置する吐出口３０が第１吐出口３０aであり、用紙Ｐ３の端縁Ｅ３の外側(図３における上方向)に位置する吐出口３０が第２吐出口３０bである。複数の第１吐出口３０aに対向している領域を第１領域３１とし、一方、複数の第２吐出口３０bに対向している領域を第２領域３２とすると、第１領域３１と第２領域３２の境界は、用紙Ｐ３の端縁Ｅ３に相当する。各吐出口３０が第１吐出口３０a又は第２吐出口３０bの何れに該当するかは、後記の如く、搬送される用紙Ｐの第２方向に沿うサイズ、即ち幅に基づいて、制御部８が決定する。

また、図３に示すように、第２領域３２に対向しており、端縁Ｅ３の近傍に位置する吐出口列３３に含まれる複数の第２吐出口３０bは、予備吐出口群３４を構成する。予備吐出口群３４の第２方向に沿う幅をαで示す。何れの吐出口列３３内の第２吐出口３０bが予備吐出口群３４に含まれるかは、制御部８が決定するが、後記の如く、用紙の端縁にまで画像が形成される、所謂縁無し印字の場合と縁無し印字でない場合とでは、予備吐出口群３４に含まれる吐出口列３３の数が異なる。

(ヘッド要素の構造)
各ヘッド要素４１、４２、４３、４４、４５、４６は、インク吐出特性の均一化や製造コストの低減等のために、同一構造に形成されている。以下では、第２ヘッド要素４２に着目して、その構造を説明する。図４は、図３に示す第２ヘッド要素４２をＡ-Ａ線を含む垂直面にて破断し矢視した断面図である。
第２ヘッド要素４２は、流路ユニット９と、その上面に接合されたアクチュエータユニット９５とから構成される。流路ユニット９は複数枚の金属板からなる積層体であり、最下位の金属板９０の下面が、前記の吐出面４０を構成する。流路ユニット９の内部にはマニホールド９１と、該マニホールド９１からアパーチャ９２及び圧力室９３を経て吐出口３０に至る複数のインク流路９４とが形成されている。流路ユニット９の上面には、マニホールド９１に連通してタンク１４からのインクが供給されるインク供給口(図示せず)が開設されている。

アクチュエータユニット９５は、複数の駆動部９６を有し、各駆動部９６は圧力室９３に対応する圧電層９７と、これを挟むように配置された一対の電極９８とを有して構成される。該電極９８はドライバＩＣ８４(図７参照)を介して、制御部８に電気的に接続される。制御部８からドライバＩＣ８４を介して電圧が印加されると、圧力室９３の容積が変動し、圧力室９３内のインクに吐出エネルギが付与される。該吐出エネルギにより吐出口３０からインクが吐出される。
アクチュエータユニット９５への単位時間当たりの電圧の印加回数は、制御部８が制御可能であり、単位時間当たりに印加される電圧の大きさが大きいほど、又は単位時間当たりの電圧の印加回数が多いほど、単位時間当たりのインク吐出量が多くなる。

図５は、各ヘッド要素４１、４２、４３、４４、４５、４６と液体受け部材７、７０の位置関係を示す正面図である。第１、第３、第５ヘッド要素４１、４３、４５は、一方の液体受け部材７０に対向し、第２、第４、第６ヘッド要素４２、４４、４６は、他方の液体受け部材７に対向する。両液体受け部材７、７０はチューブ７１を介して廃棄インクタンク７２に接続され、該チューブ７１上には吸引ポンプ７３が設けられている。
吐出口３０はインクの乾燥や異物の付着等によって目詰まりや吐出不良を発生する場合があり、これを防ぐために、従来と同様に、画像の形成に寄与しないインク吐出である空吐出を必要に応じて行っている。用紙Ｐが吐出口３０に対向しない場合に、該空吐出によって吐出されたインクは両液体受け部材７、７０にて受けられ、吸引ポンプ７３によってチューブ７１を介して廃棄インクタンク７２に回収される。

図６は、用紙Ｐの搬送状態を示す平面図である。用紙Ｐは複数枚が連続して搬送されてヘッド４によって画像が形成され、隣り合う用紙Ｐは用紙間通過時間ｔ１を空けて搬送される。一方、ヘッド４の第１吐出口３０aが用紙Ｐに対向している期間を画像記録期間ｔ２とする。画像記録期間ｔ２は用紙Ｐの第１方向に沿う長さを用紙Ｐの搬送速度で除して求められ、一方、用紙間通過時間ｔ１は例えば１分間に画像形成すべき用紙Ｐの枚数と画像記録期間ｔ２とから求められる。
第１吐出口３０aの空吐出は、第１吐出口３０ａが搬送される用紙Ｐと対向していない時間内、言い換えると先に搬送されている用紙Ｐの搬送方向後端が第１吐出口３０ａと対向する領域を通過してから次の用紙Ｐの先端が第１吐出口３０ａと対向する領域に到達するまでの時間であり、かつ、用紙Ｐ上に画像を形成しない用紙間通過時間ｔ１内に行う。一方、第２吐出口３０bは画像形成に関係しないから、該第２吐出口３０bの空吐出は、画像形成と並行して画像記録期間ｔ２内に行う。言い換えると、用紙Ｐの搬送方向先端が第１吐出口３０ａと対向する領域に到達してから同じ用紙Ｐの後端が第１吐出口３０ａと対向する領域を通過するまでの時間が画像記録期間ｔ２である。なお、用紙間通過時間ｔ１内では、第２吐出口３０bからの空吐出は行わない。
即ち、画像記録期間ｔ２内では、第１吐出口３０aと第２吐出口３０bの両方からインクが吐出される。これにより、用紙間通過時間ｔ１内に全ての吐出口の空吐出を行う場合に比して、用紙間通過期間ｔ１内において、液体吐出ヘッドに空吐出による負荷が集中して加えられることを避けている。

図７は、制御部８の周辺の構成を示すブロック図である。制御部８は、１つのＣＰＵで構成されるが、複数のＣＰＵの組み合わせであってもよい。また、制御部８はＣＰＵとＡＳＩＣ (Application Specific Integrated Circuit)とを組み合わせて用いてもよい。制御部８は処理速度の基準となる内部クロック信号を分周してタイマーとして用いるタイマー機能を有している。
制御部８には前記の操作パネル１２、端子１３、サイズ検知センサＳＥ１、端部検出センサＳＥ２の他に、記録装置１の全体の動作を司るシステムプログラムが格納されたＲＯＭ８１、一時的に情報を記録するワークメモリとしてのＲＡＭ８２、第１乃至第７搬送ローラ対５１−５５、６２、６３や給紙ローラ６１を回転させるモータの集合であるモータ群８３、ヘッド４に接続された前記のドライバＩＣ８４、端子１３を介して入力された画像データが格納される画像データ記憶手段８５、不揮発性メモリである記憶部８０、第２吐出口３０bの空吐出動作時に読み出され得る電圧値が格納された電圧記憶手段８６が接続されている。尚、後記の如く、電圧記憶手段８６からの電圧値の読み出しは任意であり、電圧記憶手段８６は設けられていなくともよい。

画像データ記憶手段８５内の画像データは、ページ記述言語などで表現されており、制御部８は該画像データに公知のＲＩＰ(Raster Image Processor)処理を行って、画素がマトリックス状に配置されたビットマップデータに変換する。ビットマップデータは１つの画素を０から２５５までの８ビットの濃度階調で表したデータとなる。尚、ビットマップデータに公知のガンマ補正を行ってもよい。

該ビットマップデータは制御部８による公知の誤差拡散処理により、各画素の濃度値が２ビットである４値で示される画像データに変換される。また制御部８は、４値化された画像データに基づいて、第１吐出口３０aから吐出するインクの量を決定する。制御部８は決定した量のインクが第１吐出口３０aから吐出されるように、ドライバＩＣ８４を制御する。

記憶部８０には、インク吐出時のヘッド４の負荷に対する閾値である所定値Ｓ１及び該所定値Ｓ１より小さな閾値であるサブ所定値Ｓ２が格納されている。インク吐出時のヘッド４の負荷とは、具体的には各吐出口３０からインクを吐出させるために、ドライバＩＣ８４からヘッド４に供給される電圧値又は電力値、或いはヘッド４から吐出させるインクの量又はインクを吐出する吐出口３０の数の何れか１つである。勿論、負荷としてこれらの値を組み合わせてもよい。
また、所定値Ｓ１は、用紙Ｐへの画像形成時(即ち、画像記録期間ｔ２)に、単位時間当たりにヘッド４に加わる負荷の最大値、或いは用紙間通過時間ｔ１内における第１吐出口３０aからの空吐出動作時にヘッド４に単位時間当たりに加わる負荷の最大値である。この単位時間当たりにヘッド４に加わる負荷の最大値とは、ヘッド４の全ての吐出口３０からインクを吐出する場合に、ヘッド４に加わる単位時間当たりの負荷の値である。つまり、ヘッド４に加わり得る単位時間当たりの負荷の最大値である。
本実施形態にあっては、画像記録期間ｔ２の単位時間において、ヘッド４に加えられる負荷の値が所定値Ｓ１未満となるように、インクを吐出する第２吐出口３０bへの電圧値、或いはインクを吐出する第２吐出口３０bの数を決定する。

また、ヘッド４に電圧を入力すると、各吐出口３０からインクを吐出させる負荷分の降圧がされた後に、ヘッド４から電圧が出力される。この入力電圧に対する出力電圧の比(ここでは、変換効率と呼ぶ)が高ければ、ヘッド４において入力エネルギがインク吐出に有効に使用されることになり、ヘッド４の発熱量(無駄なエネルギー)も低減する。図８は、ヘッド４からの出力電圧が３.３Ｖである場合に、ヘッド４への入力電圧に対する負荷電流と変換効率の特性を示すグラフである。この特性は前記の電圧記憶手段８６にテーブルとして記憶させておく。ヘッド４への入力電圧は、３.６Ｖ、４.２Ｖ、５Ｖの３種類を想定しているが、この３種類に限定されない。
第２吐出口３０bにおける空吐出は、用紙Ｐへの画像形成に関係がないので、ヘッド４への入力電圧は第１吐出口３０aからインクを空吐出する場合に比して、入力電圧の範囲が広くなる。従って、制御部８はヘッド４の負荷電流から最も変換効率の良い入力電圧の値を電圧記憶手段８６のテーブルから検知し、該値の電圧を第２吐出口３０bに対応した電極９８に入力すれば、ドライバＩＣ８４及びヘッド４全体の発熱を軽減することができる。

(第１の制御動作)
図９は、本実施形態における基本的な制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態では説明の便宜上、インク吐出時のヘッド４の負荷として、各吐出口３０からインクを吐出させるために、ドライバＩＣ８４からヘッド４に供給される電力を例示する。また、記憶部８０内の所定値Ｓ１として、用紙Ｐへの画像形成時に、単位時間当たりに全ての吐出口３０からインクを吐出する場合の電力の値を例示する。
インクジェット記録装置１に通電された印字可能状態で、端子１３に画像記録ジョブを含む信号が入力されると、複数枚の用紙Ｐが給紙トレイ６０から用紙間通過時間ｔ１を空けながら連続的に搬送される。用紙Ｐがサイズ検知センサＳＥ１を通過すると、制御部８は、該サイズ検知センサＳＥ１から用紙Ｐの第２方向に沿うサイズ、即ち幅長さを検出する(ステップＳ１)。即ち、用紙ＰがＡ４サイズ、Ａ５サイズ、葉書サイズの何れに該当するかを検出する。尚、制御部８は、端子１３に入力される画像記録ジョブ又は操作パネル１２から使用者によって手入力される用紙Ｐの情報に基づいて、用紙Ｐの幅長さを検出してもよい。

制御部８は、用紙Ｐの幅長さの情報に基づいて、第１吐出口３０aとなる吐出口３０と第２吐出口３０bとなる吐出口３０とを決定する(ステップＳ２)。これとともに、制御部８は、画像データ記憶手段８５内の画像データに基づいて決定した第１吐出口３０aから吐出すべきインクの量から、画像記録時間ｔ２の単位時間それぞれにおいて、ドライバＩＣ８４を介してヘッド４に供給する電力値Ｄ１を決定する。換言すれば、第１吐出口３０aからのインク吐出量に応じた電力値Ｄ１を決定する(ステップＳ３)。なお、電力値Ｄ１はヘッド４に供給される電圧値とインクを吐出することで第１吐出口３０aに対応するドライバＩＣ８４を介して圧電層９７を通過する電流の積の合計に対応している。
次に、制御部８は、画像記録期間ｔ２の単位時間それぞれにおいて、該電力値Ｄ１と所定値Ｓ１との差Ｓ１−Ｄ１を求める(ステップＳ４)。次に、制御部８は画像記録期間ｔ２の単位時間それぞれにおいて、第２吐出口３０bからの空吐出に対応してヘッド４で消費される電力の値が差Ｓ１−Ｄ１未満となるように、第２吐出口３０bからのインク吐出量を決定する。このインク吐出量に対応してヘッド４に加えるべき電力値Ｄ２を決定する(ステップＳ５)。
このように、画像記録期間ｔ２にて、第２吐出口３０bから、単位時間当たりに吐出されるインク吐出量を調整することにより、ヘッド４に単位時間当たりに加わる負荷を低減している。第２吐出口３０bから、単位時間当たりに吐出されるインク吐出量の代わりに、インクを吐出すべき第２吐出口３０bの数を調整してもよい。
即ち、制御部８は画像記録期間ｔ２の単位時間において、ヘッド４に加えられる負荷を所定値Ｓ１未満として、ヘッド４に負荷が集中して加えられることを避けている。

用紙Ｐの搬送下流側端部が端部検出センサＳＥ２によって検出されると、該検出後の所定時間経過後に制御部８はドライバＩＣ８４を駆動するとともに、内蔵するタイマー機能を作動させて画像記録期間ｔ２を計測し始める。ドライバＩＣ８４は、画像記録期間ｔ２内に第１吐出口３０aに対応した電極９８と、第２吐出口３０bに対応した電極９８に電圧を印加して、ヘッド４から用紙Ｐへのインクの吐出を開始させる(ステップＳ６)。
このときに、前記の如く、ヘッド４の負荷電流から最も変換効率の良い入力電圧の値を電圧記憶手段８６のテーブルから検知し、該値の電圧を第２吐出口３０bに対応した電極９８に入力してもよい。
制御部８はドライバＩＣ８４を駆動してから画像記録期間ｔ２が経過すると(ステップＳ７)、用紙間通過時間ｔ１内の空吐出動作に移行し(ステップＳ８)、第１吐出口３０aからの空吐出動作を行うとともに(ステップＳ８)、内蔵するタイマー機能を作動させて用紙間通過時間ｔ１を計測し始める(ステップＳ９)。該用紙間通過時間ｔ１内の空吐出動作では、第１吐出口３０aに対応する電極９８に、画像形成時のような高い値の電圧を印加する必要はなく、画像形成時よりも低い値の電圧が印加される。

但し、用紙間通過時間ｔ１内における第１吐出口３０aから単位時間当たりに吐出するインク量は、画像記録期間ｔ２内の画像形成時に第２吐出口３０bから単位時間当たりに吐出するインク量よりも多くなる。換言すれば、用紙間通過時間ｔ１内における第１吐出口３０aから単位時間当たりに吐出するインク量よりも、画像記録期間ｔ２内の画像形成時に第２吐出口３０bから単位時間当たりに吐出するインク量の方が少ない。ドライバＩＣ８４からは、このように、電圧が電極９８に印加される。
その理由を示す。第２吐出口３０bは画像形成に関係が薄いので、第２吐出口３０bが目詰まりしない程度にインクを空吐出すればよい。その一方、第１吐出口３０aは画像形成に用いられるので、画像の品質を確保するためにも、第１吐出口３０aからはインクがスムーズに吐出されなければならない。従って、用紙間通過時間ｔ１内における第１吐出口３０aからの単位時間当たりのインク吐出量を、画像記録期間ｔ２における第２吐出口３０bからの単位時間当たりのインク吐出量よりも多くしている。
第１吐出口３０aからの空吐出から用紙間通過時間ｔ１が経過すると(ステップＳ９)、更に用紙Ｐに画像を形成する場合は、画像記録期間ｔ２内の空吐出動作に戻り、画像形成を行わない場合は、制御動作を終了する。

(第２の制御動作)
図１０及び図１１は、別の制御動作を示すフローチャートである。用紙Ｐの搬送後に、制御部８が用紙Ｐの幅を検出し、第１吐出口３０aと第２吐出口３０bを決定する。その後に、画像記録期間ｔ２内にて、第１吐出口３０aに対応する電極９８への電力値Ｄ１を決定するステップＳ１０−Ｓ１２までの手順は、図９のフローチャートのステップＳ１−Ｓ３に示す動作と同様である。
電力値Ｄ１を決定した後に、制御部８は、画像記録時間ｔ２の単位時間それぞれの電力値Ｄ１が記憶部８０内のサブ所定値Ｓ２以上か否かを判断する(ステップＳ１３)。単位時間それぞれの電力値Ｄ１がサブ所定値Ｓ２未満であれば、前記のステップＳ４-Ｓ９までの工程を実行する(ステップＳ１４)。
画像記録時間ｔ２の単位時間それぞれの電力値Ｄ１がサブ所定値Ｓ２以上であれば、制御部８は該電力値Ｄ１と所定値Ｓ１との差Ｓ１−Ｄ１を求める(ステップＳ１５)。更に、制御部８は第１領域３１と第２領域３２の境界を求める(ステップＳ１６)。例えば、図３では第１領域３１と第２領域３２の境界は、用紙Ｐ３の端縁Ｅ３である。次に、制御部８は第２領域３２に含まれる第２吐出口３０bのうち、第１領域と前記第２領域との境界からの距離が近いものほど、第２吐出口３０bからのインク吐出量を少なくするように、対応する電極９８に電圧を印加する(ステップＳ１７)。この電極９８に印加される電圧は、何れの第２吐出口３０bに対応するものであっても、前記の差Ｓ１−Ｄ１の範囲内、具体的には前記電力値Ｄ２の範囲内である。即ち、本制御動作にあっても、画像記録期間ｔ２の単位時間において、ヘッド４に加えられる負荷の値は所定値Ｓ１未満となる。ここにおいて、第２吐出口３０bからのインク吐出量に代えて、インクを空吐出すべき第２吐出口３０bの数を少なくしてもよい。

このような制御動作を行う理由を示す。ヘッド４に加わる負荷の中には、インク吐出に伴って給電されることによるヘッド４の発熱がある。ヘッド４が発熱しているから、第１領域３１と第２領域３２の境界から近い第２吐出口３０bには該熱が伝導する。特に、第１吐出口３０aによる画像形成時の負荷の値がサブ所定値Ｓ２以上である場合は、境界から近い第２吐出口３０bに伝導する熱も大きくなる。従って、第１領域３１と第２領域３２の境界から近い第２吐出口３０bほど負荷を低減して、ヘッド４全体が発熱し過ぎることを防いでいる。
制御部８はドライバＩＣ８４を駆動してから画像記録期間ｔ２が経過すると(ステップＳ１８)、用紙間通過時間ｔ１内の空吐出動作に移行し(ステップＳ１９）、第１吐出口３０aからの空吐出動作を行うとともに、内蔵するタイマー機能を作動させて用紙間通過時間ｔ１を計測し始める。用紙間通過時間ｔ１が経過すると(ステップＳ２０)、更に用紙Ｐに画像を形成する場合は、画像記録期間ｔ２内の空吐出動作に戻り、画像形成をもはや行わない場合は、制御動作を終了する。

尚、制御部８が第１領域３１と第２領域３２の境界を求めた際に、幾つかの第２領域３２内の幾つかの吐出口列３３を、予備吐出口群３４としてもよい(図３参照)。制御部８は、該予備吐出口群３４の吐出口列３３に含まれる第２吐出口３０bから吐出するインクの量が第１吐出口３０aからの吐出量と同程度になるように、ドライバＩＣ８４から給電する。この理由は、搬送ユニット５による用紙Ｐの搬送時に、用紙Ｐが幅方向にずれることがある。このため、用紙Ｐが幅方向にずれても画像が正確に形成されるように、第２領域３２内の幾つかの第２吐出口３０bからのインク吐出量を第１吐出口３０aと同程度に設定している。

また、前記の如く、制御部８はサイズ検知センサＳＥ１等からの情報から、用紙Ｐの幅長さを検知するが、この用紙Ｐの幅長さが短いほど、予備吐出口群３４に含まれる第２吐出口３０bの数を多くしてもよい。
用紙Ｐの幅長さが短いと、第２領域３２に含まれる第２吐出口３０bの数が多くなるが、第２吐出口３０bは目詰まりしない程度にしか空吐出しない。次に、幅長さの長い用紙Ｐに画像を形成する際には、幅長さが短い用紙Ｐの画像形成時に第２領域３２に含まれていた第２吐出口３０bが第１領域３１に含まれる。しかし、該吐出口が十分に空吐出されていないと、画像が正しく形成されない可能性がある。従って、用紙Ｐの幅長さが短いほど、予備吐出口群３４に含まれる吐出口３０を多くして、第１吐出口３０aと同程度の空吐出動作を行って、次に幅広の用紙Ｐに画像を形成する場合に備えている。

(第３の制御動作)
用紙Ｐへの画像形成には、用紙Ｐの端縁にまで画像が形成される所謂縁無し印字がある。この縁無し印字の場合は、インクジェット記録装置１は、図１２のフローチャートに示す制御動作を行う。
制御部８は、画像記録ジョブ又は操作パネル１２からの信号から、縁無し印字を行うことを検知すると、ステップＳ３０−Ｓ３４までの動作を行う。即ち、第１吐出口３０aに対応した電極９８に電力値Ｄ１の電力を、第２吐出口３０bに対応した電極９８に電力値Ｄ２の電力を印加するように決定する。ここまでの動作は、図９のフローチャートのステップＳ１−Ｓ５までの動作と同様である。
次に、第２吐出口３０bからなる幾つかの吐出口列３３を予備吐出口群３４として決定する(ステップＳ３５)。この予備吐出口群３４に含まれる吐出口列３３の数は縁無し印字を行わない場合に比して多く設定される。即ち、予備吐出口群３４に含まれる第２吐出口３０bの数は、縁無し印字の場合の方が、縁無し印字を行わない場合に比して多い。

縁無し印字の場合に、予備吐出口群３４に含まれる第２吐出口３０bの数が少ないと、ヘッド４に対して用紙Ｐが幅方向にずれた際に、用紙Ｐが予備吐出口群３４を越える可能性がある。これでは、第２吐出口３０bからのインクが用紙Ｐに吐出されるから、誤った画像が用紙Ｐに形成される。従って、縁無し印字の場合は予備吐出口列群３４に含まれる第２吐出口３０bを多くして、該第２吐出口３０bから吐出されるインクで画像が用紙Ｐに正確に形成されるようにしている。これによって、ヘッド４に対して用紙Ｐが幅方向にずれた場合でも、正確な画像が用紙Ｐに形成されるようにしている。その後は、前記図９のフローチャートに示したステップＳ６−Ｓ９と同様の動作を行う(ステップＳ３６−Ｓ３９)。

上記各実施形態に係るインクジェット記録装置１は、共通して以下の効果を有する。
第２吐出口３０bは、画像記録期間ｔ２において第１吐出口３０aが画像形成をしているときに液体が用紙Ｐに吐出されない空吐出動作を行う。このときに、制御部８は画像データ記憶手段８５内の画像データから単位時間当たりにヘッド４に加えられる負荷を求めて、該負荷の値が所定値Ｓ１未満となるように第２吐出口３０bの空吐出動作を制御する。これにより、画像記録期間ｔ２内において、ヘッド４に負荷が集中して加えられることを避け、該ヘッド４を保護している。

本発明は、用紙のような記録媒体にインクのような液体を吐出する液体吐出装置、例えばインクジェット記録装置に用いると有用である。

１ インクジェット記録装置
４ ヘッド
５ 搬送ユニット
６ 給紙ユニット
８ 制御部
３０ 吐出口
８５ 画像データ記憶手段

Claims (11)

1. 記録媒体を、第１方向に搬送するための搬送手段と、
   記録媒体に画像を記録する液体を吐出するための複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口が前記第１方向に直交する第２方向に配列される液体吐出ヘッドと、
   記録媒体に記録される画像に係る画像データを記憶するための画像データ記憶手段と、
   前記搬送手段および前記液体吐出ヘッドを制御するための制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記搬送手段により搬送される記録媒体の前記第２方向におけるサイズに関する情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向する吐出口である第１吐出口および前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向しない吐出口である第２吐出口を決定し、
   前記第１吐出口が前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向している期間である画像記録期間に、画像が記録媒体に記録されるように前記液体吐出ヘッド及び前記搬送手段を制御し、
   前記画像記録期間において、前記第２吐出口から液体が吐出されるように前記液体吐出ヘッドを制御し、且つ、前記画像データ記憶手段内の画像データに基づいて、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する際の負荷の値を計算し、前記画像記録期間の単位時間において前記液体吐出ヘッドに加えられる負荷の値が所定値未満となるように、前記単位時間内に液体を吐出する前記第２吐出口を決定する、液体吐出装置。
2. 前記制御部は、連続して搬送される記録媒体間に所定間隔を設けるように前記搬送手段を制御し、前記所定間隔に対応する位置が前記第１吐出口に対向する期間である記録媒体間通過期間に、前記第１吐出口から画像形成に寄与しない空吐出動作を行うように、前記液体吐出ヘッドを制御する、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記負荷の値は、前記液体吐出ヘッドの各吐出口から液体を吐出させるために液体吐出ヘッドに供給される電圧値又は電力値、或いは液体吐出ヘッドから吐出させる液体量又は液体を吐出する吐出口の数の少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記所定値は、記録媒体への画像形成時に、単位時間当たりに液体吐出ヘッドに加わる負荷の最大値、或いは前記用紙間通過時間内における前記第１吐出口による空吐出動作時に前記液体吐出ヘッドに単位時間当たりに加わる負荷の最大値である、請求項２に記載の液体吐出装置。
5. 前記の記録媒体への画像形成時に、単位時間当たりに液体吐出ヘッドに加わる負荷の最大値は、単位時間当たりに全ての吐出口から液体を吐出する場合の負荷の値である、請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記制御部は、前記用紙間通過時間内における空吐出動作時に、第１吐出口から単位時間当たりに吐出する液体量又は液体を吐出する第１吐出口の数よりも、記録媒体への画像形成時に、第２吐出口から単位時間当たりに吐出する液体量又は液体を吐出する第２吐出口の数が少なくなるように、前記液体吐出ヘッドを制御する、請求項２、４又は５の何れかに記載の液体吐出装置。
7. 前記所定値よりも小さなサブ所定値が設けられ、複数の第１吐出口は第１領域を、複数の第２吐出口は第２領域を形成し、
   前記制御部は、前記第１吐出口による画像形成時の負荷の値が前記サブ所定値以上である場合は、前記第２領域に含まれる第２吐出口のうち、前記第１領域と前記第２領域との境界からの距離が近いものほど、前記第２吐出口からの液体吐出量を少なくする、又は液体を吐出する第２吐出口の数を減じる、請求項１乃至６の何れかに記載の液体吐出装置。
8. 前記第２領域内にて前記第１領域との境界近傍に位置する複数の第２吐出口は予備吐出口群を構成し、
   前記制御部は、前記記録媒体の第１方向に沿う端縁にまで画像が形成される場合は、端縁にまで画像が形成されない場合に比して、前記予備吐出口群に含まれる第２吐出口を多くし、画像記録期間に、該予備吐出口群に含まれる第２吐出口から吐出される液体で画像が記録媒体に記録されるように、前記液体吐出ヘッドを制御する、請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記第２領域内にて前記第１領域との境界近傍に位置する複数の第２吐出口は予備吐出口群を構成し、
   前記制御部は、記録媒体の第２方向における長さを認識し、該長さが短いほど、前記予備吐出口群に含まれる第２吐出口を多くし、且つ該予備吐出口群に含まれる前記第２吐出口は、前記第１吐出口と同程度の空吐出動作を行うように、前記液体吐出ヘッドを制御する、請求項７又は８に記載の液体吐出装置。
10. 更に、前記液体吐出ヘッドの負荷電流に対する前記液体吐出ヘッドへの入力電圧と出力電圧の比である電圧変換効率を示すテーブルが格納された記憶手段が設けられ、
    前記制御部は、前記第２吐出口の空吐出動作時には、前記記憶手段内のテーブルから電圧変換効率の良い電圧値を読み出して、前記液体吐出ヘッドへ入力する、請求項１乃至９の何れかに記載の液体吐出装置。
11. 記録媒体を、第１方向に搬送するための搬送手段と、
    記録媒体に画像を記録する液体を吐出するための複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口が前記第１方向に直交する第２方向に配列される液体吐出ヘッドと、
    記録媒体に記録される画像に係る画像データを記憶するための画像データ記憶手段と、
    前記搬送手段および前記液体吐出ヘッドを制御するための制御部と、を備えた流体吐出装置に用いられるプログラムであって、
    前記搬送手段により搬送される記録媒体の前記第２方向におけるサイズに関する情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向する吐出口である第１吐出口および前記複数の吐出口のうち前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向しない吐出口である第２吐出口を決定する工程と、
    前記第１吐出口が前記搬送手段により搬送される記録媒体に対向している期間である画像記録期間に、画像が記録媒体に記録されるように前記液体吐出ヘッド及び前記搬送手段を制御する工程と、
    前記画像記録期間において、前記第２吐出口から液体が吐出されるように前記液体吐出ヘッドを制御し、且つ、前記画像データ記憶手段内の画像データに基づいて、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する際の負荷の値を計算し、前記画像記録期間の単位時間において前記液体吐出ヘッドに加えられる負荷の値が所定値未満となるように、前記単位時間内に液体を吐出する前記第２吐出口を決定する工程とを実行させるプログラム。