JP6107237B2

JP6107237B2 - 画像形成装置、ヘッド駆動制御方法、プログラム

Info

Publication number: JP6107237B2
Application number: JP2013043530A
Authority: JP
Inventors: 伸一畑中; 崇裕吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: JP2014172177A

Description

本発明は画像形成装置、ヘッド駆動制御方法、プログラムに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。

このような画像形成装置において、複数の駆動パルスを時系列で含む駆動波形を生成し、滴サイズに応じて、駆動波形から１又は２以上の駆動パルスを選択して圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御装置を備えるものが知られている。

そして、同時に駆動する圧力発生手段の数を検出して、検出結果に応じて駆動パルスの電圧値を変更して、同時に駆動する圧力発生手段の数にかかわらず、常に同等な吐出特性を確保しようとするものが知られている（特許文献１）。

特開２０００−２３８２６２号公報

しかしながら、上述したように駆動波形全体の電圧値を変更する構成にあっては、複数の滴サイズ間で必ずしも適切な補正が行われずに画像品質が低下するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動波形に対して適切な補正を行って画像品質を向上することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
複数のパルスを時系列で含む駆動波形を生成し、滴サイズに応じて、前記駆動波形から１又は２以上の前記パルスを選択して前記圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記ヘッド駆動制御手段は、
前記駆動波形の印加周期において、前記複数のパルスについてパルス毎の使用回数を計数する計数手段と、
前記複数のパルスに対して補正を行う補正手段と、を備え、
前記補正手段は、各パルス毎に、各パルス毎の前記計数手段の計数結果に対応する補正量で補正を行う
構成とした。

本発明によれば、駆動波形に対して適切な補正を行って画像品質を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。同機構部の要部平面説明図である。同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向の断面説明図である。同じく滴吐出動作の説明に供する断面説明図である。同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。同制御部の印刷制御部及びヘッドドライバの一例を示すブロック説明図である。本発明の第１実施形態における駆動波形を説明する説明図である。同駆動波形から生成する各駆動波形の説明に供する説明図である。同駆動波形の変形例の一例の説明に供する説明図である。パルスＡとパルスＣの使用頻度の差による変形程度の差の一例の説明に供する説明図である。各駆動パルスの使用頻度の算出方法の説明に供する説明図である。駆動パルスの補正の説明に供する説明図である。各パルスの使用頻度に応じた補正量をテーブル参照方式で決定する例の説明に供する説明図である。本発明の第２実施形態における駆動波形の変形例の一例説明に供する説明図である。パルスＣの使用頻度と液滴速度の関係の一例の説明に供する説明図である。電圧補正値の波形形状への適用方法の一例の説明に供する説明図である。電圧補正値の波形形状への適用方法の他の例の説明に供する説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置である。装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、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からなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。他の部材も同様）が搭載されている。各記録ヘッド３４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有している。そして、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、それぞれ吐出する。また、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するための第２インク供給部としてのヘッドタンク３５ａ、３５ｂを搭載している。一方、カートリッジ装填部４には各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋが着脱自在に装着される。そして、インクカートリッジ１０から供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して各ヘッドタンク３５に各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向する分離パッド４４を備えている。この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備える。そして、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２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。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）を備えている。また、維持回復機構８１は、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４を備えている。また、維持回復機構８１は、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７を備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置している。この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、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る。更に、用紙４２の先端は搬送ガイド３７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°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６によって搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電されている。この帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

次に、記録ヘッド３４を構成している液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３及び図４は同ヘッドの液室長手方向（ノズル配列方向と直交する方向）に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、流路板１０１と、振動板部材１０２と、ノズル板１０３とを接合している。これにより、液滴を吐出するノズル１０４が貫通孔１０５を介して通じる個別液室１０６、個別液室１０６に液体を供給する流体抵抗部１０７、液体導入部１０８がそれぞれ形成される。そして、フレーム部材１１７に形成した共通液室１１０から振動板部材１０２に形成されたフィルタ部１０９を介してインクが液体導入部１０８に導入され、液体導入部１０８から流体抵抗部１０７を介して個別液室１０６にインクが供給される。なお、「個別液室」は、加圧室、加圧液室、圧力室、個別流路、圧力発生室などと称されるものを含む意味である。

流路板１０１は、ＳＵＳなどの金属板を積層して、貫通孔１０５、個別液室１０６、流体抵抗部１０７、液体導入部１０８などの開口部や溝部をそれぞれ形成している。振動板部材１０２は各液室１０６、流体抵抗部１０７、液体導入部１０８などの壁面を形成する壁面部材であるとともに、フィルタ部１０９を形成する部材である。なお、流路板１０１は、ＳＵＳなどの金属板に限らず、シリコン基板を異方性エッチングして形成することもできる。

そして、振動板部材１０２の液室１０６と反対側の面に個別液室１０６のインクを加圧してノズル１０４から液滴を吐出させるエネルギーを発生するアクチュエータ手段（圧力発生手段）としての柱状の積層型の圧電部材１１２が接合されている。この圧電部材１１２の一端部はベース部材１１３に接合され、また、圧電部材１１２には駆動波形を伝達するＦＰＣ１１５が接続されている。これらによって、圧電アクチュエータ１１１を構成している。

なお、この例では、圧電部材１１２は積層方向に伸縮させるｄ３３モードで使用しているが、積層方向と直交する方向に伸縮させるｄ３１モードでもよい。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば、図３に示すように、圧電部材１１２に印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって圧電部材１１２が収縮し、振動板部材１０２が変形して個別液室１０６の容積が膨張する。これにより、個別液室１０６内にインクが流入する。

その後、図４に示すように、圧電部材１１２に印加する電圧を上げて圧電部材１１２を積層方向に伸長させ、振動板部材１０２をノズル１０４方向に変形させて個別液室１０６の容積を収縮させる。これにより、個別液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４から液滴３０１が吐出される。

そして、圧電部材１１２に印加する電圧を基準電位Ｖｅに戻すことによって振動板部材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ので、このとき、共通液室１１０から液室１０６内にインクが充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。なお、図５は同制御部のブロック説明図である。

この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを備えている。また、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９とを備えている。また、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１のキャップ８２やワイパ部材８３の移動、吸引ポンプ８１２などを行なう維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０を備えている。また、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１と、送液ポンプ２４１を駆動する供給系駆動部５１２などを備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置、撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６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、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行なうことも、制御部５００で行なうこともできる。

いずれの場合でも、制御部５００のＣＰＵ５０１は、計数手段を兼ねており、所定の時間内で駆動される滴種（滴サイズ）とその数（滴数）を計数して集計する。そして、集計した滴サイズと滴数の集計結果から、当該滴サイズの液滴を吐出するために使用する駆動波形を構成する複数のパルスについて、各パルス毎の使用回数を計数する。さらに、本実施形態では、計数した使用回数から、各パルス毎の使用頻度を算出する。ここで言う、所定の時間内とは、駆動波形の印加周期（１駆動周期）である。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、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、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。また、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動波形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信号生成部を含む。そして、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ５０９に対して出力する。

この印刷制御部５０８は、補正手段を兼ねており、駆動波形のパターンデータに対して、各パルス毎に、各パルス毎の使用回数に対応する使用頻度に応じた補正量で補正を行う。つまり、ここでは、Ｄ／Ａ変換を行う前のデジタル波形の状態で、波形形状に補正をかけるようにしている。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択して記録ヘッド３４の圧力発生手段としての圧電部材１１２に対して与える。これにより、記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがある。Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。

次に、印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９の一例について図６のブロック説明図を参照して説明する。

印刷制御部５０８は、駆動波形生成部７０１と、データ転送部７０２とを備えている。駆動波形生成部７０１は、画像形成時に１印刷周期（１駆動周期）内に複数のパルス（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。データ転送部７０２は、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）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。

なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ５０９の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号である。そして、滴制御信号は、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべきパルス又は波形要素でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

ヘッドドライバ５０９は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力するシフトレジスタ７１１と、シフトレジスタ７１１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７１２とを有する。また、ヘッドドライバ５０９は、階調データと滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ７１３と、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ７１４とを有する。さらに、ヘッドドライバ５０９は、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ７１５を備えている。

このアナログスイッチ７１５は、各圧電部材１１２の選択電極（個別電極）に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形Ｐｖが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５がオンにする。このアナログスイッチ７１５がオンすることにより、共通駆動波形Ｐｖを構成する所要のパルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）圧電部材１１２に印加される。

次に、本発明の第１実施形態における駆動波形について図７を参照して説明する。図７は同駆動波形を説明する説明図である。

なお、「パルス」とは駆動波形を構成する要素としての駆動パルスを示す用語として使用する。「吐出パルス」とは圧力発生手段に印加されて液滴を吐出させる駆動パルスを示す用語として使用する。「非吐出パルス」とは圧力発生手段に印加されるが、滴を吐出させない（ノズル内のインクを流動させる）程度に圧力発生手段を駆動する駆動パルス（微駆動パルス）を示す用語として使用する。また、以下で説明する駆動波形及びその構成要素としてのパルスは一例であって、これに限るものではない。

図７に示す駆動波形（共通駆動波形）Ｐｖは、１印刷周期（１駆動周期）内で、液滴を吐出させる吐出パルスとなるパルスＡと、非吐出パルスとなるパルスＢと、吐出パルスとなるパルスＣを時系列で生成した波形である。

これらのパルスＡ，Ｂ、Ｃを滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって選択することで、結果として圧力発生手段に与えられる波形は、図８（ａ）ないし（ｃ）に示すように、小滴用吐出駆動波形、大滴用吐出駆動波形及び微駆動波形として示す波形になる。

つまり、パルスＣのみが選択されることで、小滴を形成する滴を吐出させる小滴用吐出駆動波形が形成される。

また、パルスＡ、Ｃが選択されることで、大滴を形成する複数の滴を吐出させる大滴用吐出駆動波形が形成される。このとき、パルスＡ、Ｃで吐出される２つの液滴が飛翔中にマージして１滴となる。

また、パルスＢが選択されることで、微駆動波形が形成される。

次に、駆動波形の変形の一例について図９を参照して説明する。

複数のノズル１０４を有する記録ヘッド３４を駆動するとき、駆動するノズル１０４の数が増減すると、例えば、図９に破線で示すように、実際に圧電部材１１２に印加される駆動波形が変形してしまい、吐出特性にバラツキが生じる。これは、駆動波形が配線基板などを介して出力されるときに、基板等がもつ抵抗やインダクタンス成分の影響を受けるためである。このとき、各パルスの駆動率が高ければ変形量も大きくなる。

次に、上述したパルスＡとパルスＣの使用頻度の差による変形程度の差の一例について図１０を参照して説明する。

前述したように、パルスＣを使用して小滴を吐出させ、パルスＡとパルスＣの双方を使用して大滴を吐出させる。ここで、記録ヘッドのノズル数をＭ個とし、一つの共通駆動波形が印加されるとする。また、「使用頻度」は、全ノズル数に対する使用回数の割合で表すものとする。

そうすると、例えば、小滴を吐出するノズル数がＮＣ個、大滴を吐出するノズル数がＮＡ個、非吐出のノズル数がＮＢ個であった場合、小滴、大滴の双方で使用されるパルスＣの使用回数は（ＮＡ＋ＮＣ）となり、大滴のみ使用されるパルスＡの使用回数はＮＡとなる。したがって、全ノズル数Ｍに対する使用頻度でみると、パルスＰＣの使用頻度は（ＮＡ＋ＮＣ）／Ｍ、駆動パルスＰＡの使用頻度はＮＡ／Ｍとなる。

ここで、例えばＮＡ＝ＮＣ＝１５０、ＮＡ＋ＮＣ＝Ｍの場合を考えると、パルスＣの使用頻度は「１」、パルスＡの使用頻度は「１／２」となり、パルスＣはパルスＡの倍の頻度で使用されることとなる。

これに応じて、パルスＡとパルスＣの各々の形状が変化してしまうが、その変化量、特性は、パルス形状の違いによって差があるため、それぞれのパルス毎の特性をパラメータとして記憶手段（メモリ）に搭載する。

ここでは、パルスＣがパルスＡの２倍の使用頻度であり、図１０に示すような形状変化であったとする。このとき、最大で、パルスＡには２か所で印加時間遅れΔＴＡが生じ、また、パルスＣには５か所で印加時間遅れΔＴＣが生じる。なお、印加時間遅れΔＴＡ、ΔＴＣは、波形形状や波形生成回路等のシステム構成に依存するものであり、パルスＡ内、パルスＣ内ですべて同じ時間になるとは限らない。

この図１０に示す例のように、使用頻度が、パルスＡ＜パルスＣであり、変形による印加時間遅れΔＴＡ＜ΔＴＣの場合、パルスＡとパルスＣの間隔が変形によって広がることになる。

そうすると、複数のパルスＡ、Ｃを使用して大滴を吐出させる場合、パルスＣによる滴吐出はパルスＡによる振動の影響を受けるため、前記間隔が広がることによって、吐出特性が変化してしまうことになる。具体的には、液滴の吐出速度、液滴量、液滴飛翔状態の不安定化等が挙げられる。

この変形に対する補正量は、ΔＴＡが−２μｓ、ΔＴＣが−５μｓであれば、パルスＡの印加を＋２μｓ、パルスＣの印加を＋５μｓ早めればよい。あるいは、パルスＡはそのままで、パルスＣを＋３μｓ早めてもよい。

つまり、複数のパルスＡ、Ｃに対して補正を行うとき、各パルスＡ、Ｃ毎に、各パルスＡ、Ｃ毎の使用回数の計数結果に相当する使用頻度に対応する異なる補正量で補正を行っている。

そして、本実施形態では、パルスの印加タイミングを補正している。これにより、上述したように、パルスＡとパルスＣとの間隔を適切な間隔に維持することができて、吐出特性の変化を低減することができ、画像品質の低下を抑制できる。

この場合、本実施形態では、使用回数の計数結果が大きくなるほど（使用頻度が大きくなるほど）、パルスの印加タイミングを早める補正をしている。また、使用回数の計数結果が大きくなるほど（使用頻度が大きくなるほど）パルスの補正量を大きくする補正をしている。

次に、各パルスの使用頻度の算出方法について図１１を参照して説明する。

記録ヘッドがＭ個のノズルを有し、共通駆動波形Ｐｖから印加された、あるタイミングの印加波形に対する吐出状況が、小滴Ｎｓノズル、大滴Ｎｌノズル、非吐出Ｎｎノズル、であったとする。

このとき、図７に示した各パルス及びパルスの使用頻度は、パルスＡ：Ｎｌ／Ｍ、パルスＢ：Ｎｎ／Ｍ、パルスＣ：（Ｎｓ＋Ｎｌ）／Ｍで算出される。

以上、駆動波形を構成するパルス毎の補正値の算出方法と各パルスの補正方法について説明したが、駆動する圧電素子の数と波形形状の変形の関係は、共通駆動波形生成回路と通ずる圧電素子に関して見られる現象である。したがって、搭載する駆動波形生成回路毎に補正値を算出することが好ましい。

次に、駆動波形のパルスの補正について図１２を参照して説明する。

上述したようにパルスＡ、パルスＢ、パルスＣについて、使用するか否かを選択し、各々に補正を適用し、それらを組み合わせることによって駆動波形を生成する。このとき、各パルスＡ〜Ｃに対する補正の適用範囲は、各パルスを使用するか否かの選択によって生成される領域と同一である。

図１２は、パルスＣのみ駆動させる駆動波形（小滴用駆動波形）を示しており、領域ＣがパルスＣを駆動させるときに生成される領域であり、この領域ＣがパルスＣのパターンデータを補正する補正範囲でもある。

次に、各パルスの使用頻度に応じた補正量をテーブル参照方式で決定する例について図１３を参照して説明する。

各パルスＡ、Ｂ，Ｃ毎に算出された使用頻度に応じた補正量を、各パルス毎にテーブル化して格納保持し、算出した使用頻度からテーブルを参照して、補正量を決定する。

なお、テーブル参照方式に代えて、各パルス毎に、使用頻度の補正量を数式化して保持することもできる。

このように、複数のパルスについてパルス毎の使用回数を計数し、複数のパルスに対して使用回数の計数結果から補正を行うとき、各パルス毎に、各パルス毎の使用回数の計数結果に対応する補正量で補正を行うようにする。これにより、駆動波形に対して適切な補正を行って画像品質を向上することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

まず、この第２実施形態における駆動波形も、前述した第１実施形態の駆動波形（図７）と同様とする。

次に、本実施形態における駆動波形の変形の一例について図１４を参照して説明する。

前述したように、複数のノズル１０４を有する記録ヘッド３４を駆動するとき、駆動するノズル１０４の数が増減すると、例えば図１４に破線で示すように、実際に圧電部材１１２に印加される駆動波形が変形してしまい、吐出特性にバラツキが生じる。この図１４は、振幅が変形した例である。

次に、パルスＣの使用頻度と液滴速度の関係の一例について図１５を参照して説明する。

圧電素子の駆動数が増減すると、図１５に示すように、液滴の飛翔速度が変動する。この特性は、パルス形状の違いによって差があるため、それぞれのパルス毎の特性をパラメータとして記憶手段（メモリ）に記憶保持する。

この図１５に示すパルスＣの特性によれば、使用頻度がＮ／Ｍのときの液滴速度比率は＋３％であり、液滴速度比率−３％分の補正をパルスＣに適用する必要がある。

また、前述したように、使用頻度に対応した液滴速度の関係から補正値を算出してもよいし、予め補正値の候補を段階的に複数準備しておき、使用頻度に応じて選択する方法でもよい。

なお、波形形状の変形や液滴の速度特性については、波形形状によって異なるし、基板特性やヘッド特性によっても異なる。

また、図１０の例では、圧電素子を一つ駆動した場合の液滴速度を基準としているが、複数の圧電素子を駆動した場合の液滴速度を基準としてもよい。

次に、電圧補正値の波形形状への適用方法の一例について図１６を参照して説明する。

上述した図１５で説明したように、液滴速度比率を−３％補正するためには、パルス形状を−１０％変形する必要がある場合、図１６に示すように、中間電位Ｖｅからの電位変化量に対して、−１０％分の倍率補正をかける。中間電位Ｖｅを保つことによって、前後のパルスとの電圧差を無くすことができる。

ここでは、液滴速度比率とパルス形状の倍率補正量の対応を−３％：−１０％として説明したが、パルス形状によって差があり、それぞれのパルス毎に相関値をパラメータとしてメモリに格納保持している。

また、ここでは飛翔速度について説明したが、レーザードップラー観測で測定できる液面の振動や、波形形状から算出できる吐出エネルギー等でも代用できる。

次に、電圧補正値の波形形状への適用方法の他の例について図１７を参照して説明する。

この例は、パルスＡとパルスＢについても補正値を決定し、補正を適用した例である。各パルスの形状が異なるために特性が異なり、補正倍率も異なる値が設定される。

このように、本実施形態でも、複数のパルスＡないしＣに対して補正を行うとき、各パルスＡないしＣ毎に、各パルスＡないしＣ毎の使用回数の計数結果に相当する使用頻度に対応する異なる補正量で補正を行っている。

そして、本実施形態では、パルスの振幅（電圧値）を補正している。これにより、上述したように、滴速度の変化を抑えることができて、画像品質の低下を抑制できる。

この場合、本実施形態では、使用回数の計数結果が大きくなるほど（使用頻度が大きくなるほど）、パルスの振幅を小さくする（電位差を小さくする）補正をしている。また、使用回数の計数結果が大きくなるほど（使用頻度が大きくなるほど）パルスの補正量を大きくする補正をしている。

本実施形態における各パルスの使用頻度の算出方法などは前記第１実施形態と同様である。また、駆動波形を構成する駆動パルス毎の補正値の算出方法と各駆動パルスの補正方法についても、駆動する圧電素子の数と波形形状の変形の関係は、共通駆動波形生成回路と通ずる圧電素子に関して見られる現象である。したがって、搭載する駆動波形生成回路毎に補正値を算出することが好ましい。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味である。被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

３３キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
５００制御部
５０８印刷制御部
７０１駆動波形生成部
７０２データ転送部

Claims

液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
複数のパルスを時系列で含む駆動波形を生成し、滴サイズに応じて、前記駆動波形から１又は２以上の前記パルスを選択して前記圧力発生手段に与えるヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記ヘッド駆動制御手段は、
前記駆動波形の印加周期において、前記複数のパルスについてパルス毎の使用回数を計数する計数手段と、
前記複数のパルスに対して補正を行う補正手段と、を備え、
前記補正手段は、各パルス毎に、各パルス毎の前記計数手段の計数結果に対応する補正量で補正を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
前記補正手段は、前記計数手段の計数結果が大きくなるほど前記パルスの補正量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記パルスの印加タイミングを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記計数手段の計数結果が大きくなるほど前記パルスの印加タイミングを早めることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記パルスの振幅を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記計数手段の計数結果が大きくなるほど前記パルスの振幅を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドを駆動制御するヘッド駆動制御方法であって、
複数のパルスを時系列で含む駆動波形を生成し、滴サイズに応じて、前記駆動波形から１又は２以上の前記パルスを選択して前記圧力発生手段に与え、
前記駆動波形の印加周期において、前記複数のパルスについてパルス毎の使用回数を計数し、
前記複数のパルスに対して補正を行い、
前記補正を行うとき、各パルス毎に、各パルス毎の前記計数結果に対応する補正量で補正を行う
ことを特徴とするヘッド駆動制御方法。
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドを駆動制御する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
複数のパルスを時系列で含む駆動波形を生成する処理と、
滴サイズに応じて、前記駆動波形から１又は２以上の前記パルスを選択して前記圧力発生手段に与えさせる処理と、
前記駆動波形の印加周期において、前記複数のパルスについてパルス毎の使用回数を計数する処理と、
前記複数のパルスに対して補正を行う処理と、をコンピュータに行わせ、
前記補正を行う処理では、各パルス毎に、各パルス毎の前記計数結果に対応する補正量で補正を行う
ことを特徴とするプログラム。