JP7740334B2 - 液滴吐出装置及び液滴吐出方法 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関する。

従来、液滴を吐出するノズルが設けられた液滴吐出部から記録媒体に対して液滴を吐出して、当該記録媒体上に画像を形成する液滴吐出装置がある。液滴吐出装置のノズルの内部には、液滴として吐出される液体（例えばインク）が供給されて充填される。液滴が吐出されない状態でノズルの開口部において液体が空気と接触すると、開口部近傍における液体の一部が気化して液体の特性が変化する。この結果、徐々に適正な液滴吐出動作を行うことができなくなって画質が低下するという問題がある。

これに対し、従来、画像を形成していないタイミングなどにおいてノズルから液滴を予備的に吐出させることにより、ノズル内の液体の特性変化を抑制してノズルの保守を行う技術が知られている（例えば、特許文献１、２）。また、このようなノズルの保守のための予備吐出を記録媒体上に行うことも知られている。

また、液滴吐出装置には、立体の記録媒体に対して液滴を吐出して画像を形成することが可能なものがある。

特開２００４－２９９２１９号公報 特開２００７－１８１９７２号公報

しかしながら、記録媒体が立体である場合には、液滴吐出部と記録媒体との接触を確実に避けるために、液滴吐出部と記録媒体とのクリアランス（間隔）が大きく確保される傾向があり、記録媒体までの液滴の飛翔距離が長くなりやすくい。このため、立体の記録媒体に対して予備吐出を行う場合には、予備吐出された液滴が種々の要因によって飛散しやすく、ノズル面に付着して吐出不良が生じたり、装置が汚損したりする不具合が生じやすいという課題がある。例えば、予備吐出におけるインク消費量の節減のために液滴を小さくすると、長距離を飛翔する間に液滴が飛散しやすい。また、予備吐出を行うことの多い立体の端部の近傍などでは、立体の形状に起因して生じる気流により液滴が流されて飛散しやすい。また、ノズルが立体の記録媒体と対向していない期間には液滴が吐出されないため、予備吐出では、この不吐出期間における液体の気化の影響により液滴吐出方向が所望の方向からずれやすく、液滴が飛散しやすい。

この発明の目的は、予備吐出における液滴の飛散を効果的に抑制することができる液滴吐出装置及び送液方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の液滴吐出装置の発明は、
揮発性を有する液滴を吐出するノズルが設けられた液滴吐出部と、
前記液滴吐出部による前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ノズルの保守のために、立体の記録媒体に対して前記ノズルから第１の液滴を吐出させる予備吐出制御と、
形成対象の画像の画像データに基づいて、前記立体の記録媒体に対して前記ノズルから第２の液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体に前記画像を形成させる画像形成制御と、
を行い、
前記予備吐出制御では、
前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積以下となり、かつ、前記第１の液滴の速度が前記第２の液滴の速度より速くなるように前記吐出動作を制御し、
さらに、前記第１の液滴の速度を、前記第２の液滴の速度より速くなる範囲で調整し、前記第１の液滴の体積が小さいほど前記第１の液滴の速度が大きくなるように前記吐出動作を制御する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記予備吐出制御において、前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積未満となるように前記吐出動作を制御する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記画像形成制御による前記画像の形成期間内に前記予備吐出制御による前記吐出動作を行わせ、前記予備吐出制御においては、前記画像形成制御による前記画像の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、複数の前記第１の液滴を分散して吐出させる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記画像形成制御において形成する前記画像に文字が含まれている場合には、前記予備吐出制御において、前記文字が小さいほど前記第１の液滴の体積が小さくなるように前記吐出動作を制御する。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、予備吐出制御において、前記第１の液滴の体積が、前記立体の記録媒体のうち液滴が着弾する表面の材質に応じた値となるように前記吐出動作を制御する。

請求項６に記載の発明は、請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記立体の記録媒体の表面の材質は繊維を含む。

請求項７に記載の発明は、請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記立体の記録媒体は段ボールである。

請求項８に記載の発明は、請求項１～７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記立体の記録媒体が載置される載置面を有する載置部材を備え、
前記立体の記録媒体は、前記載置面からの高さが５ｍｍ以上であり、
前記液滴吐出部は、前記載置面に載置された前記立体の記録媒体に対する液滴の吐出時に、当該立体の記録媒体と前記ノズルの開口部との距離が５ｍｍ以上となる位置に配置されている。

請求項９に記載の発明は、請求項１～８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出部は、所定の配列方向に配列された複数の前記ノズルを有し、
前記配列方向は鉛直方向成分を有する。

また、上記目的を達成するため、請求項１０に記載の液滴吐出方法の発明は、
揮発性を有する液滴を吐出するノズルが設けられた液滴吐出部を備えた液滴吐出装置における液滴吐出方法であって、
前記ノズルの保守のために、立体の記録媒体に対して前記ノズルから第１の液滴を吐出させる予備吐出ステップと、
形成対象の画像の画像データに基づいて、前記立体の記録媒体に対して前記ノズルから第２の液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体に前記画像を形成させる画像形成ステップと、
を含み、
前記予備吐出ステップでは、
前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積以下となり、かつ、前記第１の液滴の速度が前記第２の液滴の速度より速くなるように、前記液滴吐出部による前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御し、
さらに、前記第１の液滴の速度を、前記第２の液滴の速度より速くなる範囲で調整し、前記第１の液滴の体積が小さいほど前記第１の液滴の速度が大きくなるように前記吐出動作を制御する。

本発明によれば、予備吐出における液滴の飛散を効果的に抑制することができる。

液滴吐出装置の概略構成を示す図である。 第１ヘッドユニットの構成を示す図である。 第２ヘッドユニットの構成を示す図である。 第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットと記録媒体との位置関係を示す模式図である。 液滴吐出装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 第１ヘッドユニットによる予備吐出動作の例を説明する図である。 第２ヘッドユニットによる予備吐出動作の例を説明する図である。 第１ヘッドユニットにより、予備吐出動作として分散吐出を行う例を説明する図である。 第２ヘッドユニットにより、予備吐出動作として分散吐出を行う例を説明する図である。 画像形成処理の制御手順を示すフローチャートである。 実施形態の効果を確認するために行った実験の内容及び結果を示す図である。 実験における予備吐出時及び画像形成時の吐出状態を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜液滴吐出装置の構成＞
図１は、液滴吐出装置１の概略構成を示す図である。
液滴吐出装置１は、搬送部２０と、媒体検出部３０と、第１ヘッドユニット４０（液滴吐出部）と、第２ヘッドユニット５０（液滴吐出部）などを備える。本実施形態の液滴吐出装置１は、液体としてのインクの液滴を立体の記録媒体Ｍに吐出して画像を形成するインクジェット記録装置である。

搬送部２０は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する駆動ローラー２１及び従動ローラー２２と、これらの駆動ローラー２１及び従動ローラー２２により内側が支持された輪状の搬送ベルト２３と、駆動ローラー２１を回転させる搬送モーター２４と、駆動ローラー２１に取り付けられたロータリーエンコーダー２５と、搬送モーター２４の動作を制御する搬送制御部２６（図５参照）などを備える。駆動ローラー２１は、搬送モーター２４の駆動によって回転軸を中心に回転する。搬送ベルト２３は、駆動ローラー２１及び従動ローラー２２により内側が支持された輪状のベルトであり、駆動ローラー２１が回転動作するのに従って周回移動する。従動ローラー２２は、搬送ベルト２３の周回移動に伴って駆動ローラー２１の回転軸と平行な回転軸を中心に回転する。搬送ベルト２３としては、駆動ローラー２１及び従動ローラー２２との接触面で柔軟に屈曲し、かつ確実に記録媒体Ｍを支持する材質のものが用いられ、例えば、ゴムなどの樹脂製のベルトや、スチールベルトなどを用いることができる。この搬送ベルト２３は、記録媒体Ｍが吸着される材質及び／又は構成を有することで、より記録媒体Ｍを安定して搬送ベルト２３に載置可能とすることができる。搬送ベルト２３の外周面は、立体の記録媒体Ｍが載置される載置面２３ａであり、搬送ベルト２３は、載置面を有する載置部材の一例である。

本実施形態において、立体の記録媒体Ｍは、搬送ベルト２３の載置面２３ａからの最大高さが５ｍｍ以上である物体である。立体の記録媒体Ｍは、例えば、搬送ベルト２３の載置面２３ａに載置したときに、載置面２３ａに対して交差する向きの面を有していてもよい。当該面は、法線方向が載置面２３ａの法線方向とは異なる面であり、第１ヘッドユニット４０又は第２ヘッドユニット５０から吐出されたインクの液滴が着弾可能な面積を有する。また、立体の記録媒体Ｍは、載置面２３ａからの高さが５ｍｍ以上である位置に面を有していてもよく、当該面が、インクの液滴が着弾可能な面積を有していてもよい。立体の記録媒体Ｍの一例は、段ボールである。段ボールは、組み立て済のものであってもよいし、組み立て前のものであってもよい。本実施形態では、直方体形状に組み立てられた段ボールが記録媒体Ｍとして用いられている。なお、液滴吐出装置１は、立体でない記録媒体、例えば紙などのシート状の記録媒体に対して画像を形成することも可能である。

搬送モーター２４は、搬送制御部２６からの制御信号に応じた回転速度で駆動ローラー２１を回転動作させる。搬送ベルト２３の載置面２３ａ上に記録媒体Ｍが載置された状態で、駆動ローラー２１の回転速度に応じた速度で搬送ベルト２３が周回移動することで、記録媒体Ｍが搬送ベルト２３の移動方向（搬送方向：図１のＹ方向）に搬送される。

ロータリーエンコーダー２５は、駆動ローラー２１に取り付けられており、駆動ローラー２１が所定の角度回転するごとにパルス信号（検出信号）を制御部１０及びヘッド制御部４２（図５参照）に出力する。よって、ロータリーエンコーダー２５からのパルス信号の数に基づいて、搬送ベルト２３及び記録媒体Ｍの移動量を特定することができる。ロータリーエンコーダー２５の構成は、特には限られないが、例えば、所定の円周上に配列された複数のスリットが設けられ駆動ローラー２１とともに回転するコードホイールと、当該コードホイールのスリットに光を照射する発光部と、発光部から射出されスリットを通過した光を検出する受光部とを備え、受光部による光の検出結果に基づくパルス信号を制御部１０及びヘッド制御部４２に出力する構成とすることができる。

媒体検出部３０は、搬送方向について第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０の上流側に設けられている。媒体検出部３０は、センサーにより記録媒体Ｍを検出して、検出結果に係る信号を制御部１０に出力する。センサーの構成は、特には限られないが、本実施形態では、載置面２３ａから所定の高さでＸ方向にレーザー光を射出する射出部と、当該レーザー光を幅方向について載置面２３ａの反対側で検出することで、記録媒体Ｍによるレーザー光の遮断を検出する検出部と、を備えたものが用いられている。媒体検出部３０により記録媒体Ｍが検出されたタイミングを起点として、ロータリーエンコーダー２５からのパルス信号を計数することで、記録媒体Ｍの位置を特定することができる。

第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０は、インクの液滴を吐出する複数のノズルＮを有する。第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０は、制御部１０からの制御信号等に基づくタイミングでノズルＮからインクの液滴を吐出することにより、搬送部２０により搬送される記録媒体Ｍ上に画像を形成する。

第１ヘッドユニット４０は、例えば直方体形状の記録媒体Ｍの上面（載置面２３ａに平行な２面のうち、載置面２３ａと対向する面とは反対側の面）に対して、鉛直下方（－Ｚ方向）に向けてインクを吐出する。第１ヘッドユニット４０は、ノズルＮの配列方向が横方向（水平方向）であることから、「横置きヘッド」とも呼ばれる。

第２ヘッドユニット５０は、例えば直方体形状の記録媒体Ｍの側面（上面に隣接し当該上面に垂直な面）に対して、水平方向（図１では－Ｘ方向）に向けてインクを吐出する。第２ヘッドユニット５０は、ノズルＮの配列方向が縦方向（鉛直方向）であることから、「縦置きヘッド」とも呼ばれる。なお、図１では、第２ヘッドユニット５０が１つだけ描かれているが、直方体形状の記録媒体Ｍの４つの側面のうち２つ以上の面にそれぞれインクを吐出するための、２以上の第２ヘッドユニット５０が設けられていてもよい。

第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０は、図示略のヘッドユニット移動機構により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を調整できるようになっている。これにより、記録媒体Ｍの形状に応じた適切な位置からインクを吐出することができる。

図１では、単色（例えば、ブラック（Ｋ））のインクを吐出する１つの第１ヘッドユニット４０及び１つの第２ヘッドユニット５０が描かれているが、異なる色のインクを吐出する複数の第１ヘッドユニット４０及び／又は複数の第２ヘッドユニット５０を設けて、カラー画像を形成可能な構成としてもよい。例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つの第１ヘッドユニット４０及び／又は４つの第２ヘッドユニット５０を記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配置してもよい。

図２は、第１ヘッドユニット４０の構成を示す図であり、第１ヘッドユニット４０を－Ｚ方向から見た平面図である。
第１ヘッドユニット４０は、複数のノズルＮをそれぞれ有する複数の（本実施形態では６個の）液滴吐出ヘッド４１を備える。第１ヘッドユニット４０は、ＸＹ平面に平行な板状の支持部４０ａと、支持部４０ａに設けられた貫通孔に篏合した状態で支持部４０ａに固定された６個の液滴吐出ヘッド４１とを有する。液滴吐出ヘッド４１は、ノズルＮの開口部が設けられたノズル開口面４１ａが支持部４０ａの貫通孔から－Ｚ方向に向けて露出した状態で支持部４０ａに固定されている。よって、液滴吐出ヘッド４１のノズル開口面４１ａは、鉛直下方に向いており、液滴吐出ヘッド４１のノズルＮは、鉛直下方にインクの液滴を吐出する。

液滴吐出ヘッド４１では、複数のノズルＮが記録媒体Ｍの搬送方向と交差する配列方向（図２では搬送方向と直交するＸ方向）に等間隔に配置されて、ノズル列を形成している。本実施形態では、各液滴吐出ヘッド４１は、ノズル列を４つ有している。これらのノズル列は、ノズルＮのＸ方向についての位置が重ならないようにＸ方向の位置が互いにずらされている。なお、液滴吐出ヘッド４１が有するノズル列の数は４つに限られず、３つ以下又は５つ以上であってもよい。

第１ヘッドユニット４０における６つの液滴吐出ヘッド４１は、ノズルＮのＸ方向についての配置範囲が連続するように千鳥格子状に配置されている。第１ヘッドユニット４０に含まれるノズルＮのＸ方向についての配置範囲は、搬送ベルト２３により搬送される記録媒体Ｍの上面のうち画像が形成可能な領域のＸ方向の幅をカバーしている。液滴吐出ヘッド４１の数は、画像の記録幅などに応じて変更してもよい。第１ヘッドユニット４０は、画像の形成時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズルＮからインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を形成する。

図３は、第２ヘッドユニット５０の構成を示す図であり、第２ヘッドユニット５０を－Ｘ方向から見た平面図である。
第２ヘッドユニット５０は、複数のノズルＮをそれぞれ有する複数の（本実施形態では４個の）液滴吐出ヘッド５１を備える。第２ヘッドユニット５０は、ＹＺ平面に平行な板状の支持部５０ａと、支持部５０ａに設けられた貫通孔に篏合した状態で支持部５０ａに固定された４個の液滴吐出ヘッド５１とを有する。液滴吐出ヘッド５１は、ノズルＮの開口部が設けられたノズル開口面５１ａが支持部５０ａの貫通孔から－Ｘ方向に向けて露出した状態で支持部５０ａに固定されている。よって、図１及び図３に示す液滴吐出ヘッド５１のノズル開口面５１ａは、水平方向（Ｘ方向）に向いており、液滴吐出ヘッド５１のノズルＮは、－Ｘ方向に向けてインクの液滴を吐出する。液滴吐出ヘッド５１におけるノズルＮの配置は、液滴吐出ヘッド４１と同一である。

液滴吐出ヘッド５１では、複数のノズルＮが記録媒体Ｍの搬送方向と交差する配列方向（図３ではＺ方向）に等間隔に配置されて、ノズル列を形成している。すなわち、ノズル列におけるノズルＮの配列方向は、鉛直方向成分を有する。本実施形態では、各液滴吐出ヘッド５１は、ノズル列を４つ有している。これらのノズル列は、ノズルＮのＺ方向についての位置が重ならないようにＺ方向の位置が互いにずらされている。なお、液滴吐出ヘッド５１が有するノズル列の数は４つに限られず、３つ以下又は５つ以上であってもよい。

第２ヘッドユニット５０における４つの液滴吐出ヘッド５１は、ノズルＮのＺ方向についての配置範囲が連続するように千鳥格子状に配置されている。第２ヘッドユニット５０に含まれるノズルＮのＺ方向についての配置範囲は、搬送ベルト２３により搬送される記録媒体Ｍの側面のうち画像が形成可能な領域のＺ方向の幅をカバーしている。液滴吐出ヘッド５１の数は、画像の記録幅などに応じて変更してもよい。第２ヘッドユニット５０は、画像の形成時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズルＮからインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を形成する。

図４は、第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０と記録媒体Ｍとの位置関係を示す模式図である。
第１ヘッドユニット４０は、ノズルＮの開口部が記録媒体Ｍの上面と対向するときに、当該ノズルＮの開口部と記録媒体Ｍとの距離ｄ１（すなわち、ノズル開口面４１ａと記録媒体Ｍとの距離ｄ１）が所定の基準距離以上確保される位置に配置される。また、第２ヘッドユニット５０は、ノズルＮの開口部が記録媒体Ｍの側面と対向するときに、当該ノズルＮの開口部と記録媒体Ｍとの距離ｄ２（すなわち、ノズル開口面５１ａと記録媒体Ｍとの距離ｄ２）が所定の基準距離以上確保される位置に配置される。本実施形態では、上記の基準距離はいずれも５ｍｍであり、距離ｄ１、ｄ２は、いずれも５ｍｍ以上とされる。言い換えると、第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０は、記録媒体Ｍの表面から５ｍｍ以上のクリアランスを確保した状態で、ノズルＮから記録媒体Ｍにインクの液滴を吐出する。この距離ｄ１、ｄ２は、記録媒体がシート状である場合の記録媒体とヘッドユニットとの距離よりも大きい。これは、記録媒体Ｍが立体である場合には、搬送中の振動や気流などの影響により、立体の記録媒体Ｍが揺れたり変形したりしやすいことを考慮したものである。すなわち、搬送中に立体の記録媒体Ｍの表面位置が変動した場合においても、第１ヘッドユニット４０のノズル開口面４１ａと記録媒体Ｍとの接触、及び第２ヘッドユニット５０のノズル開口面５１ａと記録媒体Ｍとの接触を確実に回避するためである。また、図４に示す立体の記録媒体Ｍの高さｈは、上述のとおり、５ｍｍ以上である。

ノズルＮからインクを吐出させるために液滴吐出ヘッド４１及び液滴吐出ヘッド５１に設けられるインク吐出機構は、特には限られないが、圧電体を用いたピエゾ式のものを用いることができる。ピエゾ式のインク吐出機構としては、シアモード及びベントモードが知られている。シアモードのインク吐出機構は、駆動信号に応じて、ノズルＮに連通する圧力室の壁面の圧電体にシアモード型の変位を生じさせて圧力室内のインクの圧力を変動させるものである。また、ベントモードのインク吐出機構は、圧力室の壁面を構成する振動板に固着された圧電体を駆動信号に応じて変形させることで圧力室内のインクの圧力を変動させてインクを吐出させるものである。

本実施形態では、液滴吐出ヘッド４１及び液滴吐出ヘッド５１から吐出されるインクとして水性インクが用いられている。水性インクは、例えば、分散媒としての水と、着色剤としての顔料又は染料とを含み、この他に各種の水溶性有機溶剤や疎水性高分子などを含有していてもよい。なお、液滴吐出ヘッド４１から吐出されるインクは水性インクに限られず、有機溶剤を分散媒とする溶剤インクなどであってもよい。これらの水性インクや溶剤インクは、分散媒である水や有機溶剤が気化し得るため、揮発性を有する。

図５は、液滴吐出装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
液滴吐出装置１は、制御部１０（制御手段）と、搬送モーター２４、ロータリーエンコーダー２５及び搬送制御部２６を有する搬送部２０と、媒体検出部３０と、液滴吐出ヘッド４１及びヘッド制御部４２を有する第１ヘッドユニット４０と、液滴吐出ヘッド５１及びヘッド制御部５２を有する第２ヘッドユニット５０と、操作表示部６１と、通信部６２と、バス６３などを備える。以下では、既に説明した構成については説明を省略する。

制御部１０は、ＣＰＵ１１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ１２（Random Access Memory）、ＲＯＭ１３（Read Only Memory）及び記憶部１４を有する。制御部１０は、ＣＰＵ１１がプログラム１３１に従って各種処理を実行することにより、液滴吐出装置１の各部の動作を統括制御する。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記憶された各種制御用のプログラム１３１や設定データを読み出してＲＡＭ１２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ１２は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。

ＲＯＭ１３は、コンピュータとしてのＣＰＵ１１により読み取り可能な非一時的な記録媒体であり、ＣＰＵ１１により実行される各種制御用のプログラム１３１や設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１３に代えてフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

記憶部１４には、コンピュータとしてのＣＰＵ１１により読み取り可能な非一時的な記録媒体であり、通信部６２を介して外部装置から入力されたプリントジョブ（画像記録命令）及び当該プリントジョブにおける形成対象の画像の画像データ（以下、「形成画像データ」と記す）などが記憶される。記憶部１４としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）などが用いられる。

搬送制御部２６は、制御部１０から供給される制御信号に基づいて搬送モーター２４に搬送駆動信号を供給して駆動ローラー２１を所定の回転速度で回転させることにより、搬送ベルト２３を所定の移動速度で移動させる。

ヘッド制御部４２は、制御部１０から送信される制御信号並びに画像データ、及びロータリーエンコーダー２５から送信されるパルス信号などに基づいて、液滴吐出ヘッド４１に対して適切なタイミングで、インク吐出機構を駆動するための駆動信号（駆動波形の電圧信号）を出力する。ヘッド制御部４２の構成は、特には限られないが、例えば制御部１０から送信される制御信号及び画像データに応じて駆動波形パターンを生成する駆動波形生成部と、駆動波形パターンをアナログ駆動波形に変換するＤＡＣと、アナログ駆動波形を増幅して駆動信号を生成する増幅回路などを含む構成とすることができる。

液滴吐出ヘッド４１は、ヘッド制御部４２から送信された駆動信号、及び制御部１０又はヘッド制御部４２から送信された画像データなどに基づいて、画像データに応じた吐出対象のノズルＮのインク吐出機構に駆動信号を供給することで、当該ノズルＮからインクの液滴を吐出する吐出動作を行う。ここで、画像データが形成画像データである場合には、吐出動作によって記録媒体Ｍに形成対象の画像が形成される。また、画像データが、後述する予備吐出を行わせるための予備吐出画像データである場合には、予備吐出画像データで指定されたノズルＮにより、指定されたタイミングで、予備吐出が行われる。吐出動作においてノズルＮから吐出されるインクの液滴の体積（液滴量）及び速度は、供給される駆動信号の駆動波形パターン及び／又は電圧信号の大きさに応じて定まる。言い換えると、制御部１０及びヘッド制御部４２は、液滴吐出ヘッド４１に対して駆動信号を送信することで、所望の体積及び所望の速度のインクの液滴をノズルＮから吐出させることができる。インクの液滴の体積の調整方法は、ノズルＮから吐出される１つの液滴の大きさを調整する方法であってもよいし、ノズルＮから連続して２以上のインクの液滴を吐出させて飛翔中に合一させる吐出方法において、連続して吐出する液滴数及び／又は各液滴の体積を調整する方法であってもよい。

ヘッド制御部５２及び液滴吐出ヘッド５１の動作は、インクの吐出方向を除いてヘッド制御部４２及び液滴吐出ヘッド４１の動作と同一であるので、説明は省略する。以下では、ヘッド制御部４２及びヘッド制御部５２の任意の一方を指す場合には、符号を付さずに「ヘッド制御部」と記す。

本実施形態では、第１ヘッドユニット４０については、制御部１０及びヘッド制御部４２により、吐出動作を制御する「制御手段」が構成される。また、第２ヘッドユニット５０については、制御部１０及びヘッド制御部４２により、吐出動作を制御する「制御手段」が構成される。このように、制御手段は、２以上の別個のハードウェアプロセッサー（ＩＣ等）を有していてもよい。なお、制御手段の構成は本実施形態に例示したものに限られず、例えば制御部１０のみによって制御手段が構成されていてもよく、１つハードウェアプロセッサーにより制御手段が構成されていてもよい。

操作表示部６１は、液晶ディスプレイなどの表示装置と、操作キーや、表示装置の画面に重ねられて配置されたタッチパネルといった入力装置とを備える。操作表示部６１は、表示装置において各種情報を表示させ、また入力装置に対するユーザーの入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。

通信部６２は、外部機器との間のデータ通信を制御する通信インターフェースである。通信インターフェースとしては、例えば、ＬＡＮボードやＬＡＮカードなど、各種通信プロトコルに対応したものが一又は複数含まれる。通信部６２は、制御部１０による制御に基づいて外部装置から形成画像データやプリントジョブに係る設定データ（ジョブデータ）を取得し、また、外部機器に対してステータス情報などを送信する。

バス６３は、制御部１０と他の構成との間で信号の送受信を行うための経路である。

＜液滴吐出装置の動作＞
次に、液滴吐出装置１の動作について、ノズルＮの保守のための予備吐出に係る動作を中心に説明する。

液滴吐出装置１のノズルＮの内部には、インクが供給されて充填される。インクの液滴が吐出されない状態でノズルＮの開口部においてインクが空気と接触すると、開口部近傍におけるインクの一部が気化してインクの特性（例えば、粘度や比重）が変化する。この結果、ノズルＮから吐出されるインクの飛翔方向、飛翔速度及びインクの量などが本来の設定からずれる吐出不良（インク吐出動作の不具合）が生じ、画質低下に繋がる。特に、本実施形態の液滴吐出装置１では、第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０と、記録媒体Ｍとの距離ｄ１、ｄ２が大きく確保されるため、インクの飛翔方向や飛翔速度の僅かなずれが大きな着弾位置ずれに繋がりやすく、画質が低下しやすい。

そこで、本実施形態の液滴吐出装置１では、この問題を避けるために、搬送中の立体の記録媒体Ｍに対して、ノズルの保守のためにノズルＮからインクを予備的に吐出する予備吐出が行われる。以下では、制御手段としての制御部１０及びヘッド制御部が、ノズルＮの保守のために、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから液滴を予備的に吐出させる制御を「予備吐出制御」と記す。また、予備吐出制御によりノズルＮから吐出されるインクの液滴を、「予備吐出液滴」と記す。また、制御手段としての制御部１０及びヘッド制御部が、形成対象の画像の形成画像データに基づいて、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体Ｍに画像を形成させる制御を「画像形成制御」と記す。また、画像形成制御によりノズルＮから吐出されるインクの液滴を、「画像形成用液滴」と記す。予備吐出液滴及び画像形成用液滴は、ノズルＮから連続して吐出させた複数の液滴を飛翔中に合一させたものであってもよい。予備吐出液滴が「第１の液滴」に相当し、画像形成用液滴が「第２の液滴」に相当する。以下では、予備吐出液滴の体積を「第１の体積」とも記し、画像形成用液滴の体積を「第２の体積」とも記す。また、予備吐出液滴の速度を「第１の速度」とも記し、画像形成用液滴の速度を「第２の速度」とも記す。

また、本実施形態では、第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０と、立体の記録媒体Ｍとの距離ｄ１、ｄ２が大きく確保されるため、ノズルＮから吐出された液滴の、記録媒体Ｍまでの飛翔距離が長くなる。このため、立体の記録媒体Ｍに対して予備吐出を行う場合には、予備吐出液滴が種々の要因により飛散しやすい。

例えば、予備吐出におけるインク消費量の節減などの目的で、予備吐出液滴の第１の体積を画像形成用液滴の第２の体積未満とした場合には、予備吐出液滴の飛翔の安定性が低下し、気流の影響を受けて飛翔方向が変わりやすくなる。このため、長距離を飛翔している間に予備吐出液滴が飛散しやすい。また、特に立体の記録媒体Ｍの端部近傍では、立体の形状に起因して気流が生じやすいため、記録媒体Ｍの端部近傍に後述する吐き捨て帯７１（図６、図７参照）を形成する場合などにおいて、予備吐出液滴が気流により流されて飛散しやすい。また、複数の立体の記録媒体Ｍに対して続けて画像形成や予備吐出を行う場合であっても、ノズルＮが立体の記録媒体Ｍと対向していない期間には液滴が吐出されないため、予備吐出では、この不吐出期間におけるインクの気化の影響により液滴吐出方向が所望の方向からずれやすく、液滴が飛散しやすい。

飛散した予備吐出液滴がノズル開口面４１ａ、５１ａに付着して、ノズルＮの開口部の一部を塞いだ状態で固着すると、ノズルＮからのインクの液滴の吐出不良に繋がる。また、飛散した予備吐出液滴が液滴吐出装置１の各部に付着して汚損する問題も生じる。特に、縦置きの第２ヘッドユニット５０から水平に吐出された予備吐出液滴が記録媒体Ｍに着弾せずに飛散すると、搬送ベルト２３の載置面２３ａに着弾せずに広範囲に飛散してしまうため、汚損などの影響が大きくなりやすい。また、ノズルＮから予備吐出液滴が吐出される際に、主液滴に伴って微小な霧状の液滴（以下、「微小液滴と記す」）が生じることがある。この微小液滴が飛散して装置内に付着することによっても、ノズルＮの吐出不良や装置の汚損が生じる。以下では、記録媒体Ｍに着弾せずに飛散した予備吐出液滴（微小液滴を含む）を、「インクミスト」とも記す。

そこで、本実施形態の制御部１０及びヘッド制御部は、予備吐出制御において、予備吐出液滴の第１の速度が画像形成用液滴の第２の速度より速くなるように吐出動作を制御する。これにより、予備吐出液滴の飛翔の安定性が高まるため、より確実に記録媒体Ｍの表面に着弾させることができる。よって、予備吐出液滴の飛散を抑制することができる。また、予備吐出液滴の主液滴の速度を増大させることにより、付随する微小液滴の速度や体積が増大する。このため、微小液滴の飛翔の安定性も高めることができ、微小液滴がインクミストとして飛散することによる不具合の発生も抑制できる。

以下では、液滴吐出装置１が行う予備吐出動作の具体例について説明する。
図６は、第１ヘッドユニット４０による予備吐出動作の例を説明する図である。図６では、第２ヘッドユニット５０の記載が省略されている。
図６では、制御部１０及びヘッド制御部４２が画像形成制御を行って、Ｙ方向に搬送される記録媒体Ｍの上面Ｓ１に対し、第１ヘッドユニット４０のノズルＮから画像形成用液滴を吐出させることで、プリントジョブに係る画像８０が形成されている。また、この画像８０の形成に先立つタイミングで、制御部１０及びヘッド制御部４２が予備吐出制御を行って、上面Ｓ１の＋Ｙ方向側の端部近傍に各ノズルＮから予備吐出を行わせることで、Ｘ方向に長い帯状の吐き捨て帯７１が形成されている。吐き捨て帯７１は、第１ヘッドユニット４０の全ノズルＮから、吐き捨て帯７１の形成位置に対して予備吐出液滴を所定回数吐出することにより形成される。このように、画像８０の形成領域外に行う予備吐出を、「吐き捨て」とも呼ぶ。吐き捨ては、画像８０を形成する記録媒体Ｍのうち、画像８０の形成領域の搬送方向下流側に対して行うことが好ましい。これにより、予備吐出を行った直後のノズルＮにより画像８０を形成できるため、インクの気化に起因する画質低下を効果的に抑制することができる。

図７は、第２ヘッドユニット５０による予備吐出動作の例を説明する図である。図７では、第１ヘッドユニット４０の記載が省略されている。
図７では、制御部１０及びヘッド制御部５２が画像形成制御を行って、Ｙ方向に搬送される記録媒体Ｍの側面Ｓ２に対し、第２ヘッドユニット５０のノズルＮから画像形成用液滴を吐出させることで、プリントジョブに係る画像８０が形成されている。また、この画像８０の形成に先立つタイミングで、制御部１０及びヘッド制御部５２が予備吐出制御を行って、側面Ｓ２の＋Ｙ方向側の端部近傍に各ノズルＮから予備吐出を行わせることで、Ｚ方向に長い帯状の吐き捨て帯７１が形成されている。このように、縦置きの第２ヘッドユニット５０についても、記録媒体Ｍの側面Ｓ２を利用して予備吐出を行うことができる。

吐き捨て帯７１を形成する場合の予備吐出液滴の第１の体積は、画像形成用液滴の第２の体積以下に設定される。特に、第１の体積を第２の体積未満とすることにより、予備吐出制御におけるインクの消費量を低減できる。なお、画像形成制御において、体積が異なる複数の画像形成用液滴が用いられる場合には、予備吐出液滴の第１の体積は、画像形成用液滴の最小の体積以下に設定される。

また、吐き捨て帯７１を形成する場合の予備吐出液滴の第１の速度は、画像形成用液滴の第２の速度より速くなるように設定される。これにより、予備吐出液滴の飛翔の安定性を高めて、立体の記録媒体Ｍの端部近傍で生じやすい気流の影響を受けにくくすることができる。

図８は、第１ヘッドユニット４０により、予備吐出動作として分散吐出を行う例を説明する図である。
図８では、図６と同様に上面Ｓ１に画像８０が形成されている。また、制御部１０及びヘッド制御部４２は、画像形成制御による画像８０の形成期間内に予備吐出制御による吐出動作を行わせ、画像８０の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、複数の予備吐出液滴を分散して吐出させている。この結果、上面Ｓ１には複数の分散ドット７２が形成されている。１つの分散ドット７２は、１つのノズルＮから吐出された予備吐出液滴により形成される。ここで、画像８０の形成領域は、画像８０を形成するための形成画像データに対応する領域であり、画像８０がインクの非吐出領域（白地の領域）を含む場合には、当該非吐出領域を含む。図８では、画像８０の形成領域を含む上面Ｓ１の略全面に、予備吐出液滴が分散して吐出され、分散ドット７２が形成されている。このように、プリントジョブに係る形成対象の画像の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に予備吐出液滴を分散して吐出させることを、「分散吐出」とも呼ぶ。分散吐出では、全てのノズルＮから予備吐出液滴を吐出させてもよいし、画像形成用液滴を吐出しないノズルＮのみから予備吐出液滴を吐出させてもよい。分散吐出により形成される分散ドット７２は、吐き捨て帯７１よりも視認されにくい。よって、分散吐出によれば、予備吐出が行われていることをより視認されにくくすることができる。

図９は、第２ヘッドユニット５０により、予備吐出動作として分散吐出を行う例を説明する図である。
図９では、図７と同様に側面Ｓ２に画像８０が形成されている。また、制御部１０及びヘッド制御部５２は、画像形成制御による画像８０の形成期間内に予備吐出制御による吐出動作を行わせ、画像８０の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、複数の予備吐出液滴を分散して吐出させている。この結果、側面Ｓ２には複数の分散ドット７２が形成されている。図９では、画像８０の形成領域を含む側面Ｓ２の略全面に、予備吐出液滴が分散して吐出され、分散ドット７２が形成されている。このように、縦置きの第２ヘッドユニット５０についても、記録媒体Ｍの側面Ｓ２を利用して分散吐出を行うことができる。

分散吐出を行う場合においても、予備吐出液滴の第１の体積は、画像形成用液滴の第２の体積以下に設定される。特に、第１の体積を第２の体積未満とすることにより、予備吐出制御におけるインクの消費量を低減できる。

図８及び図９に示すように、画像８０に文字が含まれる場合には、文字が小さいほど、分散ドット７２によって文字の視認性が低下しやすくなり、また分散ドット７２が視認されやすくなる。このため、制御部１０及びヘッド制御部は、画像形成制御において形成する画像に文字が含まれている場合には、予備吐出制御において、当該文字が小さいほど予備吐出液滴の体積が小さくなるようにノズルＮからの吐出動作を制御してもよい。ここで、文字には、数字及び記号が含まれるものとする。また、画像８０内に大きさの異なる複数の文字が含まれる場合には、このうち最小の文字の大きさに応じて予備吐出液滴の体積を設定してもよい。

また、分散ドット７２は、立体の記録媒体Ｍのうち予備吐出液滴が着弾する表面の材質に応じて、視認されやすさが異なる。このため、予備吐出液滴の体積を、予備吐出液滴が着弾する表面の材質に応じて、視認されにくい所定値に設定してもよい。例えば、記録媒体Ｍの表面が布帛である場合など、表面の材質に繊維が含まれる場合には、着弾した予備吐出液滴（分散ドット７２）が視認されにくいため、表面の材質に繊維が含まれない場合よりも予備吐出液滴の体積を大きくしてもよい。

また、予備吐出液滴の体積は、着弾から所定時間内に乾燥して定着するように、着弾した予備吐出液滴の乾燥のしやすさに応じて設定してもよい。液滴の乾燥のしやすさは、着弾する表面の材質、気温及び湿度などに影響される。例えば、予備吐出液滴が着弾後に乾燥しにくい場合ほど体積を小さくしてもよい。

また、分散吐出を行う場合も、予備吐出液滴の第１の速度は、画像形成用液滴の第２の速度より速くなるように設定される。これにより、液滴の不吐出期間におけるノズルＮ内のインクの気化の影響により液滴の吐出方向がずれやすい状態であっても、吐出方向のずれを最小限に抑えることができる。

予備吐出として、吐き捨て及び分散吐出のうちいずれを実行するかについては、いずれか一方に設定が固定されていてもよいし、ユーザーが所定の操作により任意の一方を選択して設定できるようになっていてもよい。予備吐出の方法を選択可能とする場合には、予備吐出方法を指定する設定データを記憶部１４に記憶させておき、予備吐出制御の実行時に、この設定データに応じて吐き捨て又は分散吐出を制御部１０が選択すればよい。また、１つの記録媒体Ｍに対し、図６又は図８に示す上面Ｓ１への予備吐出、及び図７又は図９に示す側面Ｓ２への予備吐出を並行して行ってもよい。

予備吐出液滴の第１の速度は、画像形成用液滴の第２の速度より速くなる範囲でさらに調整してもよい。
例えば、予備吐出液滴の第１の体積が小さいほど、第１の速度を大きくしてもよい。これにより、飛翔の安定性が低下しやすい小体積の予備吐出液滴の飛散を効果的に抑制できる。
また、予備吐出液滴の吐出位置が、立体の記録媒体Ｍの端部に近いほど、第１の速度を大きくしてもよい。これにより、立体の記録媒体Ｍの端部近傍で生じやすい気流の影響による飛散を効果的に抑制できる。
また、ノズルＮからのインクの液滴の不吐出期間が長いほど、第１の速度を大きくしてもよい。これにより、不吐出期間におけるインクの特性変化に起因する吐出方向や吐出量のずれを効果的に抑制できる。

次に、上記の予備吐出制御及び画像形成制御を行うための画像形成処理の制御手順について説明する。
図１０は、画像形成処理の制御手順を示すフローチャートである。
画像形成処理は、制御部１０が通信部６２を介して外部装置からプリントジョブを受信した場合に実行される。

画像形成処理が開始されると、制御部１０は、予め設定された予備吐出の実行タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。予備吐出の実行タイミングは、任意に定めることが可能であるが、例えば、最後に予備吐出を行ってから所定時間が経過した場合、又は最後に予備吐出を行ってから所定個数の記録媒体Ｍに対して画像形成を行った場合などを、予備吐出の実行タイミングとすることができる。あるいは、全ての記録媒体Ｍに対して毎回予備吐出を行うこととしてもよい。

予備吐出の実行タイミングであると判別された場合には（ステップＳ１０１で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、記憶部１４の設定データを参照して、予備吐出の方法が分散吐出に設定されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。

予備吐出の方法が分散吐出に設定されていると判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、プリントジョブで指定されている立体の記録媒体Ｍの表面の材質を特定し、当該材質に応じて、予備吐出液滴の第１の体積を設定する（ステップＳ１０３）。本ステップにおける第１の体積の設定方法は、特には限られないが、例えば、材質ごとに第１の体積が対応付けられている図示略のテーブルデータを参照して、材質に対応する第１の体積を選択して設定する方法とすることができる。

制御部１０は、プリントジョブで指定された形成画像に文字が含まれるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。形成画像に文字が含まれると判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、形成画像に含まれる文字の大きさに応じて、予備吐出液滴の第１の体積の設定を調整する（ステップＳ１０５）。本ステップにおける第１の体積の設定方法は、特には限られないが、例えば、文字の大きさごとに第１の体積が対応付けられている図示略のテーブルデータを参照して、形成画像における文字の大きさに対応する第１の体積を選択して設定する方法とすることができる。また、テーブルデータにおいて、第１の体積そのものに代えて、第１の体積の低減率を対応付けておき、その時点における第１の体積の設定値に対して、当該低減率を乗じることで設定を調整してもよい。また、ステップＳ１０３において材質に応じて第１の体積を調整済である場合には、ステップＳ１０３、Ｓ１０５でそれぞれ特定した調整後の第１の体積のうち、小さい方を設定値として選択してもよい。

ステップＳ１０５の処理が終了した場合、又はステップＳ１０４において形成画像に文字が含まれないと判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＮＯ”）、制御部１０及びヘッド制御部は、形成画像データに基づいて立体の記録媒体Ｍ上に画像を形成させるとともに、当該記録媒体Ｍ上に分散吐出を行わせる（ステップＳ１０６：予備吐出ステップ、画像形成ステップ）。すなわち、制御部１０及びヘッド制御部は、立体の記録媒体Ｍにおける画像の形成位置がノズルＮと対向したタイミングで、形成画像データに基づいて、第２の体積及び第２の速度の画像形成用液滴をノズルＮから吐出させて記録媒体Ｍに画像を形成させる。また、制御部１０及びヘッド制御部は、当該画像の形成と並行して、画像の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、第１の体積及び第１の速度の予備吐出液滴をノズルＮから吐出させて分散吐出を行わせる（ステップＳ１０６）。ここでは、例えば、形成画像データと、分散ドット７２を形成するための予備吐出画像データとを合成した合成画像データに基づいて、各ノズルＮから画像形成用液滴及び／又は予備吐出液滴を吐出させてもよい。

ステップＳ１０２において、予備吐出の方法が分散吐出に設定されていない（すなわち、予備吐出の方法が吐き捨てに設定されている）と判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、制御部１０及びヘッド制御部は、吐き捨て帯７１を形成する方法で予備吐出を行わせる。すなわち、制御部１０及びヘッド制御部は、立体の記録媒体Ｍにおける画像の形成位置がノズルＮと対向したタイミングで、吐き捨て帯７１の予備吐出画像データに基づいて、第１の体積及び第１の速度の予備吐出液滴をノズルＮから吐出させて吐き捨て帯７１を形成させる（ステップＳ１０７：予備吐出ステップ）。なお、吐き捨て帯７１の予備吐出画像データに基づいて吐出動作を行わせる態様に代えて、画像データに基づかずに全ノズルを対象に駆動信号を供給することで吐き捨て帯７１を形成させてもよい。

吐き捨て帯７１の形成後に、制御部１０及びヘッド制御部は、立体の記録媒体Ｍにおける画像の形成位置がノズルＮと対向したタイミングで、形成画像データに基づいて、第２の体積及び第２の速度の画像形成用液滴をノズルＮから吐出させて記録媒体Ｍに画像を形成させる（ステップＳ１０８：画像形成ステップ）。

ステップＳ１０６又はステップＳ１０８が終了すると、制御部１０は、プリントジョブで指定された全ての画像形成が完了したか否かを判別する（ステップＳ１０９）。全ての画像形成が完了していないと判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＮＯ”）、制御部１０は、処理をステップＳ１０１に戻し、次の記録媒体Ｍに対してステップＳ１０１～Ｓ１０９の処理を実行する。全ての画像形成が完了したと判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、画像形成処理を終了させる。

＜実施例＞
次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。
図１１は、実験の内容及び結果を示す図である。
図１２は、実験における予備吐出時及び画像形成時の吐出状態を示す模式図である。
上記実施形態に対応する実施例と、３つの比較例１～３の、計４つの実験を行った。実施例及び比較例１～３では、第１ヘッドユニット４０を用いて互いに異なる条件で予備吐出を行い、その後、当該第１ヘッドユニット４０を用いて、各実験で共通の条件で画像形成を行った。また、各実験について、予備吐出の安定性及び画像形成の安定性を評価した。予備吐出の安定性については、吐出した予備吐出液滴の主液滴及び微小液滴がノズル開口面４１ａに付着しているか否かによって、予備吐出液滴の飛散の有無を評価した。画像形成の安定性については、液滴の着弾位置にずれが生じているか否かを評価した。

実施例及び比較例１～３における画像形成では、いずれも、画像形成用液滴Ｄ２の第２の体積を２５ｐｌとし、第２の速度を８ｍ／ｓとした。

実施例では、予備吐出液滴Ｄ１の第１の体積を５ｐｌとし、第１の速度を９ｍ／ｓとした。すなわち、第１の速度を第２の速度より速くした。また、立体の記録媒体Ｍの表面に対して予備吐出を行った。
比較例１では、予備吐出を行わずに画像形成を行った。
比較例２では、予備吐出液滴Ｄ１の第１の体積を５ｐｌとし、第１の速度を７ｍ／ｓとした。すなわち、第１の速度を第２の速度より遅くした。また、立体の記録媒体Ｍの表面に対して予備吐出を行った。比較例２は、実施例において予備吐出液滴の第１の速度を遅くしたものに相当する。
比較例３では、予備吐出液滴Ｄ１の第１の体積を５ｐｌとし、第１の速度を９ｍ／ｓとした。また、予備吐出液滴を立体の記録媒体Ｍに着弾させずに、搬送ベルト２３の表面に着弾させた。比較例３は、実施例において予備吐出液滴の吐出対象を搬送ベルト２３に変更したものに相当する。

実施例では、ノズル開口面４１ａへの予備吐出液滴の付着は見られず、予備吐出の安定性評価は「○」となった。また、画像形成時に着弾ずれは確認されず、画像形成の安定性評価も「○」となった。

比較例１では、予備吐出を行わないことに起因して、使用率の低いノズルＮでインクの特性変化が生じた。これにより、図１２の下段に示すように、画像形成時に当該ノズルＮからの画像形成用液滴Ｄ２の吐出乱れ、及び着弾ずれが確認された。この結果、図１１に示すように、画像形成の安定性評価は「×」となった。

比較例２では、予備吐出液滴Ｄ１の速度が遅いことに起因して、図１２の上段に示すように、予備吐出液滴Ｄ１の主液滴及び微小液滴がインクミストとして飛散し、ノズル開口面４１ａに付着した。この結果、図１１に示すように、予備吐出の安定性評価は「×」となった。また、画像形成時には、図１２の下段に示すように、ノズル開口面４１ａに付着したインクＩｎ（インクミストが固化したもの）に起因して画像形成用液滴Ｄ２の液滴曲がり、及び着弾ずれが確認された。この結果、図１１に示すように、画像形成の安定性評価は「×」となった。

比較例３では、図１２の上段に示すように、予備吐出液滴Ｄ１が搬送ベルト２３までの長距離を飛翔する間にインクミストとして飛散し、ノズル開口面４１ａに付着した。この結果、図１１に示すように、予備吐出の安定性評価は「×」となった。また、画像形成時には、図１２の下段に示すように、ノズル開口面４１ａに付着したインクＩｎに起因して画像形成用液滴Ｄ２の液滴曲がり、及び着弾ずれが確認された。この結果、図１１に示すように、画像形成の安定性評価は「×」となった。

以上の実験から、予備吐出液滴Ｄ１の第１の体積を画像形成用液滴Ｄ２の第２の体積未満とし、予備吐出液滴Ｄ１の第１の速度を画像形成用液滴Ｄ２の第２の速度未満とし、かつ立体の記録媒体Ｍに対して予備吐出を行った場合（実施例）に、予備吐出液滴Ｄ１の飛散を抑制できることが確認された。

＜効果＞
以上のように、本実施形態に係る液滴吐出装置１は、揮発性を有するインクの液滴を吐出するノズルＮが設けられた第１ヘッドユニット４０と、第１ヘッドユニット４０によるノズルＮからの液滴の吐出動作を制御する制御手段としての制御部１０及びヘッド制御部４２と、を備える。制御部１０及びヘッド制御部４２は、ノズルＮの保守のために、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから第１の液滴としての予備吐出液滴を吐出させる予備吐出制御を行う。また、制御部１０及びヘッド制御部４２は、形成対象の画像の画像データに基づいて、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから第２の液滴としての画像形成用液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体Ｍに画像を形成させる画像形成制御を行う。制御部１０及びヘッド制御部４２は、予備吐出制御では、予備吐出液滴の体積が画像形成用液滴の体積以下となり、かつ、予備吐出液滴の速度が画像形成用液滴の速度より速くなるように吐出動作を制御する。このように予備吐出液滴の速度を画像形成用液滴の速度より速くすることで、予備吐出液滴の飛翔の安定性を高めて、より確実に記録媒体Ｍの表面に着弾させることができる。よって、予備吐出液滴の飛散を抑制することができる。また、予備吐出液滴の主液滴の速度を増大させることにより、付随する微小液滴の速度や体積が増大する。このため、微小液滴の飛翔の安定性も高めることができ、微小液滴の飛散も抑制することができる。予備吐出液滴の飛散が抑制される結果、予備吐出液滴がノズル開口面４１ａに付着することに起因する吐出安定性の低下や吐出不良が生じにくくなり、画質の低下を抑えることができる。また、装置の汚損を抑制することができるため、メンテナンスの頻度を抑えて生産性を向上させることができる。また、立体の記録媒体Ｍに対して予備吐出を行うことで、例えば予備吐出液滴を専用のインク受容部に吐出させるための特別な機構を設けることなく、ノズルＮの保守を行うことができる。

また、予備吐出制御において、予備吐出液滴の体積が画像形成用液滴の体積未満となるように吐出動作を制御することにより、予備吐出制御におけるインクの消費量を低減できる。このように予備吐出液滴の体積を小さくした場合にも、予備吐出液滴の速度を速めていることで、予備吐出液滴の飛散を抑制することができる。

また、制御部１０及びヘッド制御部４２は、画像形成制御による画像の形成期間内に予備吐出制御による吐出動作を行わせ、予備吐出制御においては、画像形成制御による画像の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、複数の予備吐出液滴を分散して吐出させる。このような分散吐出を行うことで、予備吐出が行われていることを視認されにくくすることができる。

また、制御部１０及びヘッド制御部４２は、画像形成制御において形成する画像に文字が含まれている場合には、予備吐出制御において、文字が小さいほど予備吐出液滴の体積が小さくなるように吐出動作を制御する。これにより、分散ドット７２による文字の視認性の低下を抑制できるとともに、分散ドット７２を視認されにくくすることができる。

また、制御部１０及びヘッド制御部４２は、予備吐出制御において、予備吐出液滴の体積が、立体の記録媒体Ｍのうち液滴が着弾する表面の材質に応じた値となるように吐出動作を制御する。これにより、分散ドット７２を視認されにくくすることができる。

また、立体の記録媒体Ｍの表面の材質が繊維を含んでいる場合には、視認されにくい態様で予備吐出を行うことができる。

また、立体の記録媒体Ｍは段ボールであってもよい。この場合には、予備吐出液滴の飛散を抑制しつつ段ボールに予備吐出を行うことができる。

また、液滴吐出装置１は、立体の記録媒体Ｍが載置される載置面２３ａを有する搬送ベルト２３を備え、立体の記録媒体Ｍは、載置面２３ａからの高さが５ｍｍ以上であり、第１ヘッドユニット４０は、載置面２３ａに載置された立体の記録媒体Ｍに対する液滴の吐出時に、当該立体の記録媒体ＭとノズルＮの開口部との距離が５ｍｍ以上となる位置に配置されている。ノズルＮの開口部と記録媒体Ｍとの距離が５ｍｍ以上である場合には、吐出された液滴が空気抵抗によってインクミストとして飛散しやすくなるが、上記実施形態の構成とすることにより、予備吐出液滴の飛散を抑制することができる。また、立体の記録媒体Ｍの高さが５ｍｍ以上であると、ノズルＮから載置面２３ａまでの距離が１０ｍｍ以上となり、予備吐出液滴が記録媒体Ｍに着弾しなかった場合の飛散の影響が大きくなるが、上記実施形態の構成とすることにより、予備吐出液滴の飛翔の安定性を高めて記録媒体Ｍに着弾させることができる。

また、第２ヘッドユニット５０は、所定の配列方向に配列された複数のノズルＮを有し、上記配列方向は鉛直方向成分を有する。このような縦置きの第２ヘッドユニット５０からの予備吐出液滴が立体の記録媒体Ｍに着弾せずに飛散すると、搬送ベルト２３の載置面２３ａに着弾せずに広範囲に飛散してしまうため、汚損などの問題が大きくなりやすいが、上記実施形態の構成とすることにより、この問題を生じにくくすることができる。

また、本実施形態に係る液滴吐出方法は、ノズルＮの保守のために、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから予備吐出液滴を吐出させる予備吐出ステップと、形成対象の画像の画像データに基づいて、立体の記録媒体Ｍに対してノズルＮから画像形成用液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体Ｍに画像を形成させる画像形成ステップと、を含む。また、予備吐出ステップでは、予備吐出液滴の体積が画像形成用液滴の体積以下となり、かつ、予備吐出液滴の速度が画像形成用液滴の速度より速くなるように、第１ヘッドユニット４０によるノズルＮからの液滴の吐出動作を制御する。このように予備吐出液滴の速度を画像形成用液滴の速度より速くすることで、予備吐出液滴の飛翔の安定性を高めて、より確実に記録媒体Ｍの表面に着弾させることができる。よって、予備吐出液滴の飛散を抑制することができる。

なお、以上の効果記載において、「第１ヘッドユニット４０」、「ヘッド制御部４２」及び「ノズル開口面４１ａ」をそれぞれ「第２ヘッドユニット５０」、「ヘッド制御部５２」及び「ノズル開口面５１ａ」と置き換えた場合にも同様の効果を奏する。

＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０は、インク以外の液体、例えば記録媒体上に回路パターンなどを形成するための機能液を吐出してもよい。

また、上記実施形態では、予備吐出液滴の第１の体積を画像形成用液滴の第２の体積未満とする例を用いて説明したが、第１の体積は、第２の体積と同一としてもよい。この場合にも、予備吐出液滴の第１の速度を、画像形成用液滴の第２の速度より速くすることで、予備吐出液滴の飛翔の安定性を高めて飛散を抑制する効果が得られる。

また、予備吐出として吐き捨てを行う場合に、吐き捨て帯７１を形成する方法を例示したが、吐き捨てにより形成されるパターンは吐き捨て帯７１に限られず、任意のパターンとすることができる。

また、液滴吐出部として、横置きの第１ヘッドユニット４０及び縦置きの第２ヘッドユニット５０を有する構成を例示したが、これに限られず、例えば第１ヘッドユニット４０及び第２ヘッドユニット５０のうちの一方を有する構成としてもよい。

また、液滴吐出部として、複数の液滴吐出ヘッド４１、５１を並べたラインヘッド（第１ヘッドユニット４０、第２ヘッドユニット５０）を例示したが、これに限られず、単一の液滴吐出ヘッド４１、５１により液滴吐出部が構成されていてもよい。

また、シングルパス形式の液滴吐出装置１を例に挙げて説明したが、ヘッドユニット又は液滴吐出ヘッドを走査させながら画像の記録を行う液滴吐出装置に本発明を適用してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に利用することができる。

１ 液滴吐出装置
１０ 制御部（制御手段）
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１３１ プログラム
１４ 記憶部
２０ 搬送部
２１ 駆動ローラー
２２ 従動ローラー
２３ 搬送ベルト（載置部材）
２３ａ 載置面
２４ 搬送モーター
２５ ロータリーエンコーダー
２６ 搬送制御部
３０ 媒体検出部
４０ 第１ヘッドユニット（液滴吐出部）
５０ 第２ヘッドユニット（液滴吐出部）
４０ａ、５０ａ 支持部
４１、５１ 液滴吐出ヘッド
４１ａ、５１ａ ノズル開口面
４２、５２ ヘッド制御部（制御手段）
６１ 操作表示部
６２ 通信部
６３ バス
７１ 吐き捨て帯
７２ 分散ドット
８０ 画像
Ｄ１ 予備吐出液滴（第１の液滴）
Ｄ２ 画像形成用液滴（第２の液滴）
Ｉｎ インク
Ｍ 記録媒体
Ｎ ノズル
Ｓ１ 上面
Ｓ２ 側面

Claims (10)

1. 揮発性を有する液滴を吐出するノズルが設けられた液滴吐出部と、
   前記液滴吐出部による前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記ノズルの保守のために、立体の記録媒体に対して前記ノズルから第１の液滴を吐出させる予備吐出制御と、
   形成対象の画像の画像データに基づいて、前記立体の記録媒体に対して前記ノズルから第２の液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体に前記画像を形成させる画像形成制御と、
   を行い、
   前記予備吐出制御では、
   前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積以下となり、かつ、前記第１の液滴の速度が前記第２の液滴の速度より速くなるように前記吐出動作を制御し、
   さらに、前記第１の液滴の速度を、前記第２の液滴の速度より速くなる範囲で調整し、前記第１の液滴の体積が小さいほど前記第１の液滴の速度が大きくなるように前記吐出動作を制御する、液滴吐出装置。
2. 前記制御手段は、前記予備吐出制御において、前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積未満となるように前記吐出動作を制御する、請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記制御手段は、前記画像形成制御による前記画像の形成期間内に前記予備吐出制御による前記吐出動作を行わせ、前記予備吐出制御においては、前記画像形成制御による前記画像の形成領域の少なくとも一部と重なる領域内に、複数の前記第１の液滴を分散して吐出させる、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記制御手段は、前記画像形成制御において形成する前記画像に文字が含まれている場合には、前記予備吐出制御において、前記文字が小さいほど前記第１の液滴の体積が小さくなるように前記吐出動作を制御する、請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記制御手段は、予備吐出制御において、前記第１の液滴の体積が、前記立体の記録媒体のうち液滴が着弾する表面の材質に応じた値となるように前記吐出動作を制御する、請求項３又は４に記載の液滴吐出装置。
6. 前記立体の記録媒体の表面の材質は繊維を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記立体の記録媒体は段ボールである、請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
8. 前記立体の記録媒体が載置される載置面を有する載置部材を備え、
   前記立体の記録媒体は、前記載置面からの高さが５ｍｍ以上であり、
   前記液滴吐出部は、前記載置面に載置された前記立体の記録媒体に対する液滴の吐出時に、当該立体の記録媒体と前記ノズルの開口部との距離が５ｍｍ以上となる位置に配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記液滴吐出部は、所定の配列方向に配列された複数の前記ノズルを有し、
   前記配列方向は鉛直方向成分を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
10. 揮発性を有する液滴を吐出するノズルが設けられた液滴吐出部を備えた液滴吐出装置における液滴吐出方法であって、
    前記ノズルの保守のために、立体の記録媒体に対して前記ノズルから第１の液滴を吐出させる予備吐出ステップと、
    形成対象の画像の画像データに基づいて、前記立体の記録媒体に対して前記ノズルから第２の液滴を吐出させ、当該立体の記録媒体に前記画像を形成させる画像形成ステップと、
    を含み、
    前記予備吐出ステップでは、
    前記第１の液滴の体積が前記第２の液滴の体積以下となり、かつ、前記第１の液滴の速度が前記第２の液滴の速度より速くなるように、前記液滴吐出部による前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御し、
    さらに、前記第１の液滴の速度を、前記第２の液滴の速度より速くなる範囲で調整し、前記第１の液滴の体積が小さいほど前記第１の液滴の速度が大きくなるように前記吐出動作を制御する、液滴吐出方法。