特開 2023-19210 液体吐出装置及び液体吐出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023019210

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】液体吐出装置及び液体吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/165 20060101AFI20230202BHJP

   B41J 2/015 20060101ALI20230202BHJP

   B41J 2/045 20060101ALI20230202BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

B41J2/165

B41J2/015 101

B41J2/045

B41J2/01 403

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123743

(22)【出願日】2021-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】小山内 進一郎

【テーマコード（参考）】

2C056

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C056EA14

2C056EB12

2C056EB13

2C056EB35

2C056EC38

2C056EC53

2C056FA04

2C056FA13

2C057AF72

2C057AG12

2C057AL21

2C057AM22

2C057AM31

2C057AN05

(57)【要約】

【課題】ヘッドからの液体吐出を安定化させること。
【解決手段】本発明の一態様に係る液体吐出装置は、液体を吐出するヘッドと、前記液体を吐出させる吐出駆動波形のデータと前記液体を吐出させずに前記ヘッド内の前記液体を振動させる振動駆動波形のデータとを含む駆動波形のデータを前記ヘッドに出力する出力部と、前記ヘッドに前記駆動波形が出力される第１周波数に応じて、前記ヘッドに前記振動駆動波形が出力される第２周波数を前記第１周波数に対して異ならせる変更部と、を有する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するヘッドと、
前記液体を吐出させる吐出駆動波形のデータと、前記液体を吐出させずに前記ヘッド内の前記液体を振動させる振動駆動波形のデータと、を含む駆動波形のデータを前記ヘッドに出力する出力部と、
前記ヘッドに前記駆動波形が出力される第１周波数に応じて、前記ヘッドに前記振動駆動波形が出力される第２周波数を前記第１周波数に対して異ならせる変更部と、を有する液体吐出装置。

【請求項2】

前記変更部は、前記第１周波数が所定の周波数範囲における上限周波数よりも高い場合には、前記第２周波数を前記第１周波数よりも低くし、前記第１周波数が前記周波数範囲における下限周波数よりも低い場合には、前記第２周波数を前記第１周波数よりも高くする請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記ヘッドは、前記液体を吐出することにより、記録媒体に前記液体を付与し、
前記周波数範囲は、前記液体の種類、前記記録媒体の種類、又は前記記録媒体に付与された前記液体を加熱する方式、の少なくとも１つに応じて予め定められている請求項２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記駆動波形のデータから、前記吐出駆動波形のデータ又は前記振動駆動波形のデータの少なくとも一方を選択する選択部を有し、
前記変更部は、前記第１周波数が所定の周波数範囲における上限周波数よりも高い場合には、前記振動駆動波形が出力される回数が間引かれるように変更する請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項5】

前記ヘッド内の前記液体を振動させる所定のトリガー信号よりも周波数が高いラッチ信号を発するラッチ発生部を有し、
前記変更部は、前記第１周波数が所定の周波数範囲における下限周波数よりも低い場合には、前記ヘッドに、前記ラッチ信号に応じて前記ヘッド内の前記液体を振動させるように変更する請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項6】

液体吐出装置による液体吐出方法であって、
ヘッドにより、液体を吐出し、
出力部により、前記液体を吐出させる吐出駆動波形のデータと、前記液体を吐出させずに前記ヘッド内の前記液体を振動させる振動駆動波形のデータと、を含む駆動波形のデータを前記ヘッドに出力し、
変更部により、前記ヘッドに前記駆動波形が出力される第１周波数に応じて、前記ヘッドに前記振動駆動波形が出力される第２周波数を前記第１周波数に対して異ならせる液体吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体を吐出するヘッドを有する液体吐出装置において、吐出を行わない期間にヘッド内の液体を振動させるものが知られている。

【0003】

このような液体吐出装置として、ヘッドからの液体吐出を安定化させるために、吐出を行わない期間に、ヘッドに充填されている液体の振動のタイミングを制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１の構成では、ヘッドに液体を吐出させる駆動波形がヘッドに出力される第１周波数と、ヘッドに液体を吐出させずにヘッド内の液体を振動させる振動駆動波形がヘッドに出力される第２周波数と、が等しい。そのため、液体の振動を適切な周波数により制御できず、ヘッドからの液体吐出を安定化できない懸念がある。

【0005】

本発明は、ヘッドからの液体吐出を安定化させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、液体を吐出するヘッドと、前記液体を吐出させる吐出駆動波形のデータと前記液体を吐出させずに前記ヘッド内の前記液体を振動させる振動駆動波形のデータとを含む駆動波形のデータを前記ヘッドに出力する出力部と、前記ヘッドに前記駆動波形が出力される第１周波数に応じて、前記ヘッドに前記振動駆動波形が出力される第２周波数を前記第１周波数に対して異ならせる変更部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ヘッドからの液体吐出を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る印刷システムの全体構成例を示す図である。

【図2】実施形態に係る画像形成部の構成例を示す図である。

【図3】実施形態に係るヘッドにおけるノズルを示す拡大図である。

【図4】実施形態に係るヘッドのノズル配列方向に沿った断面図である。

【図5】実施形態に係るヘッドのノズル配列方向の直交方向に沿った断面図である。

【図6】実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成例のブロック図である。

【図7】実施形態に係るヘッドドライバの構成例を示すブロック図である。

【図8】実施形態に係る画像処理部の機能構成例のブロック図である。

【図9】ロール紙の搬送速度の変化を例示する図である。

【図10】ヘッドにおける振動駆動を説明する図である。

【図11】ヘッドの駆動波形データを説明する図である。

【図12】実施形態に係る画像処理部による処理例のフローチャートである。

【図13】変更部によるマスク制御信号データの変更例を説明する図である。

【図14】第２周波数変更前の振動駆動波形の第１例を示す図である。

【図15】第２周波数変更後の振動駆動波形の第１例を示す図である。

【図16】第２周波数変更前の振動駆動波形の第２例を示す図である。

【図17】第２周波数変更後の振動駆動波形の第２例を示す図である。

【図18】実施形態に係る第２周波数の遷移例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

【0010】

＜印刷システム１の全体構成例＞
図１は、第１実施形態に係る印刷システム１の全体構成の一例を示す図である。印刷システム１は、液体吐出装置の一例であるインクジェット方式の画像形成装置２を備えている。画像形成装置２が吐出するインクは、液体の一例である。

【0011】

図１に示すように、印刷システム１は、ロール紙Ｍｄを搬入する搬入部１０と、搬入されたロール紙Ｍｄを前処理する前処理部２０と、前処理されたロール紙Ｍｄを加熱することにより乾燥させる乾燥部３０と、を有する。また、印刷システム１は、ロール紙Ｍｄの表面に画像を形成する画像形成部４０と、画像が形成されたロール紙Ｍｄを後処理する後処理部５０と、後処理されたロール紙Ｍｄを搬出する搬出部６０と、維持回復部９０Ａ及び９０Ｂと、を有する。

【0012】

ロール紙Ｍｄは記録媒体の一例である。ロール紙Ｍｄは、例えば切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連帳紙、またはロール状に巻かれた連続帳票等の連続紙である。ロール紙におけるページは、例えば所定間隔のミシン目で挟まれる領域である。

【0013】

印刷システム１は、搬入部１０によってロール紙Ｍｄを搬入し、前処理部２０及び乾燥部３０によってロール紙Ｍｄの表面を前処理すると共に乾燥させる。

【0014】

印刷システム１は、前処理され、乾燥された後のロール紙Ｍｄの表面に、画像形成装置２における画像形成部４０によって画像を形成する。印刷システム１は、画像が形成されたロール紙Ｍｄに、後処理部５０によって後処理する。その後、印刷システム１は、搬出部６０によってロール紙Ｍｄを巻き取った後、搬出する。

【0015】

搬入部１０は、ロール紙Ｍｄを前処理部２０などに搬送する手段である。搬入部１０は、給紙部１１と、複数の搬送ローラ１２と、を有する。搬入部１０は、搬送ローラ１２等を用いて、給紙部１１の給紙ロールに巻き付けて保持されたロール紙Ｍｄを搬入して移動し、前処理部２０（プラテン）等に搬送する。

【0016】

前処理部２０は、画像が形成される前のロール紙Ｍｄを処理する手段である。前処理部２０は、搬入部１０によって搬入されたロール紙Ｍｄの表面を、前処理液で前処理する。前処理は、例えばロール紙Ｍｄ表面に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を均一に塗布する処理である。前処理液は、水溶性脂肪族系有機酸を含有した処理液等である。水溶性脂肪族系有機酸を含有した処理液とは、水分散性着色剤を凝集させる性質を有する処理液である。また、凝集するとは、水分散性着色剤粒子同士が吸着集合することをいう。

【0017】

前処理部２０は、前処理液に水溶性脂肪族系有機酸等のイオン性物質を加えることによって、水分散性着色剤の表面にイオンを吸着させることができる。これにより、前処理部２０は、水分散性着色剤の表面電荷を中和することができる。また、前処理部２０は、分子間力による凝集作用を増強し、水分散性着色剤を更に凝集させることができる。

【0018】

前処理部２０は、前処理液の塗布方法として、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Ｕコンマコート法、ＡＫＫＵコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、４本乃至５本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法等を適用できる。

【0019】

乾燥部３０は、ロール紙Ｍｄを加熱などにより乾燥する手段である。乾燥部３０は、前処理部２０によって前処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる前処理用乾燥部３１と、後処理部５０によって後処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる後処理用乾燥部３２と、を含む。

【0020】

前処理用乾燥部３１は、例えばヒートローラを有する。前処理用乾燥部３１は、ヒートローラを例えば５０～１００℃に加熱し、前処理液を塗布されたロール紙Ｍｄの表面をヒートローラに接触させる。前処理用乾燥部３１は、前処理液を塗布されたロール紙Ｍｄの表面をヒートローラにより加熱し、前処理液の水分を蒸発させ、ロール紙Ｍｄを乾燥させることができる。後処理用乾燥部３２は、前処理用乾燥部３１と同様の構成である。

【0021】

画像形成部４０は、ロール紙Ｍｄに画像を形成する手段である。画像形成部４０は、乾燥部３０によって乾燥されたロール紙Ｍｄ上にインクを吐出することによって、ロール紙Ｍｄの表面に画像を形成する。

【0022】

後処理部５０は、画像が形成された後のロール紙Ｍｄを処理する手段である。後処理部５０は、画像形成部４０によって画像を形成されたロール紙Ｍｄの表面に後処理液を塗布することにより後処理する。後処理は、ロール紙Ｍｄ上に斑点形状に後処理液を吐出して塗布する処理である。

【0023】

画像形成部４０及び後処理部５０の近傍には、維持回復部９０Ａ及び９０Ｂが設けられている。維持回復部９０Ａ及び９０Ｂは、画像形成部４０及び後処理部５０に含まれている各ヘッドのノズル及びノズル面の維持回復動作であるクリーニング又はメンテナンス等を行う。

【0024】

画像形成部４０と、後処理部５０と、維持回復部９０Ａ及び９０Ｂは、筐体７４の上に配置されている。筐体７４は搬送ユニット８０を備えている。

【0025】

＜画像形成部４０の構成例＞
図２は、画像形成部４０の構成の一例を示す図であり、ロール紙Ｍｄに向き合う画像形成部４０をロール紙Ｍｄ側から視た図である。画像形成部４０は、フルライン型のヘッドユニットである。

【0026】

画像形成部４０は、ロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍの上流からブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順で各色のヘッドモジュール４０Ｋ、４０Ｃａ、４０Ｍ及び４０Ｙを備えている。但し、画像形成部４０における各ヘッドの配置順序は、上記の順序に限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、色の組み合わせは、上記の４色に限られるものではなく、ブラック（Ｋ）１色でもよいし、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）及びライトシアン（ＬＣ）の３色等であってもよい。

【0027】

ブラック（Ｋ）のヘッドモジュール４０Ｋは、ヘッド４０Ｋ－１、４０Ｋ－２、４０Ｋ－３及び４０Ｋ－４の４つのヘッドをロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍと略直交する幅方向に沿って千鳥状に配置している。画像形成部４０は、幅方向全域に亘って４つのヘッドを配置することにより、幅方向にヘッドを移動させることなくロール紙Ｍｄの幅方向全域に画像を形成できる。また画像形成部４０は、４つのヘッドを千鳥状に配置することにより、ロール紙Ｍｄの幅方向全域に欠落なく画像を形成することができる。なお、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）のヘッドは同様であるため、以下、ブラック（Ｋ）のヘッド４０Ｋ－１を例に説明する。

【0028】

後処理部５０も、ヘッドモジュール５０Ｈで、４つの処理液吐出ヘッドを千鳥状に配置しているため、幅方向全域に亘って後処理液を吐出させることができる。なお、図２では、複数のヘッドを千鳥状に配置した構成を例示するが、この構成に限定されるものではない。画像形成部４０は、直線状に配置された複数のヘッドや、幅方向に沿って長尺の１つのヘッドを用いて幅方向全域にインクを吐出してもよい。

【0029】

図３は、ヘッド４０Ｋ－１におけるノズルを説明する図である。ヘッド４０Ｋ－１は、複数のノズル４０Ｎを有する。ノズル４０Ｎは、搬送方向Ｘｍと直交する幅方向に沿って配置され、ノズル列を構成している。なお、ヘッド４０Ｋ－１は、搬送方向Ｘｍに沿って並ぶ複数のノズル列を備えてもよい。

【0030】

＜ヘッド４０Ｋ－１の内部構造例＞
図４及び図５を参照して、ヘッド４０Ｋ－１の内部構造について説明する。図４は、ヘッド４０Ｋ－１のノズル配列方向に沿った断面図である。図５は、ヘッド４０Ｋ－１のノズル配列方向に直交する方向に沿った断面図である。本実施形態では、ヘッド４０Ｋ－１は、ノズル配列方向が搬送方向Ｘｍに直交するように設置される。画像形成部４０に含まれているヘッド４０Ｋ－１以外の各ヘッドも同様である。

【0031】

図４において、ヘッド４０Ｋ－１は、吐出するインクの通路を形成する流路板４１と、流路板４１の下面（ヘッド４０Ｋ－１の内側方向）に接合された振動板４２と、流路板４１の上面（ヘッド４０Ｋ－１の外側方向）に接合されたノズル板４３と、振動板４２の周縁部を保持するフレーム部材４４と、を備える。またヘッド４０Ｋ－１は、振動板４２を変形させるための圧力発生部４５を有する。

【0032】

ヘッド４０Ｋ－１は、流路板４１と、振動板４２と、ノズル板４３とを積層することによって、ノズル４０Ｎに連通する流路であるノズル連通路４０Ｒ及び液室４０Ｆを形成している。またヘッド４０Ｋ－１は、フレーム部材４４を更に積層することによって、液室４０Ｆにインクを供給するためのインク流入口４０Ｓ及びインクを液室４０Ｆに供給する共通液室４０Ｃ等を形成している。

【0033】

フレーム部材４４には、圧力発生部４５を収納する収容部、共通液室４０Ｃとなる凹部及び共通液室４０Ｃにヘッド４０Ｋ－１外部からインクを供給するためのインク供給口４０ＩＮが形成されている。

【0034】

圧力発生部４５は、電気機械変換素子である圧力発生素子４５Ｐ（圧電素子）と、圧力発生素子４５Ｐを接合固定するベース基板４５Ｂと、隣り合う圧力発生素子４５Ｐの間隙に配置された支柱部とを備える圧電アクチュエータである。また圧力発生部４５は、圧力発生素子４５Ｐを駆動回路に接続するためのＦＰＣケーブル４５Ｃ等を備えている。

【0035】

圧力発生素子４５Ｐは、図５に示すように、圧電材料４５Ｐｐと内部電極４５Ｐｅとを交互に積層した積層型圧電素子（ＰＺＴ）である。内部電極４５Ｐｅは、複数の個別電極４５Ｐｅｉと複数の共通電極４５Ｐｅｃとを有する。内部電極４５Ｐｅは、圧電材料４５Ｐｐの端面に交互に個別電極４５Ｐｅｉ又は共通電極４５Ｐｅｃを接続している。

【0036】

ここで、ヘッド４０Ｋ－１がノズル４０Ｎからインクを吐出する動作（引き－押し打ち動作）を説明する。

【0037】

まず、ヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生素子４５Ｐに印加されている電圧が基準電位から下げられることにより、圧力発生素子４５Ｐを積層方向に沿って縮小させる。またヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生素子４５Ｐの縮小によって振動板４２を撓み変形させる。このときヘッド４０Ｋ－１は、振動板４２の撓み変形によって液室４０Ｆの容積を拡大させる。この動作により、ヘッド４０Ｋ－１は、共通液室４０Ｃから液室４０Ｆ内にインクを流入させる。

【0038】

次に、ヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生素子４５Ｐに印加されている電圧が上げられることにより、圧力発生素子４５Ｐを積層方向に沿って伸長させる。またヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生素子４５Ｐの伸長によって、振動板４２をノズル４０Ｎ方向に変形させる。このときヘッド４０Ｋ－１は、振動板４２の変形によって、液室４０Ｆの容積を縮小させる。この動作により、ヘッド４０Ｋ－１は、液室４０Ｆ内のインクに圧力を付与し、ノズル４０Ｎからインクを吐出（噴射）する。

【0039】

その後、ヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生素子４５Ｐに印加されている電圧を基準電位に戻し、振動板４２を初期位置に復元させる。このときヘッド４０Ｋ－１は、液室４０Ｆの膨張によって液室４０Ｆ内を減圧し、共通液室４０Ｃ内から液室４０Ｆ内にインクを引き込んで補充する。次いで、ヘッド４０Ｋ－１は、ノズル４０Ｎのメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次のインクの吐出のための動作に移行し、上記動作を繰り返す。

【0040】

このように、ヘッド４０Ｋ－１は、圧力発生部４５を用いて、振動板４２を変形させることにより、液室４０Ｆの容積を変化させ、液室４０Ｆ内のインクに作用する圧力を変化させる。その結果、ヘッド４０Ｋ－１は、ノズル４０Ｎからインクを吐出させることができる。

【0041】

なお、ヘッド４０Ｋ－１の駆動方法は、引き－押し打ちに限定されるものではない。例えば、ヘッド４０Ｋ－１の駆動方法は、圧力発生素子４５Ｐに印加する電圧（駆動波形）を制御することによって、引き打ち又は押し打ち等であってもよい。

【0042】

画像形成部４０では、複数のヘッド４０－１、４０－２、４０－３及び４０－４を夫々備えた各色のヘッドモジュール４０Ｋ、４０Ｃａ、４０Ｍ及び４０Ｙを用いて、ロール紙Ｍｄの１回の搬送動作により、幅方向に沿ったロール紙Ｍｄの全域に単色又はフルカラーの画像を形成することができる。

【0043】

ここで、印刷システム１は、画像が形成される記録媒体の種類に応じて、前処理部２０、乾燥部３０又は後処理部５０等のうちの何れか１つ又は複数を含まない構成であってもよい。記録媒体は、ロール紙Ｍｄに限定されるものではなく、例えばカット紙等であってもよい。記録媒体は、記録が可能な媒体であればよい。例えば、記録媒体は、普通紙、上質紙、薄紙、厚紙、記録紙、ＯＨＰ（Overhead Projector）シート、合成樹脂フィルム及び金属薄膜等であってもよい。

【0044】

画像形成部４０は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色のヘッドモジュールを備えるものに限定されるものではない。例えば、画像形成部４０は、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）等の他色のインクを吐出するヘッドを備えてもよい。また画像形成部４０は、ブラック（Ｋ）等の単色インクを吐出するものであってもよい。

【0045】

また実施形態に係る液体吐出装置は、画像形成装置の形態に限定されない。例えば、液体吐出装置は、プリンタ、スキャナ、被写機、プロッタ及びファクシミリ等において、ヘッドからインク等の液滴を吐出する装置であってもよい。

【0046】

＜画像形成装置２のハードウェア構成例＞
図６は、画像形成装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置２は、メイン制御基板１００と、ヘッド中継基板２００と、画像処理基板３００と、を有する。メイン制御基板１００及び画像処理基板３００を制御部４００とする。

【0047】

メイン制御基板１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４と、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）１０５と、モータドライバ１０６と、駆動波形生成回路１０７と、を有する。

【0048】

ＣＰＵ１０１は、画像形成装置２の全体の制御を司る。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０４に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置２における各種動作を制御するための制御指令を出力する。この際ＣＰＵ１０１は、ＦＰＧＡ１０２と通信しながら、ＦＰＧＡ１０２と協働して画像形成装置２における各種の動作制御を行う。

【0049】

ＦＰＧＡ１０２は、ＣＰＵ制御部１１１と、メモリ制御部１１２と、Ｉ２Ｃ制御部１１３と、センサ処理部１１４と、モータ制御部１１５と、ヘッド制御部１１６と、維持回復制御部１１７と、を有する。

【0050】

ＣＰＵ制御部１１１は、ＣＰＵ１０１と通信を行う。メモリ制御部１１２は、ＲＡＭ１０３やＲＯＭ１０４にアクセスする。Ｉ２Ｃ制御部１１３は、ＮＶＲＡＭ１０５と通信を行う。センサ処理部１１４は、各種センサ１３０のセンサ信号の処理を行う。各種センサ１３０は、画像形成装置２における各種の状態を検知するセンサの総称である。各種センサ１３０には、ロール紙Ｍｄの幅方向端部の位置を検知する用紙位置センサ、環境温度や湿度を検知する温湿度センサ、インクカートリッジのインク残量を検知する残量検知センサ、維持回復時の位置を検出する位置センサ等が含まれる。なお、温湿度センサなどから出力されるアナログのセンサ信号は、例えばメイン制御基板１００等に実装されるＡＤ（Analog／Digital）コンバータによりデジタル信号に変換されてＦＰＧＡ１０２に入力される。

【0051】

モータ制御部１１５は、各種モータ１４０の制御を行う。各種モータ１４０は、画像形成装置２が備えるモータの総称である。各種モータ１４０には、ロール紙Ｍｄを搬送するための副走査モータ、画像形成部４０及び後処理部５０を昇降させるモータ、維持回復部９０Ａ及び９０Ｂを動作させるための維持モータ等が含まれる。

【0052】

モータ制御部１１５は駆動ファイルを生成する。或いはＣＰＵ１０１が駆動プロファイルを生成してモータ制御部１１５に指示する構成であってもよい。ＣＰＵ１０１は、画像形成枚数のカウント等も行っている。

【0053】

ヘッド制御部１１６は、ＲＯＭ１０４に格納されたヘッド駆動データ、吐出同期信号ＬＩＮＥ、吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥを駆動波形生成回路１０７に渡して、駆動波形生成回路１０７に共通駆動波形信号Ｖｃｏｍを生成させる。駆動波形生成回路１０７により生成された共通駆動波形信号Ｖｃｏｍは、ヘッド中継基板２００に実装されたヘッドドライバ２１０に入力される。

【0054】

維持回復制御部１１７は、維持回復部９０Ａ及び９０Ｂを動作させるための維持モータを制御すると共に、画像処理部３１０と放置時間カウント値を通信する。

【0055】

画像処理基板３００は、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置から画像データＩｍを入力し、また印刷システム１におけるロール紙Ｍｄの搬送速度情報Ｖｅを入力する。画像処理基板３００は、これらの情報に基づいて所定の処理を実行する。画像処理基板３００の機能については別途図８を用いて詳述する。

【0056】

ヘッド中継基板２００は、メイン制御基板１００から入力した複数の信号に基づき、圧力発生素子４５Ｐを駆動させる。ヘッド中継基板２００の構成については図７を用いて次述する。

【0057】

図７は、ヘッドドライバ２１０の構成の一例を示すブロック図である。ヘッド制御部１１６は、吐出のタイミングのトリガーとなるトリガー信号Ｔｒｉｇを受信すると、駆動波形生成のトリガーとなる吐出同期信号ＬＩＮＥを駆動波形生成回路１０７へ出力する。さらに、ヘッド制御部１１６は、吐出同期信号ＬＩＮＥからの遅延量に当たる吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥを駆動波形生成回路１０７へ出力する。駆動波形生成回路１０７は、吐出同期信号ＬＩＮＥと、吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥと、に基づいたタイミングで共通駆動波形信号Ｖｃｏｍを生成する。また駆動波形生成回路１０７は、アドレスを指定したＲＯＭ１０４から波形データを取得する。

【0058】

ヘッド制御部１１６は、画像処理基板３００に設けられた画像処理部３１０から画像処理後の画像データＳＤ'を受け取り、この画像データＳＤ'に基づき、ヘッド４０Ｋ－１の各ノズルから吐出させるインク滴の大きさに応じて共通駆動波形信号Ｖｃｏｍの所定波形を選択するためのマスク制御信号ＭＮを生成する。マスク制御信号ＭＮは吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥに同期したタイミングの信号である。ヘッド制御部１１６は、画像データＳＤ'と、同期クロック信号ＳＣＫと、画像データのラッチを命令するラッチ信号ＬＴと、生成したマスク制御信号ＭＮと、をヘッドドライバ２１０に転送する。ヘッド制御部１１６は、トリガー信号よりも周波数が高いラッチ信号を発するラッチ発生部の一例である。

【0059】

ヘッドドライバ２１０は、シフトレジスタ２１１と、ラッチ回路２１２と、階調デコーダ２１３と、レベルシフタ２１４と、アナログスイッチ２１５と、を有する。

【0060】

シフトレジスタ２１１は、ヘッド制御部１１６から転送される画像データＳＤ'及び同期クロック信号ＳＣＫを入力する。ラッチ回路２１２は、シフトレジスタ２１１の各レジスト値を、ヘッド制御部１１６から転送されるラッチ信号ＬＴによってラッチする。

【0061】

階調デコーダ２１３は、ラッチ回路２１２でラッチした値（画像データＳＤ'）とマスク制御信号ＭＮとをデコードして結果を出力する。レベルシフタ２１４は、階調デコーダ２１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ２１５が動作可能なレベルへ変換する。

【0062】

アナログスイッチ２１５は、レベルシフタ２１４を介して与えられる階調デコーダ２１３の出力でオン又はオフするスイッチである。アナログスイッチ２１５は、ヘッド４０Ｋ－１が備えるノズルに対応づけられた圧力発生素子（圧電素子）４５Ｐごとに設けられており、各ノズルに対応する圧力発生素子４５Ｐの個別電極４５Ｐｅｉに接続している。また、アナログスイッチ２１５には、駆動波形生成回路１０７からの共通駆動波形信号Ｖｃｏｍが入力されている。またマスク制御信号ＭＮは、共通駆動波形信号Ｖｃｏｍと同期している。

【0063】

ヘッドドライバ２１０は、レベルシフタ２１４を介して与えられる階調デコーダ２１３の出力に応じ、適切なタイミングにおいてアナログスイッチ２１５のオン又はオフを切り替えることにより、共通駆動波形信号Ｖｃｏｍを構成する駆動波形の中から各ノズルに対応する圧力発生素子４５Ｐに印加する波形を選択する。その結果、ノズルから吐出されるインク滴の大きさが制御される。

【0064】

＜画像処理部３１０の機能構成例＞
図８は、画像処理部３１０の機能構成の一例を示すブロック図である。画像処理部３１０及びヘッド制御部１１６は、画像形成装置２の制御部として機能する。

【0065】

画像処理部３１０は、受け付けた画像データＩｍに対し、階調処理及び画像変換処理等を実行し、ヘッド制御部１１６で処理可能な形式の画像データＳＤ'に変換する。画像処理部３１０は、変換後の画像データＳＤ'をヘッド制御部１１６へ出力する。

【0066】

図８に示すように、画像処理部３１０は、入力部３１１と、階調処理部３１２と、判定部３１３と、変更部３１４と、画像変換部３１５と、出力部３１６と、を有する。

【0067】

入力部３１１は、外部装置から画像データＩｍを入力すると共に、外部装置やＣＰＵ１０１、ＦＰＧＡ１０２等と通信するインターフェイスである。

【0068】

階調処理部３１２は、入力した多値の画像データＩｍに対して階調処理を行い、少値の画像データＳＤへ変換する。少値の画像データＳＤは、ヘッド４０Ｋ－１が吐出する液滴の種類（大滴、中滴、小滴）に等しい階調数の画像データ（元画像データ）である。

【0069】

判定部３１３は、印刷システム１におけるロール紙Ｍｄの搬送速度情報Ｖｅに基づいて取得される第１周波数に応じて、第１周波数が所定の周波数範囲内であるか否かを判定する。換言すると、判定部３１３は、第１周波数が所定の周波数範囲における上限周波数よりも高いか否か、或いは第１周波数が所定の周波数範囲における下限周波数よりも低いか否かを判定する。また判定部３１３は、第１周波数が上限周波数よりも高いと判定した場合には、振動駆動を選択するマスク制御信号データＭＮ'が連続するか否かを判定する。判定部３１３は、判定結果を変更部３１４に出力する。ここで、マスク制御信号データＭＮ'は、マスク制御信号ＭＮを生成する元となるデータである。

【0070】

第１周波数は、ヘッド４０Ｋ－１に駆動波形が出力される周波数に対応する。駆動波形は、ヘッド４０Ｋ－１にインクを吐出させる吐出駆動波形と、ヘッド４０Ｋ－１にヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させる振動駆動波形と、を含む波形である。

【0071】

第２周波数は、ヘッドに振動駆動波形が出力される周波数に対応する。振動駆動波形が入力された場合には、ヘッド４０Ｋ－１はインクを吐出せず、ヘッド４０Ｋ－１が有するノズルにおける大気とインクとの気液界面であるメニスカスを振動させる。

【0072】

搬送速度情報Ｖｅは、搬送ユニット８０によるロール紙Ｍｄの搬送速度を示す情報又はロール紙Ｍｄの搬送速度に関連する情報等である。判定部３１３は、例えば、搬送ユニット８０に設けられているロータリーエンコーダ等の検出器による検出結果から搬送速度情報Ｖｅを取得する。ロータリーエンコーダは、搬送ユニット８０が備える搬送ローラ等に設けられており、搬送ローラの回転角度情報を検出結果として出力する。

【0073】

また判定部３１３は、印刷システム１のユーザ（以下、単にユーザという）による印刷システム１への操作入力を受け付ける操作部等を介して搬送速度情報Ｖｅを取得することもできる。この点についてさらに詳しく説明する。ユーザによる印刷システム１の使用方法には、ロール紙Ｍｄを一定の搬送速度で搬送しながら画像形成を行う場合と、ロール紙Ｍｄの搬送速度を適宜変更しながら画像形成を行う場合等がある。

【0074】

ロール紙Ｍｄの搬送速度を適宜変更しながら画像形成を行う場合には、高解像度に画像形成を行うために搬送速度を比較的遅くする場合や、速く大量に画像形成を行うために搬送速度を比較的速くする場合等が挙げられる。

【0075】

ここで、図９は、ロール紙Ｍｄの搬送速度Ｖの変化を例示する図である。図９の横軸は、印刷時間を示し、縦軸はロール紙Ｍｄの搬送速度Ｖを示している。図９は、ユーザが搬送速度の設定又は変更を適宜行った結果としての搬送速度Ｖの変化を示している。

【0076】

期間ｔ１は、高解像度に画像形成を行うために搬送速度を比較的遅くした期間であり、期間ｔ２は、速く大量に画像形成を行うために搬送速度を比較的速くした期間である。

【0077】

一方、印刷システム１では、画像形成条件の再設定を行う場合がある。この場合に、印刷システム１を完全に停止させると、ヘッド４０Ｋ－１等のヘッドに信号が供給されずにインクが動かない状態になり、大気開放されたノズルを通じてヘッド内のインクが乾燥して増粘する。インクが増粘すると、印刷システム１の動作を再開させた際に不吐出や吐出不良等が発生する場合がある。特に乾燥しやすいインクを用いる場合には吐出不良が発生しやすい。

【0078】

吐出不良を元の正常な状態に戻すためには、増粘インクを排出する捨て吐出（空吐出）や、増粘インクを吸い出す吸引動作等を行う必要があり、時間がかかるうえ、廃棄するインクが増えることによるインクの無駄が生じる。そのため、本実施形態では、印刷システム１による画像形成条件の再設定を行う場合にも印刷システム１を完全に停止させず、画像形成と並行してユーザが再設定作業を行えるような非常に遅い搬送速度によりロール紙Ｍｄを搬送しながらゆっくり画像を形成可能にしている。図９における期間ｔ３は、上記のゆっくり画像を形成する期間に対応する。

【0079】

ユーザは、図９に示すような搬送速度の設定又は変更を、操作部等を介して適宜行うことができ、判定部３１３は、操作部等を介して設定又は変更された搬送速度情報Ｖｅを取得することができる。

【0080】

印刷システム１は、ロール紙Ｍｄの搬送速度に比例して第１周波数を決定する。判定部３１３は、搬送速度情報Ｖｅに応じて第１周波数情報を取得し、第１周波数が所定の周波数範囲内であるか否かを判定することができる。

【0081】

図８に戻り、画像処理部３１０の機能構成の説明を続ける。

【0082】

変更部３１４は、第１周波数に応じて、第２周波数を第１周波数に対して異ならせる処理を行う。具体的には、変更部３１４は、判定部３１３によって、第１周波数が所定の周波数範囲における下限周波数よりも低いと判定された場合には、所定の駆動波形データに、ラッチ信号に応じた振動駆動波形データを追加する。これにより、変更部３１４は、ヘッド４０Ｋ－１に、ラッチ信号ＬＴに応じてヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させる。その結果、第２周波数が第１周波数よりも高くなる。振動駆動波形データは、インクを吐出させずにヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させる振動駆動波形のデータである。駆動波形データは、インクを吐出させる吐出駆動波形のデータと、振動駆動波形データと、を含む波形データである。

【0083】

また変更部３１４は、判定部３１３によって、第１周波数が所定の周波数範囲における上限周波数よりも高いと判定され、且つ振動駆動を選択するマスク制御信号が連続すると判定された場合には、画像変換部３１５が振動駆動波形を選択するためのマスク制御信号データＭＮ'を変更することにより、振動駆動波形データが出力される回数を間引く。その結果、第２周波数が第１周波数よりも低くなる。変更部３１４は、第１周波数が所定の周波数範囲内にある場合には、第２周波数の変更を行わない。その結果、第２周波数は第１周波数と等しくなる。

【0084】

画像変換部３１５は、大滴・中滴・小滴の画像データＳＤに、変更部３１４によって変更された第２周波数の情報を含む振動駆動情報を追加し、画像データＳＤを画像データＳＤ'に変換する。この変換は、入力部３１１を介して画像データＩｍから取得した画像形成順序等の情報に従い、ヘッド４０Ｋ－１の構成に合わせて変換する。

【0085】

また画像変換部３１５は、吐出駆動波形データ又は振動駆動波形データの少なくとも一方を選択する選択部の一例である。画像変換部３１５は、画像データＳＤ'にマスク制御信号データＭＮ'を付与することにより、吐出駆動波形又は振動駆動波形の少なくとも一方を選択することができる。

【0086】

画像変換部３１５は、変換後の画像データＳＤ'を、出力部３１６を介してメイン制御基板１００のＦＰＧＡ１０２へ出力する。換言すると、出力部３１６は、吐出駆動波形データと、振動駆動波形データを含む駆動波形データを、メイン制御基板１００を介してヘッド４０Ｋ－１に出力できる。

【0087】

画像処理部３１０の機能は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のハードウェア機能として実行されても良いし、画像処理部３１０内部の記憶装置に記憶された画像処理プログラムによって実施されるものであってもよい。また、画像処理部３１０の機能は画像形成装置２の内部ではなく、コンピュータにインストールされたソフトウェアにより実現されてもよい。

【0088】

＜振動駆動の一例＞
図１０は、ヘッド４０Ｋ－１における振動駆動の一例を説明する図である。図１０は、インク吐出方向８１と直交する方向から視た、ヘッド４０Ｋ－１におけるノズル４０Ｎ周辺の断面図である。また図１０は、ノズル４０Ｎにおける状態９１から状態９９までの９つの状態を示している。

【0089】

図１０において、ヘッド４０Ｋ－１の内部に充填されているインク９０は、ノズル４０Ｎにより大気開放されている。メニスカス９０ａは、インク９０と大気との気液界面である。ヘッド４０Ｋ－１内のインク９０に対し、インク吐出方向８１とは反対側の方向に作用する負圧が加えられることにより、メニスカス９０ａは、インク吐出方向８１とは反対側に向かって凹んだ状態においてメニスカス９０ａを形成する。

【0090】

状態９１から状態９３において、ヘッド４０Ｋ－１が吐出を行わずに停止していると、大気開放されているノズル４０Ｎを通してインク９０の水分が蒸発し、時間の経過と共にメニスカス９０ａ付近のインク９０の粘度が増加（増粘）する。インク９０の増粘によりメニスカス９０ａ近傍の流体抵抗が大きくなり、狙った吐出を行えなくなる場合がある。

【0091】

画像形成装置２は、状態９４から状態９６に示すように、ヘッド４０Ｋ－１内のインク９０にインク９０を吐出しない程度の圧力を加え、ヘッド４０Ｋ－１内のインク９０を振動させる振動駆動を行う。図１０における矢印９０ｂは、ヘッド４０Ｋ－１内のインク９０が振動駆動により撹拌されるインク９０の流れを表している。画像形成装置２は、振動駆動による攪拌によって、メニスカス９０ａ近傍の増粘したインク９０をヘッド４０Ｋ－１に移動させることにより、吐出不良の発生を抑制できる。

【0092】

但し、インク９０を振動駆動させる周波数（単位時間当たりの振動駆動回数）が高すぎると、ヘッド４０Ｋ－１内部に流れる増粘したインク９０の量が多くなり、ヘッド４０Ｋ－１内部のインク９０全体が増粘することにより、吐出不良の抑制効果を十分に得られなくなる。またインク９０を振動駆動させる周波数が低すぎると、攪拌効果が不十分になり、吐出不良の抑制効果を十分に得られなくなる。

【0093】

＜駆動波形の一例＞
図１１は、ヘッド４０Ｋ－１を駆動させる駆動波形データの一例を説明する図である。駆動波形データＤａは、電圧波形を表すデジタルデータである。駆動波形データＤａは、ヘッドドライバ２１０に供給され、アナログ電圧信号に変換された後、圧力発生素子４５Ｐに駆動波形として印加される。圧力発生素子４５Ｐは、駆動波形に応じてヘッド４０Ｋ－１内のインク９０に圧力を付与し、インク９０をノズル４０Ｎから吐出させる。

【0094】

駆動波形データＤａは、区間１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び１１１ｄの４つの区間の波形データを含んでいる。マスク制御信号データＭＮ０'、ＭＮ１'、ＭＮ２'及びＭＮ３'は、駆動波形データＤａにおける区間ごとの波形データを無効化するための信号である。なお、マスク制御信号データＭＮ０'、ＭＮ１'、ＭＮ２'及びＭＮ３'を区別しない場合には、マスク制御信号データＭＮ'と総称表記する。

【0095】

マスク制御信号データＭＮ０'は、駆動波形データＤａのうちの区間１１１ｂのみの波形データを有効にし、他の区間１１１ａ、１１１ｃ及び１１１ｄを無効化することにより、ヘッド４１０Ｋ－１による駆動として振動駆動を選択する。マスク制御信号データＭＮ０'が適用された駆動波形データＤａは、ヘッド４０Ｋ－１を振動駆動させる。

【0096】

マスク制御信号データＭＮ１'は、駆動波形データＤａのうちの区間１１１ｄのみの波形データを有効にし、他の区間１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃを無効化することにより、ヘッド４１０Ｋ－１による駆動として小滴の吐出を選択する。マスク制御信号データＭＮ１'が適用された駆動波形データＤａは、ヘッド４０Ｋ－１に小滴を吐出させる。

【0097】

マスク制御信号データＭＮ２'は、駆動波形データＤａのうちの区間１１１ｃ及び１１１ｄの波形データを有効にし、他の区間１１１ａ及び１１１ｂを無効化することにより、ヘッド４１０Ｋ－１による駆動として中滴の吐出を選択する。マスク制御信号データＭＮ２'が適用された駆動波形データＤａは、ヘッド４０Ｋ－１に中滴を吐出させる。

【0098】

マスク制御信号データＭＮ３'は、駆動波形データＤａのうちの全ての区間１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び１１１ｄの波形データを有効にすることにより、ヘッド４１０Ｋ－１の駆動として大滴の吐出を選択する。マスク制御信号データＭＮ３'が適用された駆動波形データＤａは、ヘッド４０Ｋ－１に大滴を吐出させる。

【0099】

画像処理部３１０は、駆動波形データＤａ及びマスク制御信号データＭＮ'を含む画像データＳＤ'を、ヘッド制御部１１６を介してヘッドドライバ２１０に供給することができる。

【0100】

区間１１１ｂのみが有効な駆動波形データＤａに基づく駆動波形データは、振動駆動波形データに対応する。区間１１１ｂ以外の区間が有効な駆動波形データＤａに基づく駆動波形データは、吐出駆動波形データに対応する。出力部３１６は、吐出駆動波形データと、振動駆動波形データと、を含む駆動波形データをヘッド４０Ｋ－１に出力することができる。

【0101】

＜画像処理部３１０による処理例＞
図１２は、画像処理部３１０による処理の一例を示すフローチャートである。画像処理部３１０は、入力部３１１により外部装置から画像データＩｍを入力すると、図１２の処理を開始する。

【0102】

まず、ステップＳ１２１において、画像処理部３１０は、階調処理部３１２により、入力部３１１を介して入力した多値の画像データＩｍに対して階調処理を行い、少値の画像データＳＤへ変換し、画像データＳＤを画像変換部３１５に出力する。

【0103】

続いて、ステップＳ１２２において、画像処理部３１０は、判定部３１３により、ロール紙Ｍｄの搬送速度情報Ｖｅから第１周波数の情報を取得する。

【0104】

続いて、ステップＳ１２３において、画像処理部３１０は、判定部３１３により、第１周波数が下限周波数よりも低いか否かを判定する。

【0105】

ステップＳ１２３において、第１周波数が下限周波数よりも低いと判定された場合には（ステップＳ１２３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２４において、画像処理部３１０は、変更部３１４によって、駆動波形データにラッチ信号に応じた振動駆動波形データを追加する。これにより、ヘッド４０Ｋ－１に、ラッチ信号ＬＴに応じてヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させる。その結果、第２周波数が第１周波数よりも高くなる。その後、画像処理部３１０は、ステップＳ１２８に処理を移行する。

【0106】

一方、ステップＳ１２３において、第１周波数が下限周波数よりも低くないと判定された場合には（ステップＳ１２３、Ｎｏ）、ステップＳ１２５において、画像処理部３１０は、判定部３１３により、第１周波数は、上限周波数よりも高いか否かを判定する。

【0107】

ステップＳ１２５において、第１周波数は上限周波数よりも高くないと判定された場合には（ステップＳ１２５、Ｎｏ）、画像処理部３１０は、ステップＳ１２８に処理を移行する。

【0108】

一方、ステップＳ１２５において、第１周波数は上限周波数よりも高いと判定された場合には（ステップＳ１２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２６において、画像処理部３１０は、判定部３１３により振動駆動を選択するマスク制御信号データＭＮ'が連続するか否かを判定する。

【0109】

ステップＳ１２６において、マスク制御信号データＭＮ'が連続しないと判定された場合には（ステップＳ１２６、Ｎｏ）、画像処理部３１０は、ステップＳ１２８に処理を移行する。一方、マスク制御信号データＭＮ'が連続すると判定された場合には（ステップＳ１２６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２７において、画像処理部３１０は、変更部３１４によって、画像変換部３１５が振動駆動波形を選択するためのマスク制御信号データＭＮ'を変更することにより、振動駆動波形が出力される回数を間引く。これにより、第２周波数が第１周波数よりも低くなる。

【0110】

続いて、ステップＳ１２８において、画像処理部３１０は、画像変換部３１５により、大滴、中滴及び小滴の画像データＳＤに、第２周波数の情報を含む振動駆動情報を追加し、画像データＳＤを画像データＳＤ'に変換する。

【0111】

続いて、ステップＳ１２９において、画像処理部３１０は、出力部３１６により、画像データＳＤ'をヘッド制御部１１６に出力する。

【0112】

このようにして、画像処理部３１０は、画像データＩｍに基づいて生成した画像データＳＤ'をヘッド制御部１１６に出力することができる。

【0113】

＜変更部３１４によるマスク制御信号データＭＮ'の変更例＞
図１３は、変更部３１４によるマスク制御信号データＭＮ'の変更の一例を説明する図である。図１２は、画像形成装置２が、ヘッド４０Ｋ－１に含まれている１つのノズル４０Ｎにより、搬送方向Ｘｍに沿って搬送されるロール紙Ｍｄにインク９０を吐出するためのマスク制御信号データＭＮ"及びＭＮ'と、画像データＰ（Ｘ）と、を示している。搬送方向Ｘｍに沿って配列されている複数の格子それぞれは、画像データＳＤ'における１つ１つの画素を表している。マスク制御信号データＭＮ"は、変更部３１４による変更前のマスク制御信号データを示し、マスク制御信号データＭＮ'は、変更部３１４による変更後のマスク制御信号データを示している。

【0114】

マスク制御信号データＭＮ"のうち、信号群１２１では振動駆動を選択するマスク制御信号データＭＮ"である「０」が２回連続している。変更部３１４は、マスク制御信号データＭＮ'における信号群１２２のように、２回連続する「０」の一方を「－１」に変更する。この変更により、マスク制御信号データＭＮ'が「－１」になった画素では振動駆動波形が出力されなくなるため、振動駆動波形が出力される回数を間引かれる。

【0115】

＜第２周波数の変更動作例＞
図１４から図１７を参照して、変更部３１４により第２周波数を変更する動作について説明する。図１４は、第２周波数を変更する前の振動駆動波形の第１例を示す図である。図１５は、第２周波数を変更した後の振動駆動波形の第１例を示す図である。図１６は、第２周波数を変更する前の振動駆動波形の第２例を示す図である。図１７は、第２周波数を変更した後の振動駆動波形の第２例を示す図である。

【0116】

図１４から図１７は、トリガー信号Ｔｒｉｇ、ラッチ信号ＬＴ及び駆動波形Ｄａ'の３つを示すタイミングチャートである。各図において、上段に示されている信号はトリガー信号Ｔｒｉｇであり、中段に示されている信号はラッチ信号ＬＴであり、下段に示されている信号は駆動波形Ｄａ'である。ラッチ信号ＬＴは、トリガー信号Ｔｒｉｇよりも周波数が高い。駆動波形Ｄａ'は、マスク制御信号データＭＮ'が適用された後の駆動波形データＤａに基づくアナログ信号である。期間ｔ４、期間ｔ５及び期間ｔ６それぞれは、第１周波数の１つの周期に対応する期間である。

【0117】

図１４及び図１５においては、トリガー信号Ｔｒｉｇに応じて振動駆動波形のみを含む駆動波形Ｄａ'が出力されている。図１４に示した変更前の駆動波形Ｄａ'と比較して、図１５に示した変更後の駆動波形Ｄａ'は、期間ｔ５において振動駆動波形が間引かれている。２周期分の振動駆動波形のうち、片方の振動駆動波形が間引かれることで、第２周波数は、第１周波数に対して１／２の周波数になる。

【0118】

図１６及び図１７においては、トリガー信号Ｔｒｉｇに応じて、吐出駆動波形及び振動駆動波形の両方を含む駆動波形Ｄａ'が表示されている。期間ｔ７は、第１周波数に対応する１つの周期に対して駆動波形Ｄａ'に対応する期間が短いため、駆動波形Ｄａ'の電圧が印加されない期間である。

【0119】

図１６においては期間ｔ７に電圧が印加されていないのに対し、図１７においては期間ｔ７に電圧１７１が印加されている。この電圧１７１は、ラッチ信号ＬＴに応じて印加され、期間ｔ７に出力された振動駆動波形に対応するものである。電圧１７１は、第１周波数に対応する１つの周期内において、駆動波形Ｄａ'に対応する期間が終了後、ラッチ信号ＬＴのカウント数を用いて予め定められた時間の経過後に出力される。駆動波形Ｄａ'内にも振動駆動波形が含まれているため、振動駆動波形に対応する電圧１７１の印加により、第１周波数に対応する１つの周期内において、２つの振動駆動波形が出力されることになる。その結果、第２周波数は、第１周波数に対して２倍の周波数になる。

【0120】

＜第２周波数の遷移例＞
図１８は、第２周波数の遷移の一例を示す図である。図１８の横軸は、印刷時間を示し、縦軸は周波数ｆを示している。図１８は、ユーザが搬送速度の設定又は変更を適宜行った結果である搬送速度Ｖ変化に応じて、第１周波数ｆ１（実線）及び第２周波数ｆ２（破線）が遷移する様子を示している。図１８の見方は、上述した図９と同様であるが、図９と比較して縦軸が周波数に変わっている。

【0121】

第１周波数ｆ１は、搬送速度Ｖの変化に応じて期間ｔ１では比較的低くなり、期間ｔ２で比較的高くなり、期間ｔ３では非常に低くなっている。

【0122】

一方、第２周波数ｆ２は、変更部３１４による変更処理によって、第１周波数ｆ１に対して異なるものとなり、全体的に所定の周波数範囲ｆｔｈ内に収まっている。具体的には、期間ｔ１においては、第１周波数ｆ１は周波数範囲ｆｔｈ内であるため、変更部３１４は第２周波数ｆ２を変更しない。その結果、第２周波数ｆ２は第１周波数ｆ１と等しい。

【0123】

期間ｔ２においては、第１周波数ｆ１は周波数範囲ｆｔｈにおける上限周波数ｔｈ１より高いため、変更部３１４は第２周波数ｆ２が第１周波数ｆ１よりも低くなるように変更する。その結果、第２周波数ｆ２は第１周波数ｆ１よりも低くなり、周波数範囲ｆｔｈ内に収まっている。

【0124】

期間ｔ３においては、第１周波数ｆ１は周波数範囲ｆｔｈにおける下限周波数ｔｈ２より低いため、変更部３１４は第２周波数ｆ２が第１周波数ｆ１よりも高くなるように変更する。その結果、第２周波数ｆ２は第１周波数ｆ１よりも高くなり、周波数範囲ｆｔｈ内に収まっている。

【0125】

ここで、インクの種類、ロール紙Ｍｄの種類、又はロール紙Ｍｄに付与されたインクを加熱する方式等によって、ヘッド４０Ｋ－１内のインクの増粘のしやすさが異なる。インクを加熱する方式には、ヒータで加熱する方式、温風を吹き付けて加熱する方式等が挙げられる。本実施形態では、周波数範囲ｆｔｈは、インクの種類、ロール紙Ｍｄの種類、又はロール紙Ｍｄに付与されたインクを加熱する方式、の少なくとも１つに応じて予め定められている。これにより、ヘッド４０Ｋ－１内のインクの増粘のしやすさに応じて、振動駆動の周波数をより適正化できる。

【0126】

＜画像形成装置２の作用効果＞
次に画像形成装置２の作用効果について説明する。

【0127】

液体吐出方式の画像形成装置においては、ヘッドからインクを吐出しない期間に、ヘッド内のインクが乾燥により増粘することを防ぐために、ヘッド内のインクを振動させる技術が知られている。

【0128】

ヘッド内のインクを振動させる際には、例えば画像形成装置は、ヘッドにインクを吐出させる駆動波形のデータ内にインクを振動させる振動駆動波形データを設け、ヘッドからインクを吐出しない期間に、振動駆動波形のデータのみを有効にした駆動波形のデータをヘッドに出力することによりインクを振動させる。

【0129】

一方、液体吐出方式の画像形成装置は、ヘッドに駆動波形を出力する第１周波数を記録媒体の搬送速度等に応じて変化させる場合がある。この場合、振動駆動波形は駆動波形に含まれているため、振動駆動波形を出力する第２周波数は、第１周波数の変化に応じて等しく変化する。第２周波数には適正な周波数範囲があり、この周波数範囲よりも高いと振動が過剰となってヘッド内のインク増粘を逆に促進したり、上記周波数範囲よりも低いとインク増粘の抑制効果が低減したりし、ヘッドからのインク吐出が安定化しない場合がある。

【0130】

本実施形態に係る画像形成装置２は、インク（液体）を吐出するヘッド４０Ｋ－１と、インクを吐出させる吐出駆動波形のデータと、インクを吐出させずにヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させる振動駆動波形のデータと、を含む駆動波形のデータをヘッド４０Ｋ－１に出力する出力部３１６を有する。また画像形成装置２は、ヘッド４０Ｋ－１に駆動波形が出力される第１周波数ｆ１に応じて、ヘッド４０Ｋ－１に振動駆動波形が出力される第２周波数ｆ２を第１周波数ｆ１に対して異ならせる変更部３１４を有する。

【0131】

例えば変更部３１４は、第１周波数ｆ１が周波数範囲ｆｔｈにおける上限周波数ｔｈ１よりも高い場合には、第２周波数ｆ２を第１周波数ｆ１よりも低くし、第１周波数ｆ１が周波数範囲ｆｔｈにおける下限周波数ｔｈ２よりも低い場合には、第２周波数ｆ２を第１周波数ｆ１よりも高くする。これにより、第２周波数ｆ２を周波数範囲ｆｔｈ内に収めることができるため、画像形成装置２は、振動駆動によりインク増粘を適切に抑制することができ、ヘッド４０Ｋ－１からの液体吐出を安定化させることができる。

【0132】

また、画像形成装置２は、インクを吐出することにより、ロール紙Ｍｄにインクを付与し、周波数範囲ｆｔｈは、インクの種類、ロール紙Ｍｄの種類、又はロール紙Ｍｄに付与されたインクを加熱する方式、の少なくとも１つに応じて予め定められている。これにより、ヘッド４０Ｋ－１内のインクの増粘のしやすさに応じて、振動駆動の周波数をより適正化することができる。

【0133】

また、画像形成装置２は、駆動波形データＤａから、吐出駆動波形のデータ又は振動駆動波形のデータの少なくとも一方を選択する画像変換部３１５（選択部）を有し、変更部３１４は、第１周波数ｆ１が周波数範囲ｆｔｈにおける上限周波数ｔｈ１よりも高い場合には、振動駆動波形が出力される回数が間引かれるように変更する。これにより、画像形成装置２は、第２周波数ｆ２を第１周波数ｆ１よりも低くすることができる。

【0134】

また、画像形成装置２は、ヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させるトリガー信号Ｔｒｉｇよりも周波数が高いラッチ信号ＬＴを発するヘッド制御部１１６（ラッチ発生部）を有する。変更部３１４は、第１周波数ｆ１が周波数範囲ｆｔｈにおける下限周波数ｔｈ２よりも低い場合には、ヘッド４０Ｋ－１に、ラッチ信号ＬＴに応じてヘッド４０Ｋ－１内のインクを振動させるように変更する。これにより、画像形成装置２は、第２周波数ｆ２を第１周波数ｆ１よりも高くすることができる。

【0135】

本実施形態では、ヘッド４０Ｋ－１を例に挙げて説明したが、画像形成部４０に含まれている他のヘッドについてもヘッド４０Ｋ－１と同様に動作させることができる。

【0136】

また、ロール紙Ｍｄの搬送速度Ｖの変化には、ユーザの指示等による意図的な変化と、搬送ユニット８０を構成する部品誤差等に応じた意図しない変化の両方を含む。何れの変化があった場合にも、画像形成装置２は、第１周波数ｆ１に応じて、第２周波数ｆ２を変更することができる。

【0137】

［その他の好適な実施形態］
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0138】

例えば、上記実施の形態では、本発明に係る記録ヘッドを備えた画像形成装置について説明したが、本発明に係る液体吐出ヘッド及びその制御は、画像形成装置を含めた液体を吐出する装置に広く適用することができる。

【0139】

例えば、本例では、ヘッドとして、インクを吐出する画像形成手段に含まれるヘッド４０Ｋ－１を例として説明したが、図１に示した前処理部２０や後処理部５０に含まれるヘッドに実施形態を適用することもできる。

【0140】

また、上記例では、幅方向に沿ってヘッドを移動させないライン型の液体吐出装置に実施形態を適用する例を説明したが、キャリッジを介してヘッドが幅方向に移動するシリアル型の液体吐出装置に実施形態を適用することもできる。

【0141】

実施形態において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

【0142】

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

【0143】

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

【0144】

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

【0145】

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

【0146】

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

【0147】

又、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生素子が限定されるものではない。例えば、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用することができる。

【0148】

実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等は何れも同義語とする。

【0149】

また、実施形態は、液体吐出方法を含む。例えば、液体吐出方法は、液体吐出装置による液体吐出方法であって、ヘッドにより、液体を吐出し、出力部により、前記液体を吐出させる吐出駆動波形のデータと、前記液体を吐出させずに前記ヘッド内の前記液体を振動させる振動駆動波形のデータと、を含む駆動波形のデータを前記ヘッドに出力し、変更部により、前記ヘッドに前記駆動波形が出力される第１周波数に応じて、前記ヘッドに前記振動駆動波形が出力される第２周波数を前記第１周波数に対して異ならせる。この液体吐出方法により、上述した画像形成装置２と同様の作用効果を得ることができる。

【0150】

実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係をこれに限定するものではない。

【0151】

実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

【符号の説明】

【0152】

１ 印刷システム
２ 画像形成装置（液体吐出装置）
４０ 画像形成部
４０Ｋ、４０Ｃａ、４０Ｍ、４０Ｙ ヘッドモジュール
４０Ｋ－１、４０Ｋ－２、４０Ｋ－３、４０Ｋ－４ ヘッド
４０Ｎ ノズル
４５Ｐ 圧力発生素子
１００ メイン制御基板
１１６ ヘッド制御部（ラッチ発生部の一例）
２００ ヘッド中継基板
２１０ ヘッドドライバ
３００ 画像処理基板
３１０ 画像処理部
３１１ 入力部
３１２ 階調処理部
３１３ 判定部
３１４ 変更部
３１５ 画像変換部
３１６ 出力部
Ｄａ 駆動波形データ
Ｄａ' 駆動波形
ｆ１ 第１周波数
ｆ２ 第２周波数
ｆｔｈ 周波数範囲
ｔｈ１ 上限周波数
ｔｈ２ 下限周波数
Ｔｒｉｇ トリガー信号
ＬＴ ラッチ信号
ＭＮ マスク制御信号
ＭＮ' マスク制御信号データ
Ｉｍ、ＳＤ、 ＳＤ' 画像データ
Ｖ 搬送速度
Ｖｅ 搬送速度情報
Ｍｄ ロール紙（記録媒体）
Ｘｍ 搬送方向
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７ 期間

【先行技術文献】

【特許文献】

【0153】

【特許文献1】特開２０１９－１６６８２９号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】