特許 7494632 液体吐出装置および液体吐出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】液体吐出装置および液体吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/045 20060101AFI20240528BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

B41J2/045

B41J2/01 451

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020129367

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022026077

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-05-11

(73)【特許権者】

【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】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】秋山 幸太

【審査官】加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０７８８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１ － ２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相対的に移動する搬送物にヘッドから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を駆動するヘッド駆動回路と、
前記搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算し、前記第１の駆動周期を、前記液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整し、調整後の前記第１の駆動周期である第２の駆動周期で前記ヘッド駆動回路に前記アクチュエータ素子を駆動させ、前記第１の駆動周期の調整を、前記第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行し、連続する所定回数の前記第１の駆動周期の累積値と、連続する前記所定回数の前記第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、前記第１の駆動周期を調整する、吐出制御部と、
を備え、
前記第２の周期範囲は、前記第１の周期範囲の上限値に接する第３の周期範囲と、前記第１の周期範囲の下限値に接する第４の周期範囲と、を含み、
前記吐出制御部は、前記第１の駆動周期が前記第１の周期範囲に含まれる場合、前記第２の駆動周期が経過する毎に、前記第１の駆動周期を、前記第３の周期範囲の内の値と、前記第４の周期範囲の内の値と、に交互に調整する、
液体吐出装置。

【請求項2】

前記吐出制御部は、下記の条件（１）および条件（２）を満たすように、前記第１の駆動周期を調整し、
(Tafter_cur > Amax) or (Amin > Tafter_cur) ・・・（１）
|SUM(Tafter) - SUM(Tbefore)| < Z ・・・（２）
Tafter_curは前記第２の駆動周期であり、
Amaxは、前記第１の周期範囲の上限値であり、
Aminは、前記第１の周期範囲の下限値であり、
前記所定回数は２以上の自然数であり、
SUM(Tbefore)は、連続する前記所定回数の前記第１の駆動周期の累積値であり、
SUM(Tafter)は、連続する前記所定回数の前記第２の駆動周期の累積値であり、
Zは、前記許容値であり、正の実数である、
請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記許容値は、目標解像度に応じて決められた距離を前記搬送物の搬送速度で除算して得られる値である、
請求項１または２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記距離は、前記目標解像度に対応した吐出位置間隔の半分の値である、
請求項３に記載の液体吐出装置。

【請求項5】

相対的に移動する搬送物にヘッドから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を駆動するヘッド駆動回路と、
前記搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算し、前記第１の駆動周期を、前記液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整し、調整後の前記第１の駆動周期である第２の駆動周期で前記ヘッド駆動回路に前記アクチュエータ素子を駆動させ、前記第１の駆動周期の調整を、前記第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行し、連続する所定回数の前記第１の駆動周期の累積値と、連続する前記所定回数の前記第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、前記第１の駆動周期を調整する、吐出制御部と、
を備え
前記吐出制御部は、前記第１の駆動周期および前記第２の駆動周期の駆動周期内に所定の周期の複数の駆動信号を有する駆動信号群を生成し、それぞれの前記第２の駆動周期において、前記複数の駆動信号のうちの１つ以上に従って前記ヘッド駆動回路に前記アクチュエータ素子を駆動させる、
液体吐出装置。

【請求項6】

ヘッドに対して相対的に移動する搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算する第１ステップと、
前記第１の駆動周期を、前記ヘッドから吐出される液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整して、調整後の前記第１の駆動周期である第２の駆動周期を得ることを、前記第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行し、連続する所定回数の前記第１の駆動周期の累積値と、連続する所定回数の前記第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、前記第１の駆動周期を調整する第２ステップと、
前記搬送物に前記ヘッドから前記液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を前記第２の駆動周期で駆動する第３ステップと、
を備え、
前記第２の周期範囲は、前記第１の周期範囲の上限値に接する第３の周期範囲と、前記第１の周期範囲の下限値に接する第４の周期範囲と、を含み、
前記第２ステップは、前記第１の駆動周期が前記第１の周期範囲に含まれる場合、前記第２の駆動周期が経過する毎に、前記第１の駆動周期を、前記第３の周期範囲の内の値と、前記第４の周期範囲の内の値と、に交互に調整するステップ、をさらに備える、
液体吐出方法。

【請求項7】

ヘッドに対して相対的に移動する搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算する第１ステップと、
前記第１の駆動周期を、前記ヘッドから吐出される液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整して、調整後の前記第１の駆動周期である第２の駆動周期を得ることを、前記第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行し、連続する所定回数の前記第１の駆動周期の累積値と、連続する所定回数の前記第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、前記第１の駆動周期を調整する第２ステップと、
前記第１の駆動周期および前記第２の駆動周期の駆動周期内に所定の周期の複数の駆動信号を有する駆動信号群を生成する第３ステップと、
前記搬送物に前記ヘッドから前記液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を前記第２の駆動周期で駆動し、それぞれの前記第２の駆動周期において、前記複数の駆動信号のうちの１つ以上に従って前記アクチュエータ素子を駆動する、第４ステップと、
を備える液体吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出装置および液体吐出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インクジェットヘッドなどのヘッドを用いた画像形成装置などの液体吐出装置が知られている。上記のような液体吐出装置では、圧電素子などのアクチュエータ素子を駆動してインクなどの液滴を吐出させる際、インクジェットヘッド全体、もしくは構造の一部が共振し、吐出不安定な吐出状態になったり、液滴の吐出速度が変化して画像品質が悪化したりすることがある。これは、インクジェットヘッドの構造的な共振周波数が、インクジェットヘッドの駆動周波数、つまりノズルからインクが吐出される周波数と一致あるいは近接することに起因することがある。

【0003】

これに対し、１印刷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液滴を吐出する液滴吐出装置において、装置の経時的な変化や個体差を考慮して、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前記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、特定された前記周波数に基づいて、生成された前記駆動信号の形状を変更し、周波数特性を補正する技術が既に知られている（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の技術を画像形成装置に適用した場合、生成された駆動信号の形状を変えることで、駆動信号が持つ周波数成分を回避することができる。しかしながら、その駆動信号を、インクジェットヘッドの構造的共振周波数または、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、液滴の吐出速度が変化することで着弾位置がずれて画像が劣化したりする可能性がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、共振に起因する液滴の吐出精度の悪化を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、相対的に移動する搬送物にヘッドから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を駆動するヘッド駆動回路と、前記搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算し、前記第１の駆動周期を、前記液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整し、調整後の前記第１の駆動周期である第２の駆動周期で前記ヘッド駆動回路に前記アクチュエータ素子を駆動させ、前記第１の駆動周期の調整を、前記第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行し、連続する所定回数の前記第１の駆動周期の累積値と、連続する前記所定回数の前記第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、前記第１の駆動周期を調整する、吐出制御部と、を備え、前記第２の周期範囲は、前記第１の周期範囲の上限値に接する第３の周期範囲と、前記第１の周期範囲の下限値に接する第４の周期範囲と、を含み、前記吐出制御部は、前記第１の駆動周期が前記第１の周期範囲に含まれる場合、前記第２の駆動周期が経過する毎に、前記第１の駆動周期を、前記第３の周期範囲の内の値と、前記第４の周期範囲の内の値と、に交互に調整する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、共振に起因する液滴の吐出精度の悪化を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態にかかる画像形成装置の機構部を示す概略構成図である。

【図3】図３は、実施形態にかかる機構部の要部平面図である。

【図4】図４は、実施形態にかかる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に沿う断面図である。

【図5】図５は、実施形態にかかる液体吐出ヘッドの液室短手方向に沿う断面図である。

【図6】図６は、実施形態にかかる画像形成装置の制御部を示す概略ブロック図である。

【図7】図７は、実施形態にかかる制御部に含まれる印刷制御部およびヘッド駆動回路の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、実施形態にかかる印刷制御部に含まれる駆動波形生成部で生成出力する駆動波形及び駆動信号選択用の滴制御信号の一例を示す模式図である。

【図9】図９は、実施形態にかかる滴制御信号に対応する吐出滴量を示す模式図である。

【図10】図１０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模式図である。

【図11】図１１は、実施形態にかかる駆動周期演算部によって演算された駆動周期の推移の一例を示すグラフである。

【図12】図１２は、実施形態にかかる画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態の液体吐出装置および液体吐出方法を適用した画像形成装置に関し以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。

【0010】

本実施形態における液体吐出装置としての画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。本実施形態における画像形成装置は、本体１と、本体１に装着された用紙を装填する給紙トレイ２と、本体１に着脱自在に装着され画像が形成された用紙をストックする排紙トレイ３を備える。なお、用紙は、搬送物の一例である。また、インクは液体の一例であり、用紙に吐出されるインクの滴は、搬送物である用紙に吐出される液滴の一例である。

【0011】

さらに、本体１の前面の一端部側、つまり給排紙トレイの側方には、前面から本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有する。また、カートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５が備わる。

【0012】

カートリッジ装填部４には、例えば、黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容したインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを、本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能としている。また、カートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバーであるカートリッジカバー６を開閉可能に設けている。

【0013】

また、操作／表示部５には、各色のインクカートリッジの装着位置に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジの残量がニアーエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙを配置している。さらに、操作／表示部５には、電源ボタン１２、用紙送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４が配置されている。

【0014】

次に、本実施形態における画像形成装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。本実施形態において、図示しない左右の側板間に横架したガイド部材であるガイドロッド２１とステー２２とでキャリッジ２３が主走査方向に摺動自在に保持される。キャリッジ２３は、主走査モータ２４によって駆動プーリ２５と従動プーリ２６間に架け渡したタイミングベルト２７を介し、矢印方向に移動走査される。

【0015】

キャリッジ２３には、上述した各色のインク滴を吐出するヘッド（インクジェットヘッド）としての記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙが、複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。

【0016】

インクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体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を、インクの液滴を吐出するための吐出力を発生するアクチュエータ素子として備えたものなどを使用できる。また、上記以外にも、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、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、アクチュエータ素子として備えたものなどを使用できる。

【0017】

なお、インクジェットヘッドとしては、複数のノズルを並べてノズル列を複数列有し、各ノズル列から同じ色の液滴を吐出する構成であっても、異なる色の液滴を吐出する構成であってもよい。また、キャリッジ２３には、記録ヘッド３１に各色のインクを供給するための各色のヘッドタンク３２が搭載されている。

【0018】

ヘッドタンク３２には各色のインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から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４１上に積載した用紙４２を給紙するための給送手段である給紙部として、給紙コロ４３及び分離パッド４４を備える。給紙コロ４３は用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する。分離パッド４４は摩擦係数の大きな材質からなり、給紙コロ４３に対向し、給紙コロ４３側に付勢されている。

【0019】

そして、本実施形態における画像形成装置は、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。これらの構成によって、給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３１の下方側に送り込む。さらに、本実施形態における画像形成装置は、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３１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。

【0020】

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、つまり副走査方向に周回するように構成されている。搬送ベルト５１は、用紙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行った裏層とを有する。表層は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成し、裏層は、例えば中抵抗層やアース層である。

【0021】

そして、本実施形態における画像形成装置は、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。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、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。

【0022】

なお、搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層と接触配置され接地している。また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３１による印写領域に対応してガイド部材５７を配置している。

【0023】

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とテンションローラ５３の接線よりも記録ヘッド３５側に突出させる。これにより搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。搬送ベルト５１は、副走査モータ５８によって駆動ベルト５９及びプーリ６０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３のベルト搬送方向、つまり副走査方向に周回移動する。

【0024】

さらに、記録ヘッド３１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。

【0025】

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。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。

【0026】

さらに、図３に示すように、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３１のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。維持回復機構８１は、キャップ部材８２ａ～８２ｄ（以下「キャップ」という。）と、ワイパーブレード８３と、空吐出受け８４などを備えている。

【0027】

キャップは記録ヘッド３１の各ノズル面をキャピングする。ワイパーブレード８３は、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、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。ここでは、キャップ８２ａを吸引用及び保湿用キャップ（以下「吸引用キャップ」という。）とし、他のキャップ８２ｂ～８２ｄは保湿用キャップとしている。

【0028】

また、キャリッジ２３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を配置する。空吐出受け８８には記録ヘッド３１のノズル列方向に沿った開口８９ａ～８９ｄを設けている。

【0029】

このように構成したインクジェット記録装置においては、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はガイド部材４５で案内される。そして、用紙４２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。

【0030】

このとき、図示しない制御部によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。これにより、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。

【0031】

プラス、マイナス交互に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２３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３１を駆動する。これにより、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。

【0032】

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。また、印字待機中にはキャリッジ２３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３１がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。

【0033】

また、キャップ８２で記録ヘッド３１をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに、空吐出受け８４、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う。つまり、画像形成に寄与しない液滴を吐出する。これによって、記録ヘッド３１の安定した吐出性能を維持、回復する。

【0034】

次に、本実施形態の画像形成装置における液体吐出ヘッドの一例について図４及び図５を参照して説明する。この液体吐出ヘッドは、流路板１０１と、振動板１０２と、ノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び液室１０６、液室１０６にインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。

【0035】

なお、流路板１０１は例えばＳＵＳ基板あるいは単結晶シリコン基板をエッチングして形成される。振動板１０２は流路板１０１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成する。ノズル板１０３は流路板１０１の上面に接合される。

【0036】

また、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、つまりアクチュエータ素子として、２列の積層型圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。なお、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けている。支柱部１２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子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。

【0037】

また、圧電素子１２１には図示しない駆動回路である駆動ＩＣに接続するためのＦＰＣケーブル１２６を接続している。そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合する。

【0038】

フレーム部材１３０には、貫通部１３１及びインク供給穴１３２が形成されている。貫通部１３１は圧電素子１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する。インク供給穴１３２は共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給する。フレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂あるい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ている。

【0039】

ここで、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）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングする。これにより、又は、ＳＵＳ基板をエッチングすることなどにより、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものである。

【0040】

振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。振動板１０２に圧電素子１２１及び支柱部１２３を接着剤接合し、さらにフレーム部材１３０を接着剤接合している。

【0041】

ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０～３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。ノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。なお、ノズル板１０３の表面がノズル面３１ａとなる。

【0042】

圧電素子１２１は、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。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及び共通電極１５４が接続されている。

【0043】

なお、本実施形態では、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いるが、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造とすることもできる。

【0044】

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、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、振動板１０２が下降して液室１０６の容積が膨張する。これにより、液室１０６内にインクが流入する。

【0045】

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、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させる。これにより、液室１０６内の記録液が加圧され、ノズル１０４から記録液の滴が吐出される。

【0046】

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。そのため、このとき共通液室１０８から液室１０６内に記録液が充填される。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。

【0047】

なお、このヘッドの駆動方法については、上述した引き・押し打ちの例に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。

【0048】

次に、本実施形態における画像形成装置の制御部の概要について図６を参照して説明する。制御部は、主制御部３０１と印刷制御部３０２とを備えている。主制御部３０１は、本画像形成装置全体の制御を司る、本発明に係る空吐出動作に関する制御をする手段などを兼ねたマイクロコンピュータで構成される。印刷制御部３０２は印刷制御を司るマイクロコンピュータで構成される。なお、印刷制御部３０２は、吐出制御部に相当する。

【0049】

そして、主制御部３０１は、通信回路３００から入力される印刷処理の情報に基づいて用紙４２に画像を形成するために次の制御を行う。それは、主走査モータ駆動回路３０３及び副走査モータ駆動回路３０４を介した主走査モータ２４や副走査モータ５８の駆動制御や、印刷制御部３０２に対して印刷用データを送出するなどの制御である。

【0050】

また、主制御部３０１には、キャリッジ２３の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３０５からの検出信号が入力される。主制御部３０１はこの検出信号に基づいてキャリッジ２３の移動位置及び移動速度を制御する。

【0051】

キャリッジ位置検出回路３０５は、例えばキャリッジ２３の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、キャリッジ２３に搭載されたフォトセンサで読み取って計数することで、キャリッジ２３の位置を検出する。

【0052】

主走査モータ駆動回路３０３は、主制御部３０１から入力されるキャリッジ移動量に応じて主走査モータ２４を回転駆動させて、キャリッジ２３を所定の位置に所定の速度で移動させる。

【0053】

また、主制御部３０１には搬送ベルト５１の移動量を検出する搬送量検出回路３０６からの検出信号が入力される。主制御部３０１はこの検出信号に基づいて搬送ベルト５１の移動量及び移動速度を制御する。

【0054】

搬送量検出回路３０６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、フォトセンサで読み取って計数することで搬送量を検出する。

【0055】

副走査モータ駆動回路３０４は、主制御部３０１から入力される搬送量に応じて副走査モータ５８を回転駆動させて、搬送ローラ５２を回転駆動して搬送ベルト５１を所定の位置に所定の速度で移動させる。

【0056】

主制御部３０１は、給紙コロ駆動回路３０７に給紙コロ駆動指令を与えることによって給紙コロ４３を１回転させる。また、主制御部３０１は、維持回復機構駆動用モータ駆動回路３０８を介して維持回復機構８１のモータ２２１を回転駆動する。これにより、前述したようにキャップ８２の昇降、ワイパーブレード８３の昇降、吸引ポンプの駆動などを行わせる。

【0057】

主制御部３０１は、インク供給モータ駆動回路３１１を介して供給ユニットのポンプを駆動するためのインク供給モータを駆動制御する。これにより、カートリッジ装填部４に装填されたインクカートリッジ１０からヘッドタンク３２に対してインクが補充供給される。このとき、主制御部３０１は、ヘッドタンク３２が満タン状態にあることを検知するヘッドタンク満タンセンサ３１２からの検知信号に基づいて補充供給を制御する。

【0058】

また、主制御部３０１は、カートリッジ通信回路３１４を通じて、カートリッジ装填部４に装着された各インクカートリッジ１０に設けられるカートリッジＥＥＰＲＯＭ３１６に記憶されている情報を取り込む。そして、例えば、主制御部３０１は、所要の処理を行って、取り込んだ情報をＥＥＰＲＯＭ３１５に格納保持する。

【0059】

また、主制御部３０１には、環境温度、環境湿度を検知する環境センサ３１３からの検知信号が入力される。

【0060】

印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの信号とキャリッジ位置検出回路３０５及び搬送量検出回路３０６などからのキャリッジ位置や搬送量に基づいて、記録ヘッド３１の液滴を吐出させるための圧力発生手段を駆動するためのデータを生成する。印刷制御部３０２は、このデータをシリアルデータでヘッド駆動回路３１０に転送し、この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、滴制御信号としてのマスク信号などをヘッド駆動回路３１０に出力する。

【0061】

また、印刷制御部３０２は、ＲＯＭ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、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含む。印刷制御部３０２は、駆動信号である、１の駆動パルスあるい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駆動波形を生成してヘッド駆動回路３１０に対して出力する。

【0062】

ヘッド駆動回路３１０は、記録ヘッド３１に駆動信号を与える駆動手段である。具体的には、ヘッド駆動回路３１０は、所定の画像データに基づいて、記録ヘッド３１の駆動素子に対して駆動信号を選択的に印加することで、記録ヘッド３１を駆動する。

【0063】

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。また、駆動信号は印刷制御部３０２から与えられる駆動波形を構成する。駆動素子は、記録ヘッド３１に備わる、液滴を吐出させるエネルギーを発生する例えば前述したような圧電素子である。

【0064】

このとき、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、大きさの異なる液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。

【0065】

次に、印刷制御部３０２及びヘッド駆動回路３１０の一例について図７を参照して説明する。印刷制御部３０２は、駆動周期演算部４００と駆動波形生成部４０１とデータ転送部４０２を備えている。駆動周期演算部４００は、駆動周期を演算する。駆動波形生成部４０１は、駆動波形、すなわち共通駆動波形を生成して出力する。データ転送部４０２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、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３を出力する。

【0066】

駆動周期演算部４００は、キャリッジ位置検出回路３０５によるエンコーダシートのスリットの読み取り時間間隔、つまり用紙の相対移動量、に基づいて駆動周期を演算する。そして、駆動周期演算部４００は、演算によって得られた駆動周期を駆動波形生成部４０１に出力するとともに、演算によって得られた駆動周期でデータ転送部４０２に、ラッチ信号など各種信号を出力する動作指示を送る。なお、駆動周期の演算方法の詳細については後述する。

【0067】

駆動波形生成部４０１は、１駆動周期内に２以上の前記駆動信号を含む駆動波形を生成する駆動波形生成手段である。具体的には、後述の図８（ａ）に示すように、駆動波形生成部４０１は、１駆動周期内に、１又は複数の駆動信号で構成される第１駆動信号群ＰＧ１、及び、１又は複数の駆動信号で構成される第２駆動信号群ＰＧ２を連続的に含む駆動波形を生成して出力する。なお、本実施形態では駆動信号群が２つの例で説明するが、３つ以上の駆動信号群を生成出力する構成であってもよい。

【0068】

また、データ転送部４０２は、第１駆動信号群ＰＧ１及び第２駆動波形群ＰＧ２のうちの駆動信号を選択する滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３を、第１駆動信号群ＰＧ１、第２駆動信号群ＰＧ２の出力に合わせて１駆動周期内に連続的に出力する。

【0069】

なお、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３は、ヘッド駆動回路３１０のスイッチ手段であるアナログスイッチ４１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号である。また、滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３は、第１駆動波形群ＰＧ１、第２駆動波形群ＰＧ２の周期に合わせて選択すべき波形でＬレベルに状態遷移し、非選択時にはＨレベルに状態遷移する。

【0070】

ヘッド駆動回路３１０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とを備えている。

【0071】

シフトレジスタ４１１は、データ転送部４０２からの転送クロックであるシフトクロック及びシリアル画像データである階調データ［２ビット／ＣＨ］を入力する。ラッチ回路４１２は、シフトレジスタ４１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチする。デコーダ４１３は、階調データと第１、第２滴制御信号ＭＮ０ａ～ＭＮ３ａ、ＭＮ０ｂ～ＭＮ３ｂをデコードして結果を出力する。

【0072】

また、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とレベル変換する。アナログスイッチ４１５は、レベルシフタ４１４を介して与えられるデコーダ４１３の出力でオン／オフされる。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４０１からの共通駆動波形が入力されている。

【0073】

シリアル転送された画像データと滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３をデコーダ４１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ４１５がオンにする。これにより、共通駆動波形に含まれる第１駆動信号群ＰＧ１、第２駆動信号群ＰＧ２を構成する所要の駆動信号が通過して、つまり選択されて圧電素子１２１に印加される。

【0074】

そこで、駆動波形生成部４０１から出力する駆動波形とデータ転送部４０２から出力する滴制御信号の一例について図８及び図９を参照して説明する。駆動波形生成部４０１から出力される第１駆動波形群ＰＧ１は、図８（ａ）に示すように、非吐出駆動パルスＰ１と、吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３とで構成される。

【0075】

非吐出駆動パルスＰ１は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後基準電位Ｖｅまでそのまま立ち上がる波形要素で構成される。吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後基準電位Ｖｅまで段階的に立ち上がる波形要素で構成される。

【0076】

なお、非吐出駆動パルスとは、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ノズルから液滴が吐出されない駆動パルスを意味する。また、吐出駆動パルスとは、圧電素子１２１を駆動し、ノズルから液滴を吐出させる駆動パルスを意味する。

【0077】

第１駆動波形群ＰＧ１に連続して生成出力される第２駆動波形群ＰＧ２は、吐出駆動パルスＰ４と、吐出駆動パルスＰ５とで構成される。吐出駆動パルスＰ４は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後基準電位Ｖｅまでそのまま立ち上がる波形要素で構成される。

【0078】

また、吐出駆動パルスＰ５は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後基準電位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、ホールド後基準電位Ｖｅまで立ち下がる波形要素で構成される駆動パルスＰ５とで構成される。

【0079】

ここで、駆動パルスの電位Ｖが基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が収縮して加圧液室１０６の容積が膨張する引込み波形要素である。また、立下り後の状態から立ち上がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が伸長して加圧液室１０６の容積が収縮する加圧波形要素である。

【0080】

この駆動波形について、データ転送部４０２は、図８（ｂ）に示すように、第１駆動波形群ＰＧ１を構成する駆動パルスＰ１～Ｐ３及び第２駆動波形群ＰＧ２を構成する駆動パルスＰ４、Ｐ５を選択する滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３を順次出力する。

【0081】

この滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３においては、図９に示すように、滴制御信号ＭＮ０を与えることで駆動パルスＰ１のみが選択されてヘッドに与えられる。その結果、非吐出駆動状態となり、すなわち吐出滴量は０ｐｌとなる。

【0082】

同様に、滴制御信号ＭＮ１を与えることで駆動パルスＰ３のみが選択されてヘッドに与えられるため、吐出滴量は３ｐｌとなる。また、滴制御信号ＭＮ２を与えることで駆動パルスＰ２、Ｐ４が選択されてヘッドに与えられるため、吐出滴量は９ｐｌとなる。さらに、滴制御信号ＭＮ３を与えることで駆動パルスＰ２～Ｐ５が選択されてヘッドに与えられるため、吐出滴量は１８ｐｌとなる。

【0083】

つまり、４つの、２ビットからなる滴制御信号ＭＮ０～ＭＮ３で駆動波形を構成する駆動パルスＰ１～Ｐ５を選択することにより、非吐出［０ｐｌ］、小滴［３ｐｌ］、中滴［９ｐｌ］、大滴［１８ｐｌ］の４種類の大きさの滴を得ることができる。つまり、本実施形態によれば、簡単な構成で大きさの異なる液滴を吐出することができる。

【0084】

次に、記録ヘッドの構造的な振動の周波数特性について図１０を参照して説明する。本図における縦軸は、正弦波入力による１つの圧力室の駆動時におけるヘッド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、縦軸の数値はヘッドの変形量に対応しており、この数値が大きいほどヘッドの変形量が大きいということになる。

【0085】

図１０から明らかなように、この記録ヘッドの場合、３９５ｋＨｚに大きな共振が確認できる。他にも共振は見られるが、３９５ｋＨｚほどのピークを有していないので、ここでは、３９５ｋＨｚを代表として考えてよい。この、共振スペクトルの周波数のピーク値（共振周波数）または共振周波数の約数がインクジェットヘッドの駆動周波数（駆動周期の逆数）と一致あるいは近接していると、記録ヘッドの構造的共振を励起し、吐出安定性に悪影響を及ぼす。つまり、インクの吐出異常が起きる。その結果、インクの吐出精度が悪化する。

【0086】

そこで、実施形態では、駆動周期演算部４００は、駆動周期を、共振周波数または共振周波数の約数の周波数を含む範囲と異なる範囲から選択された値に調整する。これによって、インクの吐出精度の悪化を抑制する。

【0087】

以下に、駆動周期演算部４００による駆動周期の演算方法について説明する。前述したように、駆動周期演算部４００は、キャリッジ位置検出回路３０５によるエンコーダシートのスリットの読み取り時間間隔、つまり用紙の相対移動量、に基づいて駆動周期を演算する。そして、駆動周期演算部４００は、演算された駆動周期に合わせて、データ転送部４０２にヘッド駆動回路３１０へのラッチ信号の出力などを実行させる。

【0088】

このとき、エンコーダシートのスリットの読み取り時間間隔が駆動周期として使用されてもよいし、エンコーダシートのスリットの読み取り時間間隔を用いた演算によって算出された値が駆動周期として使用されてもよい。例えば、読み取り時間間隔が１５０[dpi]のピッチであり、液滴の吐出間隔を３００［dpi］としたい場合は、駆動周期演算部４００は、読み取り時間間隔に対して１／２を乗じた周期を駆動周期とすることができる。また、駆動周期のノイズを除去するために、駆動周期演算部４００は、連続する複数回分の駆動周期に対して移動平均を取ったりすることができる。ここまでの処理によって演算された駆動周期を、調整前駆動周期と表記する。なお、調整前駆動周期は、第１の駆動周期に相当する。

【0089】

続いて、駆動周期演算部４００は、調整前駆動周期を、共振によって吐出異常をもたらす周期範囲とは異なる他の周期範囲の内の値に調整する。吐出異常をもたらす周期範囲は、共振周波数または共振周波数の約数の周波数を含む周期範囲であり、第１の周期範囲に相当する。吐出異常をもたらす周期範囲と異なる他の周期範囲は、第２の周期範囲に相当する。調整後の駆動周期（以降、調整後駆動周期と表記する）は、第２の駆動周期に相当する。

【0090】

駆動周期の調整に起因してインクの着弾位置が目標位置から大きくずれることを防止するために、駆動周期演算部４００は、連続する所定回の調整後駆動周期の累積値が、当該連続する所定回の調整後駆動周期に対応した所定回の調整前駆動周期の累積値と略等しくなるように、第２の周期範囲の内から調整後駆動周期の値を決定する。具体的には、駆動周期演算部４００は、連続する所定回の調整後駆動周期の累積値と、当該連続する所定回の調整後駆動周期と対応した連続する所定回の調整前駆動周期の累積値と、の差分が許容値を超えないように、第２の周期範囲の内から調整後駆動周期の値を決定する。

【0091】

より詳しくは、駆動周期演算部４００は、下記の条件（１）および条件（２）を満たすように、新しい調整後駆動周期Tafter_curを演算する。
(Tafter_cur > Amax) or (Amin > Tafter_cur) ・・・（１）
|SUM(Tafter) - SUM(Tbefore)| < Z ・・・（２）

【0092】

ただし、Amaxは、吐出異常をもたらす周期範囲の上限値である。Aminは、吐出異常をもたらす周期範囲の下限値である。SUM(Tbefore)は、新しい調整後駆動周期Tafter_curの元となる調整前駆動周期Tbefore_curを含む連続する最新のn回の調整前駆動周期Tbeforeの累積値である。SUMは、累積を意味する演算子である。SUM(Tafter)は、新しい調整後駆動周期Tafter_curを含む連続する最新のn回の調整後駆動周期Tafterの累積値である。n回は、所定回の一例であり、２以上の自然数である。Zは、許容値の一例であり、任意の正の実数である。

【0093】

なお、条件（１）および条件（２）に含まれる不等号の一部または全部は、等号付き不等号とされてもよい。

【0094】

駆動周期演算部４００は、調整前駆動周期Tbeforeを得るための調整の処理を、調整前駆動周期Tbeforeが１回以上経過する毎に実行する。なお、以降では、駆動周期演算部４００は、調整前駆動周期Tbeforeが１回経過する毎に調整前駆動周期Tbeforeを得るための調整の処理を実行することとして説明する。

【0095】

図１１は、実施形態にかかる駆動周期演算部４００によって演算された駆動周期の推移の一例を示すグラフである。

【0096】

この例では、395kHzの周辺がヘッドの持つ共振周波数とされている。そのような場合、ヘッドの構造の共振を回避するためには、2.53μsの周期の倍数の駆動周期を回避することが望まれる。よって、駆動周期演算部４００は、2.53μsを含む所定幅の周期範囲５０１が、共振によって吐出異常をもたらす第１の周期範囲とされる。

【0097】

また、駆動周期としては、吐出異常を考慮しなければ、周期範囲５０２の内から設定することが可能とされている。よって、周期範囲５０２のうちの周期範囲５０１を除いた周期範囲５０３が第２の周期範囲とされる。第２の周期範囲は、共振に起因した吐出異常をもたらさないとされる周期範囲である。

【0098】

なお、周期範囲５０２は、周期範囲５０１を含んでいる。よって、周期範囲５０３は、周期範囲５０１の上限値に接する周期範囲５０４と、周期範囲５０１の下限値に接する周期範囲５０５と、に分割されている。周期範囲５０４は、第３の周期範囲に相当する。また、周期範囲５０５は、第４の周期範囲に相当する。

【0099】

三角形のドットは、調整前駆動周期の推移を表している。円形のドットは、調整後駆動周期の推移を表している。調整前駆動周期は、吐出異常をもたらす周期範囲５０１に時折含まれているが、調整後駆動周期は、周期範囲５０１を避けて設定されていることが読み取れる。つまり、調整後駆動周期を使用することで、記録ヘッドの構造的共振を抑制でき、これによってインクの吐出精度の悪化を抑制することができる。

【0100】

また、四角形のドットは、調整後駆動周期の５点移動平均を表している。本図からは、調整後駆動周期の５点移動平均が、調整前駆動周期の推移と略一致していることが読み取れる。これは、条件（２）で使用されるパラメータZとして十分に小さい値が設定されることによる。

【0101】

調整後駆動周期は、用紙の相対移動量と対応するように演算された調整前駆動周期の値を調整することで演算される。よって、調整前駆動周期から乖離した値が調整後駆動周期として使用されると、局所的にインクの吐出位置が目標位置からずれる。そして、駆動周期が経過する毎に駆動周期毎のずれ量が累積する。しかしながら、調整後駆動周期の移動平均が調整前駆動周期の推移と略一致するように調整後駆動周期が設定されることで、インクの吐出位置の目標位置からのずれ量が累積によって拡大することを防止できる。

【0102】

なお、パラメータZとしては、任意の実数が設定され得る。例えば、目標解像度に応じて決められた距離を用紙のキャリッジに対する相対速度で除算して得られる値を、パラメータZとして設定することができる。目標解像度を考慮してパラメータZが設定されることで、インクの吐出位置の目標位置からのずれが画質に与える影響を抑制することが可能である。

【0103】

なお、前述された目標解像度に応じて決められた距離は、一例では、目標解像度に対応した吐出位置間隔の半分の距離とすることができる。これによって、インクの吐出位置の目標位置からのずれが画質に与える影響を、視認で確認することが困難なレベルまで抑制することができる。なお、目標解像度に応じて決められた距離は、これに限定されない。

【0104】

また、図１１に示された例では、調整後駆動周期の値は、１回毎に周期範囲５０４および周期範囲５０５から交互に選択されている。つまり、周期範囲５０４および周期範囲５０５のうちの一方から調整後駆動周期の値が選択されると、次は周期範囲５０４および周期範囲５０５のうちの他方から調整後駆動周期の値が選択されている。周期範囲５０４および周期範囲５０５のうちの一方から２回以上連続して調整後駆動周期の値が選択されていない。このように調整後駆動周期の値が選択されることによって、調整後駆動周期の値を２以上の選択する毎に調整後駆動周期の値の選択元を周期範囲５０４と周期範囲５０５との間で切り替える場合に比べて、インクの吐出位置の目標位置からのずれ量を小さく抑制することができる。

【0105】

なお、調整後駆動周期の値を２以上の選択する毎に調整後駆動周期の値の選択元を周期範囲５０４と周期範囲５０５との間で切り替えてもよい。

【0106】

また、nは、２以上の自然数から任意に設定され得る。しかしながら、nが小さいほど、インクの着弾位置の目標位置からのずれの累積量を小さくすることができるため、画質に与える影響を小さくすることができる。

【0107】

図１２は、実施形態にかかる画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【0108】

まず、印刷制御部３０２がキャリッジ位置検出回路３０５からエンコーダシートの読み取り時間間隔を取得すると（Ｓ１０１）、駆動周期演算部４００は、取得された読み取り時間間隔に基づいて調整前駆動周期Tbeforeの新しい値Tbefore_curを演算する（Ｓ１０２）。

【0109】

前述されたように、駆動周期演算部４００は、エンコーダシートの読み取り時間間隔をTbefore_curとしてもよい。または、駆動周期演算部４００は、エンコーダシートの読み取り時間間隔に対して所定の処理（例えば除算、乗算、または移動平均化など）を施して、当該処理によって得られた値をTbefore_curとしてもよい。

【0110】

続いて、駆動周期演算部４００は、前述された条件（１）および条件（２）を満たすように、調整後駆動周期Tafterの新しい値Tafter_curを演算する（Ｓ１０３）。

【0111】

そして、印刷制御部３０２は、前回に圧電素子１２１を駆動してから調整後駆動周期Tafter_curに対応した時間が経過したタイミングで圧電素子１２１を駆動するよう、ヘッド駆動回路３１０を制御する（Ｓ１０４）。

【0112】

そして、制御がＳ１０１に移行する。なお、Ｓ１０４の後の制御の移行先はＳ１０１に限定されない。Ｓ１０４の後、制御がＳ１０２またはＳ１０３に移行するケースがあってもよい。例えば、読み取り時間間隔が１５０[dpi]のピッチであり、液滴の吐出間隔を３００［dpi］としたい場合、Ｓ１０３およびＳ１０４の対が２回繰り返された後に、制御がＳ１０１に移行してもよい。

【0113】

また、図１２に示された例によれば、調整後駆動周期の値が１回使用される毎に調整後駆動周期の演算が実行された。調整後駆動周期の値が２回以上使用される毎に調整後駆動周期の演算が実行されてもよい。つまり、調整後駆動周期が１回以上経過する毎に調整後駆動周期の演算が実行されてもよい。

【0114】

以上述べたように、実施形態によれば、液体吐出装置としての画像形成装置は、ヘッド駆動回路３１０と、吐出制御部としての印刷制御部３０２と、を備える。ヘッド駆動回路３１０は、相対的に移動する搬送物（例えば用紙）にヘッドから液滴（例えばインクの液滴）を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子（例えば圧電素子１２１）を駆動する。印刷制御部３０２は、搬送物の相対移動量に応じた第１の駆動周期（例えば調整前駆動周期）を演算する。そして印刷制御部３０２は、第１の駆動周期を、インクの吐出異常をもたらす第１の周期範囲（例えば周期範囲５０１）と異なる第２の周期範囲（例えば周期範囲５０３）の内の値に調整することで、第２の駆動周期（例えば調整後駆動周期）を得る。そして、印刷制御部３０２は、第２の駆動周期でヘッド駆動回路にアクチュエータ素子を駆動させる。印刷制御部３０２は、第２の駆動周期が１回以上経過する毎に第２の駆動周期を得る処理を実行する。さらに、印刷制御部３０２は、連続する所定回数（例えばn回）の第１の駆動周期の累積値と、連続する所定回数（例えばn回）の第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値（例えばZ）を超えないように、第１の駆動周期を調整する。

【0115】

よって、共振に起因する液滴の吐出精度の悪化を抑制することが可能となる。

【0116】

より具体的には、印刷制御部３０２は、前述した条件（１）および条件（２）を満たすように、第１の駆動周期を調整する。

【0117】

よって、インクの着弾位置が目標位置から大きくずれることを防止することが可能となる。

【0118】

また、実施形態によれば、目標解像度に応じて決められた距離を搬送物の搬送速度で除算して得られる値を許容値とすることができる。

【0119】

よって、インクの吐出位置の目標位置からのずれが画質に与える影響を抑制することが可能となる。

【0120】

また、実施形態によれば、目標解像度に対応した吐出位置間隔の半分の値を搬送物の搬送速度で除算して得られる値を許容値とすることができる。

【0121】

よって、インクの吐出位置の目標位置からのずれが画質に与える影響を、視認で確認することが困難なレベルまで抑制することが可能となる。

【0122】

また、実施形態によれば、所定回は、目標解像度に応じて決定されている。

【0123】

よって、インクの吐出位置の目標位置からのずれが画質に与える影響を抑制することが可能となる。

【0124】

また、実施形態によれば、目標解像度がａ[dpi]である場合に、４＊ａ／２５．４の演算によって得られた値よりも大きい値が所定回（例えばn）として設定され得る。

【0125】

また、実施形態によれば、第２の周期範囲は、第１の周期範囲の上限値に接する第３の周期範囲（例えば周期範囲５０４）と、第１の周期範囲の下限値に接する第４の周期範囲（例えば周期範囲５０５）と、を含む。

【0126】

そして、実施形態によれば、印刷制御部３０２は、調整後駆動周期が経過する毎に、第１の駆動周期を、第３の周期範囲の内の値と、第４の周期範囲の内の値と、に交互に調整する。

【0127】

よって、２以上の回数の調整後駆動周期が経過する毎に第１の駆動周期が第３の周期範囲の内の値と、第４の周期範囲の内の値と、に交互に調整された場合に比べて、インクの吐出位置の目標位置からのずれ量を小さくすることが可能である。

【0128】

また、実施形態によれば、液体吐出方法は、ヘッドに対して相対的に移動する搬送物（例えば用紙）の相対移動量に応じた第１の駆動周期を演算する第１ステップ（例えば図１２のＳ１０１，Ｓ１０２）と、第１の駆動周期を、ヘッドから吐出される液滴の吐出異常をもたらす第１の周期範囲と異なる第２の周期範囲の内の値に調整して、調整後の第１の駆動周期である第２の駆動周期を得ること（例えば図１２のＳ１０３）を、第２の駆動周期が１回以上経過する毎に実行する第２ステップ（例えば図１２のＳ１０３の繰り返し）と、搬送物にヘッドから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子を第２の駆動周期で駆動する第３ステップ（例えば図１２のＳ１０４）と、を備える。

【0129】

よって、共振に起因する液滴の吐出精度の悪化を抑制することが可能となる。

【0130】

また、実施形態によれば、第２ステップは、連続する所定回数（例えばn回）の第１の駆動周期の累積値と、連続する所定回数（例えばn回）の第２の駆動周期の累積値と、の差分が許容値Zを超えないように、第１の駆動周期を調整するステップである。

【0131】

よって、インクの吐出位置の目標位置からのずれ量が累積によって拡大することを防止することが可能となる。

【0132】

なお、以上では、実施形態にかかる液体吐出装置が、用紙の搬送方向と直行する向きに記録ヘッドが設けられたキャリッジ２３が移動するシリアル方式の画像形成装置に適用された例について説明された。実施形態にかかる液体吐出装置を適用できる画像形成装置は、これに限定されない。

【0133】

例えば、実施形態にかかる液体吐出装置は、用紙の搬送方向と同じ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画像形成装置に対しても適用することができる。そのような場合には、用紙の搬送速度の検知のために具備されたエンコーダがフォトセンサによって読み出され、当該フォトセンサによる読み出し時間間隔に基づいて第１の駆動周期が演算され、その後、上記された手順と同様の手順で、第２の駆動周期が演算される。

【0134】

また、シリアル方式の画像形成装置およびライン方式の画像形成装置のいずれに実施形態にかかる液体吐出装置が適用される場合においても、搬送物の相対移動量の検出方法は、エンコーダをフォトセンサによって読む方法に限定されない。実施形態にかかる液体吐出装置は、任意の方法で搬送物の相対移動量を取得することができる。

【0135】

また、実施形態にかかる液体吐出装置は、相対的に移動する搬送物に液体の滴をノズルから吐出する任意の装置に適用することができる。

【0136】

また、実施形態にかかる液体吐出装置および液体吐出方法は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上述された実施形態にかかる液体吐出方法の各処理を、ハードウェア、又は、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

【0137】

なお、実施形態にかかる液体吐出方法の各処理をソフトウェアを用いて実行する場合には、実施形態にかかる液体吐出方法の各処理の処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

【0138】

実施形態にかかる液体吐出方法の各処理の処理シーケンスを記録したプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

【0139】

さらに、実施形態にかかる液体吐出方法の各処理の処理シーケンスを記録したプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施形態にかかる液体吐出方法の各処理の処理シーケンスを記録したプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

【符号の説明】

【0140】

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装填部
５ 操作／表示部
６ カートリッジカバー
１０，１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ インクカートリッジ
１１ｋ，１１ｃ，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
３１，３１ｋ，３１ｃ，３１ｍ，３１ｙ 記録ヘッド
３１ａ ノズル面
３２ ヘッドタンク
３５ 記録ヘッド
３７ 搬送ガイド
４１ 用紙積載部
４２ 用紙
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
８２，８２ａ～８２ｄ キャップ
８３ ワイパーブレード
１０１ 流路板
１０２ 振動板
１０３ ノズル板
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 積層型圧電素子（圧電素子）
１２２ ベース基板
１２３ 支柱部
１２６ ケーブル
１３０ フレーム部材
１３１ 貫通部
１３２ インク供給穴
１５１ 圧電材料
１５２ 内部電極
１５３ 個別電極
１５４ 共通電極
２２１ モータ
３００ 通信回路
３０１ 主制御部
３０２ 印刷制御部
３０３ 主走査モータ駆動回路
３０４ 副走査モータ駆動回路
３０５ キャリッジ位置検出回路
３０６ 搬送量検出回路
３０７ 給紙コロ駆動回路
３０８ 維持回復機構駆動用モータ駆動回路
３１０ ヘッド駆動回路
３１１ インク供給モータ駆動回路
３１２ ヘッドタンク満タンセンサ
３１３ 環境センサ
３１４ カートリッジ通信回路
４００ 駆動周期演算部
４０１ 駆動波形生成部
４０２ 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
５０１～５０５ 周期範囲

【先行技術文献】

【特許文献】

【0141】

【文献】特開２０１５－２３１７００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】