(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の第１パルスと、前記液滴を吐出させないで前記液室内の液体を流動させる第２パルスとを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記記録ヘッドから液滴を吐出させるときには、前記第１パルス及び前記第２パルスを含む第１滴吐出パルス、又は、前記第１パルスを含み、前記第２パルスを含まない第２滴吐出パルスを選択するデータを生成する手段と、を備え、
前記データを生成する手段は、
入力された画像データから算出される、全駆動回に対する前記第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する前記第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、
前記第２パルスを、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、前記所定の割合に達するように前記データを生成する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加される直前の駆動回に前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスのいずれも印加されないとき、前記直前の駆動回に前記第２パルスを印加し、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルス並びに前記第２パルスの印加されていない駆動回に対し、前記第２パルスをランダムに印加し前記所定の割合に達するように前記データを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の第１パルスと、前記液滴を吐出させないで前記液室内の液体を流動させる第２パルスとを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記記録ヘッドから液滴を吐出させるときには、前記第１パルス及び前記第２パルスを含む第１滴吐出パルス、又は、前記第１パルスを含み、前記第２パルスを含まない第２滴吐出パルスを選択するデータを生成する手段と、を備え、
前記データを生成する手段は、
入力された画像データから算出される、各々のノズル毎の全駆動回に対する前記第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、各々のノズル毎の全駆動回に対する前記第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、
前記第２パルスを、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、前記所定の割合に達するように前記データを生成する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
装置の周辺温度及び周辺湿度の少なくともいずれかを検出する手段を有し、
前記手段の検出結果に応じて前記所定の割合を変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の第１パルスと、前記液滴を吐出させないで前記液室内の液体を流動させる第２パルスとを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記記録ヘッドから液滴を吐出させるときには、前記第１パルス及び前記第２パルスを含む第１滴吐出パルス、又は、前記第１パルスを含み、前記第２パルスを含まない第２滴吐出パルスを選択する手段と、を備える画像形成装置で出力する画像データを生成する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
入力された画像データから算出される、全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する前記第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、
前記第２パルスを、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、前記所定の割合に達するように前記データを生成する処理をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項６】
液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドの１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の第１パルスと、前記液滴を吐出させないで前記液室内の液体を流動させる第２パルスとを含む駆動波形を生成出力し、
前記液体吐出ヘッドから液滴を吐出させるときには、前記第１パルス及び前記第２パルスを含む第１滴吐出パルス、又は、前記第１パルスを含み、前記第２パルスを含まない第２滴吐出パルスを選択するデータを生成し、
前記データを生成するとき、
入力された画像データから算出される、全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する前記第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、
前記第２パルスを、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、前記所定の割合に達するように前記データを生成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置、プログラム及び液体吐出ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このような画像形成装置において、例えば１駆動周期内でそれぞれ液滴を吐出させる複数の駆動パルス（吐出パルス）を時系列的に生成して共通駆動波形として出力し、例えば相対的に大きなドットを形成するときには２以上の駆動パルスを選択して複数の液滴を吐出させることで、複数の液滴を飛翔中に合体させて着弾させることによって、複数のサイズのドットを形成し、また、共通駆動波形中に滴吐出を伴わないでヘッドを駆動する非吐出パルスを含ませ、同様に非吐出パルスを選択することで微駆動を行なうことで安定した滴吐出を行なうようにことが知られている。
【０００４】
非吐出パルスの印加制御に関しては、各駆動周期で、滴吐出を行わない全てのノズルに印加するものもあるが、消費電力が多くなることから、非吐出時間が所定時間継続したノズルや非吐出の状態が所定回数続いたノズルに対して印加することが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１５３３２号公報
【特許文献２】特開平１１−３１４３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非吐出パルスを与えるノズルを制限するようにしても、消費電力の低減を図るには未だ不十分である。例えば、一般的なテキスト（文字）文書は、用紙全体の面積の５％から１０％程度が印字領域であり、その他は空白であることが多い。このような画像を印字するとき、あるノズルに着目すると、まったく液滴を吐出しないものが存在することになる。
【０００７】
そのため、例えば特許文献１のように今回の周期（基準信号）より前のノズルの吐出状態のみに依存して、つまり、滴吐出が所定時間或いは所定駆動周期行われてないことを条件として微駆動パルスを印加する構成にあっては、上述したような場合には例えその回数が減ったとしても微駆動パルスが印加され、無駄に電力を消費することになる。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出安定性を維持しつつ、消費電力の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の第１パルスと、前記液滴を吐出させないで前記液室内の液体を流動させる第２パルスとを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記記録ヘッドから液滴を吐出させるときには、前記第１パルス及び前記第２パルスを含む第１滴吐出パルス、又は、前記第１パルスを含み、前記第２パルスを含まない第２滴吐出パルスを選択するデータを生成する手段と、を備え、
前記データを生成する手段は、
入力された画像データから算出される、全駆動回に対する前記第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する前記第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、
前記第２パルスを、前記第１滴吐出パルス及び前記第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、前記所定の割合に達するように前記データを生成する
構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吐出安定性を維持しつつ、更なる低消費電力化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】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。
【図４】同液体吐出ヘッドの液室短手方向の断面説明図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】駆動波形と各滴サイズのパルスの説明に供する説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態における非吐出パルスの印加パターンの説明に供する説明図である。
【図９】同じく吐出パルスの印加例の説明に供する説明図である。
【図１０】同じく図９の印加例に対して図８の印加パターンに従って非吐出パルスを印加したときの説明に供する説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における吐出パルス及び非吐出パルスの印加例の説明に供する説明図である。
【図１２】同じく図１１の印加例に対して図８の印加パターンに従って非吐出パルスを印加したときの説明に供する説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における吐出パルスの印加例に非吐出パルスを割り振った例の説明に供する説明図である。
【図１４】同じく図１３の吐出パルスの印加例と非吐出パルスの割振りに対して更に図８の印加パターンに従って非吐出パルスを印加したときの説明に供する説明図である。
【図１５】本発明の第４実施形態における吐出パルスの印加例に非吐出パルスを割り振った例の説明に供する説明図である。
【図１６】同じく図１５の吐出パルスの印加例と非吐出パルスの割振りに対して更に図８の印加パターンに従って非吐出パルスを印加したときの説明に供する説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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全体構成を説明する側面説明図、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り、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、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。
【００１３】
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ための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。）を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。
【００１４】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、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、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。
【００１５】
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サブタンクであるサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋ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、各色の記録液が補充供給される。
【００１６】
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に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００１７】
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とを備えるとともに、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。）と、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と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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、更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。
【００２４】
このとき、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電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電され、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。
【００２５】
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。
【００２６】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２７】
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は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図４は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。
【００２８】
この液体吐出ヘッドは、流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）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及び圧力発生室である加圧液室１０６、液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７を通じて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。
【００２９】
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（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２個（図３では１列のみ図示）の積層型圧電部材１２１と、この圧電部材１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。この圧電部材１２１には、分割しないスリット加工で溝を形成することで複数の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを形成している。この例では、圧電柱１２１Ａは駆動波形を印加する駆動圧電柱とし、圧電柱１２１Ｂは駆動波形を印加しない非駆動圧電柱としている。また、圧電部材１２１の駆動圧電柱１２１Ａには図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。
【００３０】
そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電部材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貫通部１３１及び共通液室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ための液体供給口であるインク供給穴１３２を形成している。
【００３１】
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とで、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が、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００３２】
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。この振動板１０２に圧電部材１２１の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。
【００３３】
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。このノズル板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。
【００３４】
圧電部材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（ここではＰＺＴ）である。この圧電部材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。なお、この実施形態では、圧電部材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、圧電部材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。
【００３５】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動圧電柱１２１Ａに印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって駆動圧電柱１２１Ａが収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の体積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後駆動圧電柱１２１Ａに印加する電圧を上げて駆動圧電柱１２１Ａ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の体積を収縮させることにより、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインク滴が吐出（噴射）される。
【００３６】
そして、駆動圧電柱１２１Ａ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ので、このとき、共通液室１０８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。
【００３７】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）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。
【００３８】
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、同図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ＣＰＵ５１１と、ＣＰＵ５１１が実行する本発明に係るデータ生成に関わるプログラム、その他の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、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。
【００３９】
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、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と、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などを備えている。
【００４０】
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。
【００４１】
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、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの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。
【００４２】
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（本発明に係るデータ又は画像データの生成）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。
【００４３】
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に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルス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み、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信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。
【００４４】
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パルスを選択して吐出パルスを生成し、記録ヘッド３４の液滴を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段としての圧電素子に対して印加することで記録ヘッド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。
【００４５】
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り、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。
【００４６】
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を参照して説明する。
印刷制御部５０８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駆動波形生成部７０１と、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を出力するデータ転送部７０２を備えている。
【００４７】
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０９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ビットの信号であり、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。
【００４８】
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、階調データと制御信号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、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７１６とを備えている。
【００４９】
このアナログスイッチ７１６は、各駆動圧電柱１２１Ａの選択電極（個別電極）１５４に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３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がオンにすることにより、共通駆動波形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）駆動圧電柱１２１Ａに印加される。
【００５０】
次に、駆動波形について図７を参照して説明する。なお、駆動パルスとは駆動波形を構成する要素としてのパルスを示す用語として、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パルスを示す用語とし、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）パルスを示す用語として用いる。
【００５１】
この実施形態では、３種類のサイズの液滴（大滴、中滴、小滴）を吐出させる吐出パルスと、微駆動を行なう非吐出パルスを含む駆動波形の例である。駆動波形生成部７０１からは図７（ａ）に示すような駆動波形（共通駆動波形）Ｐｖが出力される。この駆動波形Ｐｖは、１印刷周期（１駆動周期）内で、基準信号に同期して、駆動パルスＰ１〜Ｐ４を時系列で生成した波形である。なお、基準信号は、形成する画像の密度に応じてキャリッジ３３の主走査方向位置に対応して出力される信号である。また、駆動パルスＰ１は非吐出パルス（第２パルス）であり、駆動パルスＰ２ないしＰ４は吐出パルス（第１パルス）である。
【００５２】
そして、データ転送部７０２からは図７（ｂ）に示す滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３が出力される。滴制御信号Ｍ０は、駆動波形の駆動パルスＰ１〜Ｐ４を選択して同図（ｃ）に示す大滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ１は、駆動波形の駆動パルスＰ２、Ｐ４を選択して同図（ｄ）に示す中滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ２は、駆動波形の駆動パルスＰ３を選択して同図（ｅ）に示す小滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ３は、駆動波形の駆動パルスＰ１を選択して同図（ｆ）に示す微駆動用の非吐出パルスを生成させる。
【００５３】
つまり、この例では、大滴用吐出パルスは、第１パルスである駆動パルスＰ２ないしＰ４と第２パルスである非吐出パルスＰ１を含む第１滴吐出パルスであり、中適用吐出パルス及び小滴用吐出パルスは、第１パルスである駆動パルスＰ２及びＰ４又はＰ３を含み、第２パルスである非吐出パルスＰ１を含まない第２滴吐出パルスである。なお、上述した駆動パルスＰ１と駆動パルスＰ２とのパルスの間隔は、圧力室、ノズル及び吐出されるインクで決まる固有周期と略同じか、固有周期の整数倍と略同じとすることで、より効率的に大滴の滴量を大きくすることが可能となる。
【００５４】
したがって、制御部５００によって吐出パルスとともに非吐出パルスを選択するデータを生成してデータ転送部７０２に与えて、滴制御信号によって各駆動回で所要のパルスを選択することで、所要のノズルに非吐出パルスを印加することができる。
【００５５】
次に、本発明の第１実施形態について図８ないし図１０を参照して説明する。なお、図８ないし図１０は同実施形態における波形の印加状況を模式的に示した説明図である。
【００５６】
ここでは、各図に示すように、１０ノズル（ノズルＮｏ．１〜１０）×１０駆動回（駆動回１〜１０）で１００画素のパターンを描く例で説明する。各図で、縦方向はノズル番号（ノズルＮｏ．）を、横方向は駆動回数を示している。
【００５７】
まず、図８に示すように、乱数表に基づいて、非吐出パルスを印加する（「１」）ノズル及び駆動回と、非吐出パルスを印加しない（「０」）ノズル及び駆動回を、ランダムに決定する（これを「非吐出パルス印加パターン」という。）。なお、この例では、「１」と「０」との割合は同じになっているので、仮に、全てのノズルについて全ての駆動回で吐出パルスが印加されないとしても、非吐出パルスは５０％の割合で印加されることになる。つまり、この例では、所定の割合を５０％としている。
【００５８】
この図８の領域に対して、入力された画像データに基づいて、基準パルスに同期して、各ノズルに大滴、中滴、小滴を選択的に印加するように生成した場合の一例を図９に示している。この例は、１００画素に対し、２０画素に駆動波形（吐出パルス）が印加されるような画像データが入力されたものである。
【００５９】
つまり、この例では、全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と全駆動回に対する第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和は、２０％となっている。
【００６０】
具体的には、駆動回１ではノズルＮｏ．９のノズルに対応するアクチュエータ（以下、「ノズル９」というようにいう。）に中滴用吐出パルス、駆動回２ではノズル２、３、５、７に大滴用吐出パルス、駆動回３ではノズル２、７に小滴用吐出パルス、ノズル３に中滴用吐出パルス、駆動回４ではノズル２、３、５、７に大滴用吐出パルス、駆動回６ではノズル３、５、７、１０に大滴用吐出パルス、駆動回７ではノズル５、７に小滴用吐出パルス、駆動回９ではノズル２、３に大滴用吐出パルスをそれぞれ印加する画像データである。なお、駆動回５、８、１０ではいずれのノズルにも吐出パルスを印加しない。
【００６１】
そこで、図１０に示すように、図８で「１」（非吐出パルス印加）とされ、かつ、吐出波形（いずれかの吐出パルス）が印加されていない画素に対し、非吐出パルス（微駆動波形）を印加するデータを生成する。
【００６２】
これによって、１００画素に対して、必ず予め定めた所定の割合である５０％に相当すする５０画素以上の画素には、液滴を吐出するための吐出パルス及び微駆動波形（非吐出パルス）のいずれかが、ランダムに印加されることになる。
【００６３】
このような構成とすることで、想定されている画素に対し、万遍なく吐出波形、もしくは微駆動波形が印加されることになる。
【００６４】
本実施形態では、液体吐出ヘッド及び使用するインクから、５０％以上のデューティで印字もしくは微駆動が印加されれば、ノズル近傍でのインクの乾燥による不具合が発生しないことを前提としている。
【００６５】
このデューティは、使用されるシステム（ヘッド構成やインク種類）に応じて変化させればよい。たとえば乾燥しやすいインクを使用するシステムであれば、デューティを上げる必要があり、反対に乾燥しにくいインクの場合は、デューティを下げればよい。
【００６６】
また、画像形成装置が使用される環境に応じて、このデューティを変化させることができる。すなわち、温度が高く、湿度が低い環境においては、インクの乾燥が促進されるために、デューティを高く設定されることが求められる。反対に、温度が低く、湿度が高い環境においては、デューティを低く設定しても、安定吐出を確保できる。
【００６７】
このように、本実施形態では、入力された画像データから算出される、全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下のとき、第２パルスをランダムに印加し、所定の割合に達するようにデータを生成している。
【００６８】
このようにして、安定的な吐出に必要な微駆動波形を、できるだけ少なく印加することができ、もって消費電力の低減と、安定吐出の両立を図ることが可能となる。
【００６９】
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１及び図１２は液体吐出ヘッドに印加される駆動波形の一例とその印加ダイアグラムを示している。
【００７０】
まず、図１１は、図９に示す吐出波形が印加される画像データが入力された例で、吐出波形の直前の駆動回で、いかなる波形も印加されてない画素に対し、微駆動波形（非吐出パルス）を印加する例である。この場合の非吐出パルスは、前記図８の「１」、「０」の非吐出パルス印加パターンとは関係なく配置（印加）される。
【００７１】
図１２は、この図１１の波形の印加パターに対し、前述した図８の非吐出印加パターンを使用して、なんらの波形も印加されていない画素で、かつ「１」となっている画素に微駆動波形（非吐出パルス）を印加したものである。
【００７２】
このように、吐出波形を印加する駆動回の直前において微駆動波形を印加する、つまり、第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルスの印加される直前の駆動回に第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルスのいずれも印加されないとき、直前の駆動回に第２パルスを印加することで、吐出安定性をより高めることができる。
【００７３】
次に、本発明の第３実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３及び図１４は同実施形態の説明に供する説明図である。
【００７４】
本実施形態では、図１３に示すように、吐出波形が印加されている画素を予め除外した画素に対し、ランダムに「１」、「０」を振り分けている。ここで、「１」は微駆動を印加する画素であり、「１」が入っている画素数と駆動波形が印加される画素数の総和は、全画素１００に対して、５０としている。
【００７５】
そして、図１４に示すように、非吐出パルス印加パターンが「１」の画素に対して微駆動波形を印加している。吐出波形、微駆動波形ともに印加されない画素は、中間電位で保持されている。
【００７６】
本実施形態では、液体吐出ヘッド及び使用するインクから、５０％以上のデューティで印字もしくは微駆動が印加されれば、ノズル近傍でのインクの乾燥による不具合が発生しないことを前提としている。
【００７７】
このような構成とする、つまり、第２パルスを、第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルスの印加されていない駆動回に対して、ランダムに印加し、所定の割合に達するようにデータを生成することことで、吐出波形が印加される画素と、微駆動波形が印加される画素との総和を、安定吐出に必要最低減のデューティと等しくすることができ、前記実施形態に比べて、より消費電力の低減を図ることができる。
【００７８】
なお、この例においても、安定吐出に必要とするデューティは、使用されるシステムに応じて変化させればよい。また使用環境に応じて変化させることもできる。
【００７９】
次に、本発明の第４実施形態について図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５及び図１６は同実施形態の説明に供する説明図である。
【００８０】
本実施形態は、図１５に示すように、吐出波形が印加される直前の駆動回で、いかなる波形も印加されてない画素に、微駆動波形を印加する「１」を割り振ったものである。これは、図８のパターンにおける「１」、「０」の非吐出パルス印加パターンに関係なく配置される。
【００８１】
そして、図１６に示すように、なんらの波形も印加されていない画素で、かつ非吐出パルス印加パターンが「１」となっている画素に微駆動波形を印加している。
【００８２】
このように、吐出波形の直前において微駆動を印加する、つまり、第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルスの印加される直前の駆動回に第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルスのいずれも印加されないとき、直前の駆動回に第２パルスを印加し、第１滴吐出パルス及び第２滴吐出パルス並びに第２パルスの印加されていない駆動回に対し、第２パルスをランダムに印加し所定の割合に達するようにデータを生成することで、吐出安定性をより高めることができる。
【００８３】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。前記第１実施形態では、すべてのノズルを対象として、全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、全駆動回に対する第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下の場合，第２パルスをランダムに印加し、所定の割合に達するようにデータを生成するが、これを各々のノズル毎に設定することもできる。
【００８４】
つまり、入力された画像データから算出される，各々のノズル毎の全駆動回に対する第１滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合と、各々のノズル毎の第２滴吐出パルスの単位時間当たりの印加割合の和が、予め定められた所定の割合以下の場合に、第２パルスをランダムに印加し、所定の割合に達するようにデータを生成することもできる。
【００８５】
このようにすれば、例えば特定のノズルから、一度も吐出がなされないような画像データが連続した場合でも、当該ノズル付近のインク増粘を防止することができ、次回の吐出に備えることが可能となって、画質の向上を図ることができる。
【００８６】
上記実施形態における非吐出パルスを入れるためのデータの生成は、ＲＯＭなどに格納されたプログラムによってコンピュータに行なわせることができ、このプログラムは、記憶媒体に記憶して提供することができ、或はインターネットネットなどのネットワークを通じてダウンロードすることで提供できる。また、ホスト（情報処理装置）のプリンタドライバ（プログラム）で画像形成装置側に転送する画像データを生成するときに、非吐出パルスを入れ込むデータを付加して、画像形成装置側に転送することもできる。
【００８７】
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り、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。
【００８８】
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し、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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
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
【図１】
0005838663.tif 000002
【図２】
0005838663.tif 000003
【図３】
0005838663.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005838663.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005838663.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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