(57)【要約】記録素子の動作開始に伴う負荷の変化に対して簡便な構成でより安定に駆動電圧を出力することが出来る画像形成装置を提供する。複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、形成画像データに基づいて記録素子の負荷要素に駆動電圧を供給し、負荷要素をそれぞれ動作させる駆動部と、駆動部に供給する駆動電圧の変動を抑えるように制御を行う電圧制御部と、電圧制御部に接続され、記録素子の負荷要素に対応して設けられた抵抗素子と、抵抗素子に駆動電圧を供給するか否かの切り替えを行うスイッチング素子と、記録素子の負荷要素に駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前であって記録素子の負荷要素に何れにも駆動電圧を供給しない期間の少なくとも一部において、抵抗素子に駆動電圧を供給するようにスイッチング素子を制御する負荷制御部と、を備える。
2015111451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、
形成画像データに基づいて前記記録素子の負荷要素に駆動電圧を供給し、当該負荷要素をそれぞれ動作させる駆動部と、
前記駆動部に供給する前記駆動電圧の変動を抑えるように制御を行う電圧制御部と、
前記電圧制御部に接続され、前記記録素子の負荷要素に対応して設けられた抵抗素子と、
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するか否かの切り替えを行うスイッチング素子と、
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前であって、前記記録素子の負荷要素の何れにも前記駆動電圧を供給しない期間の少なくとも一部において、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御する負荷制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記抵抗素子への前記駆動電圧の供給により前記駆動電圧が低下した状態で、前記記録素子の負荷要素への前記駆動電圧の供給が開始されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量は、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量は、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給することなく前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する仮想の供給開始時の前記駆動電圧の低下量よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給した際の前記駆動電圧の変動から所定の駆動電圧に収束するまでの時間を応答時間としたとき、
前記負荷制御部は、前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前記応答時間以上前から前記供給開始タイミングまで、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記供給開始タイミングは、１ページの画像形成の開始時に前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給するタイミングを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記供給開始タイミングは、前記記録ヘッドを記録媒体に沿って移動させて１バンドの画像を形成し、記録媒体を搬送して次の１バンドの画像を形成することを繰り返して画像形成する際の１バンドの画像形成の開始時に前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給するタイミングを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドによって画像が形成される記録媒体を搬送する搬送部を備え、
前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第１計測部を有し、
前記供給開始タイミングは、記録媒体が、当該記録媒体に対して設定された前記記録媒体の搬送方向における前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置と、前記記録媒体への印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる位置とが重なる位置まで前記搬送部によって搬送されたタイミングである
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドによって画像が形成される記録媒体を搬送する搬送部と、
前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記記録ヘッドを往復移動させる動力源と、
を備え、
前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第１計測部を有し、
前記動力源は、前記記録ヘッドが往復移動する方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第２計測部を有し、
前記供給開始タイミングは、前記記録媒体が、当該記録媒体に対して設定された当該記録媒体の搬送方向における前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置と、前記記録媒体への印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる前記記録媒体の搬送方向における位置とが重なる位置まで前記搬送部によって搬送され、且つ、前記記録ヘッドが、当該記録媒体に対して設定された前記記録ヘッドが往復運動する方向における前記複数の記録素子に対する記録媒体の位置と、前記印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる位置とが重なる位置まで前記動力源によって移動されるタイミングであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量の大きさとして、前記複数の記録素子の負荷要素の全てに対して前記駆動電圧を供給する際に前記電圧制御部にかかる負荷量の５０％の負荷量を設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量が前記設定された大きさとなるように、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する期間をＰＷＭ制御によって調節することを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記負荷制御部は、
形成画像データを順番に記憶するバッファー記憶部と、
記憶された当該形成画像データの同時に画像形成が行われる各ブロックにおいて前記記録素子の負荷要素を少なくとも一つ動作させるか否かを判別する出力判別手段と
を備え、
前記出力判別手段により前記記録素子の負荷要素を動作させるブロックのデータが取得された場合には、当該ブロックのデータに基づいて前記駆動部により前記負荷要素を動作させる前までの間、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記出力判別手段は、前記各ブロックにおいて動作させる前記記録素子の負荷要素の動作数を計数し、
前記負荷制御部は、前記駆動部が非駆動状態から駆動状態に移行した最初の所定ブロック数における前記動作数に基づいて、前記抵抗素子による負荷量の大きさを決定することを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量が前記設定された大きさとなるように、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する期間をＰＷＭ制御によって調節することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給した際の前記駆動電圧の変動から所定の駆動電圧に収束するまでの時間を応答時間としたとき、
前記負荷制御部は、前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前記応答時間以上前から前記供給開始タイミングまで、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記応答時間は、２ブロック分の画像形成に要する時間以上であることを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記記録ヘッドは、インクジェットヘッドであり、
前記記録素子は、ノズル及び当該ノズルからインクを吐出するインク吐出機構である
ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記記録素子の負荷要素は、圧電素子であることを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定のパターンで配列された複数個のノズルの開口部から各々タイミングを制御してインクを吐出させることで、記録媒体上に画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）がある。このインクジェット記録装置では、各ノズルに対してそれぞれ連通するインク流路においてインクに急激に圧力を加えることでノズルからインクを高速で押し出して、インク滴を吐出、飛翔させる。【０００３】
インク滴の吐出方法としては、ノズルに連通しているインク室を圧電素子などにより圧縮変形させることでインクを押し出すピエゾ式と、ノズル端に設けられたヒーターに通電することでインクを加熱し、インク流路に気泡を生じさせることでインクを押し出すサーマル式とが主に用いられている。これらの駆動方法では、ノズルごとにそれぞれ圧電素子やヒーターといった負荷要素が個別に設けられる。そして、インクを吐出させるノズルに対応する負荷要素に対して所定の電圧が印加されるので、同時にインクを吐出させるノズル数が多いほど合計の負荷、即ち、電力消費が増大することになる。【０００４】
最大負荷に対して電源の容量に十分な余裕が無い電気機器では、大きな負荷が急激にかかったり取り外されたりすると、供給電圧が低下したり上昇したりする。各ノズルからのインクの吐出量は、各ノズルに対応する負荷要素に印加される駆動電圧と密接に関係するので、駆動電圧が変動すると、インク濃度にムラが生じて形成画像の画質が低下するという問題が生じる。そこで、従来、安定電圧を供給する回路として、帰還回路を用いて出力電圧の変化を抑える技術が用いられている。【０００５】
特許文献１には、インクを吐出させる駆動パルスの出力前に、インクを吐出させない程度のプレパルスを出力し、このプレパルスの長さを変化させてインクを吐出させないノズルの電力消費を補うことで消費電力の変動を抑える技術が開示されている。【０００６】
しかしながら、近年、インクジェット記録装置による形成画像の高精度化や高速化に伴い、インクジェット記録装置に設けられるノズルの数が増加している。これにより、特許文献１に記載の技術では、プレパルス幅の制御幅を大きくして駆動電圧変動を補正しようとしても吐出が不安定になることがあり、駆動電圧の変動を補正しきれない場合がある。これに対し、特許文献２には、複数のダミー抵抗及びスイッチをノズルと並列に設け、インクの同時吐出ノズル数を計数して当該ノズルの消費電力の減少分程度の電力を当該抵抗の組み合わせで消費させることで消費電力の変動を抑えて、画像形成途中における各ライン間での電圧降下のばらつきを防ぐ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２３７０５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、駆動電圧の出力回路において、消費電力の変化に対して駆動電圧の変動を抑えるための帰還回路の応答時間は、当該帰還回路に用いられるコイルやキャパシターなどの定数に依存して定まる。従って、負荷の切替が高速になると、駆動電圧の出力時間に比して応答時間の方が長くなる。このような状況では、大きな駆動電圧の変動を即座に抑えることが出来ない。
特に、画像形成の開始時（余白などによる中断からの再開時を含む）といった、画像形成に係る各素子の負荷要素へ電圧印加がなされていない非駆動状態から電圧印加に係る動作が行われる駆動状態へ移行して最初に駆動電圧が印加され、記録素子の動作が開始される場合には、明確且つ急激な消費電力の変動が生じるので、従来、画像形成の開始後にも駆動電圧の大きな変動が生じることを避けることが出来ないという課題がある。また、この応答時間を短縮するためのハードウェア構成の改善は、回路の複雑化やサイズの大型化に繋がるという課題がある。【０００９】
この発明の目的は、記録素子の動作開始に伴う負荷の変化に対して簡便な構成でより安定に駆動電圧を出力することが出来る画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、
形成画像データに基づいて前記記録素子の負荷要素に駆動電圧を供給し、当該負荷要素をそれぞれ動作させる駆動部と、
前記駆動部に供給する前記駆動電圧の変動を抑えるように制御を行う電圧制御部と、
前記電圧制御部に接続され、前記記録素子の負荷要素に対応して設けられた抵抗素子と、
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するか否かの切り替えを行うスイッチング素子と、
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前であって、前記記録素子の負荷要素の何れにも前記駆動電圧を供給しない期間の少なくとも一部において、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御する負荷制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置である。【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記抵抗素子への前記駆動電圧の供給により前記駆動電圧が低下した状態で、前記記録素子の負荷要素への前記駆動電圧の供給が開始されることを特徴としている。【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量は、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量以下であることを特徴としている。【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始時の前記駆動電圧の低下量は、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給することなく前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する仮想の供給開始時の前記駆動電圧の低下量よりも小さいことを特徴としている。【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給した際の前記駆動電圧の変動から所定の駆動電圧に収束するまでの時間を応答時間としたとき、
前記負荷制御部は、前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前記応答時間以上前から前記供給開始タイミングまで、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記供給開始タイミングは、１ページの画像形成の開始時に前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給するタイミングを含むことを特徴としている。【００１６】
また、請求項７記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記供給開始タイミングは、前記記録ヘッドを記録媒体に沿って移動させて１バンドの画像を形成し、記録媒体を搬送して次の１バンドの画像を形成することを繰り返して画像形成する際の１バンドの画像形成の開始時に前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給するタイミングを含むことを特徴としている。【００１７】
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記記録ヘッドによって画像が形成される記録媒体を搬送する搬送部を備え、
前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第１計測部を有し、
前記供給開始タイミングは、記録媒体が、当該記録媒体に対して設定された前記記録媒体の搬送方向における前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置と、前記記録媒体への印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる位置とが重なる位置まで前記搬送部によって搬送されたタイミングである
ことを特徴としている。【００１８】
また、請求項９記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記記録ヘッドによって画像が形成される記録媒体を搬送する搬送部と、
前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記記録ヘッドを往復移動させる動力源と、
を備え、
前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第１計測部を有し、
前記動力源は、前記記録ヘッドが往復移動する方向において前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置を計測する第２計測部を有し、
前記供給開始タイミングは、前記記録媒体が、当該記録媒体に対して設定された当該記録媒体の搬送方向における前記複数の記録素子に対する前記記録媒体の位置と、前記記録媒体への印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる前記記録媒体の搬送方向における位置とが重なる位置まで前記搬送部によって搬送され、且つ、前記記録ヘッドが、当該記録媒体に対して設定された前記記録ヘッドが往復運動する方向における前記複数の記録素子に対する記録媒体の位置と、前記印字開始に係る前記動作を前記記録素子に開始させる位置とが重なる位置まで前記動力源によって移動されるタイミングであることを特徴としている。【００１９】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量の大きさとして、前記複数の記録素子の負荷要素の全てに対して前記駆動電圧を供給する際に前記電圧制御部にかかる負荷量の５０％の負荷量を設定することを特徴としている。【００２０】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量が前記設定された大きさとなるように、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する期間をＰＷＭ制御によって調節することを特徴としている。【００２１】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記負荷制御部は、
形成画像データを順番に記憶するバッファー記憶部と、
記憶された当該形成画像データの同時に画像形成が行われる各ブロックにおいて前記記録素子の負荷要素を少なくとも一つ動作させるか否かを判別する出力判別手段と
を備え、
前記出力判別手段により前記記録素子の負荷要素を動作させるブロックのデータが取得された場合には、当該ブロックのデータに基づいて前記駆動部により前記負荷要素を動作させる前までの間、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する
ことを特徴としている。【００２２】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の画像形成装置において、
前記出力判別手段は、前記各ブロックにおいて動作させる前記記録素子の負荷要素の動作数を計数し、
前記負荷制御部は、前記駆動部が非駆動状態から駆動状態に移行した最初の所定ブロック数における前記動作数に基づいて、前記抵抗素子による負荷量の大きさを決定することを特徴としている。【００２３】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置において、
前記負荷制御部は、前記抵抗素子による負荷量が前記設定された大きさとなるように、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給する期間をＰＷＭ制御によって調節することを特徴としている。【００２４】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１２〜１４の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給した際の前記駆動電圧の変動から所定の駆動電圧に収束するまでの時間を応答時間としたとき、
前記負荷制御部は、前記記録素子の負荷要素に前記駆動電圧を供給する供給開始タイミングの前記応答時間以上前から前記供給開始タイミングまで、前記抵抗素子に前記駆動電圧を供給するように前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。【００２５】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の画像形成装置において、
前記応答時間は、２ブロック分の画像形成に要する時間以上であることを特徴としている。【００２６】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドは、インクジェットヘッドであり、
前記記録素子は、ノズル及び当該ノズルからインクを吐出するインク吐出機構である
ことを特徴としている。【００２７】
また、請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記記録素子の負荷要素は、圧電素子であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に従うと、画像形成装置において、記録素子の動作開始に伴う負荷の変化に対して簡便な構成でより安定に駆動電圧を出力することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】インクジェットヘッドへの電力供給に係る回路構成を説明する図である。
【図３Ａ】ＤＣ／ＤＣ変換部の出力電圧とヘッド負荷との関係を示す模式図である。
【図３Ｂ】本実施形態のインクジェット記録装置におけるＤＣ／ＤＣ変換部の出力電圧、抵抗負荷及びヘッド負荷の関係を示す模式図である。
【図３Ｃ】抵抗負荷をＰＷＭ制御する場合の負荷パターンを示す模式図である。
【図４】負荷制御処理の制御手順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】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施形態であるインクジェット記録装置１の内部構成を示すブロック図である。
【００３１】
インクジェット記録装置１は、画像が形成される記録媒体の搬送方向に対して垂直な幅方向に、記録媒体の画像形成可能な幅に亘り複数のノズルが配列されたラインヘッドを有し、固定されたラインヘッドの各ノズルからのインク吐出タイミングの制御と記録媒体の搬送とで、幅方向に延びる行（ライン）ごとに画像形成がなされるワンパス方式のものである。このラインヘッドは、複数のインクジェットヘッド７０（記録ヘッド）が並列配置されてなる。インクジェットヘッド７０の各々には、所定数、例えば、１０２４本のノズルが幅方向に平行に延びる２列に整列されて交互に配置され、各ノズルに対してそれぞれインクを供給するインク流路と、インク流路内でインクを加圧してノズルから吐出させるための加圧機構７２（図２参照）が設けられている。加圧機構７２としては、ここでは、インク流路（圧力室）を変形させる圧電素子が用いられている。
これら、ノズル及びこれに対応するインク流路と加圧機構７２との組合せ（インク吐出機構）により記録素子が構成される。また、これらのうち、加圧機構７２が負荷要素となっている。
【００３２】
このインクジェット記録装置１は、制御部１０と、記憶部２０と、電源部９０の電圧制御部３０と、負荷制御部３５と、通信部４０と、操作表示部５０と、搬送部６０と、インクジェットヘッド７０のヘッド駆動部７１（駆動部）などを備えている。
【００３３】
制御部１０は、インクジェット記録装置１の各種動作を制御する。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０２などを備える。ＣＰＵ１０１は、演算処理を行い、動作制御に係る制御信号を各部へ出力する。ＲＡＭ１０２は、揮発性メモリーであり、ＣＰＵ１０１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。
【００３４】
記憶部２０は、取得された画像形成対象の画像データ、画像形成用に処理された中間データやラスター画像データなどを格納し、また、各種設定データなどを記憶する。記憶部２０は、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリーと、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）とを適宜な容量ずつ備えている。
【００３５】
電圧制御部３０は、電源部９０において、電力供給部３７（図２参照）からインクジェットヘッド７０のノズルの加圧機構７２に供給する駆動電圧を出力すると共にノズルの駆動電圧として供給される電力の負荷を調整する（図２参照）。電圧制御部３０は、複数のインクジェットヘッド７０に対して各々別個に設けられ、また独立に制御される構成とすることが出来る。また、この電圧制御部３０の電力容量に比してノズルの本数が多い場合には、１つのインクジェットヘッド７０に対して複数の電圧制御部３０が設けられて並列に用いられても良い。
【００３６】
負荷制御部３５は、インクジェットヘッド７０における負荷量の変化を予め算出して、当該負荷量に対応する負荷量を後述するダミーの抵抗素子３３にかけるための制御を行う。
電圧制御部３０と負荷制御部３５については、後に詳述する。
【００３７】
通信部４０は、プリントサーバーや外部のコンピューター端末との間で通信を行うためのインターフェイスであり、例えば、ネットワークカードや無線ＬＡＮの制御モジュールを備える。制御部１０は、この通信部４０を介して画像形成対象の画像データや画像形成に係る印刷ジョブなどの受信及びステータスデータの送信を行う。
【００３８】
操作表示部５０は、操作メニューやステータスを表示する表示画面と、ユーザーからの操作を受け付ける操作部とを備える。表示画面としては、特には限られないが、例えば、液晶画面（ＬＣＤ）が用いられ、制御部１０から出力された制御信号に基づいて液晶ドライバーで生成された駆動信号により各種表示が行われる。
また、操作部としては、このＬＣＤに重ねて設けられたタッチセンサーを用いたタッチパネルが利用される。また、操作部には、電源投入やリセットなどに係る押しボタンスイッチが合わせて設けられていても良い。操作部は、ユーザーの操作を検出すると、操作情報を電気信号に変換して制御部１０に出力する。
【００３９】
搬送部６０は、画像が形成される記録媒体をインクジェットヘッド７０に対向する画像形成位置に移動させ、また、画像が形成された後に当該画像形成位置から排出させる。搬送部６０としては、輪状のベルトをモーターによって周回移動させる搬送台、円筒状のドラムをモーターによって回転させる搬送ドラム、或いは、直線的に搬送台が動作するリニアステージが用いられる。搬送部６０は、エンコーダー６１（第１計測部）を備え、例えば、搬送部６０による搬送開始位置の値を「０」として、搬送部６０によって搬送される距離を計測することが出来る。
【００４０】
ヘッド駆動部７１は、インクジェットヘッド７０において、入力されたラスター画像データに応じて各ノズルに適切なタイミングでインクの吐出動作を行わせるための駆動電圧信号を当該ノズルに対応する加圧機構７２に出力する。
【００４１】
図２は、インクジェットヘッド７０への電力供給に係る回路構成を説明する図である。
インクジェットヘッド７０において、ヘッド駆動部７１は、入力された画像データをデコードして駆動パルスに合わせて駆動信号を出力するデコーダー回路７１１と、当該出力された駆動信号に基づいて、接地電圧又は電圧制御部３０から入力された駆動電圧の何れかを各ノズルの加圧機構７２に各々出力させるドライバー回路７１２とを備える。ここでは、１つの加圧機構７２及びこの加圧機構７２への駆動電圧出力に係る回路構成のみを表示しているが、これらは、ノズル数に対応した数が各々電気的に並列に設けられている。また、デコーダー回路７１１は、駆動パルスを加圧機構７２に印加させる可否を切り替えるスイッチングを別途行い、インクの吐出動作を行わせない状況において、当該切り替えにより、非駆動状態と駆動状態が切り替えられる構成となっている。
【００４２】
電圧制御部３０は、電力供給部３７から出力される所定の入力電圧の信号を各ノズルの駆動に適した駆動電圧に変換してインクジェットヘッド７０（ヘッド駆動部７１）に出力する。電圧制御部３０は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１と、補償回路３２などを備えている。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣ変換部３１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を用いて入力された所定の直流電圧を駆動電圧に変換する回路である。このＤＣ／ＤＣ変換部３１の詳しい回路構成としては、周知の構成のうちの何れかを用いることが出来るが、ここでは、例えば、直流電圧の入力有無を切り替えるスイッチング素子、当該スイッチング素子に直列に接続されたコイル、コイルの上流側でグラウンドとの間に設けられたダイオード、及び、コイルの下流側でグラウンドとの間に設けられた平滑化キャパシターなどを備える。スイッチング素子は、設定電圧（ここでは駆動電圧）が出力されるように開閉制御されると共に、補償回路３２により帰還電圧の変化に基づいて開閉駆動される。
【００４４】
補償回路３２は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧を帰還させ、出力電圧に変化があった場合に当該変化を抑える向きにＤＣ／ＤＣ変換部３１の動作を変化させるようにスイッチング素子を切り替え動作する。
【００４５】
電圧制御部３０は、複数設けられても良い。例えば、出力電圧が９ＶのＤＣ／ＤＣ変換部３１と出力電圧が１８ＶのＤＣ／ＤＣ変換部とを備え、適宜出力される駆動電圧を切り替える構成としても良い。
【００４６】
抵抗素子３３は、一端がＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力に接続され、他端がスイッチング素子３４に接続されている。この抵抗素子３３の抵抗値は、スイッチング素子３４がオンされている場合に抵抗素子３３及びスイッチング素子３４に流れる電流が不要に大きくなり過ぎないように設定されている。
【００４７】
スイッチング素子３４は、抵抗素子３３の通電の可否を切り替えるスイッチであり、一端が抵抗素子３３に接続され、他方が接地されている。スイッチング素子３４は、負荷制御部３５からの制御信号に基づいてオンオフが制御される。即ち、スイッチング素子３４がオンされることでＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧が抵抗素子３３の両端にかかって接地面へ電流が流れる。このとき、ヘッド駆動部７１のスイッチング素子が開放されてインクジェットヘッド７０を非駆動状態とすることで、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧は、インクジェットヘッド７０の加圧機構７２には印加されない。一方、スイッチング素子３４がオフされることで抵抗素子３３がフローティング状態となり、この状態でインクジェットヘッド７０が駆動状態になると、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧は、インクジェットヘッド７０（即ち、インクを吐出するノズルに対応する加圧機構７２）に印加される。
【００４８】
スイッチング素子３４には、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、例えば、ｎチャンネルのＭＯＳＦＥＴが用いられる。このＦＥＴは、低抵抗であることが望ましいが、想定される負荷の範囲に応じて適切なものが選択される。或いは、スイッチング素子３４には、バイポーラートランジスタが用いられて、負荷制御部３５からの制御信号がベース端子に印加されても良い。
【００４９】
負荷制御部３５は、画像形成用のラスター画像データを読み込んでインク吐出の開始タイミングを予め検出し、当該インク吐出の開始後における所定行（所定ブロック）分のインク吐出量に基づいてスイッチング素子３４を動作させて、抵抗素子３３により、インク吐出が実際に開始される前にＤＣ／ＤＣ変換部３１に対して当該所定行で吐出されるインク量の吐出動作に必要な加圧機構７２の負荷と対応する負荷をかける。
【００５０】
負荷制御部３５は、ＣＰＵ３５１（出力判別手段）とＲＡＭ３５２（バッファー記憶部）とを備える。ＲＡＭ３５２には、形成される画像のデータがインクジェットヘッド７０に出力される前に所定の行数分記憶させることが可能となっている。ここでは、ＲＡＭ３５２は、「Ｎ＋Ｘ」行分のラスター画像データを記憶可能であり、次の行のラスター画像データが入力される際に、最も古く取得された行のデータがインクジェットヘッド７０に出力されるバッファーとして機能している。
行数「Ｎ」は、負荷の変化に対するＤＣ／ＤＣ変換部３１の応答時間に対応する。また、行数「Ｘ」（所定ブロック数）は、負荷制御部３５によりＤＣ／ＤＣ変換部３１にかかる負荷の大きさを決定するためにインク吐出量を取得する際に用いられる行数である。ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５２に記憶されたラスター画像データに基づいてスイッチング素子３４の切り替え制御を行う。
【００５１】
上述したように、複数の電圧制御部３０が設けられた場合、電圧制御部３０にそれぞれ対応した抵抗素子３３及びスイッチング素子３４が各々設けられ、負荷制御部３５を共通に用いて、電力供給部３７から電圧を入力するＤＣ／ＤＣ変換部３１を選択すると共に、抵抗素子３３への電圧供給のオンオフに係るスイッチング素子３４の動作を一括して切り替え制御することで、１つの負荷制御部３５により複数の電圧制御部３０を制御することが出来る。
【００５２】
次に、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧の制御方法について説明する。
図３Ａは、ＤＣ／ＤＣ変換部の出力電圧とヘッド負荷との関係を示す模式図である。
【００５３】
ＤＣ／ＤＣ変換部３１の電力容量に比較して消費電力が大きい場合、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧は、予め設定された電圧から消費電力の大きさに応じて低下する。スイッチング素子３４が開放されている（オフ）の状態で、インクジェットヘッド７０が非駆動状態、即ち、負荷がかかっていない場合には、消費電力は、ほぼ無視可能な大きさであり、電圧降下はない（期間ｐ１）。
【００５４】
引き続いて、時間０．４ｍｓにてインクジェットヘッド７０の駆動が開始されて（供給開始タイミング）ノズルからインクを吐出させる加圧機構７２（圧電素子）に駆動電圧が印加され、負荷が生じると、ＤＣ／ＤＣ変換部３１が出力する電圧は、降下、変動する（期間ｐ２）。この低下量は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１の電力容量と消費電力の大きさに応じて定まる。この変動の継続時間（応答期間）は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１に用いられているコイルのインダクタンスやキャパシターの容量及びインクジェットヘッド７０の駆動に係る負荷の大きさに応じて生じる減衰振動に対して、補償回路３２が電圧を安定させるために行う動作（ＰＷＭのパルス周波数やパルスの可変幅など）の効果の大きさに基づく時定数で定まる。ここでは、上述のように、インクの吐出タイミングを示す駆動パルスでＮ回分に対応する長さに亘り、電圧降下が現れる。この電圧降下には、オーバーシュートが伴う。その後、出力電圧は、負荷に応じたレベルの電圧降下幅で安定する（期間ｐ３）。
【００５５】
この応答時間（時定数）は、電圧制御部３０の数値シミュレーションにより得られる電圧変化の算出値を用いて定めることが出来る。例えば、所定時間幅内での電圧値の移動平均（例えば、対象時間の電圧値とその所定時間前の電圧値の平均値）や電圧変化量の絶対値の積算値などを求め、前者の変化量や後者の値が所定レベル以下（例えば、初期変動振幅（変化前後の駆動電圧の差）の±１．０％以下）になったタイミングを変化レベルが十分に減衰し、変化後の駆動電圧に収束したタイミングとして設定することで、抵抗素子３３のオンオフなどによる電圧の極大や極小の影響を排除しながら応答時間を求めることが出来る。
【００５６】
ここで、電圧制御部３０に係る応答時間の算出の際には、実際にヘッド駆動部７１やインクジェットヘッド７０に係る回路を含めて数値計算を行う必要は無く、スイッチング素子３４をオンさせた際に、抵抗素子３３にインクジェットヘッド７０で生じる負荷に応じた負荷が生じるように当該抵抗素子３３の抵抗値を定めて数値計算を行えば良い。インクジェットヘッド７０で生じる負荷に応じた負荷としては、例えば、インクジェットヘッド７０の全ノズルの加圧機構７２に所定の駆動電圧が印加された場合の合計消費電流が抵抗素子３３に流れるように抵抗値を設定することが出来る。例えば、５１２本のノズルを有するインクジェットヘッド７０の当該ノズル全てに駆動電圧を印加することで合計０．５Ａの消費電流が流れる場合、当該消費電流を流すための抵抗値は、３０．４Ωである。図３Ａに示したパターンと同一のシミュレーションでは、０．４ｍｓのタイミングから２０μｓ周期で抵抗素子３３にパルス状に駆動電圧を供給した結果、１５．２Ｖの駆動電圧は、約１５．０５Ｖの駆動電圧まで低下し、３００μｓ（１５周期）経過後に±１．５μＶの変動振幅以下に収束する。
【００５７】
図３Ｂは、本実施形態のインクジェット記録装置におけるＤＣ／ＤＣ変換部の出力電圧、抵抗負荷及びヘッド負荷の関係を示す模式図である。また、図３Ｃは、抵抗負荷をＰＷＭ制御する場合の負荷パターンを示す模式図である。
【００５８】
本願発明に係るインクジェット記録装置１では、図３Ｂに示すように、インクジェットヘッド７０が時間＝０．４ｍｓのタイミングで駆動状態になって加圧機構７２に駆動電圧の供給が開始されるよりも前であって、何れのノズルの加圧機構７２にも駆動電圧が供給されていない期間、即ち、ヘッド負荷がゼロである期間（期間ｑ１）にスイッチング素子３４をオンして予め抵抗素子３３によりＤＣ／ＤＣ変換部３１に負荷をかける。ここでは、供給開始タイミングのＮ回前（上記シミュレーションに係る例では、１５回前）の駆動パルス入力時（所定時間前）、即ち、駆動電圧の供給開始タイミングの応答時間以上前から、駆動状態に切り替わる直前までの間、スイッチング素子３４がオンされて抵抗素子３３にＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧が供給される。その結果、インク吐出に係る駆動動作は、既にＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧が低下して安定した状態で開始されることになる（期間ｑ２）。
【００５９】
また、Ｎ回前の駆動パルス入力時より後にスイッチング素子３４がオンされた場合や、駆動電圧の供給開始タイミングより前でスイッチング素子３４がオフされた場合であっても、オフされた後の時間が長く、一度低下した電圧が元の出力電圧に完全に戻ってしまわない限り、ＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧は、抵抗素子３３の負荷に応じた値にまで完全に低下していない状態ではあるが、駆動電圧の供給開始タイミング以降における駆動電圧の低下量が図３Ａに示した場合の低下量よりも小さくなり、また、速やかに駆動電圧が加圧機構７２の負荷に応じた値となる。即ち、スイッチング素子３４は、駆動電圧の供給開始タイミングで加圧機構７２の駆動電圧が当初の状態よりも低下しているように、当該供給開始タイミングの前において所定期間（少なくとも一部の期間）オンされて抵抗素子３３による負荷を生じさせる。
この場合、スイッチング素子３４がオンされることによる期間ｑ１（抵抗素子３３への出力電圧の供給開始時）での出力電圧の降下量よりも、駆動電圧の供給開始時の出力電圧の降下量（期間ｑ２において先頭付近でのみ一時的に生じる降下量）が小さくなるようにスイッチング素子３４がオンされる期間を設定、制御することが好ましい。
【００６０】
抵抗素子３３によりＤＣ／ＤＣ変換部３１に対してかけられる負荷は、図３Ｂで示したように、連続的に設定される場合の例のほか、図３Ｃに示すように、駆動状態に入った後に想定される負荷の大きさに合わせてＰＷＭ制御によりデューティ比が決定されて断続的であっても良い。この場合には、スイッチング素子３４は、当該デューティ比に応じた時間比でオンオフが切り替えられる。スイッチング素子３４がオンされる各タイミングは、駆動パルスと同期させることが出来、この場合には、駆動パルスが負荷制御部３５にも入力される。
【００６１】
このように、ＰＷＭ制御によって、負荷の大きさをより細かく調整して、降下後の電圧を設定することが出来る。従って、インクジェットヘッド７０の駆動開始後に、より速やかにノズル動作による電圧降下後の電圧値で安定させることが出来る。
【００６２】
次に、スイッチング素子３４の切り替え動作について説明する。
図４は、負荷制御部３５により実行される負荷制御処理の制御手順を示すフローチャートである。
【００６３】
この負荷制御処理は、外部のプリントサーバーなどから画像形成命令と画像形成対象の画像データが受信された場合に、画像形成処理の一部として開始される。この場合の画像データは、出力対象の記録媒体１枚分（１ページ分）単独のものであっても良いし、複数ページに亘る画像データの各ページの画像データであっても良い。更には、後述のスキャン方式のインクジェット記録装置などにおいて、同一ページ内などで記録画像がバンド単位で形成され、当該バンド単位の画像形成が断続的に行われるごとに搬送部６０により記録媒体が逐次搬送される場合における各バンド分のデータ入力又は処理開始タイミングなどに応じて開始されるものであっても良い。
負荷制御処理が開始されると、ＣＰＵ３５１は、先ず、ＤＣ／ＤＣ変換部３１及び補償回路３２の起動及び初期設定を行う（ステップＳ２０１）。この状態では、駆動電圧は、インクジェットヘッド７０に出力された後、各ノズルの負荷要素（圧電素子）には印加されない非駆動状態となる。
【００６４】
ＣＰＵ３５１は、制御部１０から画像形成対象のラスター画像データの読込を許可し、当該ラスター画像データの各行のデータの読込を開始する（ステップＳ２０２）。
ＣＰＵ３５１は、読み込まれたラインの各ノズルからのインク吐出有無を判断し、インクを吐出させるノズル数（動作数）を計数する（ステップＳ２０３）。
【００６５】
ＣＰＵ３５１は、計数されたインク吐出ノズルの数が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ２０４）。「０」であると判別された場合には（ステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２０７に移行する。このとき、ＣＰＵ３５１は、連続して「０」であると判別された行数を計数する。
【００６６】
インク吐出ノズルの数が「０」ではないと判別された場合には（ステップＳ２０４で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１は、前行までに「Ｎ＋Ｘ」行以上続けてインク吐出ノズルの数が「０」であったか否かを判別する（ステップＳ２０５）。「Ｎ＋Ｘ」行以続けて「０」であった訳ではないと判別された場合には（ステップＳ２０５で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２０７に移行する。「Ｎ＋Ｘ」行以上続けて「０」であったと判別された場合には（ステップＳ２０５で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１は、インク吐出が無い状態からインク吐出が開始又は再開されることを示すフラグをオン（セット）する（ステップＳ２０６）。それから、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２０７に移行する。
【００６７】
ステップＳ２０７の処理に移行すると、ＣＰＵ３５１は、フラグがオンであるか否かを判別する（ステップＳ２０７）。フラグがオンではないと判別された場合には（ステップＳ２０７で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２１１に移行する。フラグがオンであると判別された場合には（ステップＳ２０７で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１は、続いて、フラグがオンされてから「Ｘ」行分のインク吐出ノズル数の値を取得したか否かを判別する（ステップＳ２０８）。取得されていないと判別された場合には（ステップＳ２０８で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２１１に移行する。
【００６８】
「Ｘ」行分のインク吐出ノズル数の値が取得されたと判別された場合には（ステップＳ２０８で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１は、取得されたインク吐出ノズル数の値に基づいて、ＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧制御レベルを決定する（ステップＳ２０９）。ＣＰＵ３５１は、決定された出力電圧制御レベルに応じて駆動電圧の制御を開始する（ステップＳ２１０）。それから、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２１１に移行する。
【００６９】
ステップＳ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２１０の処理からステップＳ２１１の処理に移行すると、ＣＰＵ３５１は、フラグオン状態であり、且つ、Ｎ行分のラスター画像データが入出力される間駆動電圧の制御が行われたか否かを判別する（ステップＳ２１１）。フラグがオン状態であり、且つ、Ｎ行分のラスター画像データが入出力される間駆動電圧の制御が行われたと判別された場合には（ステップＳ２１１で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１は、駆動電圧の制御を終了し、また、フラグをオフ（リセット）する（ステップＳ２１２）。それから、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２１３に移行する。フラグがオン状態ではないか、又は、Ｎ行分のラスター画像データが入出力される間駆動電圧の制御が行われていないと判別された場合には（ステップＳ２１１で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、そのままステップＳ２１３に移行する。
【００７０】
ステップＳ２１３の処理に移行すると、ＣＰＵ３５１は、現在ＲＡＭ３５２に記憶されている最も古い行のデータをインクジェットヘッド７０に出力する（ステップＳ２１３）。このとき、ステップＳ２１２の処理で、ＣＰＵ３５１は、駆動電圧制御を解除するのと同時にインクジェットヘッド７０に駆動状態への移行を命令することで、駆動動作を開始する直前まで非駆動状態を保つ。
【００７１】
ＣＰＵ３５１は、出力画像に係る全ての行のデータが出力されたか否かを判別する（ステップＳ２１４）。全ての行のデータが出力されてない（出力されていないデータがある）と判別された場合には（ステップＳ２１４で“ＮＯ”）、ＣＰＵ３５１の処理は、ステップＳ２０３に戻る。全ての行のデータが出力されたと判別された場合には（ステップＳ２１４で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ３５１は、駆動電圧出力の終了に係る設定を行う（ステップＳ２１５）。ＣＰＵ３５１は、最後に出力された行のデータに係るインクジェットヘッド７０の駆動が終了した後に、インクジェットヘッド７０を非駆動状態に移行させることが出来る。それから、負荷制御処理を終了する。
【００７２】
ここで、ステップＳ２０５の判別処理で“ＹＥＳ”に移行するケースとしては、画像形成開始時のページ先頭の余白から画像形成範囲に移行する場合の他、画像形成の中途で空白部分が含まれる場合に、当該空白部分から画像形成部分に進む場合も含まれ得る。このような場合を考慮して、ステップＳ２０４の処理で（Ｎ＋Ｘ）行続けて“ＹＥＳ”に分岐した場合には、一時的に非駆動状態に移行させることが出来る。これにより、空白部分では、ヘッド駆動部７１において各ノズルの動作が行われない。
【００７３】
以上のように、このインクジェット記録装置１は、複数のノズルが配列されたインクジェットヘッド７０と、形成画像データに基づいて各ノズルの加圧機構７２（圧電素子）に駆動電圧を供給し、当該加圧機構７２をそれぞれ動作させるヘッド駆動部７１と、ヘッド駆動部７１に供給する駆動電圧の変動を抑えるように制御動作を行う電圧制御部３０と、電圧制御部３０に接続され、加圧機構７２（圧電素子）に対応して設けられた抵抗素子３３と、抵抗素子３３にＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧を供給するか否かの切り替えを行うスイッチング素子３４と、加圧機構７２に出力電圧の供給を開始する供給開始タイミング前であって、加圧機構７２の何れにも駆動電圧を供給しない期間の少なくとも一部において、抵抗素子３３にＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧を供給するようにスイッチング素子３４を制御する負荷制御部３５と、を備える。
このように、インクジェット記録装置１の各加圧機構７２に駆動電圧の供給を開始して、各ノズルにインクを吐出させる動作を開始させる前に、予めＤＣ／ＤＣ変換部３１から抵抗素子３３に出力電圧を供給することで、インク吐出動作に係る負荷に対応する負荷をＤＣ／ＤＣ変換部３１にかけておき、インク吐出動作が開始された時点では既にＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧（即ち、加圧機構７２の駆動電圧）の低下が生じている状態とすることが出来る。従って、加圧機構７２への駆動電圧の供給開始時に生じる当該駆動電圧の変動を従来よりも容易に低減させることが出来、これにより、形成画像の先頭付近におけるインク濃度の低下やムラの発生を抑えて安定した濃度の画像を形成することが出来る。
【００７４】
また、簡便なソフトウェア制御でインク濃度の低下やムラを抑えることが出来るので、電圧制御部３０における電圧変動に対する応答時間を短縮するために平滑用キャパシターの容量を増大させてサイズが大型化したり、ハードウェア構成を複雑化したりする必要が無い。
【００７５】
また、抵抗素子３３への出力電圧（駆動電圧）の供給によりＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧が低下した状態で、ＤＣ／ＤＣ変換部３１から加圧機構７２への駆動電圧の供給が開始されるので、非駆動状態から駆動状態への移行時に生じる駆動電圧の急激な変動の大きさや長さを低減することが出来る。
【００７６】
また、加圧機構７２に駆動電圧を供給する供給開始時の駆動電圧の低下量は、抵抗素子３３にＤＣ／ＤＣ変換部３１からの出力電圧を供給する供給開始時の出力電圧の低下量以下であるように制御されるので、画像形成の開始（再開時）における駆動電圧の変動をより効果的に抑えてインク濃度のムラなどの発生を低減させることが出来る。
【００７７】
また、ノズルの加圧機構７２に駆動電圧を供給する供給開始時の駆動電圧の低下量が、図３Ａに示したように抵抗素子３３に出力電圧を供給することなく加圧機構７２に駆動電圧を供給する仮想の供給開始時の駆動電圧の低下量よりも小さいように制御されるので、即ち、抵抗素子３３への出力電圧の供給期間を適切に定めることで、その後、加圧機構７２への駆動電圧の供給開始タイミングにおける駆動電圧変動に伴うインクの濃度ムラの発生を容易に低減させることが出来る。
【００７８】
また、抵抗素子３３にＤＣ／ＤＣ変換部３１から出力電圧を供給した際の出力電圧の変動から所定の出力電圧（駆動電圧）に収束するまでの時間を応答時間としたとき、負荷制御部３５は、ノズルの加圧機構７２に駆動電圧を供給する供給開始タイミングの応答時間以上前から当該供給開始タイミングまで、抵抗素子３３に出力電圧を供給するようにスイッチング素子３４を制御する。即ち、駆動電圧が抵抗素子３３の負荷に応じて低下して安定するまでに適した時間、抵抗素子３３に対して出力電圧が供給されることで、駆動電圧の供給開始時における駆動電圧の変動をより効果的に抑えることが出来る。また、必要以上に抵抗素子３３に電流を流す必要がないので、不要な消費電力の増大を抑えることが出来る。
【００７９】
また、駆動電圧の供給開始タイミングは、１ページの画像形成の開始時にノズルの加圧機構７２に駆動電圧を供給するタイミングを含む。即ち、ページ単位で画像形成を行う場合にページ間で加圧機構７２の駆動が中断されることによる駆動電圧の変動を毎回効果的に抑えるので、各ページ先頭付近でインクなどの濃度ムラが生じることを抑えることが出来る。
【００８０】
また、インクジェットヘッド７０によって画像が形成される記録媒体Ｐを搬送する搬送部６０を備え、搬送部６０は、エンコーダー６１を備える。記録媒体Ｐのノズルに対する位置は、搬送開始からの記録媒体Ｐの移動距離がこのエンコーダー６１で計測されることで取得される。そして、駆動電圧の供給開始タイミングは、搬送部６０によって搬送される記録媒体Ｐが、当該搬送部６０による記録媒体Ｐの搬送方向において、前記記録媒体Ｐに対して設定された前記複数のノズルに対する当該記録媒体Ｐの位置（印字開始位置）と、ノズルにインクの吐出を開始させる位置とが重なる位置まで搬送部６０によって搬送されたタイミングとされる。従って、応答時間に対応する駆動電圧の供給開始タイミングまでの記録媒体Ｐの移動距離は、エンコーダー６１による記録媒体Ｐの搬送速度から逆算されるので、適切に応答時間に対応した時間前からスイッチング素子３４をオンして抵抗素子３３に駆動電圧を供給することが出来る。
【００８１】
なお、画像形成装置としてラインヘッドを用いたワンパス方式ではなく、スキャン方式を用いる場合、インクジェットヘッドが動力源（例えばモーター）によってガイドレールに沿って搬送方向に直交する方向である記録媒体Ｐの幅方向に沿って往復移動しながら搬送方向に所定長を有し、幅方向に記録媒体Ｐの幅に亘って延びるバンド単位で画像（１バンドの画像）を記録媒体Ｐ上に形成する。搬送部６０は、当該バンド単位の画像が形成されるごとに上記所定長ずつ記録媒体Ｐを移動させる動作を繰り返すことで、画像全体を形成する。このようなスキャン方式の画像形成装置を用いる場合、例えば、上述したエンコーダー６１に加えて記録ヘッドを往復移動させるモーターの回転軸に第２エンコーダー（第２計測部）を更に設け、記録ヘッドを往復移動させる幅方向の一端を「０」とし、記録ヘッドの幅方向の移動距離を測定することが好ましい。上述の場合、駆動電圧の供給開始タイミングは、搬送部６０によって搬送される記録媒体Ｐが、当該記録媒体Ｐに対して設定された印字開始位置に到達すると共に、当該記録媒体Ｐに対して設定された前記記録ヘッドが往復移動する方向における前記複数の記録素子に対する記録媒体の位置に記録ヘッドが移動した時となる。従って、スキャン方式の画像形成装置を用いる場合、印字開始位置として、搬送部６０による記録媒体Ｐの移動距離と、動力源によって往復移動させる記録ヘッドの移動距離とが設定されている。
また、上述の説明では、記録ヘッドを往復移動させるモーターの回転軸に第２エンコーダーを設け、記録ヘッドを往復移動させる幅方向の一端を「０」とし、記録ヘッドの移動距離を測定する例を示したが、例えば、ガイドレールに別途リニアスケールを設け、ＣＣＤカメラといった光学式のセンサーや磁気式のセンサーなどでこのリニアスケールを読み取ることによって記録ヘッドの移動距離を測定するようにしても良い。
このような構成であっても、ワンパス方式のインクジェット記録装置と同様に、適切に駆動電圧の供給開始タイミングを事前に取得して適切な期間に抵抗素子３３への出力電圧の印加を行わせることが出来、駆動電圧の供給開始時の駆動電圧の変動を低減させることが出来る。
【００８２】
また、このようなスキャン方式のインクジェット記録装置では、１バンドの画像が形成されるごとに加圧機構７２の駆動が中断するので、各バンドの画像の形成開始に係る駆動電圧の供給開始タイミングに応じて各々事前に抵抗素子３３への出力電圧の印加を行わせることで、各バンドの画像の形成開始時における駆動電圧の変動及びこれに伴うインクの濃度ムラを低減することが出来る。
【００８３】
また、インクジェットヘッド７０で生じる負荷量の大きさとして、インクジェットヘッド７０の全ノズルに対して駆動電圧を供給する際に電圧制御部３０（ＤＣ／ＤＣ変換部３１）にかかる負荷量の５０％の負荷量を設定することで、制御がより容易になり、且つ、実際の負荷量に対するずれの大きさを従来の半分に抑えることが出来る。
【００８４】
また、負荷制御部３５は、抵抗素子３３による負荷が予め決定された大きさとなるように、抵抗素子３３に出力電圧（駆動電圧）を印加する期間をＰＷＭ制御によって調節するので、単一の抵抗素子３３で構成要素を必要以上に増やさず、且つ、容易な制御で適切な負荷をＤＣ／ＤＣ変換部３１に対してかけることが出来る。
【００８５】
また、負荷制御部３５は、形成画像データを順番に記憶するＲＡＭ３５２と、ＣＰＵ３５１とを有し、出力判別手段としてのＣＰＵ３５１は、記憶された当該形成画像データの同時に画像形成が行われる各行において少なくとも一つのノズルの加圧機構７２を動作させるか否かを判別し、少なくとも１つのノズルの加圧機構７２を動作させる行のデータが取得された場合には、当該行のデータに基づいてヘッド駆動部７１により加圧機構７２に駆動電圧が印加されて当該加圧機構７２が動作する前までの間、抵抗素子３３に駆動電圧を印加させる。
従って、容易に予めノズル動作の開始タイミングを検出しておき、適切なタイミングで抵抗素子３３に通電させることが出来る。
ここで、同時とは、駆動電圧パルスの出力期間が一部又は全て重なる範囲のものを指す。
【００８６】
また、出力判別手段としてのＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５２に記憶された各行のデータにより当該各行で動作させる加圧機構７２の数（動作数）を計数し、負荷制御部３５は、ヘッド駆動部７１が非駆動状態から駆動状態に移行した最初のＸ行におけるノズルの動作数に基づいて、抵抗素子３３による負荷の大きさを決定する。即ち、非駆動状態から駆動状態への電圧降下の大きさにより対応した降下電圧にＤＣ／ＤＣ変換部３１の出力電圧を変化させておくので、実際の加圧機構７２の動作開始後における電圧変動をより効果的に抑えることが出来る。
【００８７】
また、２行以上のデータを出力するのに要する時間以上の応答時間前から抵抗素子３３に対して電圧を供給するので、ＲＡＭ３５２に記憶させた形成画像のラスターデータを有効に利用して予め供給電圧をノズル動作数に応じたレベルに安定させておくことが出来る。
【００８８】
また、特に複数のノズルが配列されてインクを吐出することで画像を形成するインクジェットヘッド７０を有するインクジェット記録装置に本発明を適用することで、駆動電圧に敏感に反応するインク濃度をより安定させて画像を形成することが出来る。
【００８９】
また、負荷要素である圧電素子に対して供給する電圧を安定して制御するので、圧電素子の変形量を的確に制御して形成画像のムラの発生を抑えることが出来る。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施の形態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、上記実施の形態では、画像データを実際に取得してヘッド駆動部７１による駆動の有無を事前に判別したが、より単純に、記録媒体に余白を設けずに画像出力を行う場合や、余白内では必ずヘッドが駆動されるような画像の場合には、単純に応答時間程度抵抗素子３３により負荷をかけた後に画像データをインクジェットヘッド７０に出力させることとしても良い。或いは、リアルタイムで制御を行うのではなく、画像形成用のラスター画像データを生成する際に予めノズルを連続的に動作させないラインについての情報を生成しておき、負荷制御部３５は、当該情報に基づいてスイッチング素子３４を動作させることとしても良い。
【００９１】
駆動電圧の出力には、ＤＣ／ＤＣコンバーター及び補償回路を用いたが、駆動電圧は、三端子レギュレーターなど他の直流電圧制御に係る構成を用いることとしても良い。
【００９２】
また、抵抗素子３３は、一本の抵抗器に限られない。複数の抵抗器が直列又は並列に配置され、一括して又は個別にスイッチング制御がなされても良い。また、抵抗素子３３には、定電流ダイオードなどの電流を制限する素子が用いられても良い。
【００９３】
また、上記実施の形態では、ＣＰＵ３５１によりインク吐出ノズル数を計数することとしたが、単にインク吐出の有無のみを判別するフラグであっても良い。この場合には、抵抗素子３３による負荷は、インク吐出ノズル数に依らず固定値に設定される。固定値としては、平均的な値か、或いは、中央の全ノズルのうちの１／２が駆動される（インクが吐出される）場合の負荷に対応させても良い。これにより、図２に示した簡便な回路構成のまま、更に処理を簡略化しつつ、電圧変化量を少なくとも半減させることが出来る。
【００９４】
また、上記実施の形態では、一度に一行分のノズルからインクが吐出される場合について説明したが、これに限られない。例えば、複数行に亘ってパターン配置されたノズルを１ブロックとして全て同時にインクが吐出される場合や、単一行又は複数の行のノズル配列において所定の行及び／又は列ごとに複数のブロックに分割されて当該ブロックごとにインクが吐出される場合には、駆動電圧が同時に印加されるブロック単位で駆動電圧の降下に係る制御を行うことが出来る。
【００９５】
また、上記実施の形態では、インクジェットヘッド７０の内部にヘッド駆動部７１を有する構成を例に挙げて説明したが、ヘッド駆動部７１をインクジェットヘッド７０の外部に設けても良い。この場合、例えば、駆動電圧と駆動パルスとに基づいて駆動波形のみを生成するヘッド駆動部をインクジェットヘッド７０の外部に設け、画像データをデコードした信号に基づいてインクジェットヘッド７０内で駆動波形の加圧機構７２への出力可否をスイッチング制御することが出来る。
【００９６】
また、上記実施の形態では、インクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、複数の出力素子からの画素点の組合せによって画像を形成する他の装置、例えば、ＬＥＤプリンターについても本発明を適用することが出来る。
また、これらの画像形成装置は、ピエゾ式のインクジェット記録装置に加えて、サーマル式のインクジェット記録装置における負荷要素であるヒーター抵抗への印加電圧の変動抑制に対しても、本発明を適用することが出来る。
その他、上記実施の形態で示した構成、制御手順や数値などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、画像形成装置に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００９８】
１ インクジェット記録装置
１０ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
２０ 記憶部
３０ 電圧制御部
３１ ＤＣ／ＤＣ変換部
３２ 補償回路
３３ 抵抗素子
３４ スイッチング素子
３５ 負荷制御部
３５１ ＣＰＵ
３５２ ＲＡＭ
３７ 電力供給部
４０ 通信部
５０ 操作表示部
６０ 搬送部
６１ エンコーダー
７０ インクジェットヘッド
７１ ヘッド駆動部
７１１ デコーダー回路
７１２ ドライバー回路
７２ 加圧機構
９０ 電源部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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