(57)【要約】【課題】空吐出のための処理の複雑化、高コスト化を招いている。【解決手段】駆動波形生成部４０１から画素密度と用紙搬送速度によって決まる１駆動周期内に、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号Ｐ１〜Ｐ４を含む第１駆動波形Ｐｄと、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号（第２駆動波形）Ｐｋとで構成される駆動波形を生成して出力し、ロール紙３５の画像を形成する領域３６では第１駆動波形Ｐｄを用いて画像を形成し、画像を形成しない領域３７では第２駆動波形Ｐｋを用いて空吐出を行う。【選択図】図１０
2008149703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを並べて配置した液体吐出ヘッドを備えて媒体に画像を形成する画像形成装置において、
画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第１駆動波形と、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第２駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、
前記画像を形成する領域では前記画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させ、画像を形成しない領域で画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像を形成しない領域が前記媒体の搬送方向の領域であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像を形成しない領域が前記媒体の搬送方向と直交する方向の領域であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１、第２駆動波形は、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが連通する液室を収縮させることで前記液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、前記第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記加圧波形要素の変化電圧が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記加圧波形要素の変化電圧より小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１、第２駆動波形は、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが連通する液室を収縮させることで前記液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記加圧波形要素の変化時間が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記加圧波形要素の変化時間よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１、第２駆動波形は、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記引き込み波形要素の変化電圧が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記引き込み波形要素の変化電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１、第２駆動波形は、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記引き込み波形要素の変化時間が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の前記引き込み波形要素の変化時間よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドがライン型ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記媒体がロール状媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
液滴を吐出する複数のノズルを並べて配置した液体吐出ヘッドを備えて媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記液体吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、前記画像を形成するときに使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を、前記媒体に対する画像形成可能領域の幅方向の全域にわたって吐出させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
液滴を吐出する複数のノズルを並べて配置した液体吐出ヘッドを備えて媒体に画像を形成する画像形成装置において、
画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第１吐出駆動信号及び画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第２吐出駆動信号を含む駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、
前記駆動波形から前記液体吐出ヘッドに印加する駆動信号を選択する手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、前記第１吐出駆動信号が時系列で複数生成出力され、複数の第１吐出駆動信号の間に前記第２吐出駆動信号が含まれていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、画像の形成を行うときに前記第１吐出駆動信号とともに前記第２吐出駆動信号が併せて選択されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２吐出駆動信号は吐出する液滴の一部を引きちぎる波形であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置において、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴は、画像形成に使用する最小の吐出量の液滴よりも滴速度が遅いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
液滴が付着されて所要の画像が形成されている印刷物であって、この印刷物は請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置によって前記所要の画像が形成されていることを特徴とする印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及び印刷物に関し、特に液体吐出ヘッドを備える画像形成装置及び印刷物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。
【０００３】
なお、「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をも意味する。また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。また、「液体吐出装置」とは液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像形成を行うものに限定されない。
【０００４】
また、液体吐出ヘッドを備える画像形成装置としては、ヘッドをキャリッジに搭載して用紙の送り方向と直交する主走査方向に移動させることで記録を行うシリアル型画像記録装置と、記録領域の略全幅にわたって液滴を吐出する複数の吐出口(ノズル）を列設したライン型ヘッドを用いるライン型画像記録装置がある。
【０００５】
ところで、画像形成装置に用いる液体吐出ヘッドは吐出口から液滴を吐出させて記録を行うものであることから、液滴を吐出しない状態が継続すると、吐出口内の液体の粘度が溶媒の蒸発等によって増加し、このまま液滴吐出動作を行うと、吐出状態が乱れ、吐出不能状態に陥り、印写品質が劣化することから、ノズルから記録（画像形成）に寄与しない液滴（廃液となる液滴）を吐出することによって、増粘した記録液を排出するようにする空吐出動作が行なわれる。
【０００６】
この空吐出動作に関し、特許文献１にはインクジェットヘッドの記録媒体に記録するための走査期間中で、かつ記録媒体から外れた位置において、インクジェットヘッドの目詰まりを防止するためのインクの予備噴射を行う予備噴射手段を備えるものが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１０５３０４号公報
【０００７】
特許文献２には１パス分の印刷データに基づいて、インク吐出の少ないノズルにおいてフラッシング用ドットを吐出させるためのデータを生成し、このデータに基づいて、キャリッジの走査中において印刷データに基づく印刷用ドットと共に、印刷用ドットに比較して小ドットのフラッシング用ドットを記録用紙上に吐出させる動作を実行することで、印刷の１パスの期間においてインク吐出の少ないノズルより、適宜フラッシング用ドットが吐出され、比較的大きなサイズの用紙を用いる記録装置においても、正常な印字動作を保障することができるようにすることが記載されている。また、特許文献３にも印字中に予備吐出を行うことが記載されている。
【特許文献２】特開２００１−０２６１２３号公報
【特許文献３】特開２００５−３１３６２４号公報
【０００８】
特許文献４にはフルライン型インクジェット記録装置において、印写領域とは別に液滴の空吐出を行うための空吐出領域を設定して、この空吐出領域に空吐出された液滴を受け止める空吐出記録液溜を設け、フルラインタイプのインクジェットヘッドからなるヘッドユニットを回転動作や平行移動させて空吐出領域に移動させた後、空吐出動作を行い、その後、ヘッドユニットを印写領域に復帰動作させるようにすることが記載されている。
【特許文献４】特開２００５−００７８９９号公報
【０００９】
その他、液体吐出ヘッドの駆動方法に関しては例えば特許文献５に記載されている。また、帯電した粒子を溶媒中に分散したインクを用いる画像形成装置に関しては例えば特許文献６に記載されているような画像形成装置もある。
【特許文献５】特開２００１−１０５５８９号公報
【特許文献６】特開２００２−２４８７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されているように記録走査中に記録媒体から外れた位置で空吐出（予備吐出）を行うようにした場合、記録ヘッドが移動しないライン型画像形成装置には適用することが難しく、あるいは、適用できても、印刷速度が極端に低下するという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２などに記載されているように１パスの印字データとともに空吐出用（フラッシング用）データを生成して１パス内で空吐出を行うのでは、インク吐出の少ないデータの解析、画像データに応じた空吐出用データの作成、更には印字用の駆動波形と空吐出用の駆動波形を生成する駆動回路の切り替えなどが必要になり、処理の複雑化、高コスト化を招くという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で液体吐出ヘッドの空吐出を行う画像形成装置及びこの画像形成装置によって作成された印刷物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第１駆動波形、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第２駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、画像を形成する領域では画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させ、画像を形成しない領域で画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる手段とを備えている構成としたものである。
【００１４】
ここで、画像を形成しない領域が媒体の搬送方向の領域である構成とすることができる。あるいは、画像を形成しない領域が媒体の搬送方向と直交する方向の領域である構成とすることができる。
【００１５】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を収縮させることで液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化電圧が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化電圧より小さい構成とすることができる。
【００１６】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を収縮させることで液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化時間が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化時間よりも長い構成とすることができる。
【００１７】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化電圧が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化電圧よりも大きい構成とすることができる。
【００１８】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化時間が、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化時間よりも短い構成とすることができる。
【００１９】
また、液体吐出ヘッドがライン型ヘッドである構成とすることが好ましい。また、媒体がロール状媒体である構成とすることができる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、画像を形成するときに使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を、媒体に対する画像形成可能領域の幅方向の全域にわたって吐出させる構成としたものである。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置は、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第１吐出駆動信号及び画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第２吐出駆動信号を含む駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、前記駆動波形から前記液体吐出ヘッドに印加する駆動信号を選択する手段とを備えている構成とした。
【００２２】
ここで、第１吐出駆動信号が時系列で複数生成出力され、複数の第１吐出駆動信号の間に第２吐出駆動信号が含まれている構成とできる。この場合、画像の形成を行うときに第１吐出駆動信号とともに第２吐出駆動信号が併せて選択される構成とできる。
【００２３】
また、第２吐出駆動信号は吐出する液滴の一部を引きちぎる波形である構成とできる。
【００２４】
本発明にかかる印刷物は、本発明に係る画像形成装置によって所要の画像が形成されている構成としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第１駆動波形、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第２駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、画像を形成する領域では画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させ、画像を形成しない領域で画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる手段とを備えている構成としたので、簡単な構成で空吐出動作を行うことができる。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、液体吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、画像を形成するときに使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を、媒体に対する画像形成可能領域の幅方向の全域にわたって吐出させる構成としたので、簡単な構成で空吐出動作を行うことができる。
【００２７】
本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第１吐出駆動信号及び画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第２吐出駆動信号を含む駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、前記駆動波形から前記液体吐出ヘッドに印加する駆動信号を選択する手段とを備えている構成としたので、簡単な構成で空吐出動作を行うことができる。
【００２８】
本発明にかかる印刷物によれば、本発明に係る画像形成装置によって所要の画像が形成されている構成としたので、安定して液滴が吐出される液体吐出ヘッドから液滴が着弾されて高品質の印刷物が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。先ず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
この画像形成装置は、用紙（媒体）の印字領域幅以上の長さのノズル列（ノズルを並べたもの）を有するフルライン型液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置であり、装置本体１の内部に画像形成部２及び用紙を搬送する搬送機構３等を有し、装置本体１の一方側に装着される多数枚の用紙５を積載可能な給紙トレイ４又は後述するようにロール紙（ロール状媒体）を供給する図示しない給紙機構を備え、給紙トレイ４から給紙されるシート状用紙５（あるいはロール紙）を取り込み、搬送機構３によって用紙５（あるいはロール紙）を搬送しながら画像形成部２によって所要の画像を記録した後、装置本体１の他方側に装着された排紙トレイ６に向けて排紙する。
【００３０】
この画像形成装置は、図２にも示すように、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ（色を区別しないときには「記録ヘッド１１」という。）を備え、各記録ヘッド１１は後述するようにノズル１０４を形成したノズル面１０４Ｎを下方に向けて図示しないヘッドホルダに装着している。
【００３１】
また、各記録ヘッド１１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構１２ｋ、１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ（色を区別しないときには「維持回復機構１２」という。）を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド１１と維持回復機構１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド１１のノズル面１０４Ｎに維持回復機構１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。
【００３２】
ここでは、記録ヘッド１１は、用紙搬送方向上流側から、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。
【００３３】
給紙トレイ４の用紙５は、給紙コロ２１によって１枚ずつ分離され装置本体１内に給紙され、用紙供給ローラ２２によって搬送機構３に送り込まれる。また、ロール紙給紙機構を備えた場合には、用紙供給ローラ２２によって搬送機構３にロール紙が連続的に送り込まれる。
【００３４】
この搬送機構３は、図示しない駆動モータによって回転駆動される駆動ローラ（搬送ローラ）２３と従動ローラ２４との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト２５と、この搬送ベルト２５を帯電させるための帯電ローラ２６と、搬送ベルト２５を画像形成部２に対向する部分で案内するガイド部材（プラテンプレート）２７と、駆動ローラ２３に対向して給紙部から送り込まれる用紙５（又はロール紙）を駆動ローラ２３側に押し付ける押さえローラ２８と、搬送ベルト２５に付着した記録液（インク）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなる記録液拭き取り部材（ここでは、クリーニングブレード）２９と、搬送ベルト２５を除電する除電ローラ３０とを備えている。
【００３５】
また、搬送機構３の下流側には画像が記録された用紙５（又はロール紙）を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３１を備えている。
【００３６】
このように構成したライン型画像形成装置において、搬送ベルト２５を帯電させて用紙５（又はロール紙）を送り込むことによって、静電力で用紙５（又はロール紙）が搬送ベルト２５に吸着されて、搬送ベルト２５の周回移動によって搬送され、画像形成部２の記録ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙから各色の液滴が吐出されることで所要の画像が形成されて、排紙トレイ６に排紙される。
【００３７】
ここで、記録ヘッド１１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をも参照して説明する。なお、図３は同液体吐出ヘッドの液室長手方向（ノズル並び方向と直交する方向）に沿う断面説明図、図４は同じく液室短手方向（ノズル並び方向）に沿う断面説明図である。
【００３８】
この液体吐出ヘッドは、流路板（液室基板）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（或いは流路板と一体で形成した）ノズル板１０３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出するノズル１０４が連通する個別流路としての加圧液室（圧力室、加圧室、流路などとも称される。）１０６、加圧液室１０６に液体であるインク（記録液）を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部１０７、ダンパ室１１８を形成している。
【００３９】
ここで、流路板１０１は、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜きなどの機械加工することで、各加圧液室１０６、流体抵抗部１０７、ダンパ室１１８などの開口をそれぞれ形成している。なお、上述したように、流路板１０１とノズル板１０３或いは振動板１０２とを電鋳で一体形成することもでき、また、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形成したものや、その他感光性樹脂などを用いることもできる。 
【００４０】
振動板１０２は、図３に示すように液室１０６側から第１層１０２ａ、第２層１０２ｂ、第３層１０２ｃの３層構造のニッケルプレートで形成したもので、例えば電鋳によって作製している。なお、この振動板１０２は、例えば、ポリイミドなどの樹脂部材とＳＵＳ基板などの金属プレートとの積層部材、或いは、樹脂部材から形成したものなどを用いることもできる。
【００４１】
ノズル板１０３は、各加圧液室１０６に対応して多数のノズル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としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。また、ノズル１０４の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。）に形成し、このノズル１０４の穴径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍとしている。さらに、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。
【００４２】
また、ノズル板１０３のノズル面（吐出方向の表面：吐出面）１０４Ｎには、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、記録液物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、記録液の滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００４３】
そして、振動板１０２には、図３に示すように、各加圧液室１０６に対応して第１層１０２ａで形成したダイアフラム部１０２Ａの中央部に第２層１０２ｂ、第３層１０２ｃの２層構造の凸部１０２Ｂを形成し、この凸部１０２Ｂに圧力発生手段（アクチュエータ手段）を構成する圧電素子１１２をそれぞれ接合している。また、各加圧液室１０６の隔壁１０６Ａに対応して３層構造部分（厚肉部１０２Ｂ）に支柱部１１３を接合している。
【００４４】
これらの圧電素子１１２及び支柱部１１３は積層型圧電素子部材１１４にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施して櫛歯状に分割して形成したもので、支柱部１１３も圧電素子であるが駆動電圧を印加しないために単なる支柱となっている。この積層型圧電素子部材１１４はベース部材１１５に接合している。
【００４５】
なお、圧電素子１１２（圧電素子部材１１４）は、例えば厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層とを交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極にＦＰＣケーブル１１６を介して駆動信号を供給するようにしている。
【００４６】
また、圧電素子１１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて加圧液室１０６内記録液を加圧する構成とすることも、圧電素子１１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内記録液を加圧する構成とすることもできる。本実施形態ではｄ３３方向の変位を用いた構成をとっている。
【００４７】
ベース部材１１５は金属材料で形成することが好ましい。ベース部材１１５の材質（材料）が金属であれば、圧電素子１１２の自己発熱による蓄熱を防止することができる。圧電素子１１２とベース部材１１５は接着剤により接着接合しているが、ライン型ヘッドのようにチャンネル数が増えると、圧電素子１１２の自己発熱により１００℃近くまで温度が上昇し、接合強度が著しく低下することになる。また、自己発熱によりヘッド内部の温度上昇が発生し、インク温度が上昇するが、インクの温度が上昇すると、インク粘度が低下し、噴射特性に大きな影響を与える。したがって、ベース部材１１５を金属材料で形成して圧電素子１１２の自己発熱による蓄熱を防止することで、これらの接合強度の低下、記録液粘度の低下による噴射特性の劣化を防止することができる
【００４８】
さらに、振動板１０２の周囲には例えばエポキシ系樹脂或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したフレーム部材１１７を接着剤で接合している。このフレーム部材１１７には、各加圧液室１０６に記録液を供給する共通液室１０８を形成し、共通液室１０８から振動板１０２に形成した供給口１０９、流体抵抗部１０７の上流側に形成した流路１１０、流体抵抗部１０７を介して加圧液室１０６に記録液が供給される。なお、フレーム部材１７には共通液室１０８に外部から記録液を供給するための記録液供給口１１９も形成される。
【００４９】
ここで、加圧液室１０６の壁面を形成する部材である振動板１０２で共通液室１０８の一部の壁面を形成し、この共通液室１０８の壁面を形成する部分をダンパ部１２４とし、隣接するダンパ室１１８との間の壁部を形成し、共通液室１０８に生じる圧力変動を吸収するようにしている。なお、ダンパ室１１８は図示しない大気開放路を通じて大気に開放している。
【００５０】
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１１２に印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって圧電素子１１２が収縮し、振動板２が下降して加圧液室１０６の容積が膨張することで、加圧液室１０６内にインクが流入し、その後圧電素子１１２に印加する電圧を上げて圧電素子１１２を積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて加圧液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、加圧液室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（噴射）される。
【００５１】
そして、圧電素子１１２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、加圧液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から加圧液室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。
【００５２】
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。
【００５３】
また、ここでは、圧電素子を圧力発生手段（アクチュエータ手段）に用いる圧電型ヘッドとした例で説明している、発熱抵抗体をアクチュエータ手段に用いるサーマル型ヘッド、静電力を発生する振動板と電極をアクチュエータ手段に用いる静電型ヘッドなど、他のアクチュエータ手段を用いる液体吐出ヘッドを記録ヘッド１１として使用することもできる。
【００５４】
次に、この画像形成装置の制御部の一例について図５のブロック図を参照して説明する。
この制御部は、この画像形成装置全体の制御を司る、本発明における空吐出動作の制御を行う手段などを兼ねたマイクロコンピュータで構成した主制御部３０１及び印刷制御を司るマイクロコンピュータで構成した印刷制御部３０２とを備えている。
【００５５】
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に画像を形成するために、紙送りモータ駆動回路３０４を介して図示しない紙送りモータを駆動制御して駆動ローラ２３を回転駆動するとともに、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を行う。
【００５６】
また、主制御部３０１には、駆動ローラ２３の移動量を検出する送り量検出回路３０６からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいて駆動ローラ２３の移動量及び移動速度を制御する。搬送量検出回路３０６は、例えば駆動ローラ２３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。紙送りモータ駆動回路３０４は、主制御部３０１から入力される搬送量に応じて紙送りモータを回転駆動させて駆動ローラ２３を回転駆動し、用紙を所定の位置に所定の速度で搬送させる。
【００５７】
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２１を一回転させる。主制御部３０１は、維持回復機構用駆動回路３０８を介して図示しないヘッドホルダ、維持回復機構１２の駆動源を駆動することにより、記録ヘッド１１の維持回復動作を行わせる。
【００５８】
印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの信号と送り量検出回路３０６などからの用紙送り量に基づいて、記録ヘッド１１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してヘッド駆動回路３１０に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な各種信号などをヘッド駆動回路３１０に出力し、また、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変換器及び電圧増幅器、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み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される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。
【００５９】
ヘッド駆動回路３１０は、印刷制御部３０２から与えられるデータに応じて印刷制御部３０２から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド１１の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド１１を駆動する。
【００６０】
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６を参照して説明する。
印刷制御部３０２は、上述したように、１印刷周期内に複数の駆動パルス（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４０１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４０２とを備えている。
【００６１】
なお、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３は、ヘッドドライバ３１０の後述する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波形で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。
【００６２】
ヘッドドライバ３１０は、データ転送部４０２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／ＣＨ）を入力するシフトレジスタ４１１と、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ためのラッチ回路４１２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４１３と、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レベルシフタ４１４と、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（開閉）されるアナログスイッチ４１５とを備えている。
【００６３】
このアナログスイッチ４１５は、各圧電素子１２１の選択電極（個別電極）１５４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。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Ｍ０〜Ｍ３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がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して（選択されて）圧電素子１２１に印加される。
【００６４】
次に、本発明の第１実施形態における駆動波形について図７を参照して説明する。
駆動波形生成部４０１からは、図７（ａ）に示すように、画素密度と用紙搬送速度によって決まる１駆動周期（１印刷周期）内に、時系列で、液滴を吐出させないノズルメニスカスを微駆動する非吐出駆動信号Ｐ０及び画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる複数の第１吐出駆動信号（駆動パルス）Ｐ１〜Ｐ３を含む第１駆動波形Ｐｄと、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる第２吐出駆動信号（駆動パルス、第２駆動波形）Ｐｋとで構成される駆動波形を生成して出力する。なお、第２駆動波形は第１駆動波形と同様に複数の第２吐出駆動信号で構成することもできる。
【００６５】
各駆動信号Ｐ０〜Ｐ３、Ｐｋは、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立下り後の状態から立ち上がる波形要素などで構成される。駆動信号の電位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き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。つまり、ここでは、第１駆動波形Ｐｄに含まれる駆動信号Ｐ０は液滴を吐出させないでメニスカス振動を与える駆動波形であり、第１、第２駆動波形に含まれる駆動信号Ｐ１〜Ｐ３、Ｐｋは、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を膨張させた後収縮させることで液滴を吐出させる駆動波形としている。
【００６６】
そして、データ転送部４０２からの図７（ｂ）に示すような滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって、例えば微駆動を行うときには滴制御信号Ｍ０で駆動信号Ｐ０を選択し（Ｌレベルで選択される。）、小滴（小ドット）を形成するときには滴制御信号Ｍ１で駆動信号Ｐ１を選択し、大滴（大ドット）を形成するときには滴制御信号Ｍ２で駆動信号Ｐ１ないしＰ３を選択し、空吐出を行わせるときには滴制御信号Ｍ３で駆動信号Ｐｋを選択して、それぞれ記録ヘッド１１の圧電素子１２１に印加させるようにする。なお、ここでは小滴と大滴の２種類のサイズとしているが、例えば、両者の間の大きさの中滴も吐出させるようにすることもできる。
【００６７】
ここで、小滴を吐出させる第１吐出駆動信号Ｐ１と空吐出を行わせる第２吐出駆動信号Ｐｋの一例について図８を参照して説明する。
図８（ａ）は第１駆動波形Ｐｄにおける最小滴（最も吐出量の小さい液滴）を吐出するための第１吐出駆動信号Ｐ１、図８（ｂ）は最小滴よりも小さな液滴を吐出するための第２駆動波形である第２吐出駆動信号Ｐｋである。
【００６８】
駆動信号Ｐ１は、引き込み波形要素ａ１が基準電位Ｖｅから変化電圧Ｖｆａだけ立ち下がることで加圧液室１０６を膨張させてノズルのメニスカスを引き込み、所定のホールド状態の後、加圧波形要素ｂ１が変化電圧Ｖｒａ分立ち上がることで加圧液室１０６を収縮させて液滴を吐出させ、その後所定のホールド時間経過後基準電位Ｖｅまで立ち上がる。
【００６９】
駆動信号Ｐｋは、引き込み波形要素ａｋが基準電位Ｖｅから変化電圧Ｖｆｂだけ立ち下がることで加圧液室１０６を膨張させてノズルのメニスカスを引き込み、所定のホールド状態の後、加圧波形要素ｂｋが変化電圧Ｖｒｂ分立ち上がることで加圧液室１０６を収縮させて液滴を吐出させ、その後所定のホールド時間経過後基準電位Ｖｅまで立ち上がる。
【００７０】
なお、加圧波形要素ｂ１、ｂｋの立ち上がりにより加圧液室１０６を収縮させるタイミングは、引き込み波形要素ａ１、ａｋの立ち下がりにより加圧液室１０６を膨張させたときに生じる固有周期の共振のタイミングと一致することが好ましい。
【００７１】
また、駆動信号Ｐ１と駆動信号Ｐｋの各引き込み波形要素ａ１、ａｋの変化時間（立ち下がり時間）Ｔｆａ，Ｔｆｂは同じとし、各加圧波形要素ｂ１、ｂｋの変化時間（立ち上がり時間）Ｔｒａ，Ｔｒｂは同じとしている。
【００７２】
このように、駆動信号Ｐｋの加圧波形要素ｂｋの立ち上がり電圧（変化電圧）Ｖｒｂを駆動信号Ｐ１の加圧波形要素ｂ１の立ち上がり電圧（変化電圧）Ｖｒａよりも小さく設定している。これにより、駆動信号Ｐｋによって吐出する液滴の吐出量は駆動信号Ｐ１によって吐出する液滴（小滴）の吐出量よりも小さくなる。そして、駆動信号Ｐｋの引き込み波形要素ａｋの立ち下がり電圧（変化電圧）Ｖｆｂを駆動信号Ｐ１の引き込み波形要素ａ１の立ち下がり電圧（変化電圧）Ｖｆａよりも大きく設定している。これにより、駆動信号Ｐｋによる滴吐出速度が速くなり、確実に滴吐出を行うことができる。
【００７３】
この駆動信号Ｐｋによる吐出量の液滴は、高周波駆動を行なうと噴射曲がりが生じてしまい、画像形成に用いることはできない。つまり、駆動信号Ｐｋは画像形成に用いる液滴を吐出する駆動信号としては用いることができない。
【００７４】
つまり、この例では、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を収縮させることで液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化電圧を、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化電圧より小さくして、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる。
【００７５】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化電圧を、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化電圧よりも大きくして、滴速度を速くすることにより、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を確実に吐出させる。
【００７６】
次に、小滴を吐出させる駆動信号Ｐ１と空吐出を行わせる駆動信号Ｐｋの他の例について図９を参照して説明する。
図９（ａ）は第１駆動波形Ｐｄにおける最小滴（最も吐出量の小さい液滴＝小滴）を吐出するための駆動信号Ｐ１、図９（ｂ）は最小滴よりも小さな液滴（極小滴）を吐出するための第２駆動波形Ｐｋである。
【００７７】
駆動信号Ｐ１及び駆動信号Ｐｋは、いずれも、引き込み波形要素ａ１、ａｋが基準電位Ｖｅから変化電圧Ｖｆａだけ立ち下がることで加圧液室１０６を膨張させてノズルのメニスカスを引き込み、所定のホールド状態の後、加圧波形要素ｂ１、ｂｋが変化電圧Ｖｒａ分立ち上がることで加圧液室１０６を収縮させて液滴を吐出させ、その後所定のホールド時間経過後基準電位Ｖｅまで立ち上がるが、引き込み波形要素ａ１、ａｋの立ち下がり時間（変化時間）Ｔｆａ，Ｔｆｂを異ならせ、また、加圧波形要素ｂ１、ｂｋの立ち上がり時間（変化時間）Ｔｒａ，Ｔｒｂを異ならせている。
【００７８】
つまり、駆動信号Ｐｋの引き込み波形要素ａｋの立ち下がり時間Ｔｆｂは駆動信号Ｐ１の引き込み波形要素ａ１の立ち下がり時間Ｔｆａよりも短くし、駆動信号Ｐｋの加圧波形要素ｂｋの立ち上がり時間Ｔｒｂは駆動信号Ｐ１の加圧波形要素ｂ１の立ち上がり時間Ｔｒａよりも長くしている。
【００７９】
なお、ここでも、加圧波形要素ｂ１、ｂｋの立ち上がりにより加圧液室１０６を収縮させるタイミングは、引き込み波形要素ａ１、ａｋの立ち下がりにより加圧液室１０６を膨張させたときに生じる固有周期の共振のタイミングと一致することが好ましい。
【００８０】
このように、駆動信号Ｐｋの加圧波形要素ｂｋの立ち上がり時間（変化時間）Ｔｒｂを駆動信号Ｐ１の加圧波形要素ｂ１の立ち上がり時間（変化時間）Ｔｒａよりも長く設定している。これにより、駆動信号Ｐｋによって吐出する液滴の吐出量は駆動信号Ｐ１によって吐出する液滴（小滴）の吐出量よりも小さくなる。そして、駆動信号Ｐｋの引き込み波形要素ａｋの立ち下がり時間（変化時間）Ｔｆｂを駆動信号Ｐ１の引き込み波形要素ａ１の立ち下がり時間（変化時間）Ｖｆａよりも小さく設定している。これにより、駆動信号Ｐｋによる滴吐出速度が速くなり、確実に滴吐出を行うことができる。
【００８１】
この駆動信号Ｐｋによる吐出量の液滴は、高周波駆動を行なうと噴射曲がりが生じてしまい、画像形成に用いることはできない。つまり、駆動信号Ｐｋは画像形成に用いる液滴を吐出する駆動信号としては用いることができない。
【００８２】
つまり、この例では、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を収縮させることで液滴を吐出させる加圧波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化時間を、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の加圧波形要素の変化電圧より大きく（長く）して、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる。
【００８３】
また、第１、第２駆動波形は、液体吐出ヘッドのノズルが連通する液室を膨張させる引き込み波形要素を含み、第２駆動波形に含まれる画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化時間を、第１駆動波形に含まれる画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号の引き込み波形要素の変化電圧よりも小さく（短く）して、滴速度を速くすることにより、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を確実に吐出させる。
【００８４】
また、上記図（ｂ）に示す例において、同図（ｂ）の駆動信号Ｐｋの立下り時間Ｔｆｂを駆動信号Ｐ１の立下り時間Ｔｆａと同じにする（引き込み波形要素ａｋを破線図示の傾きにする。）と、駆動信号Ｐｋによって吐出される液滴は、駆動信号Ｐ１によって吐出される画像形成に使用する最小の吐出量の液滴に比べて、滴量（吐出量）が小さくなるとともに、滴速度も遅くなる。
【００８５】
このように、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴は、画像形成に使用する最小の吐出量の液滴よりも滴速度が遅い構成とすることで、吐出される滴は紙面に着弾しなくなる可能性があるが、そもそも空吐出は滴の吐出を行うことができれば足り、紙面に着弾することは必須でないので、空吐出の目的、作用効果は得ることできる。
【００８６】
次に、この画像形成装置における空吐出制御について図１０のフロー図を参照して説明する。
ここでは、画像を形成する領域か否かを判別して、画像を形成する領域であれば、画像データに基づいて駆動波形の内の第１駆動波形Ｐｄから所要の駆動信号Ｐ１〜Ｐ５を選択して、画像を形成する液滴（大、中、小滴）を吐出させることで媒体上に所要の画像を形成し、画像を形成しない領域であれば、空吐出用データに基づいて駆動波形の内の第２駆動波形（駆動信号）Ｐｋを選択して、画像形成に使用できない極小滴を吐出させることで媒体上に空吐出を行う。
【００８７】
例えば、図１１に示すように、媒体としてロール紙３５を使用する場合、図１２に示すように、用紙搬送方向に沿って画像を形成する領域（印字領域）３６と画像を形成しない領域（非印字領域）３７とが交互に現れることになるので、画像を形成する領域３６では画像を形成する液滴（大、中、小滴）を吐出して所要の画像を形成し、画像を形成しない領域３７では極小滴を吐出して空吐出を行って、媒体に画像を形成した印刷物（記録物）を作成することができる。つまり、この例では、画像を形成しない領域を媒体の搬送方向の領域としている。
【００８８】
そして、この場合、画像形成しない領域３７は記録ヘッド１１による画像形成可能領域の幅方向の全域にわたる（ここでは媒体の幅方向の全域と同じ）ので、この全域にわたって、つまり、記録ヘッド１１のすべてのノズルについて空吐出を行うことができ、空吐出データの作成が容易になる。このように、液体吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うとき、画像を形成するときに使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を、媒体に対する画像形成可能領域の幅方向の全域にわたって吐出させることにより、簡単な構成で媒体上の画像を形成しない領域に画像品質を損なうことなく空吐出動作を行うことができる。
【００８９】
また、図１３に示すように、媒体としてロール紙３５を使用する場合（シート状用紙でも同じ）、用紙の幅方向の全域に印刷しないときには画像を形成する領域３６の用紙搬送方向と直交する方向の両端部に画像を形成しない領域３８が生じるので、画像を形成する領域３６では画像を形成する液滴（大、中、小滴）を吐出して所要の画像を形成し、画像を形成しない領域３８では極小滴を吐出して空吐出を行う。つまり、この例では、画像を形成しない領域を媒体の搬送方向と直交する領域としている。ただし、この画像形成装置のようにライン型ヘッドを用いる装置において、画像を形成しない領域を媒体の搬送方向と直交する領域とした場合、空吐出の対象となるノズルが固定され、画像を形成するノズルは空吐出が行われないので好ましくない。このような構成は記録ヘッドが移動するシリアル型画像形成装置に場合に適用できる。
【００９０】
また、図１４に示すように、画像データに基づいて画像を形成する液滴が着弾する実画像領域４１を、画像を形成する領域とし、この実画像領域４１の周囲を、画像を形成しない領域４２として、この画像を形成しない領域４２内に空吐出用の極小滴４３を吐出することもできる。
【００９１】
このように、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第１駆動波形、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる駆動信号を含む第２駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、画像を形成する領域では画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させ、画像を形成しない領域で画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる手段とを備えることにより、簡単な構成で媒体上の画像を形成しない領域に画像品質を損なうことなく空吐出動作を行うことができる。
【００９２】
また、このように、画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第１吐出駆動信号及び画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させるときに用いる第２吐出駆動信号を含む駆動波形を１駆動周期内で生成して出力する手段と、前記駆動波形から液体吐出ヘッドに印加する駆動信号を選択する手段とを備えていることで、簡単な構成で媒体上の画像を形成しない領域に画像品質を損なうことなく空吐出動作を行うことができる。
【００９３】
次に、本発明の第２実施形態における駆動波形について図１５を参照して説明する。
この実施形態では、駆動波形生成部４０１から図１５（ａ）に示す駆動波形を生成して出力し、データ転送部４０２から同図（ｂ）に示す滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３（第１実施形態の滴盛業信号Ｍ０〜Ｍ３と同様の信号）を出力して、駆動波形から所要の駆動信号を選択する。
【００９４】
駆動波形は、１駆動周期（１印刷周期）内に、時系列で、画像形成に使用する液滴を吐出させる第１吐出駆動信号Ｐ１１、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴を吐出させる第２吐出駆動信号Ｐ１２、液滴を吐出させないでノズルメニスカスを微駆動する非吐出駆動信号Ｐ１３及び画像形成に使用する吐出量の液滴を吐出させる第１吐出駆動信号Ｐ１４が、時系列で、生成されたものである。つまり、ここでは、第１吐出駆動信号Ｐ１１、Ｐ１４が時系列で複数生成出力され、第１吐出駆動信号Ｐ１１、Ｐ１４の間に第２吐出駆動信号Ｐ１３が含まれる構成としている。
【００９５】
この駆動波形を用いる場合、滴制御信号ＭＮ０で駆動信号Ｐ１３を、滴制御信号ＭＮ１で駆動信号Ｐ１１を、滴制御信号ＭＮ２で駆動信号Ｐ１１、１３、１４を、滴制御信号ＭＮ３で駆動信号Ｐ１２を選択する。このとき、滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３で選択された駆動信号をヘッドの圧力発生手段に印加した場合の滴の大きさの関係を図１６に示している。
【００９６】
したがって、例えば微駆動を行うときには滴制御信号Ｍ０で駆動信号Ｐ１３を選択し、小滴（小ドット）を形成するときには滴制御信号Ｍ１で駆動信号Ｐ１１を選択し、大滴を形成するときには滴制御信号Ｍ２で駆動信号Ｐ１１、１３、１４を選択し、空吐出を行わせるときには滴制御信号Ｍ３で駆動信号１２を選択して、それぞれ記録ヘッド１１の圧電素子１２１に印加させるようにする。
【００９７】
このように、第１吐出駆動信号が時系列で複数生成出力され、複数の第１吐出駆動信号の間に第２吐出駆動信号が含まれている構成とすることもできる。
【００９８】
次に、本発明の第３実施形態における駆動波形について図１７を参照して説明する。
上記各実施形態においては、画像形成を行うときには第２吐出駆動信号（Ｐｋ，Ｐ１２）が選択されない構成であるのに対し、この第３実施形態では画像形成を行うときに第２吐出駆動信号を選択する構成としている。つまり、図１７（ｂ）及び図１８に示すように、大滴を吐出させる場合の滴制御信号ＭＮ２で、第２吐出駆動信号Ｐ１２も選択する（記録ヘッド１１の圧電素子１２１に印加する。）ようにしている。
【００９９】
このとき、第２吐出駆動信号Ｐ１２によって滴が吐出されるが、第２吐出駆動信号Ｐ１２による滴の速度よりも、その後に第１滴吐出駆動信号Ｐ１４によって吐出される滴の度が速いので、飛翔中に合体し、形成されるドットに対する影響は大きくない（第２吐出駆動信号Ｐ１２によって吐出される滴の滴量を含めて大滴とすれば足りることである。）。
【０１００】
このようにすれば、第２実施形態に比べて滴制御信号が簡単になる（滴制御信号ＭＮ２のＯＮ、ＯＦＦを繰り返す必要がなくなる。
【０１０１】
次に、第２吐出駆動信号の波形の他の例について図１９を参照して説明する。
この駆動信号Ｐｋは、引き込み波形要素ａｋ１が基準電位Ｖｅから変化電圧Ｖｆａだけ立ち下がることで加圧液室１０６を膨張させてノズルのメニスカスを引き込み、所定のホールド状態の後、加圧波形要素ｂｋ１が変化電圧Ｖｒｃ分立ち上がることで加圧液室１０６を収縮させて液滴を吐出させ、その後所定のホールド時間経過後、再度引き込み波形要素ａｋ２で立ち下げて加圧液室１０６を膨張させることによって吐出される滴の一部を引きちぎってノズル内戻し、その後所定のホールド時間経過後加圧波形要素ｂｋ２で加圧液室１０６を元の状態に戻す（このｂｋ２の傾きを緩やかに設定することで滴は吐出されない。）ようにしたものである。
【０１０２】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
この実施形態は、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴は、画像形成に使用する最小の吐出量の液滴よりも滴速度が遅い構成とするものである。例えば、前記第１実施形態の駆動波形で説明すると、図９（ｂ）に示す例において、第２吐出駆動信号Ｐｋの立下り時間Ｔｆｂを第１吐出駆動信号Ｐ１の立下り時間Ｔｆａと同じにする（引き込み波形要素ａｋを破線図示の傾きにする。）と、駆動信号Ｐｋによって吐出される液滴は、駆動信号Ｐ１によって吐出される画像形成に使用する最小の吐出量の液滴に比べて、滴量（吐出量）が小さくなるとともに、滴速度も遅くなる。
【０１０３】
このように、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴は、画像形成に使用する最小の吐出量の液滴よりも滴速度を遅くすると、空吐出で吐出される滴は、紙面に着弾しなくなる可能性があるが、そもそも空吐出は滴の吐出を行ってノズルの維持、回復を行うことが目的であって、紙面に着弾することは必須でない。したがって画像形成に使用する最小の吐出量の液滴よりも小さい吐出量でかつ滴速度が遅い液滴を吐出させるようにすることで、紙面が汚れることもなくなる。
【０１０４】
次に、本発明の第５実施形態の一例について図２０を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態の要部模式的説明図である。
ここでは、記録ヘッド１の側方に電極４００を配置し、この電極４００を帯電させる電圧を印加する電圧印加手段４０１を備えて、空吐出動作を行う間、電圧印加手段４０１によって電極４００を帯電させるようにしている。なお、電極４００は記録ヘッド１のノズル列長さ相当分の長さを有している。
【０１０５】
つまり、画像形成に使用する最小の吐出量よりも小さい吐出量の液滴が、紙面に着弾しないで浮遊するような場合、特に前記第４実施形態で説明したように、そもそも紙面への着弾を目的としない空吐出を行う場合、空吐出動作による液滴は浮遊することになる。この場合、搬送ベルト２５として帯電されて静電吸着を行う搬送手段を用いているとき、記録ヘッド１から吐出される液滴は搬送ベルト２５の電荷の影響を受けて帯電することから、液滴の帯電極性と逆極性の電荷を電極４００に与えることによって、浮遊する液滴は電極４００に吸着されるので、回収することができ、液滴の飛散を防止することができる。
【０１０６】
次に、本発明の第６実施形態の他の例について図２１を参照して説明する。なお、図２１は同実施形態の要部模式的説明図である。
ここでは、記録ヘッド１の側方で開口した吸引路４１０を配置し、この吸引路４１０を通じて吸引を行うポンプ（吸引手段）４１１を備えて、空吐出動作を行う間、ポンプ４１１を駆動して吸引路４１０を通じて吸引を行うことによって、前述した第４実施形態と同様に紙面に着弾しない空吐出用の液滴を回収して、液滴の飛散を防止するようにしている。なお、吸引路４１０の開口は記録ヘッド１のノズル列長さ相当分の長さを有している。
【０１０７】
なお、上記実施形態においては、上記実施形態では本発明に係る画像形成装置をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、記録液以外の液体を用いる画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】同装置の記録ヘッドの説明に供する説明図である。
【図３】同記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。
【図４】同じく液室短手方向に沿う断面説明図である。
【図５】同装置の制御部の概略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駆動回路の一例を示すブロック説明図である。
【図７】同制御部で生成する本発明の第１実施形態における駆動波形の一例を示す説明図である。
【図８】同駆動波形を構成する第１駆動波形に含まれる小滴を吐出させる駆動信号Ｐ１と空吐出を行わせる駆動信号Ｐｋの一例の説明に供する説明図である。
【図９】同駆動波形を構成する第１駆動波形に含まれる小滴を吐出させる第１吐出駆動信号Ｐ１と空吐出を行わせる第２吐出駆動信号Ｐｋの他の例の説明に供する説明図である。
【図１０】同制御部による液滴吐出制御に係わる処理の説明に供するフロー図である。
【図１１】ロール紙に画像形成を行う例の説明に供する説明図である。
【図１２】同じく画像を形成する領域と画像を形成しない領域の一例の説明に供する説明図である。
【図１３】同じく画像を形成する領域と画像を形成しない領域の他の例の説明に供する説明図である。
【図１４】同じく画像を形成する領域と画像を形成しない領域の更に他の例の説明に供する説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における駆動波形の一例を示す説明図である。
【図１６】同じく滴制御信号と吐出滴量の関係の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における駆動波形の一例を示す説明図である。
【図１８】同じく滴制御信号と吐出滴量の関係の一例を示す説明図である。
【図１９】空吐出を行わせる第２吐出駆動信号の他の例を示す説明図である。
【図２０】本発明の第４実施形態の説明に供する模式的説明図である。
【図２１】本発明の第５実施形態の説明に供する模式的説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２…画像形成部
３…搬送機構
４…給紙トレイ
５…用紙
６…排紙トレイ
１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ…記録ヘッド（ライン型液体吐出ヘッド）
２２…搬送ベルト
１０４…ノズル
３０２…印刷制御部
３１０…ヘッド駆動回路
４０１…駆動波形生成部
４０２…データ転送部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１４】
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