(57)【要約】【課題】液滴吐出時にメニスカスの残留振動を発生する状態でも吐出速度のばらつきが抑制されてドット位置精度が悪化されない液滴吐出装置を提供する。【解決手段】画像形成装置の印刷制御部が備える駆動波形生成部４０１からの駆動波形に応じて液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出装置に対し、生成部４０１のフィルタ４０１ｂが液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する。フィルタ４０１ｂでは、メニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１が吐出タイミングを１滴目の吐出からの累積時間で入力して出力タイミングの残留振動を算出して吐出タイミング分だけずらして加算することで残留振動を重ね合わせ、吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２が残留振動相当の吐出電圧倍率を算出し、乗算部４０１ｂ３が駆動波形入力部４０１ａからの駆動波形と吐出電圧倍率の値とを乗算した結果を駆動波形出力部４０１ｃへ出力する。【選択図】図１０
2016172386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えて構成されると共に、外部の印刷制御部に具備される駆動波形生成部で生成された駆動波形に応じて当該液滴吐出ヘッドから当該液滴を吐出させる機能を持つ液滴吐出装置において、
前記駆動波形生成部に具備されたフィルタ部により液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を前記駆動波形の倍率誤差で補正する機能が持たされたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出装置において、
前記フィルタ部は、吐出タイミングを１滴目の吐出からの累積時間で入力して出力タイミングにおける残留振動を算出して吐出タイミング分だけずらして加算することでメニスカス残留振動を重ね合わせるメニスカス残留振動重ね合わせ部と、前記メニスカス残留振動に相当する補正すべき吐出電圧倍率を算出する吐出電圧倍率算出部と、前記駆動波形と前記吐出電圧倍率の値を乗算する乗算部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の液滴吐出装置と、前記駆動波形生成部を備える前記印刷制御部と、前記印刷制御部と接続されて画像形成全体の制御を行う主制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び画像形成装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送された印字媒体上にフルカラー画像を形成する画像形成装置では、４原色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）分がインラインに配置されたプリントヘッドから成る液滴吐出装置と、モータで駆動されるプーリ、ギア、ベルト等から形成されて印字媒体を液滴吐出装置へ搬送する搬送手段と、を有している。また、印字媒体上に副走査方向について各色の記録位置を合わせて印字する場合、液滴吐出装置へと搬送された印字媒体は、最初にブラック用のプリントヘッドで印字が行われた後、所定の印字タイミングでシアン用のプリントヘッド、マゼンタ用のプリントヘッド、イエロー用のプリントヘッドの順で印字が行われ、副走査方向で各色の位置が合った高品位の画像が得られるようになっている。
【０００３】
ところで、液滴吐出装置を構成する各色用のプリントヘッドは、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる構造となっているが、液滴吐出後のメニスカスに生じている残留振動により液滴の吐出周期に対して吐出速度が変動して吐出不良を来してしまう。そこで、こうした残留振動の影響を対策した周知技術として、メニスカスの残留振動に起因する液滴の吐出特性の不安定化やドット抜け等の吐出不良を防止する「液体噴射装置及び同装置の駆動方法」（特許文献１参照）が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に係る技術では、複数のノズル開口のうちの少なくとも１つを除く他のノズル開口から液滴が同時に吐出された際、吐出されなかったノズル開口においてメニスカスの列内残留振動が誘起される点に着目し、駆動信号中の複数の吐出パルスのうちの少なくとも１つについて開始時点が自己残留振動及び列内残留振動によってメニスカスが圧力室側から最も離れた時点を外すように設定することにより、吐出特性を安定化させている。
【０００５】
ところが、特許文献１の技術による液滴の吐出周期に対する吐出速度の関係を示す吐出特性は、液滴吐出直後の吐出速度の変動が大きく、時間経過に伴って変動が小さく収束する減衰傾向を示すため、印字媒体上への副走査方向での印字に適用すると副走査方向でドット位置精度が悪化し、画像品位の低下を引き起こしてしまうという欠点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、液滴吐出時にメニスカスの残留振動を発生する状態でも吐出速度のばらつきが抑制されてドット位置精度が悪化されずに高品位画像が得られる液滴吐出装置、及びそれを用いた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】
【０００７】
上記技術的課題を達成するため、本発明の第１の手段は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えて構成されると共に、外部の印刷制御部に具備される駆動波形生成部で生成された駆動波形に応じてヘッド駆動回路で駆動されて当該液滴吐出ヘッドから当該液滴を吐出させる機能を持つ液滴吐出装置において、駆動波形生成部に具備されたフィルタ部により液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する機能が持たされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成により、液滴吐出時にメニスカスの残留振動を発生する状態でも吐出速度のばらつきが抑制されてドット位置精度が悪化されずに高品位画像が得られるようになる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る液滴吐出装置を備える画像形成装置の基本構成を側面方向で断面にして示した概略図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられる用紙搬送部を平面方向から示した概略図である。
【図３】図１に示す画像形成装置に備えられる搬送ベルトの詳細構成を示した平面図である。
【図４】図１に示す画像形成装置における液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの細部構成を上面方向から一部破断して示した平面図である。
【図５】図４で説明したインクジェットヘッドの細部構成を側面方向から一部破断して示した平面図である。
【図６】図１に示す画像形成装置における制御系の基本的な機能構成を例示したブロック図である。
【図７】図６で説明した制御系の機能構成に含まれる印刷制御部及びヘッド駆動部の細部構成を示したブロック図である。
【図８】図７で説明した印刷制御部における駆動波形生成部から出力する１駆動周期の駆動波形とデータ転送部から出力する滴制御信号との関係を例示した図である。
【図９】図８で説明したデータ転送部から出力する滴制御信号と吐出滴量との対応を例示した図である。
【図１０】図７で説明した印刷制御部における駆動波形生成部の細部構成を例示したブロック図である。
【図１１】図１０で説明した駆動波形生成部のフィルタ部における処理機能に係る液滴吐出時間に対するメニスカス残留振動の関係を示す特性図である。
【図１２】図１０で説明した駆動波形生成部のフィルタ部でのメニスカス残留振動重ね合わせ部における滴数に応じた処理機能を説明するために例示した滴吐出時間に対するメニスカス残留振動の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の液滴吐出装置及び画像形成装置について、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る液滴吐出装置を備える画像形成装置の基本構成を側面方向で断面にして示した概略図である。また、図２は、この画像形成装置に備えられる用紙搬送部２を平面方向から示した概略図である。
【００１２】
図１及び図２を参照すれば、この画像形成装置は、給紙部１、搬送ベルト２１を含む用紙搬送部２、液滴吐出装置を構成する液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド３、及びスタッカ４を備えて構成され、印字媒体である用紙１２上にフルカラー画像を形成するフルカラーインクジェットプリンタとして働くものである。
【００１３】
このうち、給紙部１は用紙１２を装置本体に供給する機能を担うもので、用紙１２をセットするトレイ１１、セットされた用紙１２を給紙するピックアップローラ１３、ピックアップローラ１３で給紙された用紙１２を用紙搬送部２へと導く搬送ローラ１４、１５を備える他、用紙１２の重送を防止する分離ガイド１６、用紙１２の斜行を補正するシャッタ１７を備えて構成される。
【００１４】
用紙搬送部２は、給紙部１からインクジェットヘッド３を通して装置出口まで用紙１２を搬送する機能を担うもので、用紙を搬送する搬送ベルト２１として３本の搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備える他、これらの搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃを駆動するためのモータ２２、各搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃを駆動するためのプーリ２３、用紙１２の先端を検出する紙センサ２７、用紙１２を各搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃに導くローラ２４、装置出口に用紙１２を導くための排紙ローラ２５、２６と共に、各搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対向して設けられて各搬送ベルト２１ａ、２１ｂ、２１ｃの速度を検出する速度センサ２８を備えて構成される。
【００１５】
液滴吐出装置を構成するインクジェットヘッド３は、フルカラー画像を形成する印刷ヘッドとして機能するもので、フルカラー画像形成のための４原色分のブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４を備えて構成される。
【００１６】
スタッカ４は、インクジェットヘッド３によりフルカラー画像形成して印字されて排出された用紙１２を積み重ねてストックする機能を持ち、装置出口から排出された用紙１２をストックする排紙トレイ４３、用紙１２を排紙トレイ４３へ導くガイドローラ４１、４２を備えて構成される。
【００１７】
この画像形成装置による用紙１２の給紙から画像形成を経てスタッカ４にストックされるまでの処理プロセスを簡単に説明する。最初に給紙部１より用紙搬送部２に導かれた１枚の用紙１２は、モータ２２及びプーリ２３により駆動される搬送ベルト２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）上に導かれる。１枚の用紙１２がインクジェットヘッド３（ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４）の下部を通過する際、各ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４から吐出されたインクによりカラー画像が形成される。この画像形成が行われた後、用紙１２はモータ２２により駆動される排紙ローラ２５、２６まで搬送ベルト２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）によって導かれる。用紙１２は更にガイドローラ４１、４２によって排紙トレイ４３に導かれ、カラー画像形成が完了する。
【００１８】
図３は、この画像形成装置に備えられる搬送ベルト２１（２１ａ）の詳細構成を示した平面図である。
【００１９】
図３を参照すれば、搬送ベルト２１（２１ａ）の全周には、同じ間隔でスリット２９ａを配設した極薄ステンレス２９が取り付けられている。このため、スリット２９ａは搬送ベルト２１（２１ａ）と一体で移動するが、搬送される用紙１２の紙基準より外側に位置されており、用紙１２に覆われることはない。また、スリット２９ａの真上には、例えば極薄ステンレス２９に光を照射し、その反射光を検出してスリット２９ａの通過速度を測定する等の方式による上述したベルト速度センサ２８が配置されている。
【００２０】
図４は、この画像形成装置における液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッド３の細部構成を上面方向から一部破断して示した平面図である。また、図５は、インクジェットヘッド３の細部構成を側面方向から一部破断して示した平面図である。
【００２１】
図４及び図５を参照すれば、インクジェットヘッド３は、流路板１０１、振動板１０２、及びノズル板１０３を接合して積層（ノズル板１０３は流路板１０１の上面に接合される）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を形成している。
【００２２】
因みに、ここでの流路板１０１は例えばＳＵＳ基板や単結晶シリコン基板をエッチングして形成されたものを例示できる。振動板１０２は流路板１０１の下面に接合したニッケル電鋳で形成されたものを例示できる。
【００２３】
また、インクジェットヘッド３には、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加圧力発生手段として働くアクチュエータ手段である電気機械変換素子として、２列の積層型の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２と、が備えられている。尚、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けているが、この支柱部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り、駆動電圧が印加されないので単なる支柱となる。
【００２４】
更に、圧電素子１２１には図示されない駆動回路である駆動ＩＣに接続するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）ケーブル１２６が接続されている他、振動板１０２の周縁部がフレーム部材１３０に接合されている。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で構成されるアクチュエータユニットを収納する役割を担う。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役割を担う。
【００２５】
因みに、ここでのフレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂や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たものを例示できる。
【００２６】
加えて、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構造となっている。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。
【００２７】
上述した各板部材のうち、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）等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か、或いはＳＵＳ基板をエッチングする等により、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。
【００２８】
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）で作製した場合を例示できるが、この他に金属板や金属と樹脂板との接合部材等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を接着剤で接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤で接合した構成を例示できる。
【００２９】
ノズル板１０３は液室１０６のそれぞれに対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に対して接着剤で接合した構成を例示できる。ノズル板１０３は、金属部材から成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を例示できる。尚、ノズル板１０３の表面がノズル面１０３ａとなる。
【００３０】
尚、ここでのインクジェットヘッド３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を説明したが、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を適用しても良い。また、１つのベース基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられた構造を適用することもできる。
【００３１】
このような構成のインクジェットヘッド３では、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の容積が膨張するため、これによって液室１０６内にインク（記録液）が流入する。
【００３２】
この後、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／体積を収縮させると、これによって液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインクの液滴が吐出される。
【００３３】
また、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すと振動板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ため、このときに共通液室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、次のインクの液滴に対する吐出のための動作に移行する。
【００３４】
因みに、ここで説明したインクジェットヘッド３の駆動手法は、引き・押し打ちの例であるが、これに限定されるものではなく、その他に駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ち等を行うことも可能である。
【００３５】
図６は、この画像形成装置における制御系の基本的な機能構成を例示したブロック図である。
【００３６】
図６を参照すれば、画像形成装置の制御系の機能構成は、通信回路３００、副走査モータ駆動回路３０４、キャリッジ位置検出回路３０５、搬送量検出回路３０６と接続され、フルカラー画像についての画像形成全体の制御を行う主制御部３０１と、インクジェットヘッド３を駆動するヘッド駆動部３１０及び主制御部３０１と接続され、印刷制御を行うマイクロコンピュータで構成される印刷制御部３０２と、を備えて構成される。
【００３７】
このうち、主制御部３０１は、マイクロコンピュータ３０１ａに内蔵されるマイクロプロセッサ３０１ｂ、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）３０１ｃ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３０１ｄが内部のバス３０１ｅに接続されて構成され、更にバス３０１ｅには上述した通信回路３００、副走査モータ駆動回路３０４、キャリッジ位置検出回路３０５、搬送量検出回路３０６、及び印刷制御部３０２が接続されている。
【００３８】
この主制御部３０１は、機能上、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１２に画像形成するための制御として、副走査モータ駆動回路３０４を介した図示されない副走査モータの駆動制御や、印刷制御部３０２に対して印刷用データを送出する等の制御を行う。
【００３９】
主制御部３０１には、搬送ベルト２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の速度を検出するためのベルト速度センサ２８からの検出信号に基づく搬送量検出回路３０６からの検出信号や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。このため、主制御部３０１は副走査モータ駆動回路３０４を制御して搬送量に応じて副走査モータを回転駆動させ、搬送ベルト２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を所定の速度で移動させる。
【００４０】
印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの画像形成に係る各種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からのキャリッジ位置、搬送量を示す検出信号とに基づいて、インクジェットヘッド３（ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４）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。そこで、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部３１０に転送し、このデータの転送及び転送の確定等に必要な転送クロックやラッチ信号、液制御信号としてのマスク信号等をヘッド駆動部３１０へ出力する。
【００４１】
また、印刷制御部３０２は、主制御部３０１のマイクロコンピュータ３０１ａが内蔵するＲＯＭ３０１ｃ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、並びにヘッド駆動部３１０に与える駆動波形を選択する選択手段の機能を持ち、駆動信号である１つ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群を複数含む駆動波形を生成してヘッド駆動部３１０へ出力する。
【００４２】
ヘッド駆動部３１０は、記録ヘッドであるインクジェットヘッド３（ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４）に駆動信号を与える駆動手段である。具体的には、ヘッド駆動部３１０は、所定の画像データに基づいて記録ヘッド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を駆動する。因みに、ここでの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。記録ヘッドの駆動素子は、記録ヘッドに備えられる液滴を吐出させるエネルギーを発生する例えば上述したような圧電素子である。記録ヘッドの駆動に際して、駆動波形を構成する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。
【００４３】
図７は、上述した制御系の機能構成に含まれる印刷制御部３０２及びヘッド駆動部３１０の細部構成を示したブロック図である。
【００４４】
図７を参照すれば、印刷制御部３０２は、駆動波形生成部４０１とデータ転送部４０２とを備えて構成される。駆動波形生成部４０１は、共通駆動波形を生成してヘッド駆動部３１０へ出力する。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、転送クロック、ラッチ信号、滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３（ＭＮ０ａ〜ＭＮ３ａ、ＭＮ０ｂ〜ＭＮ３ｂ）を出力する。
【００４５】
駆動波形生成部４０１は、１駆動周期内において駆動波形を生成する駆動波形生成手段であり、具体的には、後述する図８に示すように１駆動周期内に１又は複数の駆動信号で構成される駆動波形を生成して出力する。また、データ転送部４０２は、駆動信号を選択する滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３を１駆動周期内において連続的に出力する。
【００４６】
尚、滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３は、ヘッド駆動部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は選択すべき駆動波形の部分で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。
【００４７】
ヘッド駆動回路３１０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ラッチ回路４１２と、階調データと第１の滴制御信号ＭＮ０ａ〜ＭＮ３ａ、及び第２の滴制御信号ＭＮ０ｂ〜ＭＮ３ｂと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／オフされるアナログスイッチ４１５と、を備えて構成される。
【００４８】
このうち、アナログスイッチ４１５は、図示されない出力タイミング補正部を介して各圧電素子１２１の選択電極である個別電極１５４に接続され、駆動波形生成部４０１から共通駆動波形が入力される。
【００４９】
このヘッド駆動回路３１０では、シリアル転送された画像データと滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３とをデコーダ４１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ４１５がオン状態になり、共通駆動波形に含まれる駆動信号が選択されて圧電素子１２１に印加される。
【００５０】
図８は、上述した印刷制御部３０２における駆動波形生成部４０１から出力する１駆動周期の駆動波形とデータ転送部４０２から出力する滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３との関係を例示した図である。
【００５１】
図８を参照すれば、駆動波形生成部４０１から出力される共通駆動波形は、非吐出駆動パルスＰ１と吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５とで構成される。因みに、ここでの非吐出駆動パルスＰ１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インクジェットヘッド３（ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４）のノズルから液滴が吐出されない駆動パルスを示すし。また、吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、圧電素子１２１を駆動し、インクジェットヘッド３のノズルから液滴を吐出させる駆動パルスを示す。
【００５２】
具体的に云えば、非吐出駆動パルスＰ１は、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、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後の基準電位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、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、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後の基準電位Ｖｅまで段階的に立ち上がる波形要素で構成される。吐出駆動パルスＰ４は、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、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後の基準電位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Ｐ５は、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、立下り後の電位に保持する波形要素、ホールド後の基準電位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、ホールド後の基準電位Ｖｅまで立ち下がる波形要素で構成される。
【００５３】
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が収縮して液室１０６の容積が膨張する引込み波形要素を示す。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が伸長して液室１０６の容積が収縮する加圧波形要素を示す。データ転送部４０２では、このような駆動波形の駆動パルス（非吐出駆動パルスＰ１、吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）を選択する滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３を順次出力する。
【００５４】
図９は、上述したデータ転送部４０２から出力する滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３と吐出滴量との対応を例示した図である。
【００５５】
図９を参照すれば、滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３について、滴制御信号ＭＮ０を選択すれば非吐出駆動パルスＰ１のみが選択されてインクジェットヘッド３に与えられるため、非吐出駆動状態となって液滴の吐出滴量は０ｐｌとなる。また、滴制御信号ＭＮ１を選択すれば吐出駆動パルスＰ３のみが選択されてインクジェットヘッド３に与えられるため、吐出駆動状態となって液滴の吐出滴量は３ｐｌとなる。更に、滴制御信号ＭＮ２を選択すれば吐出駆動パルスＰ２、Ｐ４が選択されてインクジェットヘッド３に与えられるため、吐出駆動状態となって液滴の吐出滴量は９ｐｌとなる。加えて、滴制御信号ＭＮ３を選択すれば吐出駆動パルスＰ２〜Ｐ５が選択されてインクジェットヘッド３に与えられるため、吐出駆動状態となって液滴の吐出滴量は１８ｐｌとなる。
【００５６】
即ち、ここでは４つの２ビットから成る滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３で駆動波形を成す駆動パルス（非吐出駆動パルスＰ１、吐出駆動パルスＰ２、Ｐ３、Ｐ４、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採択することができ、その結果、簡単な構成で大きさの異なるインクの液滴を吐出することができる。因みに、ここでは駆動波形を複数の吐出パルスの組み合わせる場合を説明したが、単一の吐出パルスを適用させても構わない。
【００５７】
図１０は、上述した印刷制御部３０２における駆動波形生成部４０１の細部構成を例示したブロック図である。
【００５８】
図１０を参照すれば、駆動波形生成部４０１は、液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する機能のフィルタ部４０１ｂが持たされている他、駆動波形入力部４０１ａ及び駆動波形出力部４０１ｃを備えて構成される。
【００５９】
このうち、駆動波形入力部４０１ａからは上述した駆動波形が出力され、フィルタ部４０１ｂ内の乗算部４０１ｂ３に入力される。フィルタ部４０１ｂは、吐出タイミングを１滴目の吐出からの累積時間で入力して出力タイミングにおける残留振動を算出して吐出タイミング分だけずらして加算することでメニスカス残留振動を重ね合わせるメニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１と、メニスカス残留振動に相当する補正すべき吐出電圧倍率を算出する吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２と、駆動波形入力部４０１ａからの駆動波形と吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２からの吐出電圧倍率の値とを乗算する乗算部４０１ｂ３と、を備えて構成される。
【００６０】
フィルタ部４０１ｂにおけるメニスカス振動重ね合わせ部４０１ｂ１は、各色の吐出タイミングを１滴目の吐出からの累積時間として入力しており、後述する手法によって出力タイミングにおける残留振動を算出し、吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２に出力する。この残留振動と液滴の吐出速度と間には一定の相関があると共に、吐出速度と吐出電圧倍率との間にも一定の相関がある。このため、吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２ではこれらの相関性に基づいて例えば一覧表や近似式を用いて補正すべき吐出電圧倍率を算出して乗算部４０１ｂ３へ出力する。乗算部４０１ｂ３では、駆動波形入力部４０１ａからの駆動波形と吐出電圧倍率算出部から吐出電圧倍率の値とを乗算した結果を駆動波形出力部４０１ｃへ出力する。駆動波形出力部４０１ｃでは乗算結果を共通駆動波形としてヘッド駆動部３１０へ出力する。
【００６１】
図１１は、駆動波形生成部４０１のフィルタ部４０１ｂにおける処理機能に係る液滴吐出時間に対するメニスカス残留振動の関係を示す特性図である。
【００６２】
メニスカス残留振動について、例えば矢印で示す残留振動の状態で吐出した場合、初期速度があるためにその分吐出速度に影響が出ることにより、液滴吐出時間（周期）に対する液滴速度の特性はメニスカス残留振動と同じになる。吐出電圧に倍率を乗算することは、吐出に与える力を変化させることを意味するので、倍率に応じて吐出速度が変わることになる。従って、用紙１２の線速計測結果から得た吐出タイミングにおけるメニスカス残留振動分を倍率で補正することが可能になる。実際には、滴は補正対象以前に複数吐出されているため、メニスカス残留振動は各滴の残留振動の重ね合わせになる。
【００６３】
図１２は、上述したフィルタ部４０１ｂでのメニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１における滴数に応じた処理機能を説明するために例示した滴吐出時間に対するメニスカス残留振動の関係を示す特性図である。
【００６４】
このメニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１は、メモリ機能で構成され、具体的には予めメニスカス残留振動を計測した結果のデータが図６に示した主制御部３０１のマイクロコンピュータ３０１ａ内のＲＡＭ３０１ｄにおける基準メモリ領域に保存され、吐出タイミングとして入力されることになる。それ故、ＲＡＭ３０１ｄの基準メモリ領域から吐出タイミングとして入力されるメニスカス残留振動のデータをメニスカス残留振動重ね合わせ部メモリと見做している。
【００６５】
図１２を参照すれば、最初の１滴目は、それ以前の残留振動がないため、メニスカス残留振動重ね合わせ部メモリに変動０の特性が入力されており、２滴目ではメニスカス残留振動重ね合わせ部メモリを１滴目吐出直後に変更する。変更内容は、メニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１に対してＲＡＭ３０１ｄの基準メモリ領域に保存されているメニスカス残留振動のデータを吐出タイミングとして入力することで行う。この状態で吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２が２滴目吐出タイミングαに対してメニスカス残留振動に相当する倍率補正（補正すべき吐出電圧倍率の算出）を行う。３滴目ではメニスカス残留振動重ね合わせ部メモリを２滴目吐出直後に変更する。変更内容は、メニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１において、２滴目のメニスカス残留振動のデータにＲＡＭ３０１ｄの基準メモリ領域に保存されているメニスカス残留振動のデータ（基準メモリ波形）を２滴目吐出タイミングαの分だけずらして加算することで行う。この状態で吐出電圧倍率算出部４０１ｂ２が３滴目吐出タイミングβに対してメニスカス残留振動に相当する倍率補正（補正すべき吐出電圧倍率の算出）を行う。それ以降は係る処理を繰り返して最終滴まで実施する。このようにして、以前の液滴吐出に起因するメニスカス残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する機能が得られる。因みに、メニスカス残留振動重ね合わせ部４０１ｂ１は、機能構成上で４原色の各色に対応して備えられるものである。
【００６６】
以上に説明した実施例に係る画像形成装置では、インクの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッド３（ブラック用プリントヘッド３１、シアン用プリントヘッド３２、マゼンタ用プリントヘッド３３、イエロー用プリントヘッド３４）を備えて構成されると共に、外部の印刷制御部３０２に具備される駆動波形生成部４０１で生成された駆動波形に応じて液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる機能を持つ液滴吐出装置に対し、駆動波形生成部４０１に具備されたフィルタ部４０１ｂにより液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する機能が持たされているため、液滴吐出ヘッドからの液滴吐出によるメニスカス残留振動に起因する液滴の吐出ドット位置の変動が抑えられるために、色ずれのない高品位な画像を得ることができる。この結果、液滴吐出時にメニスカスの残留振動を発生する状態でも吐出速度のばらつきが抑制されてドット位置精度が悪化されずに高品位画像が得られるようになる。
【００６７】
尚、実施例に係る画像形成装置では、４原色分のフルカラー画像形成を行う機能構成を説明したが、本願発明の技術的な要旨である印刷制御部３０２の駆動波形生成部４０１に具備されたフィルタ部４０１ｂにより液滴吐出ヘッドからの液滴吐出時に以前の液滴吐出に起因する残留振動成分を駆動波形の倍率誤差で補正する機能は、昨今の印刷業等のプロダクションプリンティング（ＰＰ）分野で開発されている既存の４ステーションのカラー画像形成以外の５番目や６番目のステーションを持たせ、特色トナーに対応した画像形成装置及びそれに搭載される液滴吐出装置にも適用可能である。従って、本発明の液滴吐出装置及び画像形成装置は実施例で開示した形態に限定されない。
【符号の説明】
【００６８】
１  給紙部
２  用紙搬送部
３  インクジェットヘッド
４  スタッカ
１１  トレイ
１２  用紙
１３  ピックアップローラ
１４、１５  搬送ローラ
１６  分離ガイド
１７  シャッタ
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  搬送ベルト
２２  モータ
２３  プーリ
２４  ローラ
２５、２６  排紙ローラ
２７  紙センサ
２８  ベルト速度センサ
２９  極薄ステンレス
２９ａ  スリット
３１  ブラック用プリントヘッド
３２  シアン用プリントヘッド
３３  マゼンダ用プリントヘッド
３４  イエロー用プリントヘッド
４１、４２  ガイドローラ
４３  排紙トレイ
１０１  流路板
１０２  振動板
１０３  ノズル板
１０３ａ  ノズル面
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  圧電素子
１２２  ベース基板
１２３  支柱部
１２６  ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）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
３００  通信回路
３０１  主制御部
３０１ａ  マイクロコンピュータ
３０１ｂ  マイクロプロセッサ
３０１ｃ  ＲＯＭ
３０１ｄ  ＲＡＭ
３０１ｅ  バス
３０２  印刷制御部
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
３１０  ヘッド駆動部
４０１  駆動波形生成部
４０１ａ  駆動波形入力部
４０１ｂ  フィルタ部
４０１ｂ１  メニスカス残留振動重ね合わせ部
４０１ｂ２  吐出電圧倍率算出部
４０１ｂ３  乗算部
４０１ｃ  駆動波形出力部
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００４−７４４８２号公報
【図１】
2016172386.tif 000003
【図２】
2016172386.tif 000004
【図３】
2016172386.tif 000005
【図４】
2016172386.tif 000006
【図５】
2016172386.tif 000007
【図６】
2016172386.tif 000008
【図７】
2016172386.tif 000009
【図８】
2016172386.tif 000010
【図９】
2016172386.tif 000011
【図１０】
2016172386.tif 000012
【図１１】
2016172386.tif 000013
【図１２】
2016172386.tif 000014