(57)【要約】      （修正有）【課題】印写動作の高速化のため、複数滴種の駆動信号による印字を行う際に、メニスカス振動が減衰する前に次の吐出動作を開始しても、画質を向上させることができる液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】メニスカス残留振動を、吐出パルスに対応付けて予め記憶しておく基準波形記憶部と、複数の液滴を連続して吐出する場合に、夫々の液滴のための吐出パルスの印加タイミングを、吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動の開始点として、２滴目以上の任意の回では、１つ目の吐出パルスが印加されてから、任意の回の次の吐出パルスが印加されるまで、吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動を累積して記憶する残留振動累積部と、任意の回の次の液滴を吐出する際、液滴吐出で発生する残留振動波形を読み出し、そのメニスカス残留振動のメニスカス位置に基づき、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングを制御するタイミング調整部と、を備える。【選択図】図１２
2017170649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口と、液体を収容し、該ノズル開口に連通する圧力室と、前記圧力室に夫々設けられ、前記圧力室の圧力を変化させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段へ印加する、吐出パルスを含む駆動波形を生成する駆動波形生成部と、を備える液滴吐出ヘッドを制御する制御装置であって、
前記吐出パルスが印加されて前記ノズル開口から液滴が吐出される際、前記液体のメニスカスが前記ノズル開口に対して圧力室側に引き込まれたり、前記圧力室から離れた外側に膨らんだりするメニスカス残留振動を、前記吐出パルスに対応付けて予め記憶しておく基準波形記憶部と、
複数の液滴を連続して吐出する場合に、夫々の液滴の吐出のための前記吐出パルスの印加タイミングを、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動の開始点として、２滴目以上の任意の回では、１つ目の吐出パルスが印加されてから、任意の回の次の吐出パルスが印加されるまで、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動を累積して記憶する残留振動累積部と、
任意の回の次の液滴を吐出する際、前記任意の回の液滴吐出で発生する、前記任意の回の前記吐出パルスに対応付けられた残留振動波形を読み出して、読み出されたメニスカス残留振動のメニスカス位置に基づいて、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングを制御する、タイミング調整部と、を備える、
液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項２】
前記液滴が着弾される記録媒体を、前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させる、記録媒体搬送手段と
前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して所定の吐出位置に到達した時点でタイミング信号を生成して、前記タイミング調整部へ出力するタイミング信号生成部を備え、
前記タイミング調整部は、任意の回の次の液滴を吐出する際、前記タイミング信号を取得した直後に、読み出された前記任意の回の前記メニスカス残留振動で、最初に前記メニスカス位置が前記ノズル開口と同じ位置になる時点を、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングとして設定する、
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項３】
前記液滴が着弾される記録媒体に対して、前記液滴吐出ヘッドを相対的に移動させるヘッド移動手段を備えており、
前記液滴吐出ヘッドが前記記録媒体に対して所定の位置に到達した時点でタイミング信号を生成して前記タイミング調整部へ出力するタイミング信号生成部を備え、
前記タイミング調整部は、任意の回の次の液滴を吐出する際、前記タイミング信号を取得した直後に、読み出された前記任意の回のメニスカス残留振動で、最初に前記メニスカス位置が前記ノズル開口と同じ位置になる時点を、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングとして設定する、
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項４】
前記タイミング調整部は、
前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングを演算し、設定する遅延時間演算部と、
設定した前記印加タイミングで、前記圧力発生手段へ吐出パルスを印加させるように、前記タイミング信号を取得した時間と、前記印加タイミングの情報とを足し合わせて、吐出指示信号として出力する、吐出指示信号出力部と、を有する、
請求項２又は３に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項５】
前記液滴吐出ヘッドは、複数の滴サイズの液滴を各々吐出する複数のノズル開口と、該複数のノズル開口と各々に連通する複数の液室と、該複数の液室各々の内の液体に圧力を発生させる複数の圧力発生手段と、前記連続して液滴を吐出する期間とは異なる時期に、吐出する液滴のサイズに応じて異なる波形の吐出パルスを、前記圧力発生手段によって印加されることで、発生する前記ノズル開口に対する前記メニスカス残留振動を検出する、残留振動検出手段と、を備え、を有し、
前記基準波形記憶部は、吐出する液滴のサイズに応じて、前記圧力発生手段を駆動後に、発生する前記ノズル開口に対するメニスカス残留振動を、吐出パルスに対応付けて予め記憶しておき、
前記タイミング調整部は、任意の回の次の液滴を吐出する際、前記任意の回の所定の液滴のサイズに応じて液滴吐出で発生した、所定の液滴のサイズに応じたメニスカス残留振動を読み出して、読み出された前記メニスカス残留振動に基づいて、前記任意の回の次の前記複数の圧力発生手段に印加する前記吐出パルスの印加タイミングを夫々制御する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項６】
前記液滴吐出ヘッドは、複数の滴サイズの液滴を各々吐出する複数のノズル開口と、該複数のノズル開口と各々に連通する複数の圧力室と、該複数の圧力室内の液体に圧力を夫々変化させる複数の圧力発生手段と、前記連続して液滴を吐出する期間とは異なる時期に、前記複数の圧力発生手段に対して共通の吐出パルスを印加することで発生する、前記複数のノズル開口に対する前記メニスカス残留振動を検出する残留振動検出手段と、を備え、
前記基準波形記憶部は、各ノズル開口の特性及び／又は内部の液体の状態によって変動する前記残留振動検出手段が検出したメニスカス残留振動を、ノズル開口毎に、予め記憶しておく、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
【請求項７】
液滴を吐出するノズル開口と、液体を収容し、該ノズル開口に連通する圧力室と、前記圧力室に夫々設けられ、前記圧力室の圧力を変化させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段へ印加する吐出パルスを含む駆動波形を生成する駆動波形生成部と、を備える液滴吐出ヘッドを制御する制御方法であって、
前記吐出パルスが印加されて前記ノズル開口から液滴が吐出される際、前記液体のメニスカスが前記ノズル開口に対して圧力室側に引き込まれたり、前記圧力室から離れた外側に膨らんだりするメニスカス残留振動を、前記吐出パルスに対応付けて予め記憶しておくステップと、
複数の液滴を連続して吐出する場合に、夫々の液滴のための前記吐出パルスの印加タイミングを、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動の開始点として、２滴目以上の任意の回では、１つ目の吐出パルスが印加されてから、任意の回の次の吐出パルスが印加されるまで、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動を累積して記憶するステップと、
任意の回の次の液滴を吐出する際、前記任意の回の液滴吐出で発生する、前記任意の回の前記吐出パルスに対応付けられた残留振動波形を読み出すステップと、
読み出されたメニスカス残留振動のメニスカス位置に基づいて、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングを制御するステップと、を有する、
液滴吐出ヘッドの制御方法。
【請求項８】
液滴を吐出する記録媒体と、前記液滴吐出ヘッドとの位置が、所定の位置にあることを示すタイミング信号を通知するステップと、
前記タイミング信号が通知された直後に、前記読み出したメニスカス残留振動で、最初にメニスカス位置が前記ノズル開口と同じ位置になる時点を、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングとして設定する、
請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置が有する各手段として機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの制御装置、液滴吐出ヘッドの制御方法、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を用いたインクジェット記録装置などの画像形成装置において、液滴の高速化が進むことで、液滴吐出の駆動周波数を上げる方法がある。
【０００３】
また、液滴吐出ヘッドにおいて、印写動作の高速化の目的で、一つの駆動波形である共通駆動信号の中から一部あるいは複数部を所望の液滴サイズに応じて選択することで複数滴種（例えば大・中・小滴）の駆動信号を作り出す方式がある（特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、高速化を実現するために、駆動周波数を上げると、液滴の吐出間隔が狭まる。そのために、前の吐出動作によって発生したノズル内のメニスカス振動が十分減衰する前に次の吐出動作が開始されることになり、前の吐出動作の違いによって次の液滴の速度が増減し、液滴の着弾位置がばらつき、画質が低下するおそれがあった。
【０００５】
そこで、上記事情に鑑み、画質を向上させることができる、液滴吐出ヘッドの制御装置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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、液滴を吐出するノズル開口と、液体を収容し、該ノズル開口に連通する圧力室と、前記圧力室に夫々設けられ、前記圧力室の圧力を変化させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段へ印加する、吐出パルスを含む駆動波形を生成する駆動波形生成部と、を備える液滴吐出ヘッドを制御する制御装置であって、
前記吐出パルスが印加されて前記ノズル開口から液滴が吐出される際、前記液体のメニスカスが前記ノズル開口に対して圧力室側に引き込まれたり、前記圧力室から離れた外側に膨らんだりするメニスカス残留振動を、前記吐出パルスに対応付けて予め記憶しておく基準波形記憶部と；
複数の液滴を連続して吐出する場合に、夫々の液滴の吐出のための前記吐出パルスの印加タイミングを、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動の開始点として、２滴目以上の任意の回では、１つ目の吐出パルスが印加されてから、任意の回の次の吐出パルスが印加されるまで、前記吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動を累積して記憶する残留振動累積部と；
任意の回の次の液滴を吐出する際、前記任意の回の液滴吐出で発生する、前記任意の回の前記吐出パルスに対応付けられた残留振動波形を読み出して、読み出されたメニスカス残留振動のメニスカス位置に基づいて、前記任意の回の次の前記吐出パルスの印加タイミングを制御する、タイミング調整部と；を備える、
液滴吐出ヘッドの制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、液滴吐出ヘッドの制御装置によって、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概略図。
【図２】液滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図。
【図３】液滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図。
【図４】本実施形態における搬送の搬送ベルトの説明図であって、（ａ）平面図と、（ｂ）スリット詳細図。
【図５】全体の制御ブロック。
【図６】図５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図。
【図７】データ転送部の詳細構成を示したブロック図。
【図８】駆動波形生成部から出力する共通駆動波形とデータ転送部から出力する滴制御信号の一例を示す波形図。
【図９】ノズルでの残留振動の動作概略図であって、（ａ）はインク吐出時の、（ｂ）はインク吐出後の圧力変化を示す図。
【図１０】あるノズルにおけるヘッド移動方向のずれと、残留振動の関係の一例を説明する図。
【図１１】メニスカス残留振動に対する最適な吐出タイミング算出の概念の説明する図。
【図１２】メモリ内の累積と、遅延時間の算出方法の概念を説明する図。
【図１３】残留波形累積部で累積された残留波形。
【図１４】液滴吐出ヘッドの制御を示すフローチャート。
【図１５】制御例２の基準波形メモリで記憶される滴サイズ毎のメニスカス残留振動。
【図１６】制御例３の基準波形メモリで記憶されるノズル毎のメニスカス残留振動。
【図１７】第２の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
＜画像形成装置の構成＞
まず、本発明に係る液滴吐出装置であ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。図１は、本発明の実施例である、ライン型のフルカラーインクジェットプリンタ１の断面図である。インクジェットプリンタ１は画像形成装置の一例である。
【００１１】
図１に示すようにインクジェットプリンタ１は給紙部１０、用紙搬送部２０、画像形成ユニット３０及びスタッカ４０等を備えている。以下に各々の構成を説明する。
【００１２】
給紙部１０は、トレイ１１、ピックアップローラ１３、搬送ローラ１４，１５、分離ガイド１６、シャッタ１７等を備えている。
【００１３】
トレイ１１は、プリンタ本体１Ａに供給される用紙（記録媒体）１２がセットされる。セットされた用紙１２の一番上の用紙は、ピックアップローラ１３によって分離搬送され、搬送ローラ１４、１５によって、用紙搬送部２０へと導かれる。なお、用紙１２が分離供給される際、分離ガイド１６によって２枚以上一緒に搬送される（重送）ことが防止される。また、用紙１２が搬送ローラ１４、１５によって、用紙搬送部２０へと導かれる際、シャッタ１７によって、斜行が補正される。
【００１４】
用紙搬送部２０は、プリンタ本体１Ａ内で、給紙部１０からプリンタ本体１Ａ出口まで、画像形成ユニット３０の下を通るように、用紙１２を搬送する。
【００１５】
用紙搬送部（記録媒体搬送手段）２０は、搬送ベルト２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図４（ａ）参照））、モータ２２、プーリ２３ａ、２３ｂ、ガイドローラ２４、及び排紙ローラ２５、２６を備えている。用紙を搬送する３本の搬送ベルト２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、プーリ２３ａ，２３ｂに掛け回されている。どちらか一方のプーリ（２３ｂ）がモータ２２によって駆動されることで、搬送ベルト２１が回転して、搬送ベルト２１上の用紙１２を搬送する。
【００１６】
ガイドローラ２４は、搬送ローラ１４、１５によって、用紙搬送部２０へと導かれるように、用紙１２をガイドする。排紙ローラ２５、２６は、プリンタ本体１Ａ出口に用紙を導く。
【００１７】
さらに、用紙搬送部２０には、用紙センサ２７及び速度センサ２８が設けられている。用紙センサ２７は、用紙の先端を検知するものであって、搬送ベルト２１に対向して設けられている。速度センサ２８は、搬送ベルト２１の移動速度を検知するものであって、搬送ベルト２１に対向して設けられている。
【００１８】
画像形成ユニット３０は画像を形成するための印刷ヘッド群である。画像形成ユニット３０は、フルカラー画像を形成するために、４色の液滴吐出ヘッド（ブラックヘッド３１、シアンヘッド３２、マゼンタヘッド３３、イエローヘッド３４）を備えている。
【００１９】
図１では、４色の液滴吐出ヘッド３１，３２，３３，３４は、夫々独立した筐体に囲まれる４つの記録ヘッド（インクジェットヘッド）を構成している例を示しているが、小型化のため、２色、３色又は４色の液滴吐出ヘッドが、まとめて１つの筐体で囲まれる記録ヘッドとしてもよい。
【００２０】
給紙部１０より用紙搬送部２０に導かれた１枚の用紙１２は、モータ２２，プーリ２３ａ、２３ｂにより駆動される搬送ベルト２１上に導かれる。用紙１２が、夫々の液滴吐出ヘッド３１，３２，３３，３４の下部を通過する際、各インクジェットヘッドから吐出されたインクにより夫々の色（各々ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）の画像が形成される。
【００２１】
画像形成された後、用紙１２はモータ２２により回転駆動される搬送ベルト２１によって、排紙ローラ２５，２６まで導かれる。用紙１２はさらに排紙ローラ４１，４２によって排紙トレイ４３に導かれ、画像形成が完了する。
【００２２】
スタッカ４０は画像形成された用紙をストックするものあり。スタッカ４０には、用紙を排紙トレイ４３へと導く排紙ローラ４１，４２、排紙された用紙をストックするための排紙トレイ４３を備えている。
【００２３】
＜液滴吐出ヘッド＞
ここで、インクジェットプリンタ（画像形成装置）１におけるインクジェットヘッドを構成している、本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの一例について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は液滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図２は図３の液滴吐出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。
【００２４】
この液滴吐出ヘッドは、流路板１０１と、振動板１０２と、ノズル板１０３とが接合して積層されている。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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手段である電気機械変換素子として、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。
【００２７】
また、圧電素子１２１には駆動回路である駆動ＩＣ（図６のヘッドドライバの一部）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、ノズル板１０３の表面がノズル面３１ａであって、ノズル１０４の、ノズル面３１ａの最も外側面と同じ位置を、ノズル開口４とする（図９参照）。ノズル開口４の位置はノズル１０４周辺でインクのメニスカスが変動した際の、メニスカスに対する基準位置として用いられる。
【００３３】
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（電極パッド）１５３及び共通電極１５４が接続されている。
【００３４】
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内に収容される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液室１０６内の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。
【００３５】
このように構成した液滴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。
【００３６】
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。
【００３７】
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から液体抵抗部１０７を介して液室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。
【００３８】
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（吐出パルス）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。
【００３９】
＜位置検出＞
図４は、本実施形態におけるプリンタの搬送ベルト２１ａの（ａ）平面図と、（ｂ）スリット詳細図である。図４（ｂ）を参照して搬送ベルト２１ａの全周には、同じ間隔でスリット２９ａを配置している極薄ステンレス２９を取り付けてある。このため、スリット２９ａは搬送ベルト２１ａと一体に移動する。
【００４０】
そしてスリット２９ａは、搬送される用紙の紙基準より外側に位置しており、用紙に覆われることはない。またスリット２９ａの真上には、例えばステンレスに光を照射し、その反射光を検出してスリットの通過速度を測定するなどの方式によるベルト速度を測定する速度センサ２８が配置してある。
【００４１】
＜制御ブロック＞
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５を参照して説明する。図５は、例えば、本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、液滴吐出ヘッドに係る部分の、ハードウェア構成等である。
【００４２】
画像形成装置の制御部５は、主に主制御部２００と、印刷制御部３００とを備える。また、画像形成装置の制御部５には、モータ駆動部２１０が設けられており、さらに、帯電ローラやそれに対応するＡＣバイアス供給部、温度センサ等を設けていてもよい。
【００４３】
主制御部２００は、本画像形成装置全体の制御を司る、本発明に係る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３００は印刷制御を司るマイクロコンピュータで構成される。
【００４４】
主制御部２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１と、記憶手段２０２〜２０５と、インターフェース２０６，２０７等を備える。
記憶手段として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３を有する。さらに、記憶手段として、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ）２０４及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０５を有する。
【００４５】
インターフェースとして、ホストＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０６や、センサ等との入出力を行う、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）２０７を有する。
【００４６】
ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びＮＶＲＡＭ２０４は、記憶装置の例である。具体的には、ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム及び固定データ等のデータを記憶する。またＲＡＭ２０３は、画像データ等のデータを記憶する。さらに、ＮＶＲＡＭ２０４は、画像形成装置の電源が遮断されてもデータを保持できるため、ＮＶＲＡＭ２０４には、画像形成装置の電源が遮断されても保持させるデータ等が記憶される。
【００４７】
また、通信回路、例えば、ＰＣ５００は、光ディスク等の記憶媒体を読み取る記憶媒体読取装置等を有する。通信記憶装置は、プログラムが記憶される。このプログラムは、記憶媒体から読み取られて又はネットワークからダウンロードされて、記憶装置５０１にインストールされる。このようにインストールされたプログラムによって、ＰＣ５００は、画像処理を行う。なお、このプログラムは、所定のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）上で動作するプログラムでもよい。また、このプログラムは、アプリケーションソフトの一部であってもよい。
【００４８】
また印刷データは、印刷データ等が格納されたＵＳＢ６００等が差し込まれることによって、ユーザーインターフェースから伝達されもよい。
【００４９】
例えば、主制御部２００は、ホストＩ／Ｆ２０６によって、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置及びデジタルカメラ等の撮像装置等から画像データ等を受信する。なお、画像データ等は、ケーブル又はネットワーク等を介して受信される。次に、制御部２００が有するＣＰＵ２０１は、ホストＩ／Ｆ２０６が有する受信バッファに記憶される画像データ等を読み出して解析する。
【００５０】
そして、制御部２００は、ＡＳＩＣ２０５によって、画像処理及びデータの並び替え等の処理を行う。続いて、ＡＳＩＣ２０５によって処理された画像データは、印刷制御部３００によって、ヘッド駆動部（ヘッドドライバ）４１０に送信される。なお、画像形成を行うためのドットパターンデータの生成は、ホスト側のプリンタドライバによって行われるとする。
【００５１】
また、印刷制御部３００は、画像データをシリアルデータにして、ヘッド駆動部４１０に送信する。さらに、印刷制御部３００は、画像データを送信するのに用いられるクロック信号、ラッチ信号及び滴制御信号（マスク信号）等の信号をヘッド駆動部４１０に送信する。
【００５２】
さらにまた、印刷制御部３００は、ＲＯＭ２０２等に記憶される駆動信号パターンを示すデータをＤ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ−ａｎａｌｏｇ）変換するＤ／Ａ変換器等を有する。また、印刷制御部３００は、信号の電圧を増幅させる電圧増幅器及び信号の電流を増幅させる電流増幅器等によって、駆動信号を生成する駆動波形生成部を有する。
【００５３】
さらに、印刷制御部３００は、ヘッド駆動部４１０に送信される吐出パルスを含む駆動波形を選択する駆動波形選択部を有する。続いて、１つ又は複数の駆動波形パルス、すなわち、駆動信号が、吐出パルス又は非吐出パルスとなって、ヘッド駆動部４１０に送信される。なお、印刷制御部３００の詳細は、後述する。
【００５４】
ヘッド駆動部４１０には、画像データが、シリアルに送信される。また、ヘッド駆動部４１０には、画像データが、液滴吐出ヘッド３１〜３４の１行分のデータで送信される。
【００５５】
この１行分のデータに基づいて、ヘッド駆動部４１０は、駆動波形となる駆動信号を液滴吐出ヘッド３１〜３４に印加する。駆動信号が印加されると、液滴吐出ヘッド３１〜３４が有する駆動素子（例えば、圧電素子等）は、液滴を吐出させるエネルギーを発生させる。このようにして、画像データに基づいて、液滴吐出ヘッド３１〜３４が駆動される。
【００５６】
また、この実施形態では、共通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、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）及び小滴（小ドット）等のいずれかの大きさとなるように、ドットを打ち分けることができる。
【００５７】
印刷制御部３００は、主制御部２００からの駆動信号や、記録媒体位置信号に基づいて、液滴吐出ヘッド３１〜３４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。
【００５８】
＜液滴吐出ヘッドの制御部の構成＞
図６の印刷制御部３００及びヘッド基板３５の一例を示すブロック図を示す。印刷制御部３００及びヘッド基板３５が、本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの制御装置３として機能する。
【００５９】
印刷制御部３００、共通駆動波形生成部３１０とデータ転送部３２０とが設けられている。ヘッド基板３５には、ヘッド駆動部４１０と、残留振動検出部４２０とが設けられている。
【００６０】
印刷制御部３００において、共通駆動波形生成部３１０は、共通駆動波形を生成して、ヘッド駆動部４１０に対して出力する。共通駆動波形は、１駆動周期内に１又は複数の駆動パルスを含んで構成されている。
【００６１】
駆動波形生成部３１０は、主制御部２００のＲＯＭ２０２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変換器や、電圧増幅器、電流増幅器等で構成される波形生成部及びヘッド駆動部４１０に与える共通駆動波形を選択する波形選択手段等を含む。
【００６２】
データ転送部３２０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。
【００６３】
詳しくは、データ転送部３２０は、主制御部２００からの駆動信号や、記録媒体位置信号に基づいて、液滴吐出ヘッド３１の液滴を吐出させるための圧電素子１２１を駆動するためのデータを生成する。
【００６４】
データ転送部３２０は、このデータをシリアルデータでヘッド駆動部４１０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吐出指示信号を含む転送信号やラッチ信号、滴制御信号としてのマスク信号などをヘッド駆動部４１０に出力する。
【００６５】
ここで、転送信号に含まれる吐出指示信号は、図１のインクジェットプリンタ１では、用紙搬送速度を考慮し、記録媒体が所望の（所定の）吐出位置に到達したことを示す記録媒体位置信号を、滴吐出に起因する残留振動成分を考慮した時間分遅らせた信号である。なお、吐出指示信号については、図１２とともに後述する。
【００６６】
ヘッド駆動部４１０は、記録ヘッド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４１０は、所定の画像データに基づいて、液滴吐出ヘッド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、液滴吐出ヘッド３１を駆動する。
【００６７】
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３００から与えられる吐出パルス又は非吐出パルスを構成する。圧電素子１２１は、液滴吐出ヘッド３１〜３４に設けられており、液滴を吐出させるエネルギーを発生する。
【００６８】
このとき、共通駆動波形を構成する駆動パルスを選択し、選択した駆動パルスを夫々の液滴サイズの吐出パルスとすることによって、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。
【００６９】
ヘッド基板３５において、ヘッド駆動部４１０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、出力タイミング補正部４１６とを備えている。
【００７０】
シフトレジスタ４１１は、データ転送部３２０からの転送信号であるシフト信号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。
【００７１】
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。
【００７２】
アナログスイッチ４１５は、出力タイミング補正部４１６を介し、各圧電素子１２１の選択電極である個別電極１５３に接続され、共通駆動波形生成部３１０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駆動信号が選択されて圧電素子１２１に印加される。
【００７４】
また、ヘッド基板３５において、残留振動検出部（残留振動検出手段）４２０は、切替手段４２２と、残留振動検出回路４２１を備える。
【００７５】
なお、データ転送部３２０は、残留振動検出タイミング制御部３３３（図８参照）も備え、画像形成動作を行わない期間において、例えば、圧電素子駆動ＩＣであるヘッド駆動部４１０に送信するタイミング制御信号に同期した切替信号を切替手段４２２に送信する。この信号により、インク吐出後の圧電素子１２１に発生する残留振動電圧を残留振動検知部２５２に取り込むタイミングも制御している。
【００７６】
この構成により、複数の圧電素子１２１の残留振動電圧を１組の切替手段４２２、残留振動検出回路４２１を用いての切替手段４２２で順次切り替えて検出する構成とした。しかし、圧電素子１２１の全数に対応するだけの切替手段、残留振動検出回路を使用し、全ノズルの残留振動検出振動を同時に検出する構成でもよい。
【００７７】
あるいは、簡素化のため、いずれかの１つのノズルを、すべてのノズルの代表として、残留振動を計測として、基準波形として記憶させてもよい。
【００７８】
＜データ転送部の構成＞
図７に、データ転送部３２０の、吐出タイミング制御に係る部分の構成を示す。
【００７９】
データ転送部３２０において、転送信号生成に係る部分である吐出タイミングデータ転送部３２１として、タイミング信号生成部３２２および吐出タイミングデータ処理部３２３で構成されている。
【００８０】
なお、データ転送部３２０には、その他にも、制御波形選択部３３１、ラッチ信号生成部３３２、及び残留振動検出タイミング制御部３３３等を備えていてもよい。
【００８１】
タイミング信号生成部３２２は、主制御部２００から、用紙センサ２７及び速度センサ２８によって検出された記録媒体の位置信号を基にして、タイミング信号ＴＬとして生成するものである。タイミング信号ＴＬは、吐出タイミングデータ処理部３２３によって、処理され、吐出指示信号ＩＬを、出力タイミング補正部４１６へ出力する。
【００８２】
吐出タイミングデータ処理部３２３は、入力されたタイミング信号ＴＬに、以前の吐出によるメニスカス残留振動を考慮した最適な吐出タイミングを決定するｄｅｌａｙ量を算出し、最適吐出タイミングになる吐出指示信号ＩＬを出力タイミング補正部４１６に出力する。ここで、任意の回の最適な吐出タイミングとは、その液滴の吐出のための吐出パルスの印加タイミングを意味する。
【００８３】
吐出タイミングデータ処理部３２３は、基準波形メモリ３２４、残留振動累積部３２５、及びタイミング調整部３２６を備える。タイミング調整部３２６には、遅延時間演算部３２７、吐出指示信号出力部３２８が設けられている。
【００８４】
残留振動累積部３２５は、複数の液滴を連続して吐出する場合に、夫々の液滴の吐出タイミング（吐出パルスの印加タイミング）を、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形の開始点として、１滴目から任意の回まで、吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動（残留振動波形）を累積して記憶する。詳しくは、任意の回の吐出の際、１つ目（１滴目）の吐出パルスの印加から任意の滴目の回の吐出パルスの印加まで、吐出パルスに対応付けられたメニスカス残留振動を累積して記憶する。
【００８５】
ここで、夫々の液滴の吐出タイミングとは、出力タイミング補正部４１６に出力される、吐出指示信号ＩＬによって指示される、最適化したタイミングであって、液滴の吐出のための吐出パルスの印加タイミングを意味する。
【００８６】
遅延時間演算部３２７には、記録媒体位置信号に対応する、タイミング信号生成部３２２から出力されるタイミング信号と、残留振動累積部３２５により算出されたメニスカス残留振動情報（メニスカス位置）とに基づいて、最適な吐出タイミングとなるｄｅｌａｙ時間を算出する。
【００８７】
詳しくは、任意の回の次の液滴を吐出する際、タイミング位置信号を取得した直後に、読み出された任意の回のメニスカス残留振動で最初にメニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングとなるように、遅延時間（Ｄｅｌａｙ時間）を設定する。なお、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点が、吐出される液滴の速度が、高速化、及び低速化しない時点となる。
【００８８】
吐出指示信号出力部３２８は加算部として機能し、タイミング信号生成部３２２の出力であるタイミング信号ＴＬと、遅延時間演算部３２７の出力である遅延時間とを加算する。そして、吐出指示信号出力部３２８はメニスカス残留振動の影響を受けない最適な吐出タイミングで、吐出を指示する吐出指示信号ＩＬを、シフトレジスタ４１１に出力する。
【００８９】
なお、残留振動累積部３２５（メニスカス振動重ね合わせ部）には、各色の吐出ごとに、１滴目の吐出からの残留振動を累積時間で入力する。
【００９０】
＜吐出パルス＞
共通駆動波形を使用して、液滴サイズに応じた吐出パルスを生成する制御について図８及び表１を用いて説明する。図８に、共通駆動波形生成部３１０から出力される共通駆動波形とデータ転送部３２０から出力される滴制御信号の一例を示す波形図を示す。
【００９１】
図６及び図８を参照して、データ転送部３２０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。滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３は、ヘッド駆動部４１０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、選択すべき駆動パルスの部分で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。
【００９２】
図８を参照して、共通駆動波形生成部３１０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。
【００９３】
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。
【００９４】
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（非吐出パルス）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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
この共通駆動波形に対して、データ転送部３２０の制御波形選択部３３１は、図８の下段に示すように、駆動パルスＰ１〜Ｐ５を選択する滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３を順次出力する。
【００９９】
【表１】
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この滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３を用いた場合、表１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。
【０１００】
同様に、滴制御信号ＭＮ１を与えることで駆動パルスＰ３のみが選択される小滴用吐出パルスが駆動素子（圧電素子１２１）に印加され、液滴吐出ヘッド３１〜３４からの吐出滴量は３ｐｌとなる。
【０１０１】
ここで、所定の大きさの液滴を吐出させるために、選択される１又は複数の駆動パルスを「吐出パルス」とする。
【０１０２】
また、滴制御信号ＭＮ２を与えることで駆動パルス（Ｐ２，Ｐ４）が選択される中滴用吐出パルスが駆動素子（圧電素子１２１）に印加され、液滴吐出ヘッド３１〜３４からの吐出滴量は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，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）が選択される大滴用吐出パルスが圧電素子１２１へ印加され、液滴吐出ヘッド３１〜３４からの吐出滴量は１８ｐｌとなる。
【０１０３】
つまり、４つの、２ビットからなる滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３で、共通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。
【０１０４】
なお、ここでは、滴サイズの大きさに合わせた吐出パルスを複数の駆動パルスの組み合わせで示したが、単一の吐出パルスであってもかまわないし、夫々の滴サイズの吐出パルスを別々に作成してもよい。
【０１０５】
＜残留振動＞
図９は、ノズル１０４での残留振動の動作概略図である。詳しくは、図９（ａ）はインク吐出時の、図６（ｂ）はインク吐出後の液室１０６及びノズル１０４に発生する圧力変化を示す。
【０１０６】
図９（ａ）のインク吐出時では、吐出パルスが個別電極（電極パッド）１５３に印加される。吐出パルスに基づいた圧電素子１２１の伸縮力が振動板１０２を介して液室１０６内の圧力を変化させることで、ノズル１０４方向の圧力を発生させインクを吐出させる。
【０１０７】
より詳しくは、吐出動作の際、吐出パルスが上記のように、液滴のサイズに応じて一又は複数回、立ち下がり、立ちあがることで、液室１０６が１又は複数回、膨張後収縮されてノズル１０４からインクが吐出する。
【０１０８】
このようなインクの吐出動作により、インク吐出後も、インクの液面であるメニスカスの位置が動く、即ちメニスカスが振動し、振動板１０２が所定期間振動する。
【０１０９】
図９（ｂ）のインク吐出後では、インクを吐出した後に液室１０６内に発生する残留圧力波が振動板１０２を介して圧電素子１２１に伝播し、残留振動電圧が電極パッド１５３に誘起される。誘起された残留振動電圧変化を検知することによって、基準波形となる、残留振動によるメニスカス速度変化（液滴速度変化）を求めることができる。
【０１１０】
＜残留振動によるメニスカス速度と着弾位置＞
図１０に、メニスカス速度変化と着弾位置の関係を示ており、図１０（ａ）は、残留振動によるメニスカス速度変化を示す、図１０（ｂ）は、着弾位置ずれを示す。
【０１１１】
図１０（ａ）に示すように、残留振動において、メニスカス振幅（液滴速度）が大きい時間領域では、振幅が大きいために、振幅に応じて次の液滴の先頭滴の速度が高速化したり低速化したりする。
【０１１２】
メニスカス速度がノズル内側方向に切り替わるピーク領域（Ｐｏｕｔ近傍）で次の液滴吐出動作の膨張工程が開始されると、この時点ではメニスカスはノズル開口４（図９参照）Ｏよりも外側に位置しているため、次の液滴の速度は高速化する。なお、最も高速化するのは、Ｐｏｕｔ付近だが、図１０（ａ）中、メニスカス位置が所定値より大きいの場合は、メニスカスはノズル開口４よりも外側に位置しているため、その値に応じて液滴が、狙いの速度よりも高速になる高速化条件となる。
【０１１３】
逆に、メニスカス速度が紙面方向に切り替わるピーク領域（Ｐｉｎ近傍）で次の液滴吐出動作の膨張工程が開始されると、この時点ではメニスカスはノズル開口４よりも内側に位置しているため、次の液滴速度は低速化する。なお、最も低速化するのは、Ｐｉｎ付近だが、図１０（ａ）中、メニスカス位置が所定値未満の場合は、メニスカス口部よりも内側に位置しているため、その値に応じて液滴が、狙いの速度よりも低速になる低速化条件となる。
【０１１４】
また、メニスカス速度の変化量が０の時点では、メニスカス位置は液滴吐出方向において、ノズル開口４と同一の位置となるため、次の液滴速度は狙い通りの速度となる。
【０１１５】
したがって、残留振動によるメニスカス速度の影響により、図１０（ｂ）で示すように、同じノズル１０４から液滴が吐出される場合であっても、着弾位置がばらつくことがある。
【０１１６】
例えば、前の液滴の残留振動のメニスカスの影響により、高速になる高速化条件の場合は、速度センサ２８が示した位置よりも前に記録媒体に到達してしまうため、ベルト移動方向に対して下流側へずれる。
【０１１７】
逆に、前の液滴の残留振動のメニスカスの影響により、低速になる低速化条件の場合は、ノズルが、速度センサ２８置が示した位置よりも後に記録媒体に到達してしまうため、記録媒体移動方向に対して上流側へずれる。
【０１１８】
＜タイミングの調整＞
図１１に、メニスカス残留振動にたいする対する最適な吐出タイミング算出の概念を示す。メニスカス残留振動に対する最適な吐出タイミング算出の概念を、簡単のため２滴目を例に説明する。２滴目なので、前に１滴しか吐出していない状態である。
【０１１９】
１滴目の吐出では、残留振動がないために、メニスカスの振動は、図中１滴目吐出時のメニスカス振動ラインと考えられる。メニスカスの残留振動がこのレベルのときに吐出すれば、常に、メニスカス残留震度の影響を受けずに、１滴目と同様の吐出ができることになる。
【０１２０】
しかし、実際は、吐出後には、メニスカスに図１１のような残留振動がある。そのため、用紙搬送の変動を考慮して、用紙センサ２７と速度センサ２８とから算出した時点でタイミング信号を出しても、例えば図１１のタイミング（ｄｅｌａｙなし）では、メニスカス残留振動があるので、滴速度は大きく誤差をもってしまう。
【０１２１】
そこで、タイミング信号を取得した後、直ちに、メニスカス残留振動が残留振動なしのレベルになるまでの時間の期間で、ｄｅｌａｙ時間を算出し、位置信号を基にしたタイミング信号ＴＬと加算し、最適な吐出指示信号ＩＬとして出力する。これにより、滴吐出時に常に、メニスカスの残留振動の影響を受けずに吐出することができる。
【０１２２】
残留振動累積部３２５は、滴吐出後はただちに、メニスカス残留振動波形を、各滴の残留振動へ累積（重ねあわせ）して更新し、次の吐出に備える。
【０１２３】
なお、ヘッド位置において、残留振動が減衰し終わった後の状態の吐出が、最も高い精度となる。しかし、すべての残留振動の減衰の終了を待つと、高速化を妨げてしまう。
【０１２４】
そこで、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点（液滴速度が高速化、低速化しない時点）を吐出タイミングとするように遅延時間を設定すると、図１１から明らかなようにこの遅延時間（ｄｅｌａｙ量）は最大でも残留振動の半周期である。このｄｅｌａｙ量の設定によりわずかに記録媒体と、ヘッドとの相対的ない位置が変化するため、わずかに位置誤差が生じるが、残留振動の振幅の影響よりはるかに小さく、十分効果が発揮される。
【０１２５】
＜残留振動の累積と吐出タイミングの設定＞
図１２を用いて、残留振動累積部３２５について説明する。残留振動累積部３２５は、メモリで構成されている。
【０１２６】
まず、予め、残留振動検出部４２０で、メニスカスの残留振動を計測し、基準波形メモリ（基準波形記憶部）３２４に保存しておく。詳しくは、液体（インク）のメニスカスが、ノズル開口に対して液室側に引き込まれたり、ノズル開口に対して圧力室から離れた外側に膨らんだりするメニスカス残留振動の夫々の時間におけるメニスカス位置を示す波形を予め記憶しておく。
【０１２７】
ここで、液滴を連続して吐出する際、残留振動累積部３２５では、最初の１滴目は、その前の残留振動がないので、変動０が入力されている。
【０１２８】
２滴目用の、残留振動累積部３２５は、１滴目吐出直後に変更する。変更内容は、残留振動累積部３２５に、基準波形メモリ３２４に保存しておいたメニスカス残留振動（基準波形）を入力することで行う。
【０１２９】
詳しくは、１滴目の吐出タイミング後（即ち、吐出が指示された印加タイミング後）、１つ目（１滴目）の吐出パルスの印加から、２つ目の吐出パルスの印加までの期間αの間、「吐出パルスに対応付けられた残留振動」を累積して記憶する。
【０１３０】
ここで、「吐出パルスに対応付けられた残留振動」とは、図１２に示す各波形（グラフの部分）を示す。ここで、吐出パルスを印加する期間は、残留振動の期間と比較して短い。さらに、メニスカスは、吐出パルス印加により液滴を吐出する期間では、残留振動する期間と比較して大きく変動し、同じグラフに記載するとレンジオーバーとなる。そのため、この波形のグラフでは吐出パルスの印加期間を空白で示している。
【０１３１】
この状態で、遅延時間演算部３２７は、位置信号を基にした２滴目タイミング信号ＴＬ２に対してメニスカス残留振動を考慮したｄｅｌａｙ量を算出する。詳しくは、１滴目の「吐出パルスに対応付けられた残留振動」において最初にメニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、２滴目の吐出パルスの印加タイミングとなるようにＤｅｌａｙ量を設定する。
【０１３２】
そして、吐出指示信号出力部３２８は、タイミング信号ＴＬ２を取得した時間と、最適なＤｅｌａｙ時間とを足し合わせて、吐出指示信号ＩＬ２として出力する。
【０１３３】
３滴目用の、残留振動累積部３２５は、２滴目吐出直後に変更する。変更内容は、１滴目と２滴目の残留振動が累積して記憶されている残留振動累積部３２５に、２滴目までの累積内容に、基準波形メモリ３２４に保存しておいたメニスカス残留振動（基準波形）を２滴目（最適）のＤｅｌａｙ量分だけずらして加算することで行う。詳しくは、３滴目の吐出が指示された後、１つ目の吐出パルスの印加から、３つ目の吐出パルスの印加までの期間βの間、「吐出パルスに対応付けられた残留振動」を累積して記憶する。
【０１３４】
この状態で、遅延時間演算部３２７は、位置信号を基にした３滴目タイミング信号ＴＬ３に対してメニスカス残留振動を考慮したｄｅｌａｙ量を算出する。即ち、２滴目の「吐出パルスに対応付けられた残留振動」において最初にメニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、３滴目の吐出パルスの印加タイミングとなるようにＤｅｌａｙ量を設定する。
【０１３５】
そして、吐出指示信号出力部３２８は、タイミング信号ＴＬ３を取得した時間と、最適なＤｅｌａｙ時間とを足し合わせて、吐出指示信号ＩＬ３として出力する。
【０１３６】
以下この繰り返しで、最終滴まで実施する。
【０１３７】
ここで、色によって、インクの成分が異なるため、同じ吐出パルスを印加しても発生する残留振動異なる場合がある。よって、残留振動累積部３２５を含む吐出タイミングデータ処理部３２３は、各色に対して夫々設けられている。
【０１３８】
図１３に、残留波形累積部で累積された残留波形の一例を示す。このように残留振動を累積させる（重ねていく）ことで、印写速度（駆動周波数）を低減させることなく、毎回、読み出された任意の回のメニスカス残留振動で最初にメニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングとして設定する。メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点は、液滴速度が高速化及び低速化しない時点で狙い通りの液滴速度で吐出できるため、残留振動による着弾ずれを抑止できる。
【０１３９】
＜制御方法＞
図１４に本発明の制御に係るフローチャートを示す。左側に制御フロー、右側に、残留振動累積部３２５における残留振動波形の記憶、読み出しフローを示す。
【０１４０】
Ｓ１：主制御部２００から、用紙速度情報及び画像情報を取得する。
【０１４１】
Ｓ２：タイミング信号生成部３２２は、主制御部２００から入力された、画像情報と、搬送速度とを基に、第１のタイミング信号を生成して、出力する。
【０１４２】
Ｓ３：１滴目では、累積された残留振動は存在しないので、遅延時間演算部３２７において遅延時間は「無し」と設定し、吐出指示信号出力部３２８は、タイミング信号を、吐出指示信号として出力する。
【０１４３】
Ｓ４：１滴目の吐出パルス印加により発生する残留振動波形を基準波形メモリ３２４から、読み出す。
【０１４４】
Ｓ５：Ｓ４での読み出しと並行して、吐出指示信号に基づいて、ヘッド駆動部４１０が圧電素子１２１へ吐出パルスを印加することにより、液滴を吐出させる。
【０１４５】
Ｓ６：残留振動累積部３２５は、１滴目の液滴の吐出タイミングを、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形の開始点として、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形の液滴速度を記憶する。詳しくは、１滴目の吐出が指示された後、１つ目（１滴目）の吐出パルスの印加から、２つ目の吐出パルスの印加まで（図１２の期間αの間）、吐出パルスに対応付けられた残留振動を累積して記憶する。
【０１４６】
Ｓ７：タイミング信号生成部３２２は、主制御部２００から入力された、画像情報と、搬送速度とを基に、位置信号である第２のタイミング信号ＴＬ２を通知する。
【０１４７】
Ｓ８：遅延時間演算部３２７は、タイミング信号を取得後、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、次の吐出パルスの最適な印加タイミングと設定する。
【０１４８】
Ｓ９：吐出指示信号出力部３２８は、タイミング信号生成部３２２からのタイミング信号ＴＬ２を取得した時間と、遅延時間演算部３２７で設定された最適な遅延時間とを足し合わせて、吐出指示信号ＩＬ２として出力する。
【０１４９】
Ｓ１０：２滴目の吐出パルス印加により発生する残留振動波形を基準波形メモリ３２４から、読み出す。
【０１５０】
Ｓ１１：Ｓ１０での読み出しと並行して、吐出指示信号ＩＬ２に基づいて、ヘッド駆動部４１０が圧電素子１２１へ吐出パルスを印加することにより、２滴目の液滴を吐出させる。
【０１５１】
Ｓ１２：残留振動累積部３２５は、２滴目液滴の吐出が指示されたタイミングＩＬ２を、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形の開始点として、１滴目から２滴目（任意の回）の液滴吐出の回まで、吐出パルスに対応付けられた残留振動（残留振動波形）を累積して記憶する。詳しくは、２滴目の吐出指示後、１つ目の吐出パルスの印加から、３つ目の吐出パルスの印加まで（図１２の期間βの間）、吐出パルスに対応付けられた残留振動を累積して記憶する。
【０１５２】
３滴目以降は、Ｓ７〜Ｓ１２の制御を繰り返す。任意の回まで繰り返す場合、残留振動累積部３２５は、１つ目の吐出駆動パルスの印加から任意の回の次の吐出パルスの印加まで、吐出パルスに対応付けられた残留振動を累積して記憶する。
【０１５３】
例えば、図１３を参照して、３滴目吐出指示後は期間δの間、４滴目吐出指示後は期間γの間、５滴目吐出指示後は期間εの間、６滴目吐出指示後は期間ζの間、７滴目吐出指示後は期間ηの間、吐出パルスに対応付けられた残留振動を累積して記憶する。
【０１５４】
このような制御により、印写速度（駆動周波数）を低減させることなく、残留振動による着弾ずれを抑止できる。したがって、各ヘッドの吐出によるメニスカスの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。
【０１５５】
上記の説明では、１つのノズルにおいて、メニスカス残留振動がばらつく場合について検討した。しかし、同様の制御を複数のノズル間のばらつきにも適用できる。
【０１５６】
＜制御例２＞
本制御においては、吐出する液滴のサイズに応じて、圧力発生手段（圧電素子１２１）を駆動後に圧力室（液室１０６）内に発生する残留振動を、検出する。そして、基準波形メモリ３２４は、図１５に示すように、吐出する液滴のサイズに応じて、圧力発生手段を駆動後に圧力室内に発生する残留振動を、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形として予め検出して記憶しておく。
【０１５７】
そして、タイミング調整部３２６は、任意の回の次の液滴を吐出する際、任意の回の所定の液滴のサイズに応じて液滴吐出で発生した、所定の液滴のサイズに応じた残留振動波形を読み出す。そして、夫々の液滴のサイズに応じた残留振動波形に基づいて、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングを夫々制御する。
【０１５８】
ノズル開口に対するメニスカス残留振動波形は、印加する吐出パルス（例えば、大滴用吐出パルス、中滴用吐出パルス、小適用吐出パルス）に応じて異なる。この制御により、同じ列において、複数のノズル間で異なるサイズの液滴を吐出したときに、メニスカス残留が滴サイズ毎に違う波形を示したとしても、読み出された任意の回のメニスカス残留振動で最初メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングとして設定する。
【０１５９】
この制御により、ノズル列で異なる液滴サイズを吐出させる場合であっても、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を滴サイズ毎に夫々選択することで、液滴速度が高速化及び低速化しない時点で狙い通りの液滴速度で吐出できる。そのため、複数のノズル間において、各ヘッドの吐出によるメニスカスの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ることができる。そのため、色ずれのない高品位な画像を得ることができる。
【０１６０】
＜制御例３＞
本制御においては、複数の圧力発生手段を夫々駆動後に複数の圧力室内に発生する残留振動を、検出する。そして、基準波形メモリは、図１６に示すように、液滴を吐出する夫々のノズルや液室の寸法及び／又は液体の状態が反映されている振動波形となる夫々の残留振動を、吐出パルスに対応付けられた残留振動波形として予め検出して基準波形として記憶しておく。
【０１６１】
そして、タイミング調整部は、任意の回の次の液滴を吐出する際、任意の回の滴吐出で発生した、各ノズルに対応する夫々の残留振動波形を読み出す。そして、夫々の特性に応じた残留振動波形に基づいて、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングを夫々制御する。
【０１６２】
残留振動波形は、複数のノズルに対応する、複数の圧力発生手段（圧電素子）に対して共通の吐出パルスを印加したとしても、少しではあるが、液滴を吐出するノズルや液室の寸法及び／又は液体の状態の違いによって、変動することがある。この制御により、同じ列において、複数のノズル間で同じサイズの液滴を吐出しようとしたときに、メニスカス残留が夫々のノズル毎に違う波形を示したとしても、読み出された任意の回のメニスカス残留振動で最初にメニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングとして設定する。
【０１６３】
この制御により、ノズル毎に寸法や液体の状態にばらつきがあったとしても、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点をノズル毎の夫々選択することで、液滴速度が高速化及び低速化しない時点で狙い通りの液滴速度で吐出できる。複数のノズル間において、各ヘッドの吐出によるメニスカスの残留振動に起因する液滴の吐出ドット位置の変動を抑えることができる。そのため、色ずれのない高品位な画像を得ることができる。
【０１６４】
＜第２実施形態＞
上記の実施形態では、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置について説明したが、キャリッジに搭載された記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置に適用してもよい。
【０１６５】
図１７に、第２の実施形態に係る画像形成装置２の全体構成の上面図を示す。シリアル型画像形成装置では、連続して液滴を着弾させる場合は、キャリッジ３６を搬送方向に対して略垂直方向に走査させる。キャリッジ３６の位置はキャリッジに搭載されたエンコーダセンサ３７とエンコーダスケール３８によって、検出される。
【０１６６】
キャリッジは、液滴が着弾される記録媒体に対して、液滴吐出ヘッドを相対的に移動させるヘッド移動手段として機能する。
【０１６７】
本実施形態においては、タイミング信号生成部は、ヘッド移動手段（キャリッジ）３６の移動速度に基づいて、液滴吐出ヘッドが記録媒体に対して適切な位置（所定の吐出位置）に到達した時点でタイミング信号を生成してタイミング調整部へ出力する点が異なる。
【０１６８】
よって、タイミング調整部は、任意の回の次の液滴を吐出する際、キャリッジの位置を示すタイミング信号（エンコーダ信号）を取得した直後に、読み出された任意の回のメニスカス残留振動で最初に、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点、任意の回の次の吐出パルスの印加タイミングとして設定する。
【０１６９】
このような制御により、メニスカス位置がノズル開口と同じ位置になる時点を選択することで、液滴速度が高速化及び低速化しない時点で狙い通りの液滴速度で吐出できる。そのため、印写速度（駆動周波数）を低減させることなく、残留振動による着弾ずれを抑止できる。したがって、各ヘッドの吐出によるメニスカスの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。
【０１７０】
なお、液滴を吐出する装置は、画像形成装置に限られず、立体造形装置、処理液塗布装置又は噴射造粒装置等であってもよい。すなわち、液滴を吐出する装置は、吐出ヘッド又は液滴を吐出するユニットを備え、吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。また、液滴を吐出する装置には、液滴が付着可能な物体に対して液滴を吐出することが可能な装置だけでなく、液滴を気中又は液中等に向けて吐出する装置も含まれる。
【０１７１】
本発明に係る画像形成装置は、例えば、プリンタ、ファクシミリ又はコピーの単体機能を有する装置に適用できる。また、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ及びコピー等の複数の機能を有する複合機等に適用できる。また、液滴は、インクに限られず、他の種類の記録液又は定着処理液等でもよい。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、インク以外の種類の液滴を吐出する装置に適用されてもよい。
【０１７２】
したがって、本発明に係る液滴を吐出する装置又は液滴を吐出するユニットを用いる装置は、画像を形成するに限られない。例えば、形成される物体は、三次元造形物等でもよい。
【０１７３】
さらに記録媒体は、用紙等に限られない。記録媒体は、液滴が付着可能な材質であればよい。例えば、液体が付着可能な材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス又はこれらの組み合わせ等の液滴が一時的でも付着可能であればよい。
【０１７４】
また、本発明に係る実施形態は、画像形成装置等のコンピュータに画像形成を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。
【０１７５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
【符号の説明】
【０１７６】
１，２  インクジェットプリンタ（画像形成装置）
３  液滴吐出ヘッドの制御装置
４  ノズル開口
２０  用紙搬送部（記録媒体搬送手段）
３１，３２，３３，３４  液滴吐出ヘッド
３５  ヘッド基板
１０４  ノズル
１０６  液室（圧力室）
１２１  圧電素子（圧力発生手段）
１５３  電極パッド
３００  印刷制御部
３１０  駆動波形生成部
３２０  データ転送部
３２４  基準波形メモリ（基準波形記憶部）
３２５  残留振動累積部
３２６  タイミング調整部
３２７  遅延時間演算部
３２８  吐出指示出力部
４１０  ヘッド駆動部
４２０  残留振動検出部
ＴＬ  タイミング信号
ＩＬ  吐出指示信号
Ｐ１  非吐出パルス
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  吐出駆動パルス
（Ｐ３），（Ｐ２，Ｐ４），（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）  吐出パルス
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７７】
【特許文献１】特許第３６７１９５５号公報
【図１】
2017170649.tif 000004
【図２】
2017170649.tif 000005
【図３】
2017170649.tif 000006
【図４】
2017170649.tif 000007
【図５】
2017170649.tif 000008
【図６】
2017170649.tif 000009
【図７】
2017170649.tif 000010
【図８】
2017170649.tif 000011
【図９】
2017170649.tif 000012
【図１０】
2017170649.tif 000013
【図１１】
2017170649.tif 000014
【図１２】
2017170649.tif 000015
【図１３】
2017170649.tif 000016
【図１４】
2017170649.tif 000017
【図１５】
2017170649.tif 000018
【図１６】
2017170649.tif 000019
【図１７】
2017170649.tif 000020