JP2008126535A - インクジェットヘッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドの温度上昇を起こさないよう必要時のみプリカーサ微振動を実行するインクジェットヘッド駆動装置を提供する。
【解決手段】 搬送方向（矢印）長さが大きく印刷範囲がヘッドを通過する時間が長く、印刷途中でインクの変質時間を越えてしまう場合、用紙Ｐの搬送速度と搬送方向の長さを検知し（ａ）、搬送される用紙Ｐの先端部がインクジェットヘッド９の直下に来る直前のタイミングでプリカーサ微振動を実施し（ｂ）、各画素ごとにインクを吐出して画像Ｇの形成を行いながら、インク滴を吐出しないタイミングではプリカーサ微振動を実施する（ｃ）。印刷途中でインクの変質時間を越えない場合は印刷中のプリカーサ微振動は実施しない。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧電素子に分極方向と垂直方向の電場を加えてシェアモードの変位を生じさせ、この変位によりインクを加圧して複数のノズルからインクを選択的に吐出して用紙に画像を形成するインクジェットヘッドを駆動するための装置に係り、特に、インクジェットヘッドにおいて間欠吐出性能を向上させるために行うプリカーサ微振動（インクがノズルから吐出しない程度にインクのメニスカスを前もって振動させる操作）を効果的に実行させることができるインクジェットヘッド駆動装置に関するものである。

シェアモードインクジェットヘッドの一構造例を説明すると、下記特許文献１にも開示されているように、板厚方向について互いに対向方向に分極した２枚の圧電素子を接着剤で貼り合わせた板状の２層構造において、当該圧電素子の接着面を一定間隔の多数の溝が通過するように圧電素子の一方の面から切削加工し、各溝の先端部が板材の前端で開口するくし歯状の構造とされており、これら溝の上面側は別の板材で塞がれている。各溝の後端部は共通インク室に連通しており、先端部の開口には各溝の位置にノズルを有するオリフィスプレートを設け、前記溝内面には電極が設けられている。

上記構成において、前記電極に圧電素子に対して分極方向と垂直方向の電場を加えれば、圧電部材にはシェアモードの変位が生じ、この変位により当該溝内のインクが加圧されて選択されたノズルからインク滴が吐出される。

そして、上記構成のインクジェットヘッドを用いた画像形成装置においては、一般にインクジェットヘッドを、複数のノズルが用紙の搬送方向と直交する方向に並ぶように所定位置に固定して設け、これに対して搬送機構で用紙を搬送し、用紙の搬送に同期して適当なタイミングでインクジェットヘッドを駆動することにより、吐出されたインク滴を用紙に付着させて所望の画像を形成している。なお、形成しようとする画像を構成する各画素については、吐出するインク滴の最大吐出滴数が定められており、その範囲内で当該画素のサイズに応じて各画素ごとに必要な滴数のインク滴が吐出されるようになっている。

ところで、前述したようなシェアモードのインクジェットヘッドにおいては、下記特許文献２にも示すように、インク滴の間欠吐出性能を向上させるためにプリカーサ微振動を実施することがあり、その場合は画像形成直前に実施することが効果的である。

そして、シェアモードのインクジェットヘッドによる画像形成において、いかなるタイミングでプリカーサ微振動を行うかについて、従来はインクジェットヘッドに対して用紙を搬送しながらインクジェットヘッドを駆動して行う画像形成工程において、用紙の画像形成範囲外にあるノズルは全てプリカーサ微振動を実施し、用紙の画像形成範囲内にあるノズルにおいても実際に画像形成のためにインク滴を吐出しないものについては常にプリカーサ微振動を実施している場合が多かった。
特開２０００−１３５７８７号公報 特開２００４−２３０７７５号公報

しかしながら、前記シェアモードインクジェットヘッドを用いた画像形成装置においては、上述したようにヘッドを固定して用紙を搬送する構成であるため、画像形成直前に全ノズルについてプリカーサ微振動を実施しても、用紙の後端部にのみ小ドットを吐出するノズルを考えると、用紙サイズや用紙の搬送速度によってはプリカーサ微振動の実施後、当該小ドットを画像形成する時点では、直近のプリカーサ微振動からすでに数秒が経過している場合があり、その場合には結局吐出不良が生じてしまう。

また、最大吐出滴数に満たないインク滴を吐出するノズルにおいて、非吐出のタイミングで常にプリカーサ微振動を実施すると、ヘッドの温度上昇が懸念されるところとなる。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドの温度上昇を起こすことなく、しかもプリカーサ微振動を効果的に実行させることができるインクジェットヘッド駆動装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、シェアモードの変位によりインクを加圧する圧電素子と、前記圧電素子によって加圧された前記インクが選択的に吐出される複数のノズルとを有するインクジェットヘッドの駆動にあたり、画像を構成する複数の画素に対応した各画素データごとに最大吐出滴数を限度として定められる滴数のインク滴を搬送される用紙に所望のタイミングで吐出させて前記用紙に前記画像を形成させるインクジェットヘッド駆動装置において、
前記用紙が先端部から後端部まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第１ヘッド通過時間を算出し、
前記第１ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
前記第１ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させる制御手段を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置において、
前記制御手段が、
前記用紙が先端部から画像形成開始位置まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する画像形成開始時間を算出し、
前記画像形成開始時間が、前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
前記画像形成開始時間が、前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙が前記画像形成開始位置から後端部まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出し、
前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させることを特徴としている。

請求項３に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、シェアモードの変位によりインクを加圧する圧電素子と、前記圧電素子によって加圧された前記インクが選択的に吐出される複数のノズルとを有するインクジェットヘッドの駆動にあたり、画像を構成する複数の画素に対応した各画素データごとに最大吐出滴数を限度として定められる滴数のインク滴を搬送される用紙に所望のタイミングで吐出させて前記用紙に前記画像を形成させるインクジェットヘッド駆動装置において、
前記用紙が画像形成開始位置から後端部まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出し、
前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させる制御手段を備えたことを特徴としている。

請求項４に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド駆動装置において、
前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した前記インクジェットヘッドの温度に応じて前記インクの変質時間を変更することを特徴としている。

請求項５に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド駆動装置において、
前記第１ヘッド通過時間は、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む複数の設定条件によって決定されることを特徴としている。

請求項６に記載されたインクジェットヘッド駆動装置は、請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド駆動装置において、
前記第２ヘッド通過時間は、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む複数の設定条件によって決定されることを特徴としている。

なお、以上の各解決手段において、制御手段は、前記第１ヘッド通過時間と前記第２ヘッド通過時間を、用紙のサイズ検知手段と用紙の搬送速度によって算出することができ、用紙のサイズ検知手段としては給紙台に設けられたセンサで用紙のサイズを検出するものでもよいし、用紙搬送経路途中に設けられた用紙検知用のセンサと用紙の搬送速度によって用紙のサイズを検知するものでもよい。又は、操作パネル等の入力手段から入力する用紙サイズデータそのものを用いても良い。また、前記画像形成開始時間は、用紙のサイズ検知手段と用紙の搬送速度と用紙上のいずれの位置から画像形成が始まるかを示すデータが含まれた画像データとによって算出することができる。

請求項１に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、用紙がインクジェットヘッドを通過する時間を算出して、その長さとインク変質時間を比較することにより、必要なタイミングのみでプリカーサ微振動を行うことができるので、ヘッドの温度上昇を起こすことなく、プリカーサ微振動による間欠吐出性能の向上を確実に得ることができる。

請求項２に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置による効果において、用紙の先端部側には画像形成領域がなく、後端部側に画像形成領域があるような印刷を行う場合に、用紙が先端部から画像形成開始位置までインクジェットヘッドを通過するのに要する画像形成開始時間を算出し、その長さとインク変質時間を比較することにより、必要なタイミングのみでプリカーサ微振動を行うことができるので、ヘッドの温度上昇を起こすことなく、プリカーサ微振動による間欠吐出性能の向上を確実に得ることができる。

請求項３に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、用紙の先端部側には画像形成領域がなく、後端部側に画像形成領域があるような印刷を行う場合に、用紙が先端部から画像形成開始位置までインクジェットヘッドを通過するのに要する画像形成開始時間を算出し、その長さとインク変質時間を比較することにより、必要なタイミングのみでプリカーサ微振動を行うことができるので、ヘッドの温度上昇を起こすことなく、プリカーサ微振動による間欠吐出性能の向上を確実に得ることができる。

請求項４に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド駆動装置による効果において、ヘッドやその周辺の温度が高いほどインクの変質時間が短くなる現象に適切に対応することができるので、温度が変動しがちな環境下においてもプリカーサ微振動による間欠吐出性能の向上を確実に得ることができる。

請求項５に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド駆動装置による効果において、プリカーサ微振動実行のタイミングを諮る基準となる前記第１ヘッド通過時間を、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む設定条件によって適切に決定することができる。

請求項６に記載されたインクジェットヘッド駆動装置によれば、請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド駆動装置による効果において、プリカーサ微振動実行のタイミングを諮る基準となる前記第２ヘッド通過時間を、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む設定条件によって適切に決定することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド駆動装置について、図面を参照して詳細に説明する。
１．第１実施形態（第１例、図１〜図８参照）
図１は、シェアモードタイプのインクジェットヘッドを使用した第１例に係るカラー印刷用の画像形成装置を側面側から見た全体構造図であり、この画像形成装置のインクジェットヘッド駆動装置がプリカーサ微振動を含めた画像形成動作をインクジェットヘッドに行わせ、用紙に画像を形成させる。なお、本願の明細書及び図面においては、画像形成装置による印刷動作としての「印字」は、文字だけでなく図形その他の画像も含めた広い印刷動作を意味しており、その点において「画像」乃至「画像形成」と同義である。

図１において、用紙Ｐは用紙供給部１の昇降可能な給紙台２に積載され、１枚ずつ次段の用紙搬送部３に送り込まれる。用紙搬送部３は、用紙Ｐを水平後方に搬送する搬送ベルト４と、搬送ベルト４の後方端部と前方端部を連絡するループ状の循環経路部５及びこれに接続されて両面印刷の場合に用紙Ｐの裏表を反転させるための反転経路部６を有する用紙搬送路７とを備えている。なお、詳細な説明乃至図示は省略するが、この用紙搬送路７は、用紙Ｐを案内するために所定間隔をおいて対向配置された一対の案内板と、案内板内の用紙を送るための搬送ローラ乃至搬送ベルト等から構成されている。

そして、搬送ベルト４の上方に隣接して印刷部８を構成する複数個のシェアモードタイプのインクジェットヘッド９が、所定間隔をおいてそれぞれ下向きに配置されている。各インクジェットヘッド９は、それぞれ複数のノズルを用紙の搬送方向と直交する方向に並べたライン型の印刷ヘッドであり、各インクジェットヘッド９は、カラー印刷のために、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクを吐出するようになっている。なお、第１例では、特に水分の蒸発により変質時間が比較的短く、プリカーサ微振動を行うことが重要と考えられる水性インクが使用されるものとする。

そして、搬送ベルト４の次段には、排紙部１０が設けられており、印刷された用紙Ｐを受け入れて積載していくように構成されている。この他、図１には示さないが、この画像形成装置は、装置全体を統轄して制御する制御手段を有しており、特にその一部は前記インクジェットヘッドを駆動する制御手段としての制御部として機能する。

図２に第１例における制御手段としての制御部１１とその周辺の構造を示す。操作パネル１２は、画像形成に関する各種設定を行い、画像形成のために必要な情報・命令を制御部１１に入力するための装置である。記憶部１３は、画像形成に必要な各種データや制御プログラムを格納しており、必要に応じて制御部１１に提供する。用紙サイズ検知手段１４は、画像形成に供される用紙のサイズを検出して制御部１１に用紙サイズ検知信号を出力する。温度検出手段１５は、インクの性質に影響を及ぼすインクジェットヘッド９の温度又はその周辺の温度を検出し、制御部１１に温度信号を出力する。

印字データ処理部（画像データ処理部）１６は、図示しないスキャナーにより原稿から読み取った画像データや他機器から送られたその他の画像データを、本例のインクジェットヘッド９による画像形成に適した画像データに変換処理する装置であって、例えば画像を構成する各画素の画像データを、各インクジェットヘッド９が吐出するインク滴の滴数で表すようにデータの処理を行い、この場合、例えば最大吐出滴数を５滴とすれば、０〜５滴の範囲で吐出するインク滴の滴数を定めることができる。

制御部１１は、操作パネル１２からの入力、記憶部１３からのデータやプログラムの読み込み、用紙サイズ検知手段１４からの用紙サイズ検知信号、温度検出手段１５からの温度信号を用いて、用紙Ｐが搬送される速度を算出する搬送速度算出手段１７を有している。
なお、速度の算出は、その都度演算してもよいし、図３に示すように各種データとの関係において予め定められたテーブル形式のデータを参照するものとしてもよい。

また、制御部１１は、前述した各部からのデータによりインクジェットヘッド９に対する用紙Ｐの通過時間を算出するヘッド通過時間算出手段１８を有している。このヘッド通過手段算出手段１８は、制御の態様に応じ、用紙Ｐが先端部から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する第１ヘッド通過時間と、特に画像が用紙Ｐの後端部側にのみ形成されている場合に、用紙Ｐが画像形成開始位置から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出することができる他、用紙Ｐが先端部から画像形成開始位置までインクジェットヘッド９を通過するのに要する画像形成開始時間も算出することができる。

第１及び第２ヘッド通過時間は、用紙サイズ検知手段１４と用紙Ｐの搬送速度によってその都度演算してもよいし、図３に示すように、ヘッド通過時間とプリカーサ微振動の有無を各種設定内容乃至所与データやヘッド通過時間との関係において予め定めたテーブル形式のデータを参照して得るものとしてもよい。

前記画像形成開始時間は、用紙サイズ検知手段１４と用紙Ｐの搬送速度と用紙Ｐ上のいずれの位置から画像形成が始まるかを示すデータが含まれた画像データとによって算出することができる。

なお、制御部１１が前記各ヘッド通過時間や前記画像形成開始時間を演算する場合に使用する用紙サイズ検知手段１４としては、給紙台２に設けられたセンサで用紙Ｐのサイズを検出するものでもよいし、用紙搬送部３の経路中に設けられた用紙検知用のセンサと用紙Ｐの搬送速度によって用紙Ｐのサイズを検知するものでもよい。又は、操作パネル１２等の入力手段から入力する用紙サイズデータそのものを用いても良い。

そして、制御部１１は、算出した用紙搬送速度と、ヘッド通過時間等の時間データと、画像データとにより、駆動波形発生部１９を制御して必要な駆動波形を発生させ、これをインクジェットヘッド９（図１の「ヘッド部９」）に与えることにより、適時に行うプリカーサ微振動を含めたインク吐出動作を行わせることができる。

なお、上述したようなインク吐出動作が搬送ベルト４等による用紙Ｐの搬送動作とタイミングを合せて行われることはもちろんであり、その用紙Ｐの搬送制御は制御部１１の図示しない他の部分又は別途設けられた他の制御手段が担当する。

次に第１例におけるインクジェットヘッド９の制御・動作の特徴を図４及び図５を参照して概略的に説明し、その後に図６〜図８を参照して制御の詳細について説明する。
図４は、用紙ＰがＡ４横、搬送速度が４００ｍｍ／ｓの場合であり、搬送方向（図中、矢印で示す）の長さが短いために印刷範囲がインクジェットヘッド９を通過する時間が短く、インクの変質時間を越えない場合である。この場合は同図（ａ）に示すように、用紙Ｐの搬送速度と搬送方向の長さを検知し、同図（ｂ）に示すように搬送されてくる用紙Ｐの先端部がインクジェットヘッド９の真下に来る直前のタイミングでプリカーサ微振動を実施し、その後は同図（ｃ）に示すように、必要のないプリカーサ微振動を行うことなく、余計な発熱をインクジェットヘッド９に生じさせることなく、通常の波形で印字（画像Ｇの形成）を行っていく。

図５は、用紙ＰがＡ３縦、搬送速度が４００ｍｍ／ｓの場合であり、搬送方向（図中、矢印で示す）の長さが長いために印刷範囲がヘッドを通過する時間が長く、印刷途中でインクの変質時間を越えてしまう場合である。この場合は同図（ａ）に示すように、用紙Ｐの搬送速度と搬送方向の長さを検知し、同図（ｂ）に示すように搬送されてくる用紙Ｐの先端部がインクジェットヘッド９の真下に来る直前のタイミングでプリカーサ微振動を実施し、同図（ｃ）に示すように、各画素ごとにインクを吐出して画像Ｇの形成を行いながら、インク滴を吐出しないタイミングではプリカーサ微振動を実施する。すなわち、各画素について吐出するインク滴の滴数が最大吐出滴数である５に満たない場合は、５と実際に吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけ、インクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動し、画像形成とともにプリカーサ微振動も実施する。

次に、第１例の制御部１１等によるインクジェットヘッド９の制御を図６のフローチャートを参照して説明する。
制御部１１は、操作パネル１２からの入力、記憶部１３からのデータやプログラムの読み込み、用紙サイズ検知手段１４からの用紙サイズ検知信号、温度検出手段１５からの温度信号等の各種データを受信すると（Ｓ６−１）、制御を開始し、用紙Ｐが先端部から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する第１ヘッド通過時間を算出する（Ｓ６−２）。

制御部１１は、ヘッド温度が３５℃以上か否かを判断し（Ｓ６−３）、３５℃以上である場合（Ｓ６−３、ＹＥＳ）にはインクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間を０．５秒とし、算出した第１ヘッド通過時間が０．５秒以上であるか否かを判断する（Ｓ６−４）。算出した第１ヘッド通過時間が０．５秒以上であり（Ｓ６−４、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知され（Ｓ６−５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサ微振動を実施し（Ｓ６−６、「プリカーサＡ」と称する）、次に各画素ごとにインクを吐出して画像形成を行いながら、各画素において吐出するインク滴の滴数が最大吐出滴数である５に満たない場合は、５と実際に吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけ、インクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動し、画像形成とともにプリカーサ微振動も実施する（Ｓ６−７、「プリカーサＢ」と称する）。

算出した第１ヘッド通過時間が０．５秒未満であり（Ｓ６−４、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知され（Ｓ６−８、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ６−９）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ６−１０）。

ヘッド温度が３５℃未満である場合（Ｓ６−３、ＮＯ）にはインクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間をより長く１秒とし、算出した第１ヘッド通過時間が１秒以上であるか否かを判断する（Ｓ６−１１）。算出した第１ヘッド通過時間が１秒以上であり（Ｓ６−１１、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ６−１２、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ６−１３）、次に各画素ごとにインクを吐出して画像形成を行いながら、各画素において吐出するインク滴の滴数が最大吐出滴数である５に満たない場合は、５と実際に吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけ、インクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動し、画像形成とともにプリカーサＢも実施する（Ｓ６−１４）。

算出した第１ヘッド通過時間が１秒未満であり（Ｓ６−１１、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ６−１５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ６−１６）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ６−１７）。

図７は、第１例における上記制御において、用紙Ｐの先端部を検知してプリカーサＡを行い、その後印字信号によって印字（画像形成）を行う場合のタイミング信号の波形図である。印字信号（画像信号）にはプリカーサＢが含まれる場合と含まれない場合があるが、プリカーサＢは、図８に示すように一つの画素に対応する最大インク滴数（５）に満たないインク吐出を行うノズルについて行う。つまり、第１例では各画素の形成において、各々最大５滴のインク滴を所望の滴数だけ吐出することができるが、ヘッド通過時間がインク変質時間よりも長くて画像形成途中でもプリカーサＢを行う必要がある場合は、図８において当該画素の画像形成のために３滴のインク滴を吐出するノズル（３ドロップデータのノズル）においてはプリカーサＢを２回行い、画素を形成しないノズル（０ドロップデータのノズル）ではプリカーサＢを５回行う、といったように各画素の画像形成タイミング内におけるインク滴を吐出しないタイミングにおいてプリカーサＢを行う。

２．第２実施形態（第２例、図９〜図１２参照）
次に第２例におけるインクジェットヘッド９の制御・動作の特徴を図９を参照して概略的に説明し、その後に図１０〜図１２を参照して制御の詳細について説明する。制御内容を除き、機器の構成は第１例と実質的に同一である。
図９は、画像Ｇが用紙Ｐの搬送方向（図中、矢印で示す）の後方だけに形成される場合（画像データの先端部が用紙Ｐの後方にある場合）であって、すなわち用紙Ｐの先端部側は印刷されない余白領域であるような原稿を印刷する場合である。このような場合には、印刷がされない用紙Ｐの先端部側の余白領域の通過に長時間を要して印刷を開始する直前でプリカーサ微振動が必要になるか否かが問題となる。

この場合は図９（ａ）に示すように、用紙Ｐにおける形成されるべき画像Ｇ’の先端部の位置（画像形成開始位置）を検知し、同図（ｂ）に示すように搬送されてくる用紙Ｐの先端部ではプリカーサ微振動は実施せず、その後同図（ｃ）に示すように、画像形成開始位置の直前においてプリカーサ微振動を行う。

次に、第２例の制御部１１等によるインクジェットヘッド９の制御を図１０〜図１２のフローチャートを参照して説明する。
図１０に示すように、制御部１１は、操作パネル１２からの入力、記憶部１３からのデータやプログラムの読み込み、用紙サイズ検知手段１４からの用紙サイズ検知信号、温度検出手段１５からの温度信号等の各種データを受信すると（Ｓ１０−１）、制御を開始し、用紙Ｐが先端部から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する第１ヘッド通過時間を算出する（Ｓ１０−２）。

制御部１１は、ヘッド温度が３５℃以上か否かを判断し（Ｓ１０−３）、３５℃以上である場合（Ｓ１０−３、ＹＥＳ）にはインクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間を０．５秒とし（後述するＳ１０−５、７、Ｓ１１−１）、用紙Ｐの先端部から画像形成開始位置まで用紙Ｐが搬送されるに要する時間（画像形成開始時間）を算出する（Ｓ１０−４）。この画像形成開始時間の算出は、画像形成しようとする原稿画像の画像処理の段階で、用紙Ｐの搬送方向について最も先端部にある画像を示す画像データについての位置情報を得ることで行うことができる。

制御部１１は、算出された画像形成開始時間がインク変質時間である０．５秒以上であるか否かを判断し（Ｓ１０−５）、０．５秒以上であり画像形成開始までにインク変質の可能性がある場合には（Ｓ１０−５、ＹＥＳ）、さらに画像形成開始後のインク変質の可能性を判断するために用紙Ｐが画像形成開始位置から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出する（Ｓ１０−６）。

制御部１１は、第２ヘッド通過時間が０．５秒以上であるか否かを判断する（Ｓ１０−７）。算出した第１ヘッド通過時間が０．５秒以上であり（Ｓ１０−７、ＹＥＳ）、画像形成開始後にもインクの変質が懸念される場合には、用紙Ｐの画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１０−８、ＹＥＳ）、プリカーサＡを実施し（Ｓ１０−９）、次に画素データにプリカーサＢのデータを付加したデータで画像形成を行う（Ｓ１０−１０）。すなわち、各画素ごとにインクを吐出して画像形成を行いながら、各画素において吐出するインク滴の滴数が最大吐出滴数である５に満たない場合は、５と実際に吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけ、インクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動し、画像形成とともにプリカーサＢも実施する。

算出した第２ヘッド通過時間が０．５秒未満であり（Ｓ１０−７、ＮＯ）、画像形成開始以降のインクの変質が懸念されない場合には、画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１０−１１、ＹＥＳ）、プリカーサＡを実施し（Ｓ１０−１２）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ１０−１３）。

次に、図１０のＳ１０−５において、画像形成開始時間が０．５秒未満である場合（Ｓ１０−５、ＮＯ）には、図１１に示すように、制御部１１は、第１ヘッド通過時間が０．５秒以上であるか否かを判断する（Ｓ１１−１）。第１ヘッド通過時間が０．５秒以上であり（Ｓ１１−１、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ１１−２、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１１−３）、次に前述した図１０のＳ１０−１０と同様に、プリカーサＢのデータを付加した画像データで画像形成を実施する（Ｓ１１−４）。

第１ヘッド通過時間が０．５秒未満であり（Ｓ１１−１、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ１１−５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１１−６）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ１１−７）。

次に、図１０のＳ１０−３において、ヘッド温度が３５℃未満である場合（Ｓ１０−３、ＮＯ）には、図１２に示すように、インクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間を１秒とし、用紙Ｐの先端部から後端部まで用紙Ｐが搬送されるに要する時間（第１ヘッド通過時間）が１秒よりも長いか否かを判断する（Ｓ１２−１）。

第１ヘッド通過時間が１秒以上であり（Ｓ１２−１、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ１２−２、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１２−３）、次に前述した図１０のＳ１０−１０と同様に、プリカーサＢのデータを付加した画像データで画像形成を実施する（Ｓ１２−４）。

第１ヘッド通過時間が１秒未満であり（Ｓ１２−１、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの先端部が図示しないセンサによって検知されると（Ｓ１２−５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの先端部がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１２−６）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ１２−７）。

３．第３実施形態（第３例、図１３参照）
第３例におけるインクジェットヘッド９は、第２例と同様に、画像Ｇが用紙Ｐの搬送方向の後方だけに形成され、用紙Ｐの先端部側は印刷されない余白領域であるような原稿を印刷する場合であるが、第２例と異なり、用紙Ｐの先端部直前ではプリカーサＡは行わず、画像形成開始位置の直前で必要に応じてプリカーサＡを行うとともに、画像形成中には必要に応じてプリカーサＢを行うものである。従って、第３例におけるインクジェットヘッド９の制御・動作の特徴は図９を参照して説明した第２例の場合と略同様となる。また、制御内容を除き、機器の構成は第１例と実質的に同一である。

次に、第３例の制御部１１等によるインクジェットヘッド９の制御を図１３のフローチャートを参照して説明する。
制御部１１は、操作パネル１２からの入力、記憶部１３からのデータやプログラムの読み込み、用紙サイズ検知手段１４からの用紙サイズ検知信号、温度検出手段１５からの温度信号等の各種データを受信すると（Ｓ１３−１）、制御を開始し、用紙Ｐが画像形成開始位置から後端部までインクジェットヘッド９を通過するのに要する画像形成開始時間を算出する（Ｓ１３−２）。

制御部１１は、ヘッド温度が３５℃以上か否かを判断し（Ｓ１３−３）、３５℃以上である場合（Ｓ１３−３、ＹＥＳ）にはインクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間を０．５秒とし、算出した第２ヘッド通過時間が０．５秒以上であるか否かを判断する（Ｓ１３−４）。算出した第２ヘッド通過時間が０．５秒以上であり（Ｓ１３−４、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１３−５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの画像形成開始位置がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１３−６）、次にプリカーサＢのデータを付加した画像データで画像形成を実施する（Ｓ１３−７）。

算出した第２ヘッド通過時間が０．５秒未満であり（Ｓ１３−４、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１３−８、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの画像形成開始位置がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１３−９）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ１３−１０）。

ヘッド温度が３５℃未満である場合（Ｓ１３−３、ＮＯ）にはインクが変質するか否かを判断する基準となるインク変質時間をより長く１秒とし、算出した第２ヘッド通過時間が１秒以上であるか否かを判断する（Ｓ１３−１１）。算出した第２ヘッド通過時間が１秒以上であり（Ｓ１３−１１、ＹＥＳ）、インクの変質が懸念される場合には、画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１３−１２、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの画像形成開始位置がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１３−１３）、次にプリカーサＢのデータを付加した画像データで画像形成を実施する（Ｓ１３−１４）。

算出した第２ヘッド通過時間が１秒未満であり（Ｓ１３−１１、ＮＯ）、インクの変質が懸念されない場合には、用紙Ｐの画像形成開始位置の直前位置が検知されると（Ｓ１３−１５、ＹＥＳ）、搬送されてくる用紙Ｐの画像形成開始位置がヘッドの真下に来る直前のタイミングでプリカーサＡを実施し（Ｓ１３−１６）、その後は必要のないプリカーサ微振動を行わず、余計な発熱をヘッドに生じさせることなく、通常の波形で印字（画像形成）を行っていく（Ｓ１３−１７）。

なお、以上説明した各実施形態においては、時間の経過によりインクが変質してプリカーサ微振動を行う必要が生じる目安としてのインク変質時間を、インクジェットヘッド９又はその付近の温度で変更しており、具体的には３５℃を境として１秒又は０．５秒としていたが、この値はインクの種類やヘッドの構造（特にノズル径等）によって異なるものであることはもちろんである。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を側面側から見た全体構造図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド駆動装置において使用される各種データ等の対応関係を示すデータをテーブル形式で示したものである。 第１実施形態におけるインクジェットヘッドの動作を示す模式図である。 第１実施形態におけるインクジェットヘッドの動作を示す模式図である。 第１実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動手順を示す流れ図である。 第１実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動波形図の一例である。 第１実施形態のインクジェットヘッドの駆動波形図における画像形成信号（印字信号）を、３種類のインク滴吐出数の例に応じて示した波形図の一例である。 第２乃至第３実施形態におけるインクジェットヘッドの動作を示す模式図である。 第２実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動手順を示す流れ図である。 第２実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動手順を示す流れ図である。 第２実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動手順を示す流れ図である。 第３実施形態におけるインクジェットヘッドの駆動手順を示す流れ図である。

符号の説明

Ｐ…用紙
８…印刷部
９…インクジェットヘッド
１１…制御手段としての制御部
１３…記憶部
１４…用紙サイズ検知手段
１５…温度検出手段
１６…印字データ処理部（画像データ処理部）
１７…搬送速度算出手段
１８…ヘッド通過手段算出手段
１９…駆動波形発生部

Claims (6)

1. シェアモードの変位によりインクを加圧する圧電素子と、前記圧電素子によって加圧された前記インクが選択的に吐出される複数のノズルとを有するインクジェットヘッドの駆動にあたり、画像を構成する複数の画素に対応した各画素データごとに最大吐出滴数を限度として定められる滴数のインク滴を搬送される用紙に所望のタイミングで吐出させて前記用紙に前記画像を形成させるインクジェットヘッド駆動装置において、
   前記用紙が先端部から後端まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第１ヘッド通過時間を算出し、
   前記第１ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
   前記第１ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させる制御手段を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
2. 前記制御手段は、
   前記用紙が先端部から画像形成開始位置まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する画像形成開始時間を算出し、
   前記画像形成開始時間が、前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の先端部が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
   前記画像形成開始時間が、前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙が前記画像形成開始位置から後端まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出し、
   前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
   前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
3. シェアモードの変位によりインクを加圧する圧電素子と、前記圧電素子によって加圧された前記インクが選択的に吐出される複数のノズルとを有するインクジェットヘッドの駆動にあたり、画像を構成する複数の画素に対応した各画素データごとに最大吐出滴数を限度として定められる滴数のインク滴を搬送される用紙に所望のタイミングで吐出させて前記用紙に前記画像を形成させるインクジェットヘッド駆動装置において、
   前記用紙が画像形成開始位置から後端まで前記インクジェットヘッドを通過するのに要する第２ヘッド通過時間を算出し、
   前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間未満であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、通常の前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させ、
   前記第２ヘッド通過時間が前記インクの変質時間以上であれば、前記用紙の前記画像形成開始位置が前記インクジェットヘッドの直下に到着する直前に前記インクジェットヘッドの前記圧電素子をプリカーサ微振動が行われるように所定時間駆動してから、吐出するインク滴の滴数が前記最大吐出滴数に満たない前記画素について前記最大吐出滴数と吐出するインク滴の滴数との差に相当する回数だけインクが吐出されないように前記圧電素子を駆動するデータを付加した前記画素データによって前記圧電素子を駆動して前記用紙に前記画像を形成させる制御手段を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
4. 前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した前記インクジェットヘッドの温度に応じて前記インクの変質時間を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド駆動装置。
5. 前記第１ヘッド通過時間は、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む複数の設定条件によって決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド駆動装置。
6. 前記第２ヘッド通過時間は、少なくとも前記用紙のサイズと前記用紙の搬送速度を含む複数の設定条件によって決定されることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド駆動装置。

Images