JP7310529B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式の画像形成装置に関する。

従来、インクジェット式の画像形成装置は、記録ヘッドによって用紙等の記録媒体にインクを吐出して画像を形成する。画像形成装置は、インクを収容するインクコンテナを備え、インクコンテナから記録ヘッドへインクを供給する。

例えば、特許文献１において、インクを記録ヘッドから吐出させることにより記録を行うインクジェット記録装置は、記録ヘッドに設けられ、インク液滴を吐出するノズルと、ノズルへ吐出命令を出し、ノズルから吐出されたインク液滴が通過するまでの時間と通過している時間を検出する検出手段と、吐出している温度を測定する温度測定手段と、検出手段によって得られたデータよりインク特性を判定する判定手段とを備える。そして、インクジェット記録装置は、粘度やインク液滴の重量、吐出速度などのインクの特性を測定し、それに応じた制御を行う。

また、特許文献２のインクジェット記録装置は、インク粒子を噴出するノズル体と、ノズル体に供給するインクを貯留するインク容器と、インク容器に補充するインクを貯留するとともにインクの粘度調整を行なうインク調整容器と、インクの粘度を検知する粘度検出手段とを有する。粘度検出手段は、粘度検知するインクを流通させる粘度検知流路と、粘度検知流路にインクを送る粘度検知用ポンプと、粘度検知流路のインク圧力を検知する圧力センサーを有する。

特開２００６－１５９４２１号公報 特開２００２－０６７３４７号公報

インクジェット方式の画像形成装置において、画像の品質を一定に保つためには、記録ヘッドのノズルから吐出されるインクの液滴を常に安定させる必要がある。しかし、吐出されるインクの液滴は、ノズル内のインクの粘度に依存するので、インクの粘度が変化すると、液滴を安定させることが困難である。例えば、非ニュートン流体のインクは、インクジェット方式によって高速でノズルから吐出すると、大きなせん断力がかかり、静的な状態に比べて粘度が下がる傾向がある。また、インクは、温度にも依存し、温度が高くなるに連れて粘度が低下し、せん断力に対する依存度も変化する。なお、記録ヘッドは経時的に劣化し、その劣化の挙動は使用環境や使用状況によって変化する。そのため、ノズル内のインクに圧力をかけて吐出させる構成において、圧力を調整する駆動信号の波形を初期条件にしたままで、長期的に液滴を安定させてインクを吐出させることは難しい。

上記の特許文献１のインクジェット記録装置のような画像形成装置では、吐出したインクの液滴の通過時間からインクの粘度を推定するが、吐出後のインクの粘度は、乾燥影響や温湿度状況によって変化する可能性がある。そのため、従来の画像形成装置では、ノズル内のインクの粘度推定の精度が低い。

また、上記の特許文献２のインクジェット記録装置のような画像形成装置では、インク容器内で差圧方式による粘度推定を行っているが、インク容器内とノズル近傍とではインクの粘度が異なる可能性がある。インクの液滴は、インク容器内の粘度よりも吐出直前のインクの粘度に依存するところ、従来の画像形成装置では、吐出直前のインクの粘度推定の精度が低い。

更に、上記のような従来の画像形成装置では、インクの粘度推定に留まり、インクの実際の吐出条件による吐出量を考慮していないため、記録ヘッドの劣化や環境条件の変化等に対して、インクを適切に吐出するための制御精度が低い。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、記録ヘッドから吐出されるインクの液滴をより安定させることを目的とする。

本発明の画像形成装置は、インクを吐出する記録ヘッド、を備え、前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するノズルと、前記ノズルに連通する流路と、前記流路内の前記インクの圧力を検知する圧力センサーと、を備え、前記圧力センサーが検知した前記インクの圧力及び前記流路内の状態を示す状態要素を用いた予測式に基づいて、前記流路内の前記インクの粘度を算出し、前記ノズルから吐出される前記インクの吐出量を前記インクの粘度に基づいて予測した予測量と、前記インクの粘度を吐出条件とした試験吐出処理によって前記ノズルから吐出された前記インクの吐出量を測定した実測量との差分を算出し、前記差分に基づいて前記予測式の前記状態要素を修正することを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドから吐出されるインクの液滴をより安定させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの概要を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの記録ヘッドの概要を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの粘度算出処理及び試験吐出処理を示すフローチャートである。

先ず、インクジェット式の画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示す。

図１に示すように、プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備える。プリンター本体２内には、プリンター１の各部を制御する後述の制御部２０が設けられる。プリンター本体２の下部には、用紙を収納する給紙カセット３が引出可能に収容される。

プリンター本体２内の右部には、用紙の搬送経路４が設けられ、プリンター本体２内の中央部には、昇降可能な用紙搬送ユニット５が給紙カセット３の上方に設けられる。搬送経路４は、給紙カセット３から用紙搬送ユニット５まで設けられ、搬送経路４の用紙の搬送方向に沿って、上流側から順に、給紙ローラー、搬送ローラー及びレジストローラーが設けられる。

用紙搬送ユニット５は、搬送フレーム５ａと、無端状の搬送ベルト５ｂとを備え、印字動作時に下記の記録ヘッド６に近接した印字位置と、非印字動作時に記録ヘッド６から離間した退避位置との間で、上下方向に昇降可能に構成される。搬送フレーム５ａに対して、駆動ローラー、従動ローラー及びテンションローラーが回転可能に設けられ、搬送ベルト５ｂは、右側から左側へと用紙の搬送を行うように、駆動ローラー、従動ローラー及びテンションローラーに巻き掛けられる。搬送ベルト５ｂには多数の吸気孔が設けられ、搬送ベルト５ｂの内側には吸気部が設けられていて、吸気部は、搬送ベルト５ｂの上方から内側へ吸気孔を介して吸気する。

プリンター本体２内の左部には、印字後の用紙を排出するために、印字位置の用紙搬送ユニット５の左側に、用紙搬送部、乾燥装置及び排出ローラーが設けられる。プリンター本体２の左側面には、排出口が排出ローラーの近傍に形成され、排出口の下方には、排紙トレイが左側に突出して設けられる。

また、プリンター本体２内には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のインクにそれぞれ対応して、４つの記録ヘッド６（６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ）と、４つのインクコンテナ７（７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）とが設けられる。記録ヘッド６は、ポンプ８及びサブインクタンク９を介してインクコンテナ７に接続される。なお、図１では、ブラックのインクに対応するポンプ８及びサブインクタンク９を図示していて、シアン、マゼンタ、イエローのインクに対応するポンプ８及びサブインクタンク９を省略している。

記録ヘッド６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙは、プリンター本体２内の中央部で用紙搬送ユニット５の上方に並設され、例えば、用紙の搬送方向における上流側（右側）から順に配置される。記録ヘッド６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙは、印字動作時に用紙搬送ユニット５の搬送ベルト５ｂの上面と対向して、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを搬送ベルト５ｂへ吐出する。

記録ヘッド６は、図２に示すように、インクを液滴で吐出する多数の吐出部１０を備えていて、多数の吐出部１０は、例えば、前後方向に並設される。各吐出部１０は、インクを吐出するノズル１１と、吐出されるインクを収容する流路１２と、流路１２内の圧力を変動させる圧力発生部１３と、複数の圧力センサー１４とを備える。即ち、記録ヘッド６は、多数のノズル１１を備え、また、多数のノズル１１にそれぞれ対応する多数の流路１２と多数の圧力発生部１３とを備える。記録ヘッド６は、複数の吐出部１０をまとめて１つのヘッド本体６ａに設けて、１つ以上のヘッド本体６ａを有して構成されてよい。

各ノズル１１は、ヘッド本体６ａの下面に形成されてインクの液滴を形成しながら吐出する吐出口で構成される。各流路１２は、ヘッド本体６ａの内部に形成されてインクを収容するように構成される。ヘッド本体６ａには、複数の吐出部１０の各流路１２に共通の共通供給路６ｂが設けられ、共通供給路６ｂは、第１供給路８ａを介してポンプ８に連通している。各流路１２の上端は、共通供給路６ｂに連通し、各流路１２の下端は、それぞれ各ノズル１１に連通している。即ち、吐出部１０のノズル１１は、流路１２を介してポンプ８及びサブインクタンク９に接続されている。

各圧力発生部１３は、各流路１２に対応して配置されて各流路１２内の圧力を変動させるように構成される。圧力発生部１３は、ノズル１１から離間していて流路１２の上端側に設けられる。圧力発生部１３は、例えば、ピエゾ素子等の圧電素子で構成され、制御部２０に電気的に接続している。圧力発生部１３は、制御部２０から入力される駆動信号に応じて変形することで、流路１２内の体積を変化させて流路１２内のインク等の流体にかかる圧力を変化させる。例えば、圧力発生部１３は、流路１２の壁面に設けられていて、外側に凹むように変形することで流路１２内の体積を増加させて圧力を減少する一方、元の形状に戻り又は内側に突出するように変形することで流路１２内の体積を減少させて圧力を増加させる。

複数の圧力センサー１４は、流路１２の壁面（例えば、内壁面）において、圧力発生部１３からノズル１１までに至る方向に沿って、ノズル１１から離間する方向に間隔を空けた複数の検知位置にそれぞれ配置される。複数の圧力センサー１４は、流路１２内の複数の検知位置でインク等の流体にかかる圧力を検知する。なお、図２では、吐出部１０が３つの圧力センサー１４を備える例を図示するが、吐出部１０は、少なくとも２つ以上の圧力センサー１４を備えればよい。

インクコンテナ７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、プリンター本体２内の左下部に並設され、例えば、下側から順に配置される。インクコンテナ７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、例えば、プリンター本体２内の左下部に設けられた各コンテナ収納部（図示せず）に対して着脱可能に収納される。インクコンテナ７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを収容する。

ポンプ８は、第１供給路８ａを介して記録ヘッド６に接続され、第２供給路９ａを介してサブインクタンク９に接続される。サブインクタンク９は、第３供給路７ａを介してインクコンテナ７に接続される。第１供給路８ａ、第２供給路９ａ及び第３供給路７ａは、例えば、チューブ等で構成される。サブインクタンク９は、所定量のインクを貯留していて、記録ヘッド６がインクを吐出すると、その吐出量のインクを、記録ヘッド６へ供給する。なお、サブインクタンク９に常に所定量のインクを貯留するために、制御部２０は、ポンプ８によってインクコンテナ７からサブインクタンク９へインクを供給するように制御する。

プリンター本体２内の左上部には、キャップユニット１５及びワイパーユニット１６が備えられる。キャップユニット１５及びワイパーユニット１６は、印字動作時に用紙搬送ユニット５が印字位置にある場合には、用紙搬送ユニット５の左方の待機位置に配置される。また、キャップユニット１５及びワイパーユニット１６は、非印字動作時に用紙搬送ユニット５が退避位置にある場合には、それぞれ左右方向に移動可能となり、何れかを用紙搬送ユニット５の上方且つ記録ヘッド６の下方の処理位置へ移動することができる。

キャップユニット１５は、キャップ部材を備え、処理位置へ移動したときに、キャップ部材によって記録ヘッド６を覆う。ワイパーユニット１６は、ワイパー部材と廃インクトレイ１６ａとを備え、処理位置へ移動したときに、ワイパー部材及び廃インクトレイ１６ａが記録ヘッド６の下方に配置される。このとき、記録ヘッド６のパージ処理や清掃処理が行われ、パージ処理や清掃処理で生じた廃インクは廃インクトレイ１６ａに回収される。

また、プリンター本体２内の左下部には、廃インクタンク１７が備えられ、廃インクタンク１７は、ワイパーユニット１６の廃インクトレイ１６ａに接続され、パージ処理や清掃処理で生じた廃インクを廃インクトレイ１６ａから受けて収容する。

更に、プリンター本体２内には、図３に示すように、各記録ヘッド６の各吐出部１０のノズル１１から吐出されるインクの吐出量を測定する吐出量測定部１８を備える。吐出量測定部１８は、記録ヘッド６毎に設けられてよく、あるいは、４つの記録ヘッド６に共通して設けられてもよい。吐出量測定部１８は、制御部２０に接続されていて、後述する試験吐出処理において各ノズル１１のインクの吐出量を測定し、測定結果の信号を制御部２０に送信する。

例えば、吐出量測定部１８は、ＣＣＤ等の撮像装置を備えて構成される。吐出量測定部１８は、試験吐出処理において各ノズル１１が吐出したインクの液滴を撮像装置によって撮影し、撮影結果のインクの液滴の画像に基づいてインクの吐出量を算出する。

あるいは、吐出量測定部１８は、廃インクトレイ１６ａに収容された廃インクの重量を測定する重量計を備えて構成される。吐出量測定部１８は、試験吐出処理において各ノズル１１が吐出したインクを廃インクトレイ１６ａに回収し、廃インクトレイ１６ａに追加されたインクの重量を重量計によって測定し、測定結果のインクの重量に基づいてインクの吐出量を算出する。

若しくは、吐出量測定部１８は、インクコンテナ７又はサブインクタンク９に収容されたインクの重量を測定する重量計を備えて構成される。吐出量測定部１８は、試験吐出処理において各ノズル１１がインクを吐出したときに、インクコンテナ７又はサブインクタンク９から消費されたインクの重量を重量計によって測定し、測定結果のインクの重量に基づいてインクの吐出量を算出する。

次に、このような構成を備えたプリンター１の印字動作（画像形成動作）について説明する。プリンター１が外部コンピューター等から画像データを受信すると、給紙カセット３内に収納された用紙が、給紙ローラーによって搬送経路４へ送り出される。搬送経路４に送り出された用紙は、搬送ローラーによって搬送経路４の下流側へ搬送され、レジストローラーによって搬送経路４から印字位置の用紙搬送ユニット５の搬送ベルト５ｂの上面へ送り出される。この用紙は、吸気部の吸引力によって搬送ベルト５ｂの上面に吸着される。

一方、各記録ヘッド６には、各インクコンテナ７からインクが供給される。各記録ヘッド６は、搬送ベルト５ｂに吸着された用紙に対して、外部コンピューター等から受信した画像データの情報に基づいてインクを吐出する。これにより、カラーインク画像が用紙の表面に形成される。カラーインク画像を形成された用紙は、用紙搬送部によって搬送されながら乾燥装置によって表面のインクを乾燥された後、排出ローラーによって排出口から排紙トレイ上に排出される。

次に、プリンター１の電気的な構成について図３を参照しながら説明する。プリンター１は、ＣＰＵ等からなる制御部２０と、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ等からなる記憶部２１とをプリンター本体２の内部に備える。制御部２０は、記憶部２１に接続されていて、記憶部２１に記憶された制御プログラムや制御用データに基づいて演算処理を実行することにより、制御部２０に接続されたプリンター１の各構成要素を制御する。

例えば、制御部２０は、搬送経路４の各ローラー、用紙搬送ユニット５の昇降機構（図示せず）、記録ヘッド６の各吐出部１０の圧力発生部１３及び複数の圧力センサー１４、ポンプ８、キャップユニット１５及びワイパーユニット１６の移動機構（図示せず）、吐出量測定部１８等の構成要素に接続されていて、これらの構成要素を制御する。

例えば、記憶部２１には、上記した印字動作や、記録ヘッド６の各吐出部１０のノズル１１から吐出されるインクの粘度を算出する粘度算出処理、各吐出部１０のインクの粘度に基づいて試験的にインクの吐出を制御する試験吐出処理を実現するプログラムが記憶されている。

先ず、図４のフローチャートを参照しながら粘度算出処理について説明する。制御部２０は、例えば、プリンター１のメンテナンス等において加圧パージを行うタイミングで、粘度算出処理を実行することが好ましい。加圧パージは、記録ヘッド６の各吐出部１０のノズル１１からインクを強制的に吐出させる動作であり、制御部２０は、加圧パージを行うために、印字動作時よりも高い振幅で、オン時間の長い波形の駆動電圧を有する駆動信号を圧力発生部１３に入力する。あるいは、制御部２０は、所定の印字回数毎に、印字動作中（印字動作の開始時又は終了時）に粘度算出処理を行ってもよい。

粘度算出処理では、吐出部１０の複数の圧力センサー１４によって流路１２内の複数の検知位置でインクの圧力を検知し（ステップＳ１）、流路１２内のインクの圧力に基づいて粘度を算出する粘度予測式を予め定義していて、この粘度予測式によって、吐出部１０のノズル１１から吐出されるインクの粘度を推定する（ステップＳ２）。

具体的には、粘度算出処理を行う前段階では、各記録ヘッド６の初期条件として、所定の粘度を有する標準的なインクを吐出する場合に、吐出部１０の圧力発生部１３を駆動する駆動信号の駆動電圧及び波形を予め定めておく。そして、粘度算出処理では、制御部２０は、この初期条件の駆動信号で圧力発生部１３を駆動する場合に、吐出部１０の流路１２の内壁面のせん断応力とせん断速度とを算出して、各記録ヘッド６に紐付けて記憶部２１に記憶する。また、記憶部２１には、せん断応力とせん断速度とに基づいて粘度を算出する粘度予測式が各記録ヘッド６に紐付けて記憶されていて、制御部２０は、粘度予測式によって粘度を予測する。

例えば、粘度ηは、せん断応力τとせん断速度Ｖとを用いて、粘度予測式である数式η＝τ／Ｖで算出される。せん断速度Ｖは、インクの流速Ｑと、流路１２内の状態に応じて決定される第１状態要素Ａとを用いて、数式Ｖ＝６Ｑ／Ａで算出される。せん断応力τは、流路１２内のインクの圧力の傾きαと、流路１２内の状態に応じて決定される第２状態要素Ｂとを用いて、数式τ＝－α×Ｂで算出される。

インクの流速Ｑは、圧力発生部１３に入力する駆動信号（例えば、駆動信号として印加される駆動電圧）に応じて一意に定まる。インクの流速Ｑは、初期条件の駆動信号に対応した所定の速度として予め設定されてもよく、あるいは、駆動信号の駆動電圧の変化に対応するように、テーブルや数式によって設定されてもよい。

本実施形態では、流路１２内の状態を定義するために、流路１２の内部空間が、所定の幅ｗ_ｎの矩形断面を有していて、幅ｗ_ｎの異なる１つ以上の領域が高さ方向に含まれることを想定する。ここで、流路１２の内部空間が、高さ方向にｎ個（ｎは１以上の整数）の領域で構成される場合、各領域は幅ｗ_ｎと高さｈ_ｎとで構成される。

このとき、流路１２内の状態を示す第１状態要素Ａは、流路１２の幅ｗ_ｎと高さｈ_ｎとを用いて、数式Ａ＝ｗ_１ｈ_１ ^２＋ｗ_２ｈ_２ ^２＋ｗ_３ｈ_３ ^２＋・・・で算出される。流路１２内の状態を示す第２状態要素Ｂは、流路１２の幅ｗ_ｎと高さｈ_ｎとを用いて、数式Ｂ＝ｗ_１ｈ_１／（２ｗ_１＋２ｈ_１）＋ｗ_２ｈ_２／（２ｗ_２＋２ｈ_２）＋ｗ_３ｈ_３／（２ｗ_３＋２ｈ_３）＋・・・で算出される。

例えば、初期状態の流路１２では、内壁に凹凸がないので、第１状態要素Ａは、ｗ_１ｈ_１ ^２であり、第２状態要素Ｂは、ｗ_１ｈ_１／（２ｗ_１＋２ｈ_１）であり、予め設定されて記憶部２１に記憶される。また、流路１２は、経時的にインクの固着等により内壁に凹凸が生じると、幅ｗ_ｎの異なる領域の数ｎが増加し、この領域の数ｎに応じて第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂが変化する。流路１２内の状態を示す第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂとして、例えば、予め設定された所定値を用いてよく、また、プリンター１の印字回数等の使用状況と関連付けて様々な項を予め記憶していて、使用状況に応じて項を追加してよい。また、第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂは、後述するように試験吐出処理によって修正される。なお、流路１２の内部空間は、上記したような矩形断面を有する例に限定されず、円形断面や他の形状の断面を有して形成されてもよい。その場合、流路１２内の状態を示す第１状態要素Ａを算出する数式Ａや、流路１２内の状態を示す第２状態要素Ｂを算出する数式Ｂは、上記した例とは異なり、内部空間の断面形状に応じて定義される。例えば、流路１２の内部空間が円形断面の場合、直径の異なる１つ以上の領域について、第１状態要素Ａや第２状態要素Ｂが求められてよい。

流路１２内のインクの圧力の傾きαは、吐出部１０の複数の圧力センサー１４が流路１２内の複数の検知位置でそれぞれ検知した複数の圧力値の傾きであり、例えば、複数の圧力値を用いた近似式で算出される直線の傾きである。

次に、各吐出部１０のインクの試験吐出処理について説明する。制御部２０は、上記のように算出した粘度ηに基づいて、吐出部１０の圧力発生部１３を駆動する駆動信号の駆動電圧や波形等の吐出条件を決定する。例えば、制御部２０は、吐出条件を決定するために、各記録ヘッド６の構成に対応する等価回路モデルを予め定義して記憶部２１に記憶している。

この等価回路モデルは、最適なインクの吐出（吐出量）に対応する出力成分を得られるように、圧力発生部１３の駆動信号に対応する入力成分や、流路１２内のインクの粘度に対応する抵抗成分を、吐出条件として決定する。等価回路モデルに対して、抵抗成分である流路１２内のインクの粘度は、上記したように算出され、出力成分である最適なインクの吐出量は、予め設定されて記憶部２１に記憶されている。なお、出力成分である最適なインクの吐出量は、インクの粘度に拘らず、用紙に対する最適な量として予測した予測される予測量（予測吐出量）である。粘度算出処理で算出したインクの粘度を等価回路モデルの抵抗成分に反映すると共に、予め設定したインクの予測吐出量を等価回路モデルの出力成分に反映することで（ステップＳ３）、吐出条件としての圧力発生部１３の駆動信号（駆動電圧や波形等）を逆算して取得することができる（ステップＳ４）。

制御部２０は、等価回路モデルによって取得した駆動信号を圧力発生部１３に入力して、試験的にノズル１１からインクを吐出させる（ステップＳ５）。このとき、制御部２０は、吐出量測定部１８を制御して、ノズル１１が吐出したインクの吐出量を実測量（実測吐出量）として測定する（ステップＳ６）。そして、制御部２０は、等価回路モデルの予測吐出量と試験的な実測吐出量との差分を算出し、差分がある場合又は差分が所定の閾値以上である場合に（ステップＳ７：ＮＯ）、第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂを修正する（ステップＳ８）。制御部２０は、修正した第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂを含む粘度予測式を記録ヘッド６に紐付けて記憶部２１に記憶する。このとき、元の粘度予測式は、修正した粘度予測式によって書き換えられてよい。

例えば、制御部２０は、試験吐出処理時のインクの粘度や温度、駆動信号の駆動電圧や波形、予測吐出量と実測吐出量との差分、元の粘度予測式等に基づいて、流路１２に生じた領域の幅ｗ_ｎ及び高さｈ_ｎを推定し、その推定結果に基づいて第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂを修正する。なお、流路１２に推定される領域の幅ｗ_ｎ及び高さｈ_ｎの推定値は、予め実験等によって求めて、実験時のインクの粘度や温度、駆動信号の駆動電圧や波形、予測吐出量と実測吐出量との差分、元の粘度予測式等と関連付けて記憶部２１に記憶しておいて、第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂを修正するときに記憶部２１から読み出して使用するとよい。あるいは、流路１２に推定される領域の幅ｗ_ｎ及び高さｈ_ｎの推定値は、インクの粘度や温度、駆動信号の駆動電圧や波形、予測吐出量と実測吐出量との差分、元の粘度予測式等から推定される数式を予め定めておいて、第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂを修正するときにこの数式を用いて算出してもよい。

更に、制御部２０は、修正した粘度予測式を用いた上記の粘度算出処理と、この粘度算出処理によって算出されたインクの粘度に基づく試験吐出処理とを再度行う。制御部２０は、予測吐出量と実測吐出量との差分がなくなるまで、又は差分が所定の閾値未満になるまで、上記のように粘度算出処理と試験吐出処理とを繰り返す。また、制御部２０は、予測吐出量と実測吐出量との差分がなくなったとき、又は差分が所定の閾値未満になったとき（ステップＳ７：ＹＥＳ）、粘度算出処理及び試験吐出処理を終了して、圧力発生部１３の駆動信号を最適吐出条件として決定する。その後の印字動作において、制御部２０は、各記録ヘッド６の各吐出部１０について、流路１２内のインクの粘度に基づく吐出条件の駆動信号に応じて、即ち、インクの粘度に基づいて、圧力発生部１３を制御する。

なお、インクの粘度は、温度によって変化するため、試験吐出処理で用いられる等価回路モデルは、流路１２内の温度を吐出条件として設定可能にして、上記のように算出したインクの粘度に対して、流路１２内の温度を考慮することで、インクの粘度を正確に判定するように構成されるとよい。このとき、各記録ヘッド６は、各吐出部１０に温度センサー１０ａ（図３参照）を備えて流路１２内の温度を検知し、等価回路モデルに設定するとよい。

本実施形態では上述のように、プリンター１は、インクを吐出する記録ヘッド６を備える。記録ヘッド６は、インクを吐出するノズル１１と、ノズル１１に連通する流路１２と、流路１２内のインクの圧力を検知する圧力センサー１４とを備える。そして、プリンター１の制御部２０は、圧力センサー１４が検知したインクの圧力及び流路１２内の状態を示す状態要素（例えば、上記した第１状態要素Ａ及び第２状態要素Ｂ）を用いた粘度予測式に基づいて、流路１２内のインクの粘度を算出する。また、制御部２０は、ノズル１１から吐出されるインクの吐出量をインクの粘度に基づいて予測した予測量と、インクの粘度を吐出条件とした試験吐出処理によってノズル１１から吐出されたインクの吐出量を測定した実測量との差分を算出し、差分に基づいて粘度予測式の状態要素を修正する。

これにより、流路１２内の状態を考慮するので、流路１２内のインクの粘度を精度良く算出して推定することができる。そのため、精度良く推定したインクの粘度に基づいて、圧力発生部１３等によるインクの吐出を適切に制御することができ、ノズル１１から安定した液滴のインクを吐出させることができる。このように、記録ヘッド６から吐出されるインクの液滴をより安定させることが可能となる。

また、本実施形態では、各記録ヘッド６の各吐出部１０について、流路１２内の複数の検知位置でインクの圧力を検知するように配置された複数の圧力センサー１４を備える。そして、複数の圧力センサー１４がそれぞれ検知したインクの圧力に基づいてインクの粘度を算出する。これにより、流路１２内の複数の検知位置のインクの圧力に基づいてインクの粘度を算出するので、インクの粘度をより正確に推定することが可能となる。

更に、本実施形態では、各記録ヘッド６の各吐出部１０について、複数の圧力センサー１４は、圧力発生部１３からノズル１１までに至る方向に沿って流路１２の壁面に順次配置される。これにより、流路１２内において、インクの吐出口であるノズル１１の近傍から、ノズル１１から離間した圧力発生部１３までに亘って、複数の検知位置で複数の圧力センサー１４を配置するので、吐出口であるノズル１１に近づくに連れて変化するインクの粘度をより正確に推定することが可能となる。

また、本実施形態では、制御部２０は、状態要素を修正した粘度予測式を、記録ヘッド６に紐付けて記憶部２１に記憶する。これにより、プリンター１の使用に伴って経時的に変化する記録ヘッド６の吐出部１０の流路１２の状態に合わせた粘度予測式を常に用いることができるので、常に精度良くインクの粘度を推定することができる。

更に、本実施形態では、制御部２０は、試験吐出処理において、インクの粘度及び流路１２内の温度を吐出条件としてインクの吐出を制御する。これにより、粘度予測式で算出したインクの粘度に対して、流路１２内の温度を考慮することで、インクの粘度をより正確に判定することができる。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の異なる画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１ プリンター（画像形成装置）
５ 搬送ユニット
６ 記録ヘッド
７ インクコンテナ
８ ポンプ
９ サブインクタンク
１０ 吐出部
１１ ノズル
１２ 流路
１３ 圧力発生部
１４ 圧力センサー
１８ 吐出量測定部
２０ 制御部
２１ 記憶部

Claims (5)

1. インクを吐出する記録ヘッド、を備え、
   前記記録ヘッドは、
   前記インクを吐出するノズルと、
   前記ノズルに連通する流路と、
   前記流路内の前記インクの圧力を検知する圧力センサーと、を備え、
   前記圧力センサーが検知した前記インクの圧力及び前記流路内の状態を示す状態要素を用いた予測式に基づいて、前記流路内の前記インクの粘度を算出し、
   前記ノズルから吐出される前記インクの吐出量を前記インクの粘度に基づいて予測した予測量と、前記インクの粘度を吐出条件とした試験吐出処理によって前記ノズルから吐出された前記インクの吐出量を測定した実測量との差分を算出し、前記差分に基づいて前記予測式の前記状態要素を修正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録ヘッドは、前記流路内の複数の検知位置で前記インクの圧力を検知するように配置された複数の前記圧力センサーを備え、
   複数の前記圧力センサーがそれぞれ検知した前記インクの圧力に基づいて前記インクの粘度を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録ヘッドは、前記流路内の圧力を変動させる圧力発生部を備え、
   複数の前記圧力センサーは、前記圧力発生部から前記ノズルまでに至る方向に沿って前記流路の壁面に順次配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記状態要素を修正した前記予測式は、前記記録ヘッドに紐付けられて記憶されることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記試験吐出処理は、前記インクの粘度及び前記流路内の温度を前記吐出条件として前記インクの吐出を制御することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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