JP2012125998A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境温度が変化しても画像濃度が変化しない画像形成装置の提供。
【解決手段】駆動波形生成部は、検出温度に応じて、検出温度が低いときに駆動波形Ｐｖ２を生成出力し、検出温度が常温のときに駆動波形Ｐｖ０を生成出力し、検出温度が高いときにの駆動波形Ｐｖ１を生成出力し、駆動波形Ｐｖ１の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧は、駆動波形Ｐｖ０の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも小さく、駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４は、他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７とは、駆動波形Ｐｖ０の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７に対する変化率が異なり、駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４を含む駆動パルスＰ１ないしＰ７で吐出される大滴の液滴の滴体積は、駆動波形Ｐｖ０で吐出される液滴の滴体積よりも小さくなるようにする。
【選択図】図８

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、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と、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がある。

なお、本願において、「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インクを着弾させ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（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体、樹脂などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

このような画像形成装置において、例えば１駆動周期内でそれぞれ液滴を吐出させる複数の駆動パルス（吐出パルス）を時系列的に生成して共通駆動波形として出力し、例えば相対的に大きなドットを形成するときには２以上の駆動パルスを選択して複数の液滴を吐出させることで、複数の液滴を飛翔中に合体させて着弾させることによって、複数の滴サイズのドットを形成し、また、共通駆動波形中に滴吐出を伴わないでヘッドを駆動する非吐出パルスを含ませ、同様に非吐出パルスを選択することで微駆動を行なうことで安定した滴吐出を行なうようにことが知られている。

そして、液体吐出ヘッドにおいては、異なる環境では温度変化に伴い液体の粘度が変化し、滴速度Ｖｊが速くなったり遅くなったりすることにより用紙上での滴の着弾位置がずれたり、滴体積Ｍｊが大きくなったり小さくなったりすることにより、画質の濃淡が変化したり、画質が変化することになる。また、滴速度Ｖｊが速くなったり遅くなることにより、噴射曲がりが起きたり、それに伴って噴射ダウンなどが起こってしまうことがある。

そこで、従来、加圧室の容積を膨張させる第１の波形要素Ｐ１と、当該加圧室の膨張状態を保持する第２の波形要素Ｐ２と、当該膨張状態から加圧室の容積を収縮させてインク滴を吐出させる第３の波形要素Ｐ３とを含む駆動波形Ｐｖを出力し、加圧室の容積の膨張開始時における第１の波形要素Ｐ１と第２の波形要素Ｐ２との電位差を第１の電位差ΔＶ１とし、加圧室の容積の収縮終了時における第３の波形要素Ｐ３と第２の波形要素Ｐ２との電位差を第２の電位差ΔＶ２としたとき、検出温度が高温のときには第１の電位差ΔＶ１と第２の電位差ΔＶ２との差を小さくし、低温のときには第１の電位差ΔＶ１と第２の電位差ΔＶ２との差を大きくする駆動波形Ｐｖを出力するものが知られている（特許文献１）。

特開２００４−４２５７６号公報

上述した特許文献１に開示の構成を含めて、従来、環境温度に応じて駆動波形を変化させるとき、環境温度が変化しても滴体積（吐出量）が同じになるように駆動波形を変化（調整）している。これは、環境温度が変化しても、滴体積が同じになるようにすることで、同じ画像濃度の画像が得られると考えられていることによる。

しかしながら、環境温度が変化しても滴体積（吐出量）が同じになるように駆動波形を変化させると、低温ほど画像濃度が低くなり、高温ほど画像濃度が高くなるということが判明した。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、環境温度が変化しても画像濃度が変化しないようにすることで画像品質を向上することを目的とする。

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、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
環境温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出した検出温度に応じて、予め定めた基準温度に対応する前記駆動波形の前記複数の駆動パルスの電圧を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、前記複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは第１の補正の変化率で補正し、他の駆動パルスは前記第１の補正の変化率と異なる第２の補正の変化率で補正し、
前記予め定めた基準温度に対応する前記駆動波形の駆動パルスに対する、前記第１の補正の変化率は前記第２の補正の変化率より大きく、
前記第１の補正の変化率で補正された駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、前記検出温度が高いほど小さい
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、環境温度に応じて、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される第１、第２の駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
環境温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記駆動波形生成手段は、前記温度検出手段で検出した検出温度に応じて、少なくとも、前記検出温度が低いときに前記第１の駆動波形を生成出力し、前記検出温度が高いときに前記第２の駆動波形を生成出力し、
前記第１の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧は、前記第２の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧よりも大きく、
前記第２の駆動波形の前記複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは、他の駆動パルスとは、前記第１の駆動波形の前記複数の駆動パルスに対する変化率が異なり、
前記第２の駆動波形の前記変化率が異なる１つの駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、前記第１の駆動波形で吐出される液滴の滴体積よりも小さい
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
１駆動周期ごとに、環境温度に応じて、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される第１、第２の駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
環境温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記駆動波形生成手段は、少なくとも１つの滴サイズの液滴の滴体積が、前記温度検出手段で検出された検出温度が高くなるほど小さくなる駆動波形を生成出力する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、温度検出手段で検出した検出温度に応じて、予め定めた基準温度に対応する駆動波形の複数の駆動パルスの電圧を補正する補正手段を備え、補正手段は、複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは第１の補正の変化率で補正し、他の駆動パルスは第１の補正の変化率と異なる第２の補正の変化率で補正し、予め定めた基準温度に対応する駆動波形の駆動パルスに対する、第１の補正の変化率は第２の補正の変化率より大きく、第１の補正の変化率で補正された駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、検出温度が高いほど小さい構成としたので、環境温度が変化しても画像濃度が変化しないようにすることができ、画像品質を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、駆動波形生成手段は、温度検出手段で検出した検出温度に応じて、少なくとも、検出温度が低いときに第１の駆動波形を生成出力し、検出温度が高いときに第２の駆動波形を生成出力し、第１の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧は、第２の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧よりも大きく、第２の駆動波形の複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは、他の駆動パルスとは、第１の駆動波形の複数の駆動パルスに対する変化率が異なり、第２の駆動波形の変化率が異なる１つの駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、第１の駆動波形で吐出される液滴の滴体積よりも小さい構成としたので、環境温度が変化しても画像濃度が変化しないようにすることができ、画像品質を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、駆動波形生成手段は、少なくとも１つの滴サイズの液滴の滴体積が、温度検出手段で検出された検出温度が高くなるほど小さくなる駆動波形を生成出力する構成としたので、環境温度が変化しても画像濃度が変化しないようにすることができ、画像品質を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向の断面説明図である。 同液体吐出ヘッドの液室短手方向の断面説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部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説明図である。 駆動波形と各滴サイズのパルスの説明に供する説明図である。 本発明の実施形態の説明に供する駆動波形の説明図である。 滴体積を一定にしたときの環境温度に対する画像濃度の変化の説明に供する説明図である。 本発明における環境温度に対する滴体積と画像濃度の変化の説明に供する説明図である。

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。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するための第２インク供給部としてのヘッドタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このヘッドタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色の記録液が補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電され、この帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、記録ヘッド３４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を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図４は同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。

この液体吐出ヘッドは、流路板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の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）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及び圧力発生室である加圧液室１０６、液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７を通じて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。

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（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２個（図３では１列のみ図示）の積層型圧電部材１２１と、この圧電部材１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。この圧電部材１２１には、分割しないスリット加工で溝を形成することで複数の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを形成している。この例では、圧電柱１２１Ａは駆動波形を印加する駆動圧電柱とし、圧電柱１２１Ｂは駆動波形を印加しない非駆動圧電柱としている。また、圧電部材１２１の駆動圧電柱１２１Ａには図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載した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に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電部材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貫通部１３１及び共通液室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ための液体供給口であるインク供給穴１３２を形成している。

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とで、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が、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。

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。この振動板１０２に圧電部材１２１の圧電柱１２１Ａ、１２１Ｂを接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。

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。このノズル板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。

圧電部材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（ここではＰＺＴ）である。この圧電部材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。なお、この実施形態では、圧電部材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としているが、圧電部材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とすることもできる。

このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば駆動圧電柱１２１Ａに印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって駆動圧電柱１２１Ａが収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の体積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後駆動圧電柱１２１Ａに印加する電圧を上げて駆動圧電柱１２１Ａ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の体積を収縮させることにより、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインク滴が吐出（噴射）される。

そして、駆動圧電柱１２１Ａ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ので、このとき、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、次の液滴吐出のための動作に移行する。

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。

次に、この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。なお、同図は同制御部のブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５１１と、ＣＰＵ５１１が実行する本発明に係るデータ生成に関わるプログラム、その他のプログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１のキャップ８２やワイパ部材８３の移動などを行なう維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１などを備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成（本発明に係るデータ又は画像データの生成）はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行なうことも、制御部５００で行なうこともできる。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルス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信号生成部を含み、１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をヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動波形を構成するパルスを選択して吐出パルスを生成し、記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段としての圧電素子に対して印加することで記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。

次に、印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９の一例について図６を参照して説明する。
印刷制御部５０８は、画像形成時に１印刷周期（１駆動周期）内に複数のパルス（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７０１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７０２を備えている。

なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０９の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべきパルス又は波形要素で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。

ヘッドドライバ５０９は、データ転送部７０２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／１チャンネル（１ノズル）を入力するシフトレジスタ７１１と、シフトレジスタ７１１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７１２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７１３と、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ７１４と、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ７１５とを備えている。

このアナログスイッチ７１５は、各駆動圧電柱１２１Ａの選択電極（個別電極）１５４に接続され、駆動波形生成部７０１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７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５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パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）駆動圧電柱１２１Ａに印加される。

次に、駆動波形について図７を参照して説明する。なお、駆動パルスとは駆動波形を構成する要素としてのパルスを示す用語として、吐出パルスとは圧力発生手段に印加されて液滴を吐出させるパルスを示す用語とし、非吐出パルスとは圧力発生手段に印加されるが滴を吐出させない（ノズル内のインクを流動させる）パルスを示す用語として用いる。

この実施形態は、３種類の滴サイズの液滴（大滴、中滴、小滴）を吐出させる吐出パルスと、微駆動を行なう非吐出パルスを含む駆動波形の例である。駆動波形生成部７０１からは図７（ａ）に示すような駆動波形（共通駆動波形）Ｐｖが出力される。この駆動波形Ｐｖは、１印刷周期（１駆動周期）内で、図示しない基準信号に同期して、７つの駆動パルスＰ１〜Ｐ７を時系列で生成した波形である。なお、基準信号は、形成する画像の密度に応じてキャリッジ３３の主走査方向位置に対応して出力される信号である。また、駆動パルスＰ５は非吐出パルスであり、駆動パルスＰ１ないし４、Ｐ６、Ｐ７は吐出パルスである。

そして、データ転送部７０２からは図７（ｂ）に示す滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３が出力される。ここでは、図７（ｃ）に示すように、滴制御信号Ｍ０は、駆動波形の駆動パルスＰ１〜Ｐ７を選択して大滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ１は、駆動波形の駆動パルスＰ５ないしＰ７を選択して中滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ２は、駆動波形の駆動パルスＰ３を選択して小滴用の吐出パルスを生成させる。滴制御信号Ｍ３は、駆動波形の駆動パルスＰ５を選択して微駆動用の非吐出パルスを生成させる。

次に、本発明における駆動波形について図８を参照して説明する。
本実施形態では、上記の駆動波形Ｐｖとして、環境温度に応じて、複数の駆動波形、例えば３種類の駆動波形Ｐｖを生成出力する。ここでは、環境温度Ｔ０（例えば２５℃：これを予め定めた基準温度とする。）のときには実線で示す駆動波形Ｐｖ０、環境温度Ｔ１（例えば３５℃）のときには破線で示す高温用駆動波形Ｐｖ１、環境温度Ｔ２（例えば１５℃）のときには仮想線で示す低温用駆動波形Ｐｖ２を、センサ群５１５に含まれる環境温度検出手段としての温度センサから得られる検出温度に応じて生成出力する。

駆動波形Ｐｖ０を基準としたとき、高温ではインクの粘度が低くなることから、高温用駆動波形Ｐｖ１の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧（基準電位Ｖｅに対する電位差：以下同じ）は、駆動波形Ｐｖ０の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも小さくしている。一方、低温ではインクの粘度が高くなることから、低温用駆動波形Ｐｖ２の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧は、駆動波形Ｐｖ０の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも大きくしている。

ここで、高温用駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４の電圧ｂ２の駆動波形Ｐｖ０の駆動パルスＰ４の電圧ａ２に対する変化率は、高温用駆動波形Ｐｖ１の他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の電圧（図ではＰ３の電圧ｂ１で例示する）の駆動波形Ｐｖ０の他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の電圧（図ではＰ３の電圧ａ１で例示する）に対する変化率よりも大きくしている。具体的には、「（ａ１−ｂ１）／ａ１＜（ａ２−ｂ２）／ａ２」の関係にしている。

つまり、高温用駆動波形Ｐｖ１の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧は、駆動波形Ｐｖ０の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも小さくしているが、駆動波形Ｐ４については他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７よりも更に電圧を小さくしている。

この場合、高温用駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７と同じにしたとき、駆動波形Ｐｖ０で吐出させる大滴と駆動波形Ｐｖ１で吐出させる大滴の滴量が同じになる。つまり、大滴の滴量（滴体積）が同じになる変化率で高温用駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７は変化している。

これに対し、上述したように、高温用駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の変化率よりも大きくすると、駆動パルスＰ４の電圧（立ち下げ電位）が小さくなることから、駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の変化率と同じにしたときよりも、駆動パルスＰ４を含む駆動パルスＰ１ないしＰ７で吐出される大滴の滴体積が小さくなる（滴量が少なくなる）。

一方、低温用駆動波形Ｐｖ２の駆動パルスＰ４の電圧ｃ２の駆動波形Ｐｖ０の駆動パルスＰ４の電圧ａ２に対する変化率は、低温用駆動波形Ｐｖ２の他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の電圧（図ではＰ３の電圧ｂ１で例示する）の駆動波形Ｐｖ０の他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の電圧（図ではＰ３の電圧ａ１で例示する）に対する変化率よりも大きくしている。具体的には、「（ｃ１−ａ１）／ａ１＜（ｃ２−ａ２）／ａ２」、の関係にしている。

つまり、低温用駆動波形Ｐｖ２の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧は、駆動波形Ｐｖ０の各駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも大きくしているが、駆動波形Ｐ４については他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７よりも更に電圧を大きくしている。

この場合、低温用駆動波形Ｐｖ２の駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７と同じにしたとき、駆動波形Ｐｖ０で吐出させる大滴と駆動波形Ｐｖ２で吐出させる大滴の滴量が同じになる。つまり、大滴の滴量（滴体積）が同じになる変化率で低温用駆動波形Ｐｖ２の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７は変化している。

これに対し、上述したように、低温用駆動波形Ｐｖ２の駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の変化率よりも大きくすると、駆動パルスＰ４の電圧（立ち下げ電位）が大きくなることから、駆動パルスＰ４の変化率を他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７の変化率と同じにしたときよりも、駆動パルスＰ４を含む駆動パルスＰ１ないしＰ７で吐出される大滴の滴体積が大きくなる（滴量が多くなる）。

このようにして、駆動波形生成部７０１からは、大滴の滴体積が環境温度が高くなるほど小さくなる駆動波形が出力される。

そこで、画像濃度と滴量（滴体積）との関係について説明する。
まず、図９に示すように、温度に係わらず同じ滴体積の大滴を吐出させた場合には、温度が高くなるほど画像濃度も高くなり、画像品質が温度によって変化することになって画像品質が低下する。

これに対し、図１０に示すように、上記実施形態のように温度が高くなるほど滴体積が小さくなる大滴を吐出させた場合には、画像濃度が一定になり、画像品質が向上する。

上述した環境温度に応じた複数種類の駆動波形は、例えば、駆動波形Ｐｖ０のデータをＲＯＭなどに格納保持しており、検出温度に応じて、駆動波形Ｐｖ０を前述した変化率（補正の変化率）で補正して生成出力することができる。なお、この場合は、補正を行うことから前述した「変化率」を補正の変化率と称している。

つまり、前記実施形態で言えば、１駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７から構成される駆動波形Ｐｖを生成出力する駆動波形生成部７０１と、複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７から吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の駆動パルスを選択する選択手段（ヘッドドライバ５０９）と、環境温度を検出する温度センサ（センサ群５１５に含まれる）と、検出した検出温度に応じて、予め定めた基準温度に対応する駆動波形Ｐｖ０の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧を補正する制御部５００で構成される補正手段とを備え、複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７のうちの駆動パルスＰ４は第１の補正の変化率（変化率）で補正し、他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７は第１の補正の変化率と異なる第２の補正の変化率で補正し、第１の補正の変化率は第２の補正の変化率より大きく、第１の補正の変化率で補正された駆動パルスＰ４を含む駆動パルスで吐出される大滴の滴体積は、検出温度が高いほど小さくなるようにする。

また、予め複数種類の駆動波形のデータ、例えば、駆動波形Ｐｖ０Ｐｖ１、Ｐｖ２のデータをＲＯＭなどに格納保持しており、検出温度に応じて、所要の駆動波形のデータを選択して生成出力することができる。

つまり、前記実施形態で言えば、１駆動周期ごとに、環境温度に応じて、液滴を吐出させる複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７から構成される駆動波形Ｐｖ２，Ｐｖ０、Ｐｖ１を生成出力する駆動波形生成部７０１と、複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７から吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の駆動パルスを選択する選択手段（ヘッドドライバ５０９）と、環境温度を検出する温度センサ（センサ群５１５に含まれる）と、駆動波形生成部７０１は、検出温度に応じて、検出温度が低いときに駆動波形Ｐｖ２を生成出力し、検出温度が常温のときに駆動波形Ｐｖ０を生成出力し、検出温度が高いときにの駆動波形Ｐｖ１を生成出力し、駆動波形Ｐｖ１の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧は、駆動波形Ｐｖ０の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７の電圧よりも小さく、駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４は、他の駆動パルスＰ１ないしＰ３、Ｐ５ないしＰ７とは、駆動波形Ｐｖ０の複数の駆動パルスＰ１ないしＰ７に対する変化率が異なり、駆動波形Ｐｖ１の駆動パルスＰ４を含む駆動パルスＰ１ないしＰ７で吐出される大滴の液滴の滴体積は、駆動波形Ｐｖ０で吐出される液滴の滴体積よりも小さくなるようにする。

この場合、駆動波形Ｐｖ０、Ｐｖ１、Ｐｖ２の相互の関係は、本発明でいう「第１の駆動波形」を駆動波形Ｐｖ２としたとき、「第２の駆動波形」は駆動波形Ｐｖ０、Ｐｖ１となり、「第１の駆動波形」を駆動波形Ｐｖ０としたとき、「第２の駆動波形」は駆動波形Ｐｖ１となる。

なお、上記実施形態では、駆動パルスＰ１ないしＰ７のうちの大滴形成のみに使用する駆動パルスＰ４を他の駆動パルスと異なる変化率とした例で説明しているが、例えば駆動パルスＰ１、Ｐ２も大滴形成のみに使用する駆動パルスであるので、これらの変化率を他の駆動パルスと異ならせることもできる。また、画像濃度の変化によっては、大滴、中滴形成用の駆動パルスＰ６を他の駆動パルスと異なる変化率とすることもできる。

なお、本発明に係る画像形成装置は、シリアル型画像形成装置に限らず、ライン形画像形成装置でも適用することができる。

３３ キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
５００ 制御部
５０８ 印刷制御部
７０１ 駆動波形生成部
７０２ データ転送部

Claims (3)

1. 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   １駆動周期ごとに、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
   前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段で検出した検出温度に応じて、予め定めた基準温度に対応する前記駆動波形の前記複数の駆動パルスの電圧を補正する補正手段と、を備え、
   前記補正手段は、前記複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは第１の補正の変化率で補正し、他の駆動パルスは前記第１の補正の変化率と異なる第２の補正の変化率で補正し、
   前記予め定めた基準温度に対応する前記駆動波形の駆動パルスに対する、前記第１の補正の変化率は前記第２の補正の変化率より大きく、
   前記第１の補正の変化率で補正された駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、前記検出温度が高いほど小さい
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   １駆動周期ごとに、環境温度に応じて、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される第１、第２の駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
   前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、を備え、
   前記駆動波形生成手段は、前記温度検出手段で検出した検出温度に応じて、少なくとも、前記検出温度が低いときに前記第１の駆動波形を生成出力し、前記検出温度が高いときに前記第２の駆動波形を生成出力し、
   前記第１の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧は、前記第２の駆動波形の複数の駆動パルスの電圧よりも大きく、
   前記第２の駆動波形の前記複数の駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスは、他の駆動パルスとは、前記第１の駆動波形の前記複数の駆動パルスに対する変化率が異なり、
   前記第２の駆動波形の前記変化率が異なる１つの駆動パルスを含む１又は２以上の駆動パルスで吐出される滴サイズの液滴の滴体積は、前記第１の駆動波形で吐出される液滴の滴体積よりも小さい
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   １駆動周期ごとに、環境温度に応じて、液滴を吐出させる複数の駆動パルスから構成される第１、第２の駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
   前記複数の駆動パルスから吐出させる液滴の滴サイズに応じた１又は２以上の前記駆動パルスを選択する選択手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、を備え、
   前記駆動波形生成手段は、少なくとも１つの滴サイズの液滴の滴体積が、前記温度検出手段で検出された検出温度が高くなるほど小さくなる駆動波形を生成出力する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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