インクジェット記録装置、圧電体の駆動制御方法及びプログラム
【課題】インクを吐出させるピエゾ駆動制御によって発生する発熱量を抑え、省電力、小型化、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行えるようにする。
【解決手段】ピエゾ２１の駆動により発生する熱を抑えるため、予定されたピエゾの駆動状態から熱を発生させる損失電力量を推定し、推定損失電力量が許容量を超えると判定される場合、ピエゾに駆動電圧を印加する吐出周波数を低下させる制御を行う。吐出周波数の低下は、駆動回路２９の駆動周波数の低下に合わせた選択回路２３の画像データによるチャンネル選択動作の変更によって行う。損失電力量は、インクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等、ピエゾによる吐出特性に関係する物性）、単位長さ当りの画像データ量（バンド単位での吐出数）及び印刷直前の使用インクの粘性（ピエゾの駆動電圧・電流が粘性によって調整される）から実験的に求めた関数をもとに定量化し、制御に用いる。
【解決手段】ピエゾ２１の駆動により発生する熱を抑えるため、予定されたピエゾの駆動状態から熱を発生させる損失電力量を推定し、推定損失電力量が許容量を超えると判定される場合、ピエゾに駆動電圧を印加する吐出周波数を低下させる制御を行う。吐出周波数の低下は、駆動回路２９の駆動周波数の低下に合わせた選択回路２３の画像データによるチャンネル選択動作の変更によって行う。損失電力量は、インクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等、ピエゾによる吐出特性に関係する物性）、単位長さ当りの画像データ量（バンド単位での吐出数）及び印刷直前の使用インクの粘性（ピエゾの駆動電圧・電流が粘性によって調整される）から実験的に求めた関数をもとに定量化し、制御に用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等に用いられるインクジェット記録装置に関し、より詳しくは、インクを吐出させるために動作する圧電体を所定の吐出周波数で駆動する際、損失電力量が予め定めた許容範囲を超えないように吐出周波数を制御するインクジェット記録装置圧電体の駆動制御方法及び駆動制御方法プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の一つとして広く普及しているインクジェットプリンタの多くは、シリアルプリンタを構成する。シリアルプリンタは、インクを吐出する記録（インクジェット）ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に沿って往復運動させるとともに、記録紙を主走査方向に対して直交する方向に送り、記録紙面上に画像を形成する方法により、そのために必要な手段を構成要素として有する。
こうしたシリアルプリンタとしての構成を有したインクジェットプリンタでは、インクタンクからインクの供給を受けるインク（圧力）室及び該インク室を加圧するための圧電体（例えばピエゾ素子）を備え該圧電体の駆動により発生する力で加圧されたインク室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有する。記録ヘッドは、多数のインク滴の吐出口（ノズル）を例えば６００ｄｐｉのピッチで直線状に配列し、それぞれのインク室を加圧する圧電体を画像データに基づいて、多チャンネルで同時駆動し、吐出するインクにより画像を形成する。
【０００３】
近年、印刷速度の高速化の要求に応じて吐出周波数が高まり、高画質化への要求も加わり、画像品質の維持が困難になってきている。画像品質を低下させる要因の一つは、温度条件であり、インクジェットプリンタでは、温度が変動すると、インクの粘性が変化することや圧電体を駆動する回路の動作特性が変化するといったことが起きる。
このようなインクの吐出特性を不安定にさせる環境温度の変化に対応して、駆動回路の動作を調整することにより、特性を安定化させることを提案する従来技術として、下記特許文献１を挙げることができる。
特許文献１は、駆動波形発生器が、環境温度に応じてクロック信号の周波数を調整して、駆動電圧Ｖｓの波高値を、立ち上がり、立ち下がりの各時間を一定に維持したままで可変することで、温度が変動しても均一なインクの吐出特性を得るインクジェットヘッドの駆動方法を提案している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多チャンネルの圧電体（例えばピエゾ素子）を一つの駆動回路で制御する場合、チャンネル数の増加及び吐出周波数の増加に伴い電流が増加することが既に知られている。これに伴い電力損失も増加し、この電力損失は、ほとんどが熱として放出される。このため、回路設計としては、最大負荷における損失を考慮して、デバイス選定、熱設計などをする必要がある。
ただ、これまでの駆動回路及び制御方法では、チャンネル数の増加及び吐出周波数の高速化に伴い、消費電力が多くなる一方であり、これに伴いデバイスにおける電力損失も増加するため、チップサイズの大型化に伴う実装面積の占有、回路で発生する熱による温度上昇を抑えるために設けるヒートシンクの大型化、或いは放熱のための冷却装置の付加、さらにデバイスからの熱放射によるインクの温度上昇による吐出特性の変化などの問題が生じていた。
【０００５】
この問題への対処方法として、上記特許文献１では、温度変化が生じても、駆動回路の動作を調整することで、均一なインクの吐出特性を得るようにしたものである。しかしながら、この従来技術は、回路における熱の発生を抑制するという観点からの解決策を提案するものではないから、チャンネル数及び吐出周波数が増大すると、適正な制御動作状態を保つためには、実装面積の冗長、ヒートシンクの大型化、熱放射によるインクの温度上昇等の上記問題の発生が避けられない。
本発明は、インクを吐出させるために動作する圧電体（例えばピエゾ素子）を所定の吐出周波数で駆動するインクジェットヘッド、特に多チャンネルの圧電体を一つの駆動回路で制御するインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置における上記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その課題は、当該駆動制御によって発生する発熱量を抑え、省電力、小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドと、インクの供給制御、圧電体を所定の吐出周波数で駆動する制御を含む記録動作に係る動作部を制御する制御手段を有したインクジェット記録装置であって、使用するインクの粘性を判定するインク判定手段と、記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数、前記インク判定手段で判定されたインクの粘性及び予め定められた吐出周波数に基づいて、前記吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出手段を備え、前記制御手段は、算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたことを条件に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行うことを特徴とする。
本発明は、インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有し、該圧電体を所定の吐出周波数で駆動するインクジェット記録装置における圧電体の駆動制御方法であって、使用するインクの粘性を判定するインク判定工程と、記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数を得る吐出数取得工程と、前記インク判定工程で判定されたインクの粘性を得る粘性取得工程と、予め定められた吐出周波数の下で、前記粘性取得工程で得た粘性のインクを用いて前記吐出数取得工程で得た吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出工程と、前記損失電力量算出工程で算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたか否かを判定する駆動状態判定工程と、前記損失電力量算出工程で許容範囲を超えた場合に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行う駆動制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
インク粘性の上昇及び吐出チャンネル数の増加によって、実行しようとする駆動状態において推定される損失電力量（熱を発生させる）が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行い、熱の発生を抑えることができるので、省電力化、駆動回路の小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インクカートリッジを本体側に設置するタイプのインクジェットシリアルプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の機能ブロック構成を示す図である。
【図２】ピエゾ駆動制御系（図１）のインク供給動作の制御フローを示す図である。
【図３】オンキャリッジタイプのインクジェットシリアルプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の機能ブロック構成を示す図である。
【図４】ピエゾ駆動制御系（図１，２）のピエゾ駆動動作の制御フローを示す図である。
【図５】ピエゾを駆動する電圧波形の違いを（Ａ）、（Ｂ）に、電流波形の違いを（Ｃ）に示す図である。
【図６】吐出周波数低減時の駆動電圧波形とチャンネル選択に用いる画像信号の関係を説明する図である。
【図７】吐出周波数低減方法の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
本発明に係るインクジェット記録装置の以下に示す実施形態は、シリアルプリンタへの適用例であり、主走査方向に延びるガイドに沿って移動するキャリッジ上に記録部を搭載する。記録部は、記録（インクジェット）ヘッド、ヘッド駆動部、インクタンク等よりなる。なお、シリアルプリンタでは、インクジェットヘッドから吐出されるインクよって記録（印字）される記録媒体を主走査方向に対して直交する方向に送り、全面面に画像を形成する。
インクジェットヘッドは、インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧するための圧電体としてのピエゾ素子を備え、ピエゾ素子（以下、単に「ピエゾ」とも言う）に駆動回路からの電圧を印加し発生する力で液室を加圧し、ノズル（吐出口）からインク滴を吐出させる。本実施形態における記録ヘッドは、多数のインク滴の吐出口を例えば６００ｄｐｉのピッチで直線状に配列し、それぞれの液室を加圧するピエゾを画像データに基づいて選択し、選択したピエゾを共通の駆動電圧で、即ち１つの駆動回路によって多チャンネルで同時駆動し、吐出するインクにより画像を形成する。
【００１０】
この実施形態で用いるインクジェットヘッドを駆動するための回路は、ピエゾに駆動電圧を印加する駆動回路と、インクを吐出させる吐出口（即ち、チャンネル）を選択する選択回路を有する。
駆動回路は、ピエゾに駆動電圧を印加する周波数（吐出周波数）が可変で、駆動時にピエゾから発生する熱を抑制するために、ピエゾの駆動状態を検出し、熱を発生させる損失電力量が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行う（詳細は後述）。なお、吐出周波数が変更されたときには、これに応じてヘッドを載せたキャリッジの主走査方向の移動速度も変更する。
選択回路は、設定された吐出周波数で印加される駆動電圧が加わるときに、２値化画像データに基づいて生成される選択信号に従いチャンネルを選択し、選択したチャンネルのインクを吐出し、画像を形成する。
【００１１】
以下に、吐出周波数を制御可能としたピエゾ駆動制御に係る実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の吐出周波数制御においては、後記で詳述するように、制御が必要であるか否かを判定するために、熱を発生させる損失電力量を推定する。
この損失電力量の推定に必要な要素の一つは、インクの粘性であり、制御を行う際、できるだけ実行間近におけるインクの粘性を知ることが損失電力量の適切な推定が行える条件となり、得られる損失電力量に基づいて行う制御の精度を高めることになる。
インクジェットシリアルプリンタにおいて、インクジェットヘッドの液室へ供給するインクを収容するタンクの装着方法は、大別すると、本体側に大容量のインクタンク（カートリッジ）を装着して、ポンプでキャリッジに供給するタイプ（以下、「本体設置タイプ」という）と、キャリッジにインクタンク（カートリッジ）を装着するタイプ（以下、「オンキャリッジタイプ」という）の２タイプになる。
【００１２】
上記２タイプのインクタンクの装着方法のいずれを採用しても、当該プリンタにおけるピエゾの駆動制御は、選択回路で選択したピエゾを１つの駆動回路によって多チャンネルで同時駆動する、という上記した動作を行わせるので、基本的な動作に変わりがない。
ただ、吐出周波数の制御に必要なインクの粘性を判定する手段等が異なる。よって、ここでは、先ず、「本体装着タイプ」及び「オンキャリッジタイプ」に分けて、それぞれのタイプのインクタンク装着方法を採用する当該インクジェットプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の構成及びその動作、特にインクの粘性の判定等と係る動作について説明する。
【００１３】
「本体装着タイプ」
高速に印刷処理を行う業務用途のインクジェットプリンタなどでは、頻繁にインク交換作業が発生しないように、大容量のインクタンク(カートリッジ)をキャリッジと分離して設置し、この大容量タンクからキャリッジ上の印刷ヘッドに接続されたサブインクタンクにチューブなどを介してインクを供給する方法が採用される。
図１は、このタイプのインクジェットシリアルプリンタの機能ブロック構成を示す図である。なお、この図は、ピエゾ駆動制御系の関連構成を中心に示すものである。
図１において、主走査モータ５０によって主走査方向に往復動されるキャリッジ２０には、記録（インクジェット）ヘッドの駆動部として、液室のインクを吐出するピエゾアクチュエータ２１とピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３を備え、さらに、インクを収容するサブインクタンク２５及びヘッド部におけるインクの温度を検出するための温度センサ４１を設ける。なお、サブインクタンク２５には、インクタンクカートリッジ３０（後述）からインクが供給される。
【００１４】
大容量のインクタンクとしてのインクカートリッジ３０は、プリンタの本体側に設置する。このインクカートリッジ３０から供給ポンプ３５によってキャリッジ２０のサブインクタンク２５へインクを供給する。このインクの供給制御は、制御部１０（後述）によって行われ、サブインクタンク２５に付属する検知ピン２６によってインク量の減少を検知し、この検知信号に応じて、供給ポンプ３５が動作され、インクが補給される。
また、インクカートリッジ３０は、メモリ３１とインク物性検知手段３３を備える。メモリ３１は、インクカートリッジ３０の管理情報を記憶し、インク物性検知手段３３は、インクの物性を示す情報（データ）を検出する。これらは、適正な条件のもとにインクが使用できるようにインクの粘性等の特性や管理情報を制御部１０（後述）に提供する。
【００１５】
制御部１０は、プリンタの各動作部の状態を把握し、適正な状態を維持し、また、印刷を要求して入力される印刷データをもとに記録媒体（記録紙）に画像を形成する際、その工程を管理し、記録動作に係る動作部全体を制御する機能を有する。
本実施形態において、制御部１０は、ピエゾ駆動制御系に関連する機能構成として、インク識別部１３、駆動波形生成部１５、レンダリング部１７及び吐出制御部１９を有する。
インク識別部１３は、インクの識別やインクの粘性等の物性を含め、使用中のインクの状態を検知、認識する処理を行う。このため、インクカートリッジ３０からその管理情報等を、また、キャリッジ２０に設けた温度センサ４１とサブインクタンク２５に付属する検知ピン（２本の電極ピンによって液面レベルを検知）２６からそれぞれの検知データを、また、粘性検出手段４３から検出データをそれぞれ取込み、他方、検知結果や認識結果を示すデータを吐出制御部１９に渡す。なお、粘性検出手段４３は、この実施形態では、サブインクタンク２５に供給するインクから粘性を検出する。
【００１６】
レンダリング部１７は、印刷を要求して入力される画像データＤｉをもとにビットマップ展開し、２値の画素配列の記録（画像形成）用データを生成し、このデータを後記吐出制御部１９に渡す。
吐出制御部１９は、インク識別部１３から粘性の検出結果等を取得し、粘性が変化しても、画像品質が低下しないように検出した粘性によって駆動波形生成部１５において駆動波形を調整し、また、レンダリング部１７から取得した記録（画像形成）用データで選択回路を動作させ、駆動チャンネルを選択して、吐出を制御する。この吐出制御を行う際、検出した粘性や取得した記録（画像形成）用データに基づいて、設定される駆動条件で記録動作を行う場合に生じると推定される損失電力量を算出し、算出した量が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行う。なお、この制御は、後記でピエゾ駆動の制御例として、フロー図（図４）を参照して詳細に説明する。
駆動波形生成部１５は、ピエゾ駆動回路２９を介して記録ヘッドのピエゾアクチュエータ２１を駆動する電圧波形を生成する（後記図５の説明、参照）。
【００１７】
ところで、プリンタ全体の制御を司る制御部１０は、図示しないが、ハードウェア構成として、ソフトウェア（プログラム）を動作させるＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、プログラムを動作させるときのワークメモリとして使用するＲＡＭ（Random Access Memory）等を構成要素として有する。
この制御部１０を構成するＲＯＭには、上記したピエゾ駆動制御系の機能構成（図１、参照）を実現するプログラムを記録（記憶）し、また、後述する図２及び図４の制御フロー図に示すピエゾ駆動制御系の動作を実行するためのプログラムを記録しておくことで、この制御部１０を構成するＣＰＵが、この制御動作を実行する手段として機能する。なお、プログラムを記録する媒体としては、上記ＲＯＭに限らず、ＨＤＤ（ハードディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ（Magnet Optical Disk）等のディスク型を含む各種記憶媒体を用いることができる。
【００１８】
次に、図１に示したピエゾ駆動制御系のインク供給動作を図２のフロー図に基づいて説明する。
図２のフロー図による動作は、インク供給動作に伴い、現在使用するインクの粘性の状態を把握するための処理を行う点を特徴としている。この処理は、把握した粘性状態を吐出制御部１９の吐出周波数の制御に反映させるため、その前提として行うものである。
制御部１０は、この前提に立って、記録（吐出）動作を実行する際にインク供給動作に伴い、使用するインクの粘性を検出し、検出結果を最新のインクの粘性状態を示すデータとして管理し、このデータに基づいて、適切な吐出周波数の制御を行えるようにする。
【００１９】
図２のフロー図に示すインク供給シーケンスによると、制御部１０は、先ず、プリンタ本体に装着されたインクカートリッジ３０の存在を確認し（ステップＳ１０１-YES）、確認したインクカートリッジ３０からインクの物性情報を取込む。インクカートリッジ３０には、予めインクカートリッジ管理情報等を記憶するために、識別タグ、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）やＩＤチップなどのメモリ３１が個々のカートリッジに取付けられている。このメモリ３１には、当該カートリッジの管理情報の一つとしてインクの物性情報が書込まれているので、インク識別部１３は、これを読出すことで当該カートリッジに収容されたインクの物性情報を取得することができる。この実施形態では、インクの物性情報にインクの粘性を含む。
【００２０】
インク識別部１３は、インクカートリッジ３０のメモリ３１から取得したインクの物性情報を含むインクカートリッジ管理情報を制御部１０内のメモリに保持されているインク管理情報と照らし合わせ、装填されたインクカートリッジ３０を識別する（ステップＳ１０２）。インクカートリッジ３０から取得した管理情報の内容（例えば、インクカートリッジ３０に付与されたＩＤ、インクの種類等）と制御部１０内のメモリに保持されている内容とが一致する場合は、純正インクが使用されていると認められるので（ステップＳ１０３-YES）、純正インクに対応する制御条件を適用するため、実行するジョブに使用するインクに純正インクの設定を行う（ステップＳ１０４）。
この後、純正インクの設定に従って供給ポンプ３５を動作させ、インクカートリッジ３０からサブインクタンク２５へのインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）。純正インクの設定は、純正インクが有する粘性等のインクの物性に適した動作条件を供給ポンプ３５に設定することにより、予め定めた量のインクをサブインクタンク２５に収容できるようにする。
【００２１】
他方、照合の結果、インクカートリッジ３０から取得した管理情報の内容と制御部１０内のメモリに保持されている内容とが一致しない場合は（ステップＳ１０３-NO）、純正インクが使用されていないと判断し、インクの物性検出シーケンスを開始する（ステップＳ１０５）。なお、インクの物性検出は、インクカートリッジ３０のインク物性検知手段３３が行う。
この実施形態で行う物性検出シーケンスでは、先ず、インクの種類として顔料系インクと染料系インクのどちらが用いられているかを確認する（ステップＳ１０６）。インクジェットプリンタに使用するインクは、通常、顔料系インクと染料系インクのどちらかが用いられており、両者は光に対する透過性が異なることから、光学式センサなどの検出手段を用い、その検出結果から、どちらであるかを識別することができる。
制御フローにおいては、インク物性検知手段３３の検出結果から使用するインクが顔料系インクであるか否かを確認し、顔料系インクであれば（ステップＳ１０６-YES）、顔料フラグを１にすることで識別結果を示す。他方、顔料系インクでなければ（ステップＳ１０６-NO）、染料フラグを１にすることで識別結果を示す。
【００２２】
また、ここでは、さらに他の識別方法を併用する。この方法は、インク中の混合物の比率によって導電率が異なることから、一定電流をインク内部に通電して導電率を計測し、計測した導電率ρが制御部１０内のメモリに保持されているインクの物性情報における導電率と同等であるか否かを判断し、この判断を識別結果として得る方法である。ここでは純正インクの有する導電率ρ（なお、顔料系インクと染料系インクそれぞれで異なる）と同等である場合、純正インクを使用時に用いる動作条件を適用できるインクであるとみなす。
よって、制御フローにおいては、インク物性検知手段３３における導電率の計測結果から使用するインクが純正インクの有する導電率ρと同等であるか否かを確認し（ステップＳ１０９）、同等であれば（ステップＳ１０９-YES）、純正インクに対応する制御条件を適用できるとの判断のもとに、実行するジョブに使用するインクに純正インクの設定を行う（ステップＳ１１０）。
この後、純正インクの設定に従って供給ポンプ３５を動作させ、インクカートリッジ３０からサブインクタンク２５へのインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）。
【００２３】
他方、ステップＳ１０９で使用するインクが純正インクの有する導電率ρと同等であるか否かを確認した結果、同等でなければ（ステップＳ１０９-NO）、純正インクに対応する制御条件を適用できないので、導電率の計測値を制御部１０内のメモリに保存する（ステップＳ１１１）。
この場合、例えば、純正インクの有する導電率ρに対する計測値のずれが、経験上許容できる範囲であれば、純正インクの設定をずれに応じて補正する等により、当該インクを使用する方法で対処するようにしてもよい。ただ、画像品質への影響が生じる場合があることをユーザに警告する必要がある。また、上記したずれが許容範囲を超える場合には、異常処理として、当該インクを使用しないようにするため、以後の処理を中止し、その旨をユーザに知らせるようにする。
【００２４】
ところで、カラー画像を形成する本体装着タイプのプリンタでは、通常、色毎にカートリッジを分けているが、詰め替えインクなどを使用者が利用した場合に、詰め替える色を間違えてしまうことが考えられる。このような間違えが起きる可能性がある場合には、図１，２には示していないが、例えば、ＣＣＤセンサ等の色情報を検知する手段を備え、物性検出シーケンスにおいて、ＣＣＤセンサの検知結果によって使用に適したインクカートリッジが装填されているかを確認する手順を加えるようにしてもよい。
このようにして、インクカートリッジが装填された段階で、物性検出シーケンスを行い、使用が可能なインクであることを確認し、送液を開始する。
【００２５】
この実施形態のインク供給シーケンスでは、使用可能と判断したインクの供給ポンプ３５による送液を開始すると同時に、インクの送液状態から粘性を推定するための処理手順を行う。これは、上記したように、インクカートリッジ３０の大容量タンクからキャリッジ２０上のサブインクタンク２５にチューブなどを介して供給ポンプ３５によりインクを供給する際、インクの粘性の変化によって、供給ポンプ３５に掛かる負荷が違ってくるので、所定量のインクを送るときの供給ポンプ３５の動作状態（駆動エネルギー）によって使用インクの粘性が推定できるからである。
上記の駆動エネルギーの大きさは、ポンプ供給能力が一定であるとすると、インクの粘性の違いにより送液量の違いとして表れるので、ここでは、所定量のインクを送るためにかかる時間を測ることによってこれを得る。
【００２６】
また、所定量のインクが送液されたことを検出する方法は、次に示す方法を採用することができる。これは、本体装着タイプでサブインクタンクに送られたインク量を確認するために通常用いられるインクの液面検知手段を利用する方法である。この液面検知手段は、サブインクタンクにおけるインクの液面レベルが満杯になったことを検知する手段で、図１の例では、サブインクタンク２５の上部においてレベルを変えた配置で２本の電極よりなる検知ピン２６を装着し、液面が検知ピン２６のレベルに達したか否かを電極に生じる電位差で検知する構成をとる。なお、この２本の検知ピン２６は、サブインクタンク２５に収容するインク量（液面レベル）を管理するために設けたものであるから、インク供給時に２本の検知ピン２６の一方で液面を検知してから他方で検知されるまでの間に送液されるインク量を所定量に規定することができる。
【００２７】
送液インク量を上記の方法で検出し、使用インクの粘性を推定するときには、次に示す方法で粘性を推定することができる。
即ち、サブインクタンク２５における２本の検知ピン２６の一方と他方で検知電位がそれぞれ所定の閾値に達するとき、この間に供給されるインク量Ｌｓとし、標準インク粘性における供給ポンプ３５の単位時間当たりの送液インク量をＬｐとすれば、Ｌｓ／Ｌｐが供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとなる。これに対し、実際に供給ポンプ３５によってインクの送液を行い、２本の検知ピン２６の一方（低液レベル）で検知した電位が所定の閾値に達するときから他方（高液レベル）で検知した電位が所定の閾値に達するまでの供給ポンプ３５の稼働時間ｔｉを求め、求めた稼働時間ｔｉと標準インク粘性において求めた供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとの差分ｔｃ−ｔｉを取れば、この差分とインクの粘性とは一定の関係を有するので、インクの粘性を推定できる。
【００２８】
図２の制御フローにおいては、物性検出シーケンスを行い、使用可能と判断したインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）と同時に、検知ピン２６の電位を監視し、低液レベルのピンで検知する電位が所定の閾値に達したときに、タイマの時間カウントを開始する（ステップＳ１１３）。
その後、供給ポンプ３５によってサブインクタンク２５へインクの送液を続け、インクが満杯になったことか否かを高液レベルのピンで検知する電位よって確認する（ステップＳ１１４）。
高液レベルのピンで検知する電位が所定の閾値に達し、インクが満杯になったことを確認できれば（ステップＳ１１４-YES）、供給ポンプ３５を止め、インクの送液を停止する（ステップＳ１１５）。
【００２９】
また、インクの送液を停止したと同時に、先に時間カウントを開始させたタイマのカウントを停止させ、検知レベル間の供給ポンプ３５の稼働時間ｔｉを得る（ステップＳ１１６）。
次に、取得した稼働時間ｔｉと予め求めておいた標準インク粘性における検知レベル間の供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとが等しいか否かを判定する（ステップＳ１１７）。
ここで、稼働時間ｔｉと稼働時間ｔｃとが等しければ（ステップＳ１１７-YES）、「ｔ＝ｔｃ」という判定結果を制御部１０内のメモリに格納する（ステップＳ１１８）。
他方、稼働時間ｔｉと稼働時間ｔｃとが等しくなければ（ステップＳ１１７-NO）、「ｔ＝ｔｃ−ｔｉ」という判定結果を制御部１０内のメモリに格納する（ステップＳ１１９）。
なお、これらの判定結果は、後述する損失電力量の算出する際の粘性に反映される。
インクの粘性を推定するためのパラメータを求める手順を経て、このインク供給シーケンスを終了する。
【００３０】
上記の方法以外に、使用インクの粘性を推定するために用いることができる他の方法を次に説明する。
以下に示す方法においても、インクの粘性の変化によって、供給ポンプ３５に掛かる負荷が違ってくるので、所定量のインクを送るときの供給ポンプ３５の駆動エネルギーに着目した点で上記の方法と変わりがない。
ただ、駆動エネルギーを求める方法が違い、ここでは、駆動エネルギーを供給ポンプ３５に用いるインク供給モータの電流値を測ることによって求め、これを使用インクの粘性の推定値とするものである。
供給ポンプ３５にモータを使用する場合、当該モータをより安価に提供できるＤＣブラシモータが多用されるが、ＤＣブラシモータの特徴として、駆動トルクと供給電流の間に比例関係があることが挙げられる。この特性を利用して、モータへの流入電流をセンシングすることによって、実際にサブインクタンク２５へ供給されたインク量と、そのために必要となったインク供給モータとしてのＤＣブラシモータへの積算電流値あるいは平均電流値を対応付けることによっても、インクの粘性を推定できる。
この方法を採用することで、供給ポンプ３５の単位時間当たりの送液量に機差が生じて上記稼働時間による方法を用いることが不向きでも、より正確にインクの粘性を推定することができる。
【００３１】
「オンキャリッジタイプ」
それ程高速に印刷処理を行うことが要求されない主に個人向けの小型インクジェットプリンタなどでは、インクタンク(カートリッジ)をキャリッジに装着するオンキャリッジタイプが採用されることが多い。このタイプでは、上記本体装着タイプ（図１、参照）におけるサブインクタンク２５に相当するタンクが交換可能なインクタンク(カートリッジ)となるので、記録ヘッドの液室へインクを供給する方法は、上記本体装着タイプとは異なる独自の方法をとる。即ち、記録ヘッドの吐出（ノズル）面の保湿及びメンテナンス用としても働く吸引キャップの動作によって、インクタンク(カートリッジ)からピエゾヘッドの液室にインクを供給する方法が採用される。
【００３２】
図３は、このタイプのインクジェットシリアルプリンタの機能ブロック構成を示す図である。なお、同図は、図１に示した本体装着タイプの機能ブロック構成と異なる部分を示したもので、省略したその他の構成は、基本的に図１と同様の構成を有する。
図３において、キャリッジ２０'には、記録（インクジェット）ヘッドの駆動部として液室のインクを吐出するピエゾアクチュエータ２１と、交換可能なインクタンク(カートリッジ)２５'を設ける。
サブインクタンク２５'は、タンク内の液量を検知する液量検知手段２４を有し、制御部１０'がインク切れをユーザに知らせるために用いるインク残量データを送る。
【００３３】
また、図３に示す吸引キャップ２７は、オンキャリッジタイプのインクジェットプリンタにおいて、記録動作を行わない記録ヘッドを非印字領域で待機させておく場所に設けられ、待機状態にある記録ヘッドのインクの吐出口を覆うキャップである。
この吸引キャップ２７は、インクの吐出面の保湿及びメンテナンス用として働くもので、吸引ポンプ３７によって記録ヘッドの吐出口からインクを吸引し、記録状態に移行したときに適正な吐出動作を確保するための準備を行うために用いられる。吸引ポンプ３７によって吸引キャップ２７から吸引されたインクは、廃液収容容器３９に送られる。廃液収容容器３１には、レベルを変えた配置で２本の電極よりなる検知ピン２８を設け、これによりインクの液面レベルを検知する。
また、制御部１０'は、先の本体装着タイプにおけると同様に、印刷を要求して入力される印刷データをもとに記録媒体（記録紙）に画像を形成する際、その工程を管理し、記録動作に係る動作部全体を制御する機能を有し、その制御機能に上記したオンキャリッジタイプのインクジェットプリンタを構成する液量検知手段２４、検知ピン２８及び吸引ポンプ３７に係る機能を含む。
【００３４】
上記の構成をとるオンキャリッジタイプのインクジェットプリンタにおけるインクの粘性を判定する方法を説明する。
図３に示す構成のプリンタにおいては、記録ヘッドへのインク供給の過程で、先の本体装着タイプにおける供給ポンプ３５のような送液手段を用いないので、この過程で送液に必要なエネルギー量を検出するという方法でインクの粘性を求めることはできない。従って、このタイプのプリンタでは、吸引キャップ２７を通して記録ヘッドから吸引ポンプ３７によって吸引する際のエネルギー量をインクの粘性判定に用いる。
具体的には、先の本体装着タイプにおける供給ポンプ３５による送液の過程で行ったと同様の手法で駆動エネルギーを数値化し、インクの粘性を推定する。つまり、吸引ポンプ３７によって標準インク粘性のインクを廃液収容容器３９における２本の検知ピン２８の検知レベルによって規定される量だけ送液するのに要するポンプの稼働時間として予め求めておいた時間と、使用時に実際に吸引ポンプ３７を動作させて求めた稼働時間との差分をとり、この差分からインクの粘性を推定する。
また、上記した送液に要する駆動エネルギーを吸引ポンプ３７に用いるインク吸引モータの電流値を測ることによって求め、これを使用インクの粘性の推定値とする方法を、先の本体装着タイプにおけると同様に適用してもよい。
【００３５】
「その他のインク粘性判定方法」
上記した「本体装着タイプ」及び「オンキャリッジタイプ」のどちらにも共通に適用できる他のインク粘性判定方法について、以下に説明する。
上記両タイプのインクジェットプリンタにおいて使用するインクの粘性をより簡単に判定する方法は、温度センサを用いる方法である。インクの粘性とインク温度の間には比例関係が成り立つので、予め実験的に粘性と温度との関係を求め、求めた関係を例えば関係式で定義しておく。使用時にインクの温度を測定し、測定結果として得た温度に対応する粘性を定義した関係式から導く、という方法で粘性を判定する。
この方法による粘度判定において、誤差を少なくするためには、図１に示すように、温度センサ４１をインクタンク内あるいはその近傍に設けることが望ましい。これは、できる限り記録ヘッドにおけるインクの液室の温度を計測することが望ましいからで、この点では、温度センサ４１の設け方は、インサート成型等により当該センサを液室の中に封入する方法が最も良い。この方法をとることが構造的に難しい場合は、液室近傍でも構わない。ただし、この場合は急激な温度変化に対応が出来ない可能性があるため、制御動作において補正を掛けることが必要となる。
【００３６】
さらに、温度センサで計測した温度とインクを供給或いは吸引するモータの電流値を複合させる方法によってインク物性としての粘性を判定する方法を採用することができる。
例えば、先に示したインク供給モータの電流特性を利用して定量のインクを送るための積算電流値から粘性を推定する例と同様の判定方法を行い、この時、同時にインクの温度を計測する。
これにより、該当する温度におけるインクの粘性が判定できるため、一方の方法のみによるよりも誤差を低減でき、より正確な判定が可能となる。なお、インクの吐出特性の面では、純正インクを用いない場合（粘性と温度との関係式が適合しない可能性がある）でも、この判定方法により充填されているインクの物性がある程度把握できれば、時々の値をメモリに補完し、必要に応じてピエゾ駆動回路２８の駆動電圧等を補正できるため、純正インクを用いなくてもある程度の画質が得られる。
さらに、その他のインク粘性判定方法として採用できる方法は、コストアップ要因となることが否めないが、電磁式流量センサ或いは超音波式流量センサを利用する方法である。この方法は、供給或いは吸引するインクの流量を直接当該流量センサで計測する、即ちポンプ能力を一定で動作させた場合に粘性と一定の関係がある流量を送液状態のインクから計測することで、インクの粘性を計測することができる。この方法によると、より高精度に実時間で粘性を判定することができ、制御に適している。
【００３７】
「ピエゾ駆動制御」
本実施形態のインクジェットシリアルプリンタでは、ピエゾの駆動により発生する熱を抑制するために、実行しようとするピエゾの駆動状態から熱を発生させる電力量、（即ち、消費される電力のうち駆動力に変換されない部分がほとんど熱になることから、これを「損失電力量」という）を推定し、推定される損失電力量が許容量を超えると判定される場合に、ピエゾに駆動電圧を印加する周波数（吐出周波数）を低下させる制御を行う。
上記の損失電力量は、基本的には、当該電力量を変化させる要因として、次の（１）〜（３）、即ち
（１）インクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等、ピエゾによる吐出特性に関係する物性）
（２）単位長さ当りの画像データ量（例えば、バンド単位での吐出数）
（３）印刷直前の使用インクの粘性（ピエゾの駆動電圧・電流が粘性によって調整される）の要素を捉え、例えば、下記式（１）に示す関数をもとに定量化し、制御に用いる。
【００３８】
次に、ピエゾの駆動により発生する熱を抑制する上記の動作を行うピエゾ駆動制御の実施形態を図４のフロー図に基づいて説明する。
この制御フローは、制御部１０（図１）が有する制御機能によって実行する動作であり、先図１を参照して説明した、ピエゾ駆動制御の構成要素としてのインク識別部１３、駆動波形生成部１５、レンダリング部１７及び吐出制御部１９の動作によって行う。
制御部１０は、ホスト機から送信されてくる画像（印刷）データＤｉを伴う印刷指令を取り込み、図４の制御フローを起動し、先ず、印刷に用いる画像データをページ単位で取得する（ステップＳ２０１）。
次いで、取得したページ画像データをもとにレンダリング部１７でビットマップ展開し、２値の画素配列の記録（画像形成）用データに変換・処理し、バンドデータを生成し（ステップＳ２０２）、このデータをメモリへ格納する（ステップＳ２０３）。
格納したバンドデータを印刷用データとしてメモリから読み出し、吐出制御部１９でバンド単位での吐出数を取得する（ステップＳ２０４）。なお、吐出数は、ここでは、後段で損失電力量Ｐｗｓを演算するために用いる。
【００３９】
また、上記したレンダリング処理と並行して、管理情報として保管されているインク物性情報を取得する（ステップＳ２０５）。
ここで取得するインク物性情報には、図２を参照して上記で説明したインク供給シーケンスにおいて、検出し、保管しておいたインクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等）が含まれる。
さらに、ステップＳ２０５と同様の並行処理で、現時点での温度情報を温度センサ４１から取得する（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０５，２０６の処理は、ここではインク識別部１３が行う。
【００４０】
次に、実行しようとするバンドデータを用い、前段までに取得した物性のインクを使用して記録（画像形成）を行う場合に、ピエゾアクチュエータ２１を駆動することによって生じる損失電力量Ｐｗｓを演算する（ステップＳ２０７）。
ここで演算する損失電力量Ｐｗｓは、吐出数をバンド単位のデータとして取得していることから、この吐出数と、インクの物性情報及び温度情報から、当該バンドにおける単位時間当りの損失電力量として、この損失電力量Ｐｗｓを算出する。
この実施形態では、損失電力量Ｐｗｓは、実験的に、
Ｐｗｓ＝１／ｆ×Σα・Ｖｄｎ・Ｉｄｎ 式（１）
（但し、ｎ＝ｗ／ｄ）
の関数によって近似することができる。
なお、上記式（１）において、Ｖｄ：デバイス（ピエゾアクチュエータ２１）の電圧損失、Ｉｄ：デバイスの電流損失、ｗ：バンド幅、ｄ：ドットピッチ、ｆ：吐出周波数、α：比例係数である。
【００４１】
また、電圧損失Ｖｄはインク粘度及び液滴大きさの関数であり、電流損失Ｉｄもインク粘度、吐出チャンネル数及び液滴大きさの関数である。さらに、温度情報は、式（１）の関数或いは関数パラメータを温度に応じて補正するために用いる。
図５は、式（１）の関数関係が成り立つことを説明するためのピエゾアクチュエータ２１の駆動状態を表す駆動電圧波形及び電流波形図である。
同図（Ａ）に示す駆動電圧波形は、駆動電圧と温度の関係を示すもので、温度が高くなるにつれてインクの粘性が小さくなり、同じ大きさの液滴を吐出させるためには、ピエゾの稼働量を調整する必要がある。実際に５℃の環境と３５℃の環境で、実験的には最大２０％に達する振幅調整が必要となる。この関係から、５℃の環境においてより大きな電圧損失が生じるように関数を補正する。
【００４２】
図５（Ｂ）に示す駆動電圧波形は、駆動電圧と液滴の大きさの関係を示すもので、液滴のサイズを大きくするほど、振幅も大きくするように、ピエゾの稼働量を調整する必要がある。この関係から、液滴のサイズが大きくなるほど、より大きな電圧損失が生じるように電圧損失Ｖｄを変更する。
図５（Ｃ）に示す駆動時の電流波形は、電流の量と同時に駆動する吐出チャンネル数の関係を示すもので、駆動電圧波形（同図上段）を一定にして駆動する場合、同時に駆動する吐出チャンネル数が多くなるほど、電流が大きくなる。同図下段に９６ｃｈと、その倍の１９２ｃｈの例について、同時駆動時の電流波形を示すように、おおよそ５０％の電流値の差がある。電流損失は、電流値の２乗で表されるため、電力損失量に大きな差が出る。この関係から、同時に駆動する吐出チャンネル数の大きい画像データであるほど、より大きな電流損失が生じるように電流損失Ｉｄを変更する。
上記のように、上記式（１）に基づいて、損失電力量Ｐｗｓを当該バンドにおける単位時間当りの損失電力量として算出することができる。
【００４３】
図４の制御フローに戻ると、ステップＳ２０７で損失電力量Ｐｗｓを算出した後、算出した損失電力量Ｐｗｓと予め定めておいた許容損失電力量Ｐｃと比較し、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。なお、許容損失電力量Ｐｃは、ピエゾアクチュエータ２１の損失電力によって生じる熱がプリンタのシステムやシステムを構成する個々のデバイスの温度環境に与える影響が許容範囲を超えないような量を予め算定しておく。
ここで、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えない場合（ステップＳ２０８-YES）、ステップＳ２１４以降の印刷制御（後述）に移行する。
【００４４】
他方、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超える場合（ステップＳ２０８-NO）、現時点で設定を予定する吐出周波数（損失電力量Ｐｗｓの推定演算に用いた吐出周波数）の制御カウントｎをカウントアップしｎ＋１とし（ステップＳ２０９）、ピエゾ駆動周波数の設定ｆ＝ｆ/ｎにおける設定値ｎとして上記カウント値を入れる（ステップＳ２１０）。
次いで、変更したカウント値に基づいて変換したピエゾ駆動周波数に応じて、レンダリング部１７で再度レンダリング処理を行う（ステップＳ２１１）。
このときピエゾ駆動周波数に対応して目的の画像形成（記録）を行うための吐出制御方法として下記の２方法を採用することができ、それぞれの方法に応じたレンダリング処理を行う。
１つは、往復動するキャリッジの往復いずれか１度の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせる方法（以下、“第１吐出制御方法”という）である。
もう１つは、また、往復動するキャリッジの往復２度の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせる方法（以下、“第２吐出制御方法”という）である。
【００４５】
ここで、上記第１及び第２吐出制御方法について、それぞれ詳細に説明する。
“第１吐出制御方法”
この方法では、キャリッジの往復いずれか１度の移動時にｆ/ｎ低減させた駆動周波数で吐出動作を行わせることで、目的の画像形成を行うので、キャリッジの移動速度をピエゾ駆動周波数に対応して変更する必要がある。この実施形態では、ピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３からレンダリング処理後の画像データをもとに選択信号を発生させるが、この選択信号を発生させるタイミングは所定の周期を保ち、ピエゾ駆動周波数が変更されても、変えない。
従って、ピエゾ駆動周波数の変更によって、駆動電圧が印加されるタイミングが変わる場合にも、このタイミングに合わせて元の画像データによる選択信号を発生させる必要が生じる。このため、駆動電圧が印加されるタイミング以外の選択信号として出力不可を選択するダミー信号を発生させる。具体的には、選択信号を生成するレンダリング処理において、出力不可を選択するダミー画像データ（ブランクデータ）を挿入する。
【００４６】
図６は、第１吐出制御方法における吐出周波数低減時の駆動電圧波形とチャンネル選択に用いる画像信号の関係を説明する図である。
同図（Ａ）に示すように、ピエゾアクチュエータ２１を持つ記録ヘッドを載せたキャリッジは、主走査方向に移動し、この主走査方向の移動に同期して同図（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）にそれぞれ示すピエゾ駆動電圧が所定の駆動周波数で発生される。
同図（Ｂ）〜（Ｅ）は、インクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３で用いるレンダリング処理後の画像データを示し、チャンネルの数分ある縦の列の画像データが１列ずつ所定の周期で選択信号として出力される。
【００４７】
図６（Ｂ）、（Ｄ）は、元の画像データを示し、このデータを用いて同図（Ｆ）に示す通常の駆動周波数ｆでピエゾを駆動する場合には、画像データを縦の１列ずつ用いて順次駆動周波数ｆの周期で選択信号を発生させることで目的の画像形成を行うことができる。
図６（Ｆ）に示す通常の駆動周波数ｆでは電力損失が許容電力損失を超えると判断される場合、通常の駆動周波数を低減する。例えば、図６（Ｇ）に示す駆動周波数ｆ／２でピエゾを駆動するときには、２倍の周期になるので、同期する選択信号は、（Ｂ）に示す画像データをもとに所定周期を保って選択信号が発生されると、飛び飛びの画像データしか選択できない。
そこで、元の画像データ（Ｂ）による選択信号を駆動周波数ｆ／２で発生する駆動信号に同期して発生させるようにする（図中の（Ｂ）から（Ｃ）への矢印にて示す）ために、この選択信号の間に出力不可を選択するダミー画像データ（ブランクデータ）を挿入するレンダリング処理を行うことで、対応する。つまり、図中の（Ｂ）から（Ｃ）への矢印以外の縦の列は出力不可のダミー画像データとする。
【００４８】
上記図６（Ｇ）に示す駆動周波数ｆ／２によっても電力損失が許容電力損失をクリアできない場合には、さらに駆動周波数ｆ／ｎのｎに１を加えて、ピエゾの駆動条件を変更する。例えば、駆動周波数ｆ/４でクリアできたとすると、この場合、駆動波形は図６（Ｈ）に示すようになる。
この場合も、基本的には、上記した駆動周波数ｆ／２への低減を行ったと同様に、元の画像データ（Ｄ）による選択信号を駆動周波数ｆ／４で発生する駆動信号に同期して発生させるようにする（図中の（Ｄ）から（Ｅ）への矢印にて示す）ために、この選択信号の間にブランクデータを挿入するレンダリング処理を行うことで、対応する。この場合、ブランクデータは、３列を挿入することになる。
このように、上記のレンダリング処理で得た画像データ（Ｃ）或いは（Ｅ）を用いて生成される選択信号によって、ピエゾ駆動制御を行うことで目的の画像形成を行うことができる。
なお、上に示した吐出制御方法は、選択信号を発生させるタイミングが所定の周期（上記の例では周波数ｆ）を保つ場合に適用して、吐出周波数をｆ／ｎ低減する方法によって、安定した動作を確保できるようにする実施形態を示したが、選択信号を発生させるタイミングをピエゾの駆動周波数に合わせて変える方法を採用する場合には、基本的には、任意の周波数を低減後の周波数として選択できる。
【００４９】
“第２吐出制御方法”
この方法では、キャリッジを往復させ複数回の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせることで、目的の画像形成を行う。この実施形態では、ピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３からレンダリング処理後の１バンドの画像データをもとに選択信号を発生させるが、選択信号を発生させるこの１バンドの画像データを複数回に分けて、キャリッジの往復移動時に複数回に分けたそれぞれのデータを用いる。
１バンドの画像データを複数回に分けるとき、吐出周波数をｆ／ｎに低減することが狙いであるから、画像データによって選択信号を発生させるドット（吐出ドット）の間は、低減する周波数に応じた間引きデータ（上記したブランクデータと同様の出力不可を選択するデータ）を元の画像データに置換えて挿入する。例えば、ｎ＝２、即ち駆動周波数ｆ／２に低減する場合には、主走査方向に１ドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを生成し、キャリッジの往復で間引きデータと画像データの位置を変えることで、１バンドの画像データを駆動周波数ｆ／２に低減した形で選択することができる。また、駆動周波数ｆ／ｎに低減する場合には、主走査方向にｎドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを生成し、キャリッジのｎ回の走査で画像データの位置を変えることで、１バンドの画像データを選択することができる。
【００５０】
図７は、第２吐出制御方法における吐出周波数低減時のチャンネル選択に用いる画像信号を説明する図である。
同図（Ａ）に示すように、ピエゾアクチュエータ２１を持つ記録ヘッドを載せたキャリッジは、主走査方向に往復移動し、この主走査方向の移動に同期してピエゾ駆動電圧が所定の駆動周波数で発生される。
図７に示す例は、黒べたの画像を形成する場合を示しており、元の画像データは、同図の（Ｂ）に示すように全部が黒ドットよりなる画像である。
選択信号を生成するために用いる画像データは、図７（Ｂ）の画像からレンダリング処理で作成される。同図に示す例は、駆動周波数ｆ／２に低減する場合を示しており、主走査方向に１ドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを作成する。即ち、キャリッジの往復で間引きデータと画像データの位置を変え、一方の選択画像データである図７（Ｃ）で間引いたドット（図中、白ドットで示す）の位置に、他方の選択画像データである同図（Ｄ）では、元の画像データ（Ｂ）を入れる。
図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示すレンダリング処理後の画像データを、インクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３で用いることにより、チャンネルの数分ある縦の列の画像データが１列ずつ所定の周期で選択信号として出力されるので、往復２回の走査の際にそれぞれ、駆動周波数ｆ／２に低減した動作を行える。
【００５１】
図４の制御フローに戻ると、ステップＳ２１１で再レンダリング処理を行った後、この処理で得られるデータに基づいて、損失電力量Ｐｗｓを算出する。
このとき、駆動周波数を低減したので、単位時間当たりの損失電力量Ｐｗｓが少なくなっているが、算出した損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃをクリアできる、とは限らないのでと比較し、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えるか否かを再び判断する（ステップＳ２１３）。
損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを下回った場合（ステップＳ２１３-YES）、ステップＳ２１４以降の印刷制御に移行する。
他方、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えた場合（ステップＳ２１３-NO）、ステップＳ２０９に戻し、再び駆動周波数を低減するためのステップＳ２１３までの処理を繰返して行う。
損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃの範囲に収まった場合（ステップＳ２０８-YES、ステップＳ２１３-YES）、許容範囲であると判定された損失電力量Ｐｗｓの推定において仮定した駆動周波数を印刷の実行に用いる周波数として決定する（ステップＳ２１４）。
また、決定した駆動周波数で駆動するときに選択信号に用いる画像データをレンダリング処理により生成し、生成した画像データを吐出制御部１９に転送する（ステップＳ２１５）。
【００５２】
次いで、ピエゾ駆動制御によって、記録紙に画像形成（記録）を行う。ピエゾ駆動制御の際、吐出制御部１９は、インク条件、デバイス条件等に基づいて駆動波形生成部１５において駆動波形を調整し、決定した駆動周波数でピエゾ駆動回路２９を介して駆動波形を出力させ（ステップＳ２１７）、ステップＳ２１５でレンダリング部１７から転送されてきた選択信号に用いる画像データで選択回路を動作させ、駆動チャンネルを選択して、吐出を制御する（ステップＳ２１６）。また、決定した駆動周波数でピエゾ駆動制御が行われる際の動作（図６及び図７の説明、参照）に合わせて、主走査モータ５０を駆動し、キャリッジ２０を移動させる（ステップＳ２１８）。
以上の制御動作を行うことによって１つのバンドデータの印刷を実行する（ステップＳ２１９）。
この後、未処理のバンドデータがあれば、印刷を終了できないので、この確認をし（ステップＳ２２０）、未処理のバンドデータがあれば（ステップＳ２２０-NO）、次のバンドデータの取得するステップＳ２０４から始まる制御フローを繰返し、未処理のバンドデータがなければ（ステップＳ２２０-YES）、この制御フローを終了する。
【００５３】
上記実施形態に説明したように、インク粘性の上昇及び吐出チャンネル数の増加によって、予定した吐出周波数の動作において推定される損失電力量（熱を発生させる）が許容量を超えると判定される場合に、当該吐出周波数を低下させる制御を行い、熱の発生を抑えることができるので、熱に対する許容度の大きなデバイスを選定する必要がなく、また熱損失もある程度安定化できるため、ヒートシンクなどを必要以上に大きくする必要が無く、省電力化、駆動回路の小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行える。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０'・・制御部、１３・・インク識別部、１５・・駆動波形生成部、１７・・レンダリング部、１９・・吐出制御部、２０，２０'・・キャリッジ、２１・・ピエゾアクチュエータ、２３・・選択回路、２５・・サブインクタンク、２５'・・インクタンク、３０・・インクカートリッジ、２９・・ピエゾ駆動回路、４１・・温度センサ、４３・・粘性検出手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特許第３５０３６５６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等に用いられるインクジェット記録装置に関し、より詳しくは、インクを吐出させるために動作する圧電体を所定の吐出周波数で駆動する際、損失電力量が予め定めた許容範囲を超えないように吐出周波数を制御するインクジェット記録装置圧電体の駆動制御方法及び駆動制御方法プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の一つとして広く普及しているインクジェットプリンタの多くは、シリアルプリンタを構成する。シリアルプリンタは、インクを吐出する記録（インクジェット）ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に沿って往復運動させるとともに、記録紙を主走査方向に対して直交する方向に送り、記録紙面上に画像を形成する方法により、そのために必要な手段を構成要素として有する。
こうしたシリアルプリンタとしての構成を有したインクジェットプリンタでは、インクタンクからインクの供給を受けるインク（圧力）室及び該インク室を加圧するための圧電体（例えばピエゾ素子）を備え該圧電体の駆動により発生する力で加圧されたインク室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有する。記録ヘッドは、多数のインク滴の吐出口（ノズル）を例えば６００ｄｐｉのピッチで直線状に配列し、それぞれのインク室を加圧する圧電体を画像データに基づいて、多チャンネルで同時駆動し、吐出するインクにより画像を形成する。
【０００３】
近年、印刷速度の高速化の要求に応じて吐出周波数が高まり、高画質化への要求も加わり、画像品質の維持が困難になってきている。画像品質を低下させる要因の一つは、温度条件であり、インクジェットプリンタでは、温度が変動すると、インクの粘性が変化することや圧電体を駆動する回路の動作特性が変化するといったことが起きる。
このようなインクの吐出特性を不安定にさせる環境温度の変化に対応して、駆動回路の動作を調整することにより、特性を安定化させることを提案する従来技術として、下記特許文献１を挙げることができる。
特許文献１は、駆動波形発生器が、環境温度に応じてクロック信号の周波数を調整して、駆動電圧Ｖｓの波高値を、立ち上がり、立ち下がりの各時間を一定に維持したままで可変することで、温度が変動しても均一なインクの吐出特性を得るインクジェットヘッドの駆動方法を提案している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多チャンネルの圧電体（例えばピエゾ素子）を一つの駆動回路で制御する場合、チャンネル数の増加及び吐出周波数の増加に伴い電流が増加することが既に知られている。これに伴い電力損失も増加し、この電力損失は、ほとんどが熱として放出される。このため、回路設計としては、最大負荷における損失を考慮して、デバイス選定、熱設計などをする必要がある。
ただ、これまでの駆動回路及び制御方法では、チャンネル数の増加及び吐出周波数の高速化に伴い、消費電力が多くなる一方であり、これに伴いデバイスにおける電力損失も増加するため、チップサイズの大型化に伴う実装面積の占有、回路で発生する熱による温度上昇を抑えるために設けるヒートシンクの大型化、或いは放熱のための冷却装置の付加、さらにデバイスからの熱放射によるインクの温度上昇による吐出特性の変化などの問題が生じていた。
【０００５】
この問題への対処方法として、上記特許文献１では、温度変化が生じても、駆動回路の動作を調整することで、均一なインクの吐出特性を得るようにしたものである。しかしながら、この従来技術は、回路における熱の発生を抑制するという観点からの解決策を提案するものではないから、チャンネル数及び吐出周波数が増大すると、適正な制御動作状態を保つためには、実装面積の冗長、ヒートシンクの大型化、熱放射によるインクの温度上昇等の上記問題の発生が避けられない。
本発明は、インクを吐出させるために動作する圧電体（例えばピエゾ素子）を所定の吐出周波数で駆動するインクジェットヘッド、特に多チャンネルの圧電体を一つの駆動回路で制御するインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置における上記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その課題は、当該駆動制御によって発生する発熱量を抑え、省電力、小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドと、インクの供給制御、圧電体を所定の吐出周波数で駆動する制御を含む記録動作に係る動作部を制御する制御手段を有したインクジェット記録装置であって、使用するインクの粘性を判定するインク判定手段と、記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数、前記インク判定手段で判定されたインクの粘性及び予め定められた吐出周波数に基づいて、前記吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出手段を備え、前記制御手段は、算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたことを条件に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行うことを特徴とする。
本発明は、インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有し、該圧電体を所定の吐出周波数で駆動するインクジェット記録装置における圧電体の駆動制御方法であって、使用するインクの粘性を判定するインク判定工程と、記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数を得る吐出数取得工程と、前記インク判定工程で判定されたインクの粘性を得る粘性取得工程と、予め定められた吐出周波数の下で、前記粘性取得工程で得た粘性のインクを用いて前記吐出数取得工程で得た吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出工程と、前記損失電力量算出工程で算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたか否かを判定する駆動状態判定工程と、前記損失電力量算出工程で許容範囲を超えた場合に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行う駆動制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
インク粘性の上昇及び吐出チャンネル数の増加によって、実行しようとする駆動状態において推定される損失電力量（熱を発生させる）が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行い、熱の発生を抑えることができるので、省電力化、駆動回路の小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インクカートリッジを本体側に設置するタイプのインクジェットシリアルプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の機能ブロック構成を示す図である。
【図２】ピエゾ駆動制御系（図１）のインク供給動作の制御フローを示す図である。
【図３】オンキャリッジタイプのインクジェットシリアルプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の機能ブロック構成を示す図である。
【図４】ピエゾ駆動制御系（図１，２）のピエゾ駆動動作の制御フローを示す図である。
【図５】ピエゾを駆動する電圧波形の違いを（Ａ）、（Ｂ）に、電流波形の違いを（Ｃ）に示す図である。
【図６】吐出周波数低減時の駆動電圧波形とチャンネル選択に用いる画像信号の関係を説明する図である。
【図７】吐出周波数低減方法の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
本発明に係るインクジェット記録装置の以下に示す実施形態は、シリアルプリンタへの適用例であり、主走査方向に延びるガイドに沿って移動するキャリッジ上に記録部を搭載する。記録部は、記録（インクジェット）ヘッド、ヘッド駆動部、インクタンク等よりなる。なお、シリアルプリンタでは、インクジェットヘッドから吐出されるインクよって記録（印字）される記録媒体を主走査方向に対して直交する方向に送り、全面面に画像を形成する。
インクジェットヘッドは、インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧するための圧電体としてのピエゾ素子を備え、ピエゾ素子（以下、単に「ピエゾ」とも言う）に駆動回路からの電圧を印加し発生する力で液室を加圧し、ノズル（吐出口）からインク滴を吐出させる。本実施形態における記録ヘッドは、多数のインク滴の吐出口を例えば６００ｄｐｉのピッチで直線状に配列し、それぞれの液室を加圧するピエゾを画像データに基づいて選択し、選択したピエゾを共通の駆動電圧で、即ち１つの駆動回路によって多チャンネルで同時駆動し、吐出するインクにより画像を形成する。
【００１０】
この実施形態で用いるインクジェットヘッドを駆動するための回路は、ピエゾに駆動電圧を印加する駆動回路と、インクを吐出させる吐出口（即ち、チャンネル）を選択する選択回路を有する。
駆動回路は、ピエゾに駆動電圧を印加する周波数（吐出周波数）が可変で、駆動時にピエゾから発生する熱を抑制するために、ピエゾの駆動状態を検出し、熱を発生させる損失電力量が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行う（詳細は後述）。なお、吐出周波数が変更されたときには、これに応じてヘッドを載せたキャリッジの主走査方向の移動速度も変更する。
選択回路は、設定された吐出周波数で印加される駆動電圧が加わるときに、２値化画像データに基づいて生成される選択信号に従いチャンネルを選択し、選択したチャンネルのインクを吐出し、画像を形成する。
【００１１】
以下に、吐出周波数を制御可能としたピエゾ駆動制御に係る実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の吐出周波数制御においては、後記で詳述するように、制御が必要であるか否かを判定するために、熱を発生させる損失電力量を推定する。
この損失電力量の推定に必要な要素の一つは、インクの粘性であり、制御を行う際、できるだけ実行間近におけるインクの粘性を知ることが損失電力量の適切な推定が行える条件となり、得られる損失電力量に基づいて行う制御の精度を高めることになる。
インクジェットシリアルプリンタにおいて、インクジェットヘッドの液室へ供給するインクを収容するタンクの装着方法は、大別すると、本体側に大容量のインクタンク（カートリッジ）を装着して、ポンプでキャリッジに供給するタイプ（以下、「本体設置タイプ」という）と、キャリッジにインクタンク（カートリッジ）を装着するタイプ（以下、「オンキャリッジタイプ」という）の２タイプになる。
【００１２】
上記２タイプのインクタンクの装着方法のいずれを採用しても、当該プリンタにおけるピエゾの駆動制御は、選択回路で選択したピエゾを１つの駆動回路によって多チャンネルで同時駆動する、という上記した動作を行わせるので、基本的な動作に変わりがない。
ただ、吐出周波数の制御に必要なインクの粘性を判定する手段等が異なる。よって、ここでは、先ず、「本体装着タイプ」及び「オンキャリッジタイプ」に分けて、それぞれのタイプのインクタンク装着方法を採用する当該インクジェットプリンタにおけるピエゾ駆動制御系の構成及びその動作、特にインクの粘性の判定等と係る動作について説明する。
【００１３】
「本体装着タイプ」
高速に印刷処理を行う業務用途のインクジェットプリンタなどでは、頻繁にインク交換作業が発生しないように、大容量のインクタンク(カートリッジ)をキャリッジと分離して設置し、この大容量タンクからキャリッジ上の印刷ヘッドに接続されたサブインクタンクにチューブなどを介してインクを供給する方法が採用される。
図１は、このタイプのインクジェットシリアルプリンタの機能ブロック構成を示す図である。なお、この図は、ピエゾ駆動制御系の関連構成を中心に示すものである。
図１において、主走査モータ５０によって主走査方向に往復動されるキャリッジ２０には、記録（インクジェット）ヘッドの駆動部として、液室のインクを吐出するピエゾアクチュエータ２１とピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３を備え、さらに、インクを収容するサブインクタンク２５及びヘッド部におけるインクの温度を検出するための温度センサ４１を設ける。なお、サブインクタンク２５には、インクタンクカートリッジ３０（後述）からインクが供給される。
【００１４】
大容量のインクタンクとしてのインクカートリッジ３０は、プリンタの本体側に設置する。このインクカートリッジ３０から供給ポンプ３５によってキャリッジ２０のサブインクタンク２５へインクを供給する。このインクの供給制御は、制御部１０（後述）によって行われ、サブインクタンク２５に付属する検知ピン２６によってインク量の減少を検知し、この検知信号に応じて、供給ポンプ３５が動作され、インクが補給される。
また、インクカートリッジ３０は、メモリ３１とインク物性検知手段３３を備える。メモリ３１は、インクカートリッジ３０の管理情報を記憶し、インク物性検知手段３３は、インクの物性を示す情報（データ）を検出する。これらは、適正な条件のもとにインクが使用できるようにインクの粘性等の特性や管理情報を制御部１０（後述）に提供する。
【００１５】
制御部１０は、プリンタの各動作部の状態を把握し、適正な状態を維持し、また、印刷を要求して入力される印刷データをもとに記録媒体（記録紙）に画像を形成する際、その工程を管理し、記録動作に係る動作部全体を制御する機能を有する。
本実施形態において、制御部１０は、ピエゾ駆動制御系に関連する機能構成として、インク識別部１３、駆動波形生成部１５、レンダリング部１７及び吐出制御部１９を有する。
インク識別部１３は、インクの識別やインクの粘性等の物性を含め、使用中のインクの状態を検知、認識する処理を行う。このため、インクカートリッジ３０からその管理情報等を、また、キャリッジ２０に設けた温度センサ４１とサブインクタンク２５に付属する検知ピン（２本の電極ピンによって液面レベルを検知）２６からそれぞれの検知データを、また、粘性検出手段４３から検出データをそれぞれ取込み、他方、検知結果や認識結果を示すデータを吐出制御部１９に渡す。なお、粘性検出手段４３は、この実施形態では、サブインクタンク２５に供給するインクから粘性を検出する。
【００１６】
レンダリング部１７は、印刷を要求して入力される画像データＤｉをもとにビットマップ展開し、２値の画素配列の記録（画像形成）用データを生成し、このデータを後記吐出制御部１９に渡す。
吐出制御部１９は、インク識別部１３から粘性の検出結果等を取得し、粘性が変化しても、画像品質が低下しないように検出した粘性によって駆動波形生成部１５において駆動波形を調整し、また、レンダリング部１７から取得した記録（画像形成）用データで選択回路を動作させ、駆動チャンネルを選択して、吐出を制御する。この吐出制御を行う際、検出した粘性や取得した記録（画像形成）用データに基づいて、設定される駆動条件で記録動作を行う場合に生じると推定される損失電力量を算出し、算出した量が許容量を超えると判定される場合に、吐出周波数を低下させる制御を行う。なお、この制御は、後記でピエゾ駆動の制御例として、フロー図（図４）を参照して詳細に説明する。
駆動波形生成部１５は、ピエゾ駆動回路２９を介して記録ヘッドのピエゾアクチュエータ２１を駆動する電圧波形を生成する（後記図５の説明、参照）。
【００１７】
ところで、プリンタ全体の制御を司る制御部１０は、図示しないが、ハードウェア構成として、ソフトウェア（プログラム）を動作させるＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、プログラムを動作させるときのワークメモリとして使用するＲＡＭ（Random Access Memory）等を構成要素として有する。
この制御部１０を構成するＲＯＭには、上記したピエゾ駆動制御系の機能構成（図１、参照）を実現するプログラムを記録（記憶）し、また、後述する図２及び図４の制御フロー図に示すピエゾ駆動制御系の動作を実行するためのプログラムを記録しておくことで、この制御部１０を構成するＣＰＵが、この制御動作を実行する手段として機能する。なお、プログラムを記録する媒体としては、上記ＲＯＭに限らず、ＨＤＤ（ハードディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ（Magnet Optical Disk）等のディスク型を含む各種記憶媒体を用いることができる。
【００１８】
次に、図１に示したピエゾ駆動制御系のインク供給動作を図２のフロー図に基づいて説明する。
図２のフロー図による動作は、インク供給動作に伴い、現在使用するインクの粘性の状態を把握するための処理を行う点を特徴としている。この処理は、把握した粘性状態を吐出制御部１９の吐出周波数の制御に反映させるため、その前提として行うものである。
制御部１０は、この前提に立って、記録（吐出）動作を実行する際にインク供給動作に伴い、使用するインクの粘性を検出し、検出結果を最新のインクの粘性状態を示すデータとして管理し、このデータに基づいて、適切な吐出周波数の制御を行えるようにする。
【００１９】
図２のフロー図に示すインク供給シーケンスによると、制御部１０は、先ず、プリンタ本体に装着されたインクカートリッジ３０の存在を確認し（ステップＳ１０１-YES）、確認したインクカートリッジ３０からインクの物性情報を取込む。インクカートリッジ３０には、予めインクカートリッジ管理情報等を記憶するために、識別タグ、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）やＩＤチップなどのメモリ３１が個々のカートリッジに取付けられている。このメモリ３１には、当該カートリッジの管理情報の一つとしてインクの物性情報が書込まれているので、インク識別部１３は、これを読出すことで当該カートリッジに収容されたインクの物性情報を取得することができる。この実施形態では、インクの物性情報にインクの粘性を含む。
【００２０】
インク識別部１３は、インクカートリッジ３０のメモリ３１から取得したインクの物性情報を含むインクカートリッジ管理情報を制御部１０内のメモリに保持されているインク管理情報と照らし合わせ、装填されたインクカートリッジ３０を識別する（ステップＳ１０２）。インクカートリッジ３０から取得した管理情報の内容（例えば、インクカートリッジ３０に付与されたＩＤ、インクの種類等）と制御部１０内のメモリに保持されている内容とが一致する場合は、純正インクが使用されていると認められるので（ステップＳ１０３-YES）、純正インクに対応する制御条件を適用するため、実行するジョブに使用するインクに純正インクの設定を行う（ステップＳ１０４）。
この後、純正インクの設定に従って供給ポンプ３５を動作させ、インクカートリッジ３０からサブインクタンク２５へのインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）。純正インクの設定は、純正インクが有する粘性等のインクの物性に適した動作条件を供給ポンプ３５に設定することにより、予め定めた量のインクをサブインクタンク２５に収容できるようにする。
【００２１】
他方、照合の結果、インクカートリッジ３０から取得した管理情報の内容と制御部１０内のメモリに保持されている内容とが一致しない場合は（ステップＳ１０３-NO）、純正インクが使用されていないと判断し、インクの物性検出シーケンスを開始する（ステップＳ１０５）。なお、インクの物性検出は、インクカートリッジ３０のインク物性検知手段３３が行う。
この実施形態で行う物性検出シーケンスでは、先ず、インクの種類として顔料系インクと染料系インクのどちらが用いられているかを確認する（ステップＳ１０６）。インクジェットプリンタに使用するインクは、通常、顔料系インクと染料系インクのどちらかが用いられており、両者は光に対する透過性が異なることから、光学式センサなどの検出手段を用い、その検出結果から、どちらであるかを識別することができる。
制御フローにおいては、インク物性検知手段３３の検出結果から使用するインクが顔料系インクであるか否かを確認し、顔料系インクであれば（ステップＳ１０６-YES）、顔料フラグを１にすることで識別結果を示す。他方、顔料系インクでなければ（ステップＳ１０６-NO）、染料フラグを１にすることで識別結果を示す。
【００２２】
また、ここでは、さらに他の識別方法を併用する。この方法は、インク中の混合物の比率によって導電率が異なることから、一定電流をインク内部に通電して導電率を計測し、計測した導電率ρが制御部１０内のメモリに保持されているインクの物性情報における導電率と同等であるか否かを判断し、この判断を識別結果として得る方法である。ここでは純正インクの有する導電率ρ（なお、顔料系インクと染料系インクそれぞれで異なる）と同等である場合、純正インクを使用時に用いる動作条件を適用できるインクであるとみなす。
よって、制御フローにおいては、インク物性検知手段３３における導電率の計測結果から使用するインクが純正インクの有する導電率ρと同等であるか否かを確認し（ステップＳ１０９）、同等であれば（ステップＳ１０９-YES）、純正インクに対応する制御条件を適用できるとの判断のもとに、実行するジョブに使用するインクに純正インクの設定を行う（ステップＳ１１０）。
この後、純正インクの設定に従って供給ポンプ３５を動作させ、インクカートリッジ３０からサブインクタンク２５へのインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）。
【００２３】
他方、ステップＳ１０９で使用するインクが純正インクの有する導電率ρと同等であるか否かを確認した結果、同等でなければ（ステップＳ１０９-NO）、純正インクに対応する制御条件を適用できないので、導電率の計測値を制御部１０内のメモリに保存する（ステップＳ１１１）。
この場合、例えば、純正インクの有する導電率ρに対する計測値のずれが、経験上許容できる範囲であれば、純正インクの設定をずれに応じて補正する等により、当該インクを使用する方法で対処するようにしてもよい。ただ、画像品質への影響が生じる場合があることをユーザに警告する必要がある。また、上記したずれが許容範囲を超える場合には、異常処理として、当該インクを使用しないようにするため、以後の処理を中止し、その旨をユーザに知らせるようにする。
【００２４】
ところで、カラー画像を形成する本体装着タイプのプリンタでは、通常、色毎にカートリッジを分けているが、詰め替えインクなどを使用者が利用した場合に、詰め替える色を間違えてしまうことが考えられる。このような間違えが起きる可能性がある場合には、図１，２には示していないが、例えば、ＣＣＤセンサ等の色情報を検知する手段を備え、物性検出シーケンスにおいて、ＣＣＤセンサの検知結果によって使用に適したインクカートリッジが装填されているかを確認する手順を加えるようにしてもよい。
このようにして、インクカートリッジが装填された段階で、物性検出シーケンスを行い、使用が可能なインクであることを確認し、送液を開始する。
【００２５】
この実施形態のインク供給シーケンスでは、使用可能と判断したインクの供給ポンプ３５による送液を開始すると同時に、インクの送液状態から粘性を推定するための処理手順を行う。これは、上記したように、インクカートリッジ３０の大容量タンクからキャリッジ２０上のサブインクタンク２５にチューブなどを介して供給ポンプ３５によりインクを供給する際、インクの粘性の変化によって、供給ポンプ３５に掛かる負荷が違ってくるので、所定量のインクを送るときの供給ポンプ３５の動作状態（駆動エネルギー）によって使用インクの粘性が推定できるからである。
上記の駆動エネルギーの大きさは、ポンプ供給能力が一定であるとすると、インクの粘性の違いにより送液量の違いとして表れるので、ここでは、所定量のインクを送るためにかかる時間を測ることによってこれを得る。
【００２６】
また、所定量のインクが送液されたことを検出する方法は、次に示す方法を採用することができる。これは、本体装着タイプでサブインクタンクに送られたインク量を確認するために通常用いられるインクの液面検知手段を利用する方法である。この液面検知手段は、サブインクタンクにおけるインクの液面レベルが満杯になったことを検知する手段で、図１の例では、サブインクタンク２５の上部においてレベルを変えた配置で２本の電極よりなる検知ピン２６を装着し、液面が検知ピン２６のレベルに達したか否かを電極に生じる電位差で検知する構成をとる。なお、この２本の検知ピン２６は、サブインクタンク２５に収容するインク量（液面レベル）を管理するために設けたものであるから、インク供給時に２本の検知ピン２６の一方で液面を検知してから他方で検知されるまでの間に送液されるインク量を所定量に規定することができる。
【００２７】
送液インク量を上記の方法で検出し、使用インクの粘性を推定するときには、次に示す方法で粘性を推定することができる。
即ち、サブインクタンク２５における２本の検知ピン２６の一方と他方で検知電位がそれぞれ所定の閾値に達するとき、この間に供給されるインク量Ｌｓとし、標準インク粘性における供給ポンプ３５の単位時間当たりの送液インク量をＬｐとすれば、Ｌｓ／Ｌｐが供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとなる。これに対し、実際に供給ポンプ３５によってインクの送液を行い、２本の検知ピン２６の一方（低液レベル）で検知した電位が所定の閾値に達するときから他方（高液レベル）で検知した電位が所定の閾値に達するまでの供給ポンプ３５の稼働時間ｔｉを求め、求めた稼働時間ｔｉと標準インク粘性において求めた供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとの差分ｔｃ−ｔｉを取れば、この差分とインクの粘性とは一定の関係を有するので、インクの粘性を推定できる。
【００２８】
図２の制御フローにおいては、物性検出シーケンスを行い、使用可能と判断したインクの送液を開始する（ステップＳ１１２）と同時に、検知ピン２６の電位を監視し、低液レベルのピンで検知する電位が所定の閾値に達したときに、タイマの時間カウントを開始する（ステップＳ１１３）。
その後、供給ポンプ３５によってサブインクタンク２５へインクの送液を続け、インクが満杯になったことか否かを高液レベルのピンで検知する電位よって確認する（ステップＳ１１４）。
高液レベルのピンで検知する電位が所定の閾値に達し、インクが満杯になったことを確認できれば（ステップＳ１１４-YES）、供給ポンプ３５を止め、インクの送液を停止する（ステップＳ１１５）。
【００２９】
また、インクの送液を停止したと同時に、先に時間カウントを開始させたタイマのカウントを停止させ、検知レベル間の供給ポンプ３５の稼働時間ｔｉを得る（ステップＳ１１６）。
次に、取得した稼働時間ｔｉと予め求めておいた標準インク粘性における検知レベル間の供給ポンプ３５の稼働時間ｔｃとが等しいか否かを判定する（ステップＳ１１７）。
ここで、稼働時間ｔｉと稼働時間ｔｃとが等しければ（ステップＳ１１７-YES）、「ｔ＝ｔｃ」という判定結果を制御部１０内のメモリに格納する（ステップＳ１１８）。
他方、稼働時間ｔｉと稼働時間ｔｃとが等しくなければ（ステップＳ１１７-NO）、「ｔ＝ｔｃ−ｔｉ」という判定結果を制御部１０内のメモリに格納する（ステップＳ１１９）。
なお、これらの判定結果は、後述する損失電力量の算出する際の粘性に反映される。
インクの粘性を推定するためのパラメータを求める手順を経て、このインク供給シーケンスを終了する。
【００３０】
上記の方法以外に、使用インクの粘性を推定するために用いることができる他の方法を次に説明する。
以下に示す方法においても、インクの粘性の変化によって、供給ポンプ３５に掛かる負荷が違ってくるので、所定量のインクを送るときの供給ポンプ３５の駆動エネルギーに着目した点で上記の方法と変わりがない。
ただ、駆動エネルギーを求める方法が違い、ここでは、駆動エネルギーを供給ポンプ３５に用いるインク供給モータの電流値を測ることによって求め、これを使用インクの粘性の推定値とするものである。
供給ポンプ３５にモータを使用する場合、当該モータをより安価に提供できるＤＣブラシモータが多用されるが、ＤＣブラシモータの特徴として、駆動トルクと供給電流の間に比例関係があることが挙げられる。この特性を利用して、モータへの流入電流をセンシングすることによって、実際にサブインクタンク２５へ供給されたインク量と、そのために必要となったインク供給モータとしてのＤＣブラシモータへの積算電流値あるいは平均電流値を対応付けることによっても、インクの粘性を推定できる。
この方法を採用することで、供給ポンプ３５の単位時間当たりの送液量に機差が生じて上記稼働時間による方法を用いることが不向きでも、より正確にインクの粘性を推定することができる。
【００３１】
「オンキャリッジタイプ」
それ程高速に印刷処理を行うことが要求されない主に個人向けの小型インクジェットプリンタなどでは、インクタンク(カートリッジ)をキャリッジに装着するオンキャリッジタイプが採用されることが多い。このタイプでは、上記本体装着タイプ（図１、参照）におけるサブインクタンク２５に相当するタンクが交換可能なインクタンク(カートリッジ)となるので、記録ヘッドの液室へインクを供給する方法は、上記本体装着タイプとは異なる独自の方法をとる。即ち、記録ヘッドの吐出（ノズル）面の保湿及びメンテナンス用としても働く吸引キャップの動作によって、インクタンク(カートリッジ)からピエゾヘッドの液室にインクを供給する方法が採用される。
【００３２】
図３は、このタイプのインクジェットシリアルプリンタの機能ブロック構成を示す図である。なお、同図は、図１に示した本体装着タイプの機能ブロック構成と異なる部分を示したもので、省略したその他の構成は、基本的に図１と同様の構成を有する。
図３において、キャリッジ２０'には、記録（インクジェット）ヘッドの駆動部として液室のインクを吐出するピエゾアクチュエータ２１と、交換可能なインクタンク(カートリッジ)２５'を設ける。
サブインクタンク２５'は、タンク内の液量を検知する液量検知手段２４を有し、制御部１０'がインク切れをユーザに知らせるために用いるインク残量データを送る。
【００３３】
また、図３に示す吸引キャップ２７は、オンキャリッジタイプのインクジェットプリンタにおいて、記録動作を行わない記録ヘッドを非印字領域で待機させておく場所に設けられ、待機状態にある記録ヘッドのインクの吐出口を覆うキャップである。
この吸引キャップ２７は、インクの吐出面の保湿及びメンテナンス用として働くもので、吸引ポンプ３７によって記録ヘッドの吐出口からインクを吸引し、記録状態に移行したときに適正な吐出動作を確保するための準備を行うために用いられる。吸引ポンプ３７によって吸引キャップ２７から吸引されたインクは、廃液収容容器３９に送られる。廃液収容容器３１には、レベルを変えた配置で２本の電極よりなる検知ピン２８を設け、これによりインクの液面レベルを検知する。
また、制御部１０'は、先の本体装着タイプにおけると同様に、印刷を要求して入力される印刷データをもとに記録媒体（記録紙）に画像を形成する際、その工程を管理し、記録動作に係る動作部全体を制御する機能を有し、その制御機能に上記したオンキャリッジタイプのインクジェットプリンタを構成する液量検知手段２４、検知ピン２８及び吸引ポンプ３７に係る機能を含む。
【００３４】
上記の構成をとるオンキャリッジタイプのインクジェットプリンタにおけるインクの粘性を判定する方法を説明する。
図３に示す構成のプリンタにおいては、記録ヘッドへのインク供給の過程で、先の本体装着タイプにおける供給ポンプ３５のような送液手段を用いないので、この過程で送液に必要なエネルギー量を検出するという方法でインクの粘性を求めることはできない。従って、このタイプのプリンタでは、吸引キャップ２７を通して記録ヘッドから吸引ポンプ３７によって吸引する際のエネルギー量をインクの粘性判定に用いる。
具体的には、先の本体装着タイプにおける供給ポンプ３５による送液の過程で行ったと同様の手法で駆動エネルギーを数値化し、インクの粘性を推定する。つまり、吸引ポンプ３７によって標準インク粘性のインクを廃液収容容器３９における２本の検知ピン２８の検知レベルによって規定される量だけ送液するのに要するポンプの稼働時間として予め求めておいた時間と、使用時に実際に吸引ポンプ３７を動作させて求めた稼働時間との差分をとり、この差分からインクの粘性を推定する。
また、上記した送液に要する駆動エネルギーを吸引ポンプ３７に用いるインク吸引モータの電流値を測ることによって求め、これを使用インクの粘性の推定値とする方法を、先の本体装着タイプにおけると同様に適用してもよい。
【００３５】
「その他のインク粘性判定方法」
上記した「本体装着タイプ」及び「オンキャリッジタイプ」のどちらにも共通に適用できる他のインク粘性判定方法について、以下に説明する。
上記両タイプのインクジェットプリンタにおいて使用するインクの粘性をより簡単に判定する方法は、温度センサを用いる方法である。インクの粘性とインク温度の間には比例関係が成り立つので、予め実験的に粘性と温度との関係を求め、求めた関係を例えば関係式で定義しておく。使用時にインクの温度を測定し、測定結果として得た温度に対応する粘性を定義した関係式から導く、という方法で粘性を判定する。
この方法による粘度判定において、誤差を少なくするためには、図１に示すように、温度センサ４１をインクタンク内あるいはその近傍に設けることが望ましい。これは、できる限り記録ヘッドにおけるインクの液室の温度を計測することが望ましいからで、この点では、温度センサ４１の設け方は、インサート成型等により当該センサを液室の中に封入する方法が最も良い。この方法をとることが構造的に難しい場合は、液室近傍でも構わない。ただし、この場合は急激な温度変化に対応が出来ない可能性があるため、制御動作において補正を掛けることが必要となる。
【００３６】
さらに、温度センサで計測した温度とインクを供給或いは吸引するモータの電流値を複合させる方法によってインク物性としての粘性を判定する方法を採用することができる。
例えば、先に示したインク供給モータの電流特性を利用して定量のインクを送るための積算電流値から粘性を推定する例と同様の判定方法を行い、この時、同時にインクの温度を計測する。
これにより、該当する温度におけるインクの粘性が判定できるため、一方の方法のみによるよりも誤差を低減でき、より正確な判定が可能となる。なお、インクの吐出特性の面では、純正インクを用いない場合（粘性と温度との関係式が適合しない可能性がある）でも、この判定方法により充填されているインクの物性がある程度把握できれば、時々の値をメモリに補完し、必要に応じてピエゾ駆動回路２８の駆動電圧等を補正できるため、純正インクを用いなくてもある程度の画質が得られる。
さらに、その他のインク粘性判定方法として採用できる方法は、コストアップ要因となることが否めないが、電磁式流量センサ或いは超音波式流量センサを利用する方法である。この方法は、供給或いは吸引するインクの流量を直接当該流量センサで計測する、即ちポンプ能力を一定で動作させた場合に粘性と一定の関係がある流量を送液状態のインクから計測することで、インクの粘性を計測することができる。この方法によると、より高精度に実時間で粘性を判定することができ、制御に適している。
【００３７】
「ピエゾ駆動制御」
本実施形態のインクジェットシリアルプリンタでは、ピエゾの駆動により発生する熱を抑制するために、実行しようとするピエゾの駆動状態から熱を発生させる電力量、（即ち、消費される電力のうち駆動力に変換されない部分がほとんど熱になることから、これを「損失電力量」という）を推定し、推定される損失電力量が許容量を超えると判定される場合に、ピエゾに駆動電圧を印加する周波数（吐出周波数）を低下させる制御を行う。
上記の損失電力量は、基本的には、当該電力量を変化させる要因として、次の（１）〜（３）、即ち
（１）インクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等、ピエゾによる吐出特性に関係する物性）
（２）単位長さ当りの画像データ量（例えば、バンド単位での吐出数）
（３）印刷直前の使用インクの粘性（ピエゾの駆動電圧・電流が粘性によって調整される）の要素を捉え、例えば、下記式（１）に示す関数をもとに定量化し、制御に用いる。
【００３８】
次に、ピエゾの駆動により発生する熱を抑制する上記の動作を行うピエゾ駆動制御の実施形態を図４のフロー図に基づいて説明する。
この制御フローは、制御部１０（図１）が有する制御機能によって実行する動作であり、先図１を参照して説明した、ピエゾ駆動制御の構成要素としてのインク識別部１３、駆動波形生成部１５、レンダリング部１７及び吐出制御部１９の動作によって行う。
制御部１０は、ホスト機から送信されてくる画像（印刷）データＤｉを伴う印刷指令を取り込み、図４の制御フローを起動し、先ず、印刷に用いる画像データをページ単位で取得する（ステップＳ２０１）。
次いで、取得したページ画像データをもとにレンダリング部１７でビットマップ展開し、２値の画素配列の記録（画像形成）用データに変換・処理し、バンドデータを生成し（ステップＳ２０２）、このデータをメモリへ格納する（ステップＳ２０３）。
格納したバンドデータを印刷用データとしてメモリから読み出し、吐出制御部１９でバンド単位での吐出数を取得する（ステップＳ２０４）。なお、吐出数は、ここでは、後段で損失電力量Ｐｗｓを演算するために用いる。
【００３９】
また、上記したレンダリング処理と並行して、管理情報として保管されているインク物性情報を取得する（ステップＳ２０５）。
ここで取得するインク物性情報には、図２を参照して上記で説明したインク供給シーケンスにおいて、検出し、保管しておいたインクの基本物性（インクの色、材料、導電率、粘性等）が含まれる。
さらに、ステップＳ２０５と同様の並行処理で、現時点での温度情報を温度センサ４１から取得する（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０５，２０６の処理は、ここではインク識別部１３が行う。
【００４０】
次に、実行しようとするバンドデータを用い、前段までに取得した物性のインクを使用して記録（画像形成）を行う場合に、ピエゾアクチュエータ２１を駆動することによって生じる損失電力量Ｐｗｓを演算する（ステップＳ２０７）。
ここで演算する損失電力量Ｐｗｓは、吐出数をバンド単位のデータとして取得していることから、この吐出数と、インクの物性情報及び温度情報から、当該バンドにおける単位時間当りの損失電力量として、この損失電力量Ｐｗｓを算出する。
この実施形態では、損失電力量Ｐｗｓは、実験的に、
Ｐｗｓ＝１／ｆ×Σα・Ｖｄｎ・Ｉｄｎ 式（１）
（但し、ｎ＝ｗ／ｄ）
の関数によって近似することができる。
なお、上記式（１）において、Ｖｄ：デバイス（ピエゾアクチュエータ２１）の電圧損失、Ｉｄ：デバイスの電流損失、ｗ：バンド幅、ｄ：ドットピッチ、ｆ：吐出周波数、α：比例係数である。
【００４１】
また、電圧損失Ｖｄはインク粘度及び液滴大きさの関数であり、電流損失Ｉｄもインク粘度、吐出チャンネル数及び液滴大きさの関数である。さらに、温度情報は、式（１）の関数或いは関数パラメータを温度に応じて補正するために用いる。
図５は、式（１）の関数関係が成り立つことを説明するためのピエゾアクチュエータ２１の駆動状態を表す駆動電圧波形及び電流波形図である。
同図（Ａ）に示す駆動電圧波形は、駆動電圧と温度の関係を示すもので、温度が高くなるにつれてインクの粘性が小さくなり、同じ大きさの液滴を吐出させるためには、ピエゾの稼働量を調整する必要がある。実際に５℃の環境と３５℃の環境で、実験的には最大２０％に達する振幅調整が必要となる。この関係から、５℃の環境においてより大きな電圧損失が生じるように関数を補正する。
【００４２】
図５（Ｂ）に示す駆動電圧波形は、駆動電圧と液滴の大きさの関係を示すもので、液滴のサイズを大きくするほど、振幅も大きくするように、ピエゾの稼働量を調整する必要がある。この関係から、液滴のサイズが大きくなるほど、より大きな電圧損失が生じるように電圧損失Ｖｄを変更する。
図５（Ｃ）に示す駆動時の電流波形は、電流の量と同時に駆動する吐出チャンネル数の関係を示すもので、駆動電圧波形（同図上段）を一定にして駆動する場合、同時に駆動する吐出チャンネル数が多くなるほど、電流が大きくなる。同図下段に９６ｃｈと、その倍の１９２ｃｈの例について、同時駆動時の電流波形を示すように、おおよそ５０％の電流値の差がある。電流損失は、電流値の２乗で表されるため、電力損失量に大きな差が出る。この関係から、同時に駆動する吐出チャンネル数の大きい画像データであるほど、より大きな電流損失が生じるように電流損失Ｉｄを変更する。
上記のように、上記式（１）に基づいて、損失電力量Ｐｗｓを当該バンドにおける単位時間当りの損失電力量として算出することができる。
【００４３】
図４の制御フローに戻ると、ステップＳ２０７で損失電力量Ｐｗｓを算出した後、算出した損失電力量Ｐｗｓと予め定めておいた許容損失電力量Ｐｃと比較し、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。なお、許容損失電力量Ｐｃは、ピエゾアクチュエータ２１の損失電力によって生じる熱がプリンタのシステムやシステムを構成する個々のデバイスの温度環境に与える影響が許容範囲を超えないような量を予め算定しておく。
ここで、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えない場合（ステップＳ２０８-YES）、ステップＳ２１４以降の印刷制御（後述）に移行する。
【００４４】
他方、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超える場合（ステップＳ２０８-NO）、現時点で設定を予定する吐出周波数（損失電力量Ｐｗｓの推定演算に用いた吐出周波数）の制御カウントｎをカウントアップしｎ＋１とし（ステップＳ２０９）、ピエゾ駆動周波数の設定ｆ＝ｆ/ｎにおける設定値ｎとして上記カウント値を入れる（ステップＳ２１０）。
次いで、変更したカウント値に基づいて変換したピエゾ駆動周波数に応じて、レンダリング部１７で再度レンダリング処理を行う（ステップＳ２１１）。
このときピエゾ駆動周波数に対応して目的の画像形成（記録）を行うための吐出制御方法として下記の２方法を採用することができ、それぞれの方法に応じたレンダリング処理を行う。
１つは、往復動するキャリッジの往復いずれか１度の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせる方法（以下、“第１吐出制御方法”という）である。
もう１つは、また、往復動するキャリッジの往復２度の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせる方法（以下、“第２吐出制御方法”という）である。
【００４５】
ここで、上記第１及び第２吐出制御方法について、それぞれ詳細に説明する。
“第１吐出制御方法”
この方法では、キャリッジの往復いずれか１度の移動時にｆ/ｎ低減させた駆動周波数で吐出動作を行わせることで、目的の画像形成を行うので、キャリッジの移動速度をピエゾ駆動周波数に対応して変更する必要がある。この実施形態では、ピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３からレンダリング処理後の画像データをもとに選択信号を発生させるが、この選択信号を発生させるタイミングは所定の周期を保ち、ピエゾ駆動周波数が変更されても、変えない。
従って、ピエゾ駆動周波数の変更によって、駆動電圧が印加されるタイミングが変わる場合にも、このタイミングに合わせて元の画像データによる選択信号を発生させる必要が生じる。このため、駆動電圧が印加されるタイミング以外の選択信号として出力不可を選択するダミー信号を発生させる。具体的には、選択信号を生成するレンダリング処理において、出力不可を選択するダミー画像データ（ブランクデータ）を挿入する。
【００４６】
図６は、第１吐出制御方法における吐出周波数低減時の駆動電圧波形とチャンネル選択に用いる画像信号の関係を説明する図である。
同図（Ａ）に示すように、ピエゾアクチュエータ２１を持つ記録ヘッドを載せたキャリッジは、主走査方向に移動し、この主走査方向の移動に同期して同図（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）にそれぞれ示すピエゾ駆動電圧が所定の駆動周波数で発生される。
同図（Ｂ）〜（Ｅ）は、インクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３で用いるレンダリング処理後の画像データを示し、チャンネルの数分ある縦の列の画像データが１列ずつ所定の周期で選択信号として出力される。
【００４７】
図６（Ｂ）、（Ｄ）は、元の画像データを示し、このデータを用いて同図（Ｆ）に示す通常の駆動周波数ｆでピエゾを駆動する場合には、画像データを縦の１列ずつ用いて順次駆動周波数ｆの周期で選択信号を発生させることで目的の画像形成を行うことができる。
図６（Ｆ）に示す通常の駆動周波数ｆでは電力損失が許容電力損失を超えると判断される場合、通常の駆動周波数を低減する。例えば、図６（Ｇ）に示す駆動周波数ｆ／２でピエゾを駆動するときには、２倍の周期になるので、同期する選択信号は、（Ｂ）に示す画像データをもとに所定周期を保って選択信号が発生されると、飛び飛びの画像データしか選択できない。
そこで、元の画像データ（Ｂ）による選択信号を駆動周波数ｆ／２で発生する駆動信号に同期して発生させるようにする（図中の（Ｂ）から（Ｃ）への矢印にて示す）ために、この選択信号の間に出力不可を選択するダミー画像データ（ブランクデータ）を挿入するレンダリング処理を行うことで、対応する。つまり、図中の（Ｂ）から（Ｃ）への矢印以外の縦の列は出力不可のダミー画像データとする。
【００４８】
上記図６（Ｇ）に示す駆動周波数ｆ／２によっても電力損失が許容電力損失をクリアできない場合には、さらに駆動周波数ｆ／ｎのｎに１を加えて、ピエゾの駆動条件を変更する。例えば、駆動周波数ｆ/４でクリアできたとすると、この場合、駆動波形は図６（Ｈ）に示すようになる。
この場合も、基本的には、上記した駆動周波数ｆ／２への低減を行ったと同様に、元の画像データ（Ｄ）による選択信号を駆動周波数ｆ／４で発生する駆動信号に同期して発生させるようにする（図中の（Ｄ）から（Ｅ）への矢印にて示す）ために、この選択信号の間にブランクデータを挿入するレンダリング処理を行うことで、対応する。この場合、ブランクデータは、３列を挿入することになる。
このように、上記のレンダリング処理で得た画像データ（Ｃ）或いは（Ｅ）を用いて生成される選択信号によって、ピエゾ駆動制御を行うことで目的の画像形成を行うことができる。
なお、上に示した吐出制御方法は、選択信号を発生させるタイミングが所定の周期（上記の例では周波数ｆ）を保つ場合に適用して、吐出周波数をｆ／ｎ低減する方法によって、安定した動作を確保できるようにする実施形態を示したが、選択信号を発生させるタイミングをピエゾの駆動周波数に合わせて変える方法を採用する場合には、基本的には、任意の周波数を低減後の周波数として選択できる。
【００４９】
“第２吐出制御方法”
この方法では、キャリッジを往復させ複数回の移動時に変更後のピエゾ駆動周波数で吐出動作を行わせることで、目的の画像形成を行う。この実施形態では、ピエゾアクチュエータ２１に対しインクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３からレンダリング処理後の１バンドの画像データをもとに選択信号を発生させるが、選択信号を発生させるこの１バンドの画像データを複数回に分けて、キャリッジの往復移動時に複数回に分けたそれぞれのデータを用いる。
１バンドの画像データを複数回に分けるとき、吐出周波数をｆ／ｎに低減することが狙いであるから、画像データによって選択信号を発生させるドット（吐出ドット）の間は、低減する周波数に応じた間引きデータ（上記したブランクデータと同様の出力不可を選択するデータ）を元の画像データに置換えて挿入する。例えば、ｎ＝２、即ち駆動周波数ｆ／２に低減する場合には、主走査方向に１ドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを生成し、キャリッジの往復で間引きデータと画像データの位置を変えることで、１バンドの画像データを駆動周波数ｆ／２に低減した形で選択することができる。また、駆動周波数ｆ／ｎに低減する場合には、主走査方向にｎドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを生成し、キャリッジのｎ回の走査で画像データの位置を変えることで、１バンドの画像データを選択することができる。
【００５０】
図７は、第２吐出制御方法における吐出周波数低減時のチャンネル選択に用いる画像信号を説明する図である。
同図（Ａ）に示すように、ピエゾアクチュエータ２１を持つ記録ヘッドを載せたキャリッジは、主走査方向に往復移動し、この主走査方向の移動に同期してピエゾ駆動電圧が所定の駆動周波数で発生される。
図７に示す例は、黒べたの画像を形成する場合を示しており、元の画像データは、同図の（Ｂ）に示すように全部が黒ドットよりなる画像である。
選択信号を生成するために用いる画像データは、図７（Ｂ）の画像からレンダリング処理で作成される。同図に示す例は、駆動周波数ｆ／２に低減する場合を示しており、主走査方向に１ドットおきに間引きデータを挟んだ画像データを作成する。即ち、キャリッジの往復で間引きデータと画像データの位置を変え、一方の選択画像データである図７（Ｃ）で間引いたドット（図中、白ドットで示す）の位置に、他方の選択画像データである同図（Ｄ）では、元の画像データ（Ｂ）を入れる。
図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示すレンダリング処理後の画像データを、インクを吐出させるチャンネルを選択する選択回路２３で用いることにより、チャンネルの数分ある縦の列の画像データが１列ずつ所定の周期で選択信号として出力されるので、往復２回の走査の際にそれぞれ、駆動周波数ｆ／２に低減した動作を行える。
【００５１】
図４の制御フローに戻ると、ステップＳ２１１で再レンダリング処理を行った後、この処理で得られるデータに基づいて、損失電力量Ｐｗｓを算出する。
このとき、駆動周波数を低減したので、単位時間当たりの損失電力量Ｐｗｓが少なくなっているが、算出した損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃをクリアできる、とは限らないのでと比較し、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えるか否かを再び判断する（ステップＳ２１３）。
損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを下回った場合（ステップＳ２１３-YES）、ステップＳ２１４以降の印刷制御に移行する。
他方、損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃを超えた場合（ステップＳ２１３-NO）、ステップＳ２０９に戻し、再び駆動周波数を低減するためのステップＳ２１３までの処理を繰返して行う。
損失電力量Ｐｗｓが許容損失電力量Ｐｃの範囲に収まった場合（ステップＳ２０８-YES、ステップＳ２１３-YES）、許容範囲であると判定された損失電力量Ｐｗｓの推定において仮定した駆動周波数を印刷の実行に用いる周波数として決定する（ステップＳ２１４）。
また、決定した駆動周波数で駆動するときに選択信号に用いる画像データをレンダリング処理により生成し、生成した画像データを吐出制御部１９に転送する（ステップＳ２１５）。
【００５２】
次いで、ピエゾ駆動制御によって、記録紙に画像形成（記録）を行う。ピエゾ駆動制御の際、吐出制御部１９は、インク条件、デバイス条件等に基づいて駆動波形生成部１５において駆動波形を調整し、決定した駆動周波数でピエゾ駆動回路２９を介して駆動波形を出力させ（ステップＳ２１７）、ステップＳ２１５でレンダリング部１７から転送されてきた選択信号に用いる画像データで選択回路を動作させ、駆動チャンネルを選択して、吐出を制御する（ステップＳ２１６）。また、決定した駆動周波数でピエゾ駆動制御が行われる際の動作（図６及び図７の説明、参照）に合わせて、主走査モータ５０を駆動し、キャリッジ２０を移動させる（ステップＳ２１８）。
以上の制御動作を行うことによって１つのバンドデータの印刷を実行する（ステップＳ２１９）。
この後、未処理のバンドデータがあれば、印刷を終了できないので、この確認をし（ステップＳ２２０）、未処理のバンドデータがあれば（ステップＳ２２０-NO）、次のバンドデータの取得するステップＳ２０４から始まる制御フローを繰返し、未処理のバンドデータがなければ（ステップＳ２２０-YES）、この制御フローを終了する。
【００５３】
上記実施形態に説明したように、インク粘性の上昇及び吐出チャンネル数の増加によって、予定した吐出周波数の動作において推定される損失電力量（熱を発生させる）が許容量を超えると判定される場合に、当該吐出周波数を低下させる制御を行い、熱の発生を抑えることができるので、熱に対する許容度の大きなデバイスを選定する必要がなく、また熱損失もある程度安定化できるため、ヒートシンクなどを必要以上に大きくする必要が無く、省電力化、駆動回路の小型化を可能にし、インクの粘性に応じた電圧、周波数にて適正な駆動制御を行える。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０'・・制御部、１３・・インク識別部、１５・・駆動波形生成部、１７・・レンダリング部、１９・・吐出制御部、２０，２０'・・キャリッジ、２１・・ピエゾアクチュエータ、２３・・選択回路、２５・・サブインクタンク、２５'・・インクタンク、３０・・インクカートリッジ、２９・・ピエゾ駆動回路、４１・・温度センサ、４３・・粘性検出手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特許第３５０３６５６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドと、インクの供給制御、圧電体を所定の吐出周波数で駆動する制御を含む記録動作に係る動作部を制御する制御手段を有したインクジェット記録装置であって、
使用するインクの粘性を判定するインク判定手段と、
記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数、前記インク判定手段で判定されたインクの粘性及び予め定められた吐出周波数に基づいて、前記吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出手段を備え、
前記制御手段は、算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたことを条件に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、直線状に並んだ複数のインク滴の吐出口を有し、
前記制御手段は、吐出周波数に同期するタイミングで、直線状に並んだ複数のインク滴の各吐出口に対し、その時点の記録用画像データによって各吐出口からの出力可又は出力不可を選択し、直線状に並んだ複数の吐出口のうち出力可を選択した吐出口のインク滴を共通の駆動電圧の印加によって吐出させる制御によって画像の記録動作を行わせ、
適用する吐出周波数を低減する際、前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いる画像データに出力不可を選択するダミーを挿入し、ダミーを挿入した画像データを低減後の吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いるようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、直線状に並んだ複数のインク滴の吐出口を有し、
前記制御手段は、吐出周波数に同期するタイミングで、直線状に並んだ複数のインク滴の各吐出口に対し、その時点の記録用画像データによって各吐出口からの出力可又は出力不可を選択し、直線状に並んだ複数の吐出口のうち出力可を選択した吐出口のインク滴を共通の駆動電圧の印加によって吐出させる制御によって画像の記録動作を行わせ、
適用する吐出周波数を低減する際、前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いる画像データのうち低減後の吐出周波数と同期しないタイミングの画像データを間引くためのデータとして出力不可を選択するデータで置換え、置換えた選択動作に用いる画像データを前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用い、この選択動作を間引きデータの位置を変えて複数回行うことにより全体画像の記録を得るようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたインクジェット記録装置において、
インクタンクから液室へのインクの供給を行うポンプを備え、
前記インク判定手段が、液室に所定量のインクを供給するポンプの駆動エネルギー量に基づいて粘性を判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたインクジェット記録装置において、
前記液室におけるインクの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記インク判定手段が、前記温度検出手段で検出した温度に基づいて粘性を判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有し、該圧電体を所定の吐出周波数で駆動するインクジェット記録装置における圧電体の駆動制御方法であって、
使用するインクの粘性を判定するインク判定工程と、
記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数を得る吐出数取得工程と、
前記インク判定工程で判定されたインクの粘性を得る粘性取得工程と、
予め定められた吐出周波数の下で、前記粘性取得工程で得た粘性のインクを用いて前記吐出数取得工程で得た吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出工程と、
前記損失電力量算出工程で算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたか否かを判定する駆動状態判定工程と、
前記損失電力量算出工程で許容範囲を超えた場合に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行う駆動制御工程と
を有することを特徴とする圧電体の駆動制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載された圧電体の駆動制御方法の各工程をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１】
インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドと、インクの供給制御、圧電体を所定の吐出周波数で駆動する制御を含む記録動作に係る動作部を制御する制御手段を有したインクジェット記録装置であって、
使用するインクの粘性を判定するインク判定手段と、
記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数、前記インク判定手段で判定されたインクの粘性及び予め定められた吐出周波数に基づいて、前記吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出手段を備え、
前記制御手段は、算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたことを条件に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、直線状に並んだ複数のインク滴の吐出口を有し、
前記制御手段は、吐出周波数に同期するタイミングで、直線状に並んだ複数のインク滴の各吐出口に対し、その時点の記録用画像データによって各吐出口からの出力可又は出力不可を選択し、直線状に並んだ複数の吐出口のうち出力可を選択した吐出口のインク滴を共通の駆動電圧の印加によって吐出させる制御によって画像の記録動作を行わせ、
適用する吐出周波数を低減する際、前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いる画像データに出力不可を選択するダミーを挿入し、ダミーを挿入した画像データを低減後の吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いるようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、直線状に並んだ複数のインク滴の吐出口を有し、
前記制御手段は、吐出周波数に同期するタイミングで、直線状に並んだ複数のインク滴の各吐出口に対し、その時点の記録用画像データによって各吐出口からの出力可又は出力不可を選択し、直線状に並んだ複数の吐出口のうち出力可を選択した吐出口のインク滴を共通の駆動電圧の印加によって吐出させる制御によって画像の記録動作を行わせ、
適用する吐出周波数を低減する際、前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用いる画像データのうち低減後の吐出周波数と同期しないタイミングの画像データを間引くためのデータとして出力不可を選択するデータで置換え、置換えた選択動作に用いる画像データを前記予め定められた吐出周波数に同期するタイミングで行う選択動作に用い、この選択動作を間引きデータの位置を変えて複数回行うことにより全体画像の記録を得るようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたインクジェット記録装置において、
インクタンクから液室へのインクの供給を行うポンプを備え、
前記インク判定手段が、液室に所定量のインクを供給するポンプの駆動エネルギー量に基づいて粘性を判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたインクジェット記録装置において、
前記液室におけるインクの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記インク判定手段が、前記温度検出手段で検出した温度に基づいて粘性を判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクタンクと、該インクタンクからインクの供給を受ける液室及び該液室を加圧する圧電体を駆動することにより液室からインク滴を吐出させる記録ヘッドを有し、該圧電体を所定の吐出周波数で駆動するインクジェット記録装置における圧電体の駆動制御方法であって、
使用するインクの粘性を判定するインク判定工程と、
記録用の画像データに基づいて定まる単位長さ当りの吐出数を得る吐出数取得工程と、
前記インク判定工程で判定されたインクの粘性を得る粘性取得工程と、
予め定められた吐出周波数の下で、前記粘性取得工程で得た粘性のインクを用いて前記吐出数取得工程で得た吐出数分のインク滴を所定サイズで吐出させるときに生じる損失電力量を算出する損失電力量算出工程と、
前記損失電力量算出工程で算出した損失電力量が予め定めた許容範囲を超えたか否かを判定する駆動状態判定工程と、
前記損失電力量算出工程で許容範囲を超えた場合に、適用する吐出周波数を前記予め定められた吐出周波数より低減させる制御を行う駆動制御工程と
を有することを特徴とする圧電体の駆動制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載された圧電体の駆動制御方法の各工程をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７９４７６（Ｐ２０１０−１７９４７６Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４２４（Ｐ２００９−２２４２４）
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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