画像形成装置及びプログラム
【解決課題】ノズルの目詰まりを防止する予備吐出を行う予備吐出領域において、各ノズルの吐出休止時に生じるインク液の増粘を抑制する。
【解決手段】記録領域における吐出後のタイミングから予備吐出領域の前端との間隔を休止時間と定め、各ノズル毎に記録領域における吐出量及び休止時間に対応させて予備吐出時に生じるインク液の増粘を抑制するために必要とする最小の予備吐出量に対して、予備吐出を行うタイミング（または、予備吐出を行う単位回数当たりの吐出量）を定めた予備吐出を行うための条件に基づいて予備吐出を制御する。
【解決手段】記録領域における吐出後のタイミングから予備吐出領域の前端との間隔を休止時間と定め、各ノズル毎に記録領域における吐出量及び休止時間に対応させて予備吐出時に生じるインク液の増粘を抑制するために必要とする最小の予備吐出量に対して、予備吐出を行うタイミング（または、予備吐出を行う単位回数当たりの吐出量）を定めた予備吐出を行うための条件に基づいて予備吐出を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びプログラムに係り、特に画像形成装置のノズル部の目詰り防止のための予備吐出時に発生するインク液の増粘を抑制する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、高画質化のために、水性顔料インクを高粘度化して使用する方向に向かっているが、高粘度の水性顔料インクは、溶媒の蒸発によりインクジェット記録装置のノズル部でインクが増粘し易いため、目詰まり防止のために、定期的に予備吐出を行わなければならない。しかし、ノズル毎に使用頻度や記録を行わない休止時間が異なるため、すべてのノズルで同じ吐出回数に基づいて予備吐出を行うと、無駄なインクを吐出してしまう虞がある。
【０００３】
これらの課題を解決するために、複数のノズルの各々について、最大の吐出回数と各ノズルの画像形成時の吐出回数との差分回数を予備吐出時のノズルのインク吐出回数として予備吐出の制御を行うことで、予備吐出における吐出回数が各ノズルで等しく設定されているために、予備吐出に必要な吐出回数以上の予備吐出を行うために生じるインクの無駄な消費や、頻度に画像形成時に使用されるノズルとその他のノズルにおいてインクの蒸発による増粘を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、記録ヘッドのノズル毎に記録画像データに応じてインクの空吐出時の吐出量の制御を行うことで、ノズルの使用部分と未使用部分との間で、ノズルの内部の濡れ性の相違や各ノズルの内部にインク吐出用の熱エネルギーを発生するための発熱抵抗素子の表面の酸化物皮膜の堆積量の相違をなくす技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、非記録時間が比較的短い場合や、記録時に吐出回数の少ないノズルが殆ど無い場合等、記録装置の使用状態によっては必要回数以上の予備吐出が行われる時もあり、その結果、記録以外に使用されるインク量が多くなるため、ランニングコストが増大し、記録ヘッドとインクタンクとが一体となったカートリッジ式のインクジェット記録装置の場合は、インクが無くなった時点でインクタンク及び記録ヘッドともども新たなものと交換しなければならず、このカートリッジの交換はランニングコストに影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、カラーあるいはブラックの記録ドット数、記録待機時間、あるいは記録ヘッド周囲の温度や湿度に基づいて最低限必要な予備吐出回数を予め定め、これらの予備吐出回数を用いることによって、不必要なインク消費を低減し効率的なインク使用を行う技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、従来、インク滴の吐出又は非吐出に応じてそのノズル開口についてフラッシング動作をオン・オフする場合、吐出したインク量については何等考慮しておらず、全く吐出していないノズル開口に対してのみフラッシング動作を行っているため、吐出したとしても吐出量が極少量であった場合、ノズル開口ではインクの増粘が進行する虞が生じ、走査単位毎にノズルからの吐出及び非吐出に応じて、ノズルのフラッシング量を設定し、設定した値に基づいて、フラッシングを行う技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
また、吐出エネルギーの発生源である吐出用ヒータがインクにさらされるため、インクや外部から進入した汚物が吐出用ヒータに付着した時には、各ノズル内の各吐出用ヒータに発生する各熱エネルギーがそれぞれ異なるものとなり、各ノズルに発生する吐出液滴径も異なるため、インクにさらされた吐出用ヒータに、印字時のヘッド駆動電圧よりも大なる所定のヘッド駆動電圧を印加することによって、吐出用ヒータの汚物を除去し、印字中のヘッド濃度のムラ変化を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００９】
さらに、記録ヘッドの吐出用ヒータ表面上の付着物等によって、インクの吐出効率に変化が生じ印刷時に発生するムラを防止するため、インク中に発砲しない程度の熱エネルギーを与えるためのプレパルスとインク中に発砲を生ぜしめノズルよりインクを吐出させるメインパルスとのインターバルタイムを環境温度等の所定の条件において定め制御することで、記録ヘッドの吐出用ヒータに投入するエネルギーが同一であっても、より吐出量を大きくすることで印刷時のムラを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平０５−３３８１３４号公報
【特許文献２】特開平０６−３０５１５９号公報
【特許文献３】特許第３１３３８６９号公報
【特許文献４】特開２００５−０９６２８１号公報
【特許文献５】特開平０３−２５６７４９号公報
【特許文献６】特開第３１６５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高画質化のために、水性顔料インクを高粘度化して使用する方向に向かっており、高粘度の水性顔料インクは、溶媒の蒸発によりノズル部で増粘し易く、目詰まり防止のための予備吐出を行っている最中に、各ノズル部において予備吐出の吐出又は不吐出、あるいは吐出回数等の相違によって、インクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１１】
上記特許文献１乃至４に開示された技術は、予備吐出による無駄なインクを減らすために、使用頻度に応じて、ノズル毎に予備吐出回数の制御を行う技術であるが、予備吐出回数が少なく設定されたノズルでは、他のノズルが予備吐出を行っている場合は休止しており、休止している時間にインクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１２】
また、特許文献５及び６に開示された技術は、吐出用ヒータに付着する付着物の除去を行う技術であるが、上記と同様に、予備吐出時に生じるノズル部のインクの増粘についての記載はなく、不吐出時におけるインクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するために成されたもので、ノズルの目詰まりを防止する予備吐出時において、ノズル部に生じるインク液の増粘進行を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域と前記予備吐出領域の後の画像形成領域とを隣接して設け、前記最後に液滴を吐出するタイミングを、前記予備吐出領域内で最後に吐出した液滴が、前記予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとすることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、前記タイミング決定手段は、前記物理量及び前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、予備吐出領域内において前記吐出手段から吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の画像形成装置であって、前記吐出量決定手段は、予め定めた吐出回数に基づいて各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量を決定することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項６記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域を画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定し、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めたことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、前記吐出量決定手段は、前記物理量に基づいて前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出量決定手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量以上となるように決定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項６〜請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の発明のプログラムは、コンピュータを、画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において液滴を吐出する各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように制御する制御手段と、して機能させるためのプログラムである。
【００２６】
請求項１３の発明のプログラは、コンピュータを、予備吐出領域内において液滴を吐出する各ノズルから吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように制御する制御手段と、して機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、各ノズル毎の予備吐出を行う開始タイミングを制御することによって、予備吐出時のノズル部に生じる液滴の増粘を抑制することができる、という効果を奏する。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、予備吐出時における必要以上の吐出回数を低減できる、という効果を奏する。
【００２９】
請求項３に係る発明によれば、ノズル部が外気に触れる時間をより短縮することが可能となり、液滴の蒸発に起因する液滴の増粘をより確実に抑制することができる、という効果を奏する。
【００３０】
請求項４に係る発明によれば、液滴の増粘の進行速度に影響を与える温度及び湿度を考慮することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘をより精度良く抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３１】
請求項５に係る発明によれば、画像形成装置における印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３２】
請求項６に係る発明によれば、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を制御することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘の進行を抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３３】
請求項７に係る発明によれば、予備吐出時の画像形成装置の処理負荷軽減及び処理速度の向上を計ることが可能となる、という効果を奏する。
【００３４】
請求項８に係る発明によれば、予備吐出時における必要以上の液滴の吐出量を低減することができる、という効果を奏する。
【００３５】
請求項９に係る発明によれば、液滴の増粘の進行速度に影響を与える温度及び湿度を考慮することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘をより精度良く抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３６】
請求項１０に係る発明によれば、印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３７】
請求項１１に係る発明によれば、画像形成装置における印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３８】
請求項１２に係る発明によれば、各ノズル毎の予備吐出を行う開始タイミングを制御することによって、予備吐出時のノズル部に生じる液滴の増粘を抑制するプログラムを提供することが可能となる、という効果を奏する。
【００３９】
請求項１３に係る発明によれば、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を制御することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘の進行を抑制するプログラムを提供することが可能となる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
[第１実施形態]
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について詳細に説明する。なお、本第１実施形態は、本発明を画像形成装置としてのインクジェットプリンタを適用したものである。
【００４１】
図１は、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１０は、記録用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６及び記録ヘッド部１６のメンテナンスを行うメンテナンス部１８を備えた記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成されている。
【００４３】
用紙供給部１２は、記録用紙Ｐが収容される給紙部２４と、給紙部２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。レジ調整部１４は、ループ形成部２８と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材３０とを有しており、記録用紙Ｐは、この部分を通過することによって、その弾性を利用してスキューが矯正されるとともに、搬送タイミングが制御されて記録部２０に供給される。そして、排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを、排紙ベルト３２を介して排紙部３４に排出する。
【００４４】
記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８との間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３６が設けられている（用紙搬送方向を矢印ＰＦで示す。）。用紙搬送路３６は、スターホイール３８と搬送ロール４０とを有し、このスターホイール３８と搬送ロール４０とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット４２に対して対向配置されるメンテナンス装置４４を有しており、インク液を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッド４６に対するキャピングやワイピング、更には、予備吐出やバキューム等の処理を行う。
【００４５】
各インクジェット記録ユニット４２は、用紙搬送路３６を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、各記録ヘッド４６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なおインクジェット記録ユニット４２は、フルカラーの画像を記録するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して、少なくとも各１ユニット配置されている。
【００４６】
また、各インクジェット記録ユニット４２は、自身の環境温度を検出する温度センサ４８が設けられ、さらに、インクジェットプリンタ１０は、インクジェット記録ユニット４２近辺の環境湿度を検出する湿度センサ５０が設けられている。
【００４７】
続いて、上述のように構成された本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の制御系の構成について説明する。図２は、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【００４８】
本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０は、一次記憶媒体であるＲＡＭ、書込み可能な記憶媒体であるＲＯＭ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ等）及びＣＰＵを備えたコンピュータで構成された制御コントローラ１００が駆動ＩＣ１０２を制御することによって、各記録ヘッド４６からのインクの吐出を動作させるドライバ１０４を駆動することで、各記録ヘッド４６からインク滴を吐出する。
【００４９】
駆動ＩＣ１０２は、シフトレジスタ１０６と、ラッチ回路１０８と、シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐと、セレクタ１１２と、レベルシフタ１１４と、を備えており、制御コントローラ１００から出力されたクロック信号及び駆動波形選択信号がシフトレジスタ１０６に入力され、ラッチ信号がラッチ回路１０８に入力される。
【００５０】
各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐには、波形発生回路１１６によって発生された駆動波形が入力される。波形発生回路１１６は、例えば、１６種類の駆動波形を発生し、発生した各駆動波形を各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに格納する。１６種類の駆動波形は、本第１実施形態では、第１〜第４駆動波形として予め定めた第１〜第４大滴波形を割り当て、第５〜第８駆動波形として予め定めた第１〜第４中滴波形を割り当て、第９〜第１２駆動波形として予め定めた第１〜第４小滴波形を割り当てる。
【００５１】
そして、ノズル毎の画像形成時の吐出量及び画像形成終了後から予備吐出を開始するまでの休止時間等に応じて大滴波形、中滴波形、及び小滴波形の各々について各４種類の中から駆動波形を選択して、ノズル毎にインク液の増粘を抑制するための予備吐出のために利用し、残りの波形を予備とする。
【００５２】
セレクタ１１２、及びレベルシフタ１１４は、それぞれ各圧電素子１２０を駆動するドライバ１０４毎に設けられており、セレクタ１１２には、１６種類の駆動波形を選択する４ビットのデータが吐出周期毎にシフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐから入力され、セレクタ１１２によって選択された駆動波形がレベルシフタ１１４によって電圧が所定電圧に上げられてドライバ１０４に出力される。ドライバ１１４は、３つのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ（１１８）を介してそれぞれ接地、電圧ＨＶ１、電圧ＨＶ２に接続されており、これらのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃのオン・オフにより駆動波形を圧電素子１２０に印加する。
【００５３】
また、制御コントローラ１００には、各記録ヘッド４６の環境温度を検出する温度センサ４８及び各記録ヘッド４６近辺の環境湿度を検出する湿度センサ５０が接続されており、制御コントローラ１００は、温度センサ４８及び湿度センサ５０の検出結果を取得して、波形選択やインク供給等を制御する。
【００５４】
本第１実施形態では、０（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ２、電圧ＨＶ１（ＨＶ２＞ＨＶ１）の３種を用いてデジタルの駆動波形を生成する。また、本第１実施形態では、この３値のデジタル駆動波形を用いて３種類の滴量のインク滴を吐出する。以下では、３種類のインク滴は、滴量の多い順に大滴、中滴、小滴と称する。
【００５５】
図３は、本第１実施形態で適用した圧電素子１２０に印加する駆動波形の一例を示しており、図３（Ａ）は、大滴の駆動波形を示す一例を示し、図３（Ｂ）は、中滴の駆動波形を示す一例を示し、図３（Ｃ）は、小滴の駆動波形を示す一例を示しており、さらに図３（Ｄ）は、吐出しないノズルに微振動を与えてインクの増粘を抑制するための駆動波形である予備波形を示している。
【００５６】
下記表１には、上記駆動波形により吐出されるインク滴の滴体積と滴速との例を示している。インク滴の滴下速度である滴速は、インク滴の大きさの種類を示す大滴、中滴、小滴等の滴種間の着弾位置を揃える為に、全ての滴種で例えば１０ｍ／ｓｅｃになるように設定している。また、滴体積は、記録データの階調に応じて使い分ける滴種で異なっており、大滴は例えば１０ｐｌ、中滴は例えば６ｐｌ、小滴は例えば２．５ｐｌに設定されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】
これらの駆動波形は、所定の電位を基準として、電圧が下がるとインク液が貯留された圧力室（図示しない）が膨張し、電圧が上がると圧力室が収縮し、この圧力室の膨張及び収縮によって圧力室の容積を増減させて記録ヘッド４６からインク滴が吐出される。
【００５９】
図４（Ａ）は、ある水性顔料インクを用いた場合において、画像形成後にインク滴の吐出を休止する休止時間（詳細は後述する）と休止時間後に最初に吐出するインク滴の滴速との関係を示したものである。休止時間には圧電素子１２０に所定の電圧を印加することによって予備波形を与えている。休止時間が長くなると、ノズル部のインク滴が溶媒の蒸発によりインク液の増粘が進行し、滴速が遅くなる。また、図４（Ａ）においては、連続印刷時の滴速（基準速度）は、例えば１０ｍ／ｓｅｃであり、滴体積が小さくなるほどインク液の増粘による影響を受けやすく、滴速の低下が大きくなる。
【００６０】
図４（Ｂ）は、図示したように吐出周波数を例えば１８ｋＨｚ、印刷方向解像度を例えば１２００ｄｐｉ、スキャン速度を例えば３８１ｍｍ／ｓｅｃ、紙間距離を例えば１．０ｍｍ、及び基準速度を例えば１０.０ｍ／ｓｅｃの条件で印刷する場合の、滴速と記録用紙Ｐ上での理想の着弾位置からのインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したものであり、インク滴の滴速が遅くなることによって、着弾位置ずれ量が増加している。
【００６１】
図５は、図４（Ａ）と図４（Ｂ）との関係から、休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したものである。休止時間が長くなると、滴速が遅くなり、着弾位置ずれ量は増加する。例えば、滴種が小滴の場合、休止時間が例えば０．６ｓｅｃならば着弾位置ずれ量は例えば１０μｍであり、印刷方向解像度が例えば１２００ｄｐｉの場合、印刷方向のドットピッチは例えば２１μｍであり、着弾位置ずれ量が例えば１０μｍならば半ピッチずれることになり、滴体積が小さくなるほど、着弾位置ずれ量が大きくなる。
【００６２】
図６は記録ヘッド４６と記録用紙Ｐとを相対的にスキャンさせ印刷する時の各パラメータの関係を示したものである。
【００６３】
本第１実施形態では、各パラメータに関して、滴速をＶｄ（ｍ／ｓｅｃ）、記録用紙Ｐと記録ヘッド４６との間の紙間距離をｄ（ｍ）、印刷方向解像度をｎ（ｄｐｉ）、吐出周波数をｆ（ｋＨｚ）、吐出周期をＴ０（μｓｅｃ）＝１０００／ｆ、及びスキャン速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）＝２５．４×ｆ÷ｎとして定義している。
【００６４】
また、本第１実施形態では、上記各パラメータの値として、例えば紙間距離をｄ（ｍ）＝０．００１、スキャン方向解像度をｎ（ｄｐｉ）＝１２００、吐出周波数をｆ（ｋＨｚ）＝１８．０、吐出周期をＴ０（μｓｅｃ）＝１０００／ｆ＝５５．６、及びスキャン速度をＶｓ＝（ｍ／ｓｅｃ）＝２５．４×ｆ÷ｎ＝０．３８１の値を設定する。
【００６５】
さらに、連続印刷時の滴速（基準速度）Ｖｄに対して、インク液の増粘による滴速差がΔＶｄ（ｍ／ｓｅｃ）であるとすると、記録ヘッド４６から吐出され記録用紙Ｐに着弾するまでの着弾時間差はΔＴ（ｓｅｃ）＝｛ｄ／（Ｖｄ±ΔＶｄ）｝−｛ｄ／Ｖｄ｝であり、記録用紙Ｐ上における理想の着弾位置からの着弾位置ずれ量は、ΔＬ＝Ｖｓ×ΔＴとして定義している。
【００６６】
図７には、記録ヘッド４６（例えばＡ４長手幅）が４色分（ＹＭＣＫ）設置されており、それらの記録ヘッド４６に対向した記録用紙搬送ベルト（図示しない）上には、記録用紙Ｐが存在する記録領域と記録用紙Ｐが存在せず、ノズル部の目詰まり防止のために予備吐出を行う予備吐出領域があり、その領域間にはマージン領域が存在する。
【００６７】
予備吐出領域では、用紙搬送ベルト上に直接インク滴が吐出され、予備吐出を行った後、用紙搬送ベルト上に吐出したインク滴をクリーナー（図示しない）で清掃する。なお、予備吐出領域における予備吐出の吐出間隔は、記録領域での吐出間隔と同じで例えば２１μｍ（１２００ｄｐｉ）であり、予備吐出領域では、ＹＭＣＫの４色のインクが用紙搬送ベルト上の同じ位置に着弾される。
【００６８】
下記表２は、従来の記録領域、予備吐出領域及びマージン領域について例示しており、この例において水性顔料インクでは、ある予備吐出後の記録領域で全く吐出されなかったノズルをリフレッシュするために大滴１０ｐｌで５００ｐｕｌｓｅの予備吐出を必要としている。この例では、Ａ４の印刷周期が０．６０４ｓｅｃであり、印刷速度は９９．３ｐｐｍである。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図８（Ａ）は、予備吐出領域において予備吐出に必要とする吐出量の分類方法の一例を示している。必要予備吐出量をＷ（ｐｌ）、記録領域の吐出量をＶ（ｐｌ）、及び休止時間をｔ（ｓｅｃ）として、図８（Ａ）中に示した点線の領域のように分類し、各点線領域での最悪条件を黒丸で示している。この最悪条件とは、各点線領域中で最もＶが小さくｔが大きい条件である。
【００７１】
例えば、記録領域の吐出量Ｖが１０００〜３０００（ｐｌ）の間の値を示し、休止時間ｔが０．２〜０．４の間の値を示す場合には、最悪条件として、記録領域の吐出量Ｖを１０００（ｐｌ）、休止時間ｔを０．４（ｓｅｃ）とする。
【００７２】
図８（Ｂ）は、前述の図８（Ａ）に示す各点線領域において、最悪条件下において必要予備吐出量Ｗを求める実験（詳細は後述する）を行い、それによって求めた各点線領域における必要予備吐出量Ｗを示している。例えば、記録領域の吐出量Ｖが１０００〜３０００（ｐｌ）の間の値を示し、休止時間ｔが０．２〜０．４の間の値を示す場合には、必要予備吐出量Ｗは２５００（ｐｌ）となる。
【００７３】
図９は、上記必要予備吐出量Ｗを求めるための実験シーケンスを示す。まず、基準とする記録領域での吐出量と予備吐出領域での吐出量とで標準的な印刷周期を数周期実行して定常状態を作り、その後、パラメータ実験を行う。
【００７４】
このパラメータ実験は、図９中のパラメータ実験領域において行い、使用するパラメータは、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）、記録領域の吐出量Ｖ（ｐｌ）、及び休止時間ｔ（ｓｅｃ）であり、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）を定めるための特性値は、滴種が小滴の場合における理想の着弾位置からの着弾位置ずれ量である。前述したように最悪条件にＶとｔとを設定し、Ｗを変更させることで実験を行う。
【００７５】
パラメータ実験領域における予備吐出の終了後、休止時間による影響を受けやすい小滴を吐出させ、その着弾位置ずれ量が、予め定めた規定範囲内であれば、最低予備吐出量をその最悪条件での必要予備吐出量Ｗとして求める。着弾位置ずれ量は、目標とする画質から設定され、印刷方向の画像ピッチの半分とすることができ、例えば、印刷方向（スキャン方向）の画像ピッチが２１μｍの場合、その半分の１０．５μｍとする。
【００７６】
図１０〜図１２において、記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出パルスの設定方法を示す。
【００７７】
図１０は、記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗが設定されており、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ及び必要予備吐出量Ｗに対応している。なお、本第１実施形態では、各ノズル毎の滴種は大滴として統一している。
【００７８】
図１１に示すように休止時間は、画像を形成する記録領域で最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域における予備吐出を開始するタイミングとの間の間隔を示している。
【００７９】
図１２は、予備吐出パルスの配置に関する一例を示しており、図１２（Ａ）は、従来、ノズル毎に異なる予備吐出パルスを予備吐出領域の前端を基準として定めて吐出しており、吐出数の少ないノズルではインク液の増粘が進行し、従来のインクでは、このような吐出数の少ない場合においても、インク液の増粘による画質には影響なかったが、近年の高粘度顔料インクでは影響が大きくなっている。
【００８０】
そのため、図１２（Ｂ）に示すように、本第１実施形態では、予備吐出領域において最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域後の記録領域の開始位置との間の僅かなタイミング差によるインク液の増粘を防止するため、予備吐出領域と隣接した記録領域の開始位置と最も近い位置、すなわち予備吐出領域の後端を基準にして各ノズルの予備吐出パルスを設定することで、ノズル部が外気に触れる時間をより短縮し、インク液の蒸発に起因するインクの増粘をより確実に抑制している。
【００８１】
従って、図１０に示す記録領域の全吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量に対して、予備吐出領域の後端、すなわち予備吐出領域で最後にインク滴を吐出するタイミングを基準にして、予備吐出数を定めており、これらの図１０に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件は、前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されている。
【００８２】
さらに、予備吐出中に生じるインク液の増粘をより精度良く抑制するために、温度及び湿度により異なるインク液の増粘の進行速度を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１０に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させることも可能である。
【００８３】
上記のように予備吐出パルスの設定を行うことによって、画像形成時の全吐出量、並びに休止時間の長さに応じて吐出回数を定めているため、予備吐出時における必要以上の吐出回数を低減できる。
【００８４】
次に、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０における制御コントローラ１００で行われる処理の一例を示すフローチャートを図１３に示す。
【００８５】
ステップ１００では、温度センサ４８で計測した各記録ヘッド４６の環境温度を制御コントローラ１００のＲＡＭへ記憶し、次のステップ１０２では、湿度センサ５０で計測した記録ヘッド４６近辺の環境湿度をＲＡＭへ記憶する。
【００８６】
次のステップ１０４では、予備吐出を行う処理対象のノズルを選択し、次のステップ１０６では、ステップ１０４で選択したノズルの記録領域における画像記録時の全吐出量を画像データに基づいて計測し、次のステップ１０８では、選択したノズルの休止時間を算出する。
【００８７】
休止時間の算出方法としては、例えば、ステップ１０４において選択したノズルの画素データに‘１’（記録領域における記録データあり、すなわちインク滴の吐出あり。）が全て無くなった時点を休止時間の開始タイミングとし、残りの画素データ‘０’ （記録領域における記録データなし、すなわちインク滴の吐出なし。）の数に相当する時間を記録領域における休止時間とする。
【００８８】
一方、記録領域と予備吐出領域との間にマージンを設定した場合には、各記録ヘッド４６がマージンを通過するのに要する時間（例えば、マージンの長さをスキャン速度Ｖｓで除算した値）をＲＯＭへ予め記憶しておき、このＲＯＭから取得した時間を、前述の記録領域における休止時間に加えた時間を休止時間とする。
【００８９】
次のステップ１１０では、ステップ１００及びステップ１０２でＲＡＭへ記憶した記録ヘッド４６の温度及び湿度を読出して、温度及び湿度、並びにステップ１０６及びステップ１０８で算出したノズルの記録領域の全吐出量、及びステップ１０８で算出した休止時間に該当するＲＯＭに予め記憶した予備吐出条件である予備吐出滴種、予備吐出数、及び予備吐出周波数を取得する。
【００９０】
ステップ１１２で、全ノズルに対して予備吐出条件を取得した場合には、ステップ１１４へ進み、予備吐出条件を取得していないノズルが存在する場合には、再度ステップ１０４に戻り、予備吐出条件を取得していないノズルに対してステップ１０４〜ステップ１１２の処理を実行する。
【００９１】
ステップ１１４では、ステップ１１０で取得した予備吐出条件に基づいて、予備吐出を実施する。予備吐出を行う際に、図１２（Ｂ）で示すように、温度、湿度、記録領域の吐出量、及び休止時間に応じて予備吐出領域における各ノズル毎に予備吐出を開始するタイミングがそれぞれ相違する場合が存在するため、開始タイミングとしては、例えば、記録ヘッド４６が予備吐出領域を通過する時間を設計値として予めＲＯＭへ記憶させ、該通過する時間から、予備吐出時に吐出する各インク滴の吐出間隔に予備吐出数を乗じ、乗じた値からスキャン速度Ｖｓで除算した値を減算することで、予備吐出領域の前端から予備吐出を開始するタイミングを算出する。
【００９２】
上記タイミングが算出された後、ステップ１１０で取得した予備吐出条件に基づいて、ノズル毎にインク液の予備吐出滴種に応じた駆動波形を選択し、上記の算出されたタイミングで予備吐出を制御する。
【００９３】
これによって、予備吐出を実施する予備吐出領域の最後に吐出されるインク滴を基準として、予備吐出数を予め定めて予備吐出が行われるので、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制することが可能となる。
【００９４】
すなわち、予備吐出領域において最後に吐出したインク滴が、予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとなる。
【００９５】
上記では、予備吐出パルスの設定に関して、図１２（Ｂ）に示すように予備吐出領域の後端を予備吐出の終了タイミングとしてこの後端を基準にして予備吐出を開始するタイミングを定める例について説明したが、予備吐出領域の後端を基準とせず、予備吐出領域内の後端以外の位置を基準にして予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【００９６】
この場合には、予備吐出領域内の最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域の後に設定された記録領域の開始位置との間の間隔が、記録領域におけるインク滴の着弾位置ずれを防止することが可能な間隔の最大値以下となるように、予備吐出領域内において最後にインク滴を吐出するタイミングを定め、このタイミングを基準とし、予め定めた予備吐出回数に基づいて各ノズル毎に予備吐出を行う開始タイミングを定める。
【００９７】
この場合、例えば、記録ヘッド４６が予備吐出領域の前端から予備吐出領域内の最後にインク滴を吐出するタイミング迄の所定の時間を設計値として予めＲＯＭへ記憶させ、この所定の時間から、予備吐出時に吐出する各インク滴の吐出間隔に予備吐出数を乗じた積をスキャン速度Ｖｓで除算した商を減算することで、予備吐出領域の前端を基準とした予備吐出を開始するタイミングを算出する。
【００９８】
これによって、休止時間に生じるインク液の増粘、及び予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間で生じるインク液の増粘の進行を抑制することが可能となる。
【００９９】
さらに上記では、温度及び湿度をパラメータの１つとして、予備吐出を開始するタイミングを定めた例について説明したが、温度及び湿度のいずれか一方を用いて予備吐出を開始するタイミングを定めても良く、温度及び湿度をパラメータに含めずに予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【０１００】
[第２実施形態]
上記第１実施形態においては、予備吐出領域においてインク液の増粘を抑制する際に、記録領域の吐出量及び休止時間に応じて予備吐出量及び予備吐出数を設定することで、各ノズル毎に予備吐出の制御を行う例について説明したが、本第２実施形態は、異なる予備吐出滴種を設定することにより各ノズル毎に予備吐出を制御するようにしたものである。
【０１０１】
本第２実施形態のインクジェットプリンタ及びインクジェットプリンタの制御系の構成に関しては、第１実施形態の図１及び図２と同一構成であるので説明は省略する。
【０１０２】
本第２実施形態で使用するパラメータは、第１実施形態と同様に、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）、記録領域の吐出量Ｖ（ｐｌ）、及び休止時間ｔ（ｓｅｃ）であり、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）を定めるための特性値は、小滴の理想着弾位置からの着弾位置ずれ量である。また、最悪条件にＶとｔとを設定し、Ｗを変更させることで実験を行う。
【０１０３】
パラメータ実験領域における予備吐出の終了後、休止時間による影響を受け易い小滴を吐出させ、その着弾位置ずれ量が、予め定めた規定範囲内であれば、最低予備吐出量をその最悪条件での必要予備吐出量Ｗとして求める。
【０１０４】
以下、記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出の設定方法を示す。本第２実施形態では、各ノズルの予備吐出数を同一回数として、異なる予備吐出滴種を設定することにより、予備吐出量を設定する。従って、各ノズルの予備吐出量の比は、設定された滴種の滴体積の比となる。
【０１０５】
図１４は、前述の実験結果によって記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗの設定を示したものであり、予備吐出量Ｗは、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ、及び必要予備吐出量Ｗ以上の予備吐出量となるように設定されている。
【０１０６】
従って、図１４に示す記録領域の吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量に対して予備吐出滴種が定められており、これらの図１４に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件は、第１実施形態で説明したのと同様に前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されている。
【０１０７】
さらに、上記の第１実施形態で説明したように予備吐出中に生じるインク液の増粘をより精度良く抑制するために、温度及び湿度により異なるインク液の増粘の進行速度を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１４に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させる。
【０１０８】
上記により、各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量（予備吐出滴種）の設定を行うだけで、予備吐出回数の設定を行う必要がなくなるため、吐出処理に利用するデータの転送量を減らすことが可能となり、予備吐出時の画像形成装置の処理負荷軽減及び処理速度の向上を計ることが可能となる。
【０１０９】
さらに、各ノズル毎に画像形成時の吐出量及び休止時間の長さに応じて液滴の単位回数当たりの吐出量を定めているため、予備吐出時における必要以上の液滴の吐出量を低減することができる。
【０１１０】
次に、本第２実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御コントローラで行われる処理は、上記第１実施形態で説明した図１３に示すフローチャートのステップ１００〜ステップ１１２と同様であるため説明は省略するが、本第２実施形態では、ステップ１１４で、予備吐出開始タイミングを従来と同様に予備吐出領域の前端に定め、上記ＲＯＭに記憶された予備吐出条件である予備吐出滴種、予備吐出数、及び予備吐出周波数に基づいて予備吐出を制御する。
【０１１１】
これによって、ノズル毎に予備吐出を実施するインク液の予備吐出滴種を設定して予備吐出を行うので、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制することが可能となる。
【０１１２】
上記では、各ノズル毎の予備吐出回数を同一としたが、すべてのノズルに対して同一とする必要はなく、予備吐出領域内においてノズルから吐出される全吐出量が、予備吐出領域の後に設定された画像形成領域においてインク液の増粘を原因として生じるインク滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上で、かつ最小吐出量より所定量多い量以下、好ましくは最小吐出量となるように、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量（予備吐出滴種）を決定することによって、予備吐出中に生じるインク液の増粘の進行を抑制するように制御することも可能である。
【０１１３】
予備吐出領域内の全吐出量を上記の最小吐出量を超えた量とする場合には、インクの消費量を低減するに最小であることが好ましく、０であるのがより好ましい。
【０１１４】
さらに上記では、温度及び湿度をパラメータの１つとして、予備吐出を開始するタイミングを定めた例について説明したが、第１実施形態と同様に温度及び湿度のいずれか一方を用いて予備吐出を開始するタイミングを定めても良く、温度及び湿度をパラメータに含めずに予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【０１１５】
[第３実施形態]
本第３実施形態は、予備吐出領域におけるインク液の予備吐出滴種または吐出周波数を記録領域におけるインク液の滴種または吐出周波数よりも大なる滴量を設定することで、予備吐出時に生じるインク液の増粘の抑制を行うと共に、予備吐出に必要とする吐出量を速く吐出させ、予備吐出に要する時間を短縮化することを可能とするものである。
【０１１６】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタは、第１実施形態と同一構成であるので説明は省略する。
【０１１７】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタの制御系の構成に関しては、上記第１実施形態及び第２実施形態の図２に示すインクジェットプリンタの制御系の構成と同一であり、同一部分ついては、同一符号を用いて説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態と相違する部分について説明する。
【０１１８】
本第３実施形態では、各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに、波形発生回路１１６によって発生された駆動波形が入力され、波形発生回路１１６は、複数の駆動波形、例えば、１６種類の駆動波形を発生し、発生した各駆動波形を各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに格納する。１６種類の駆動波形は、本第３実施形態では、第１〜第３駆動波形として予め定めた第１〜第３大滴波形を割り当て、第４〜第６駆動波形として予め定めた第１〜第３中滴波形を割り当て、第７〜第９駆動波形として予め定めた第１〜第３小滴波形を割り当て、さらに本第３実施形態では、第１０〜第１２駆動波形として予め定めた第１〜第３極大滴波形を割り当てる。
【０１１９】
そして、ノズル毎の画像形成時の全吐出量及び画像形成終了後から予備吐出を開始するまでの休止時間等に応じて極大滴波形、大滴波形、中滴波形、及び小滴波形の各４種類の中から駆動波形を選択してノズル毎にインク液の増粘を抑制するために予備吐出に利用し、残りの波形を予備とする。
【０１２０】
以下では、４種類のインク滴は、滴量の多い順に極大滴、大滴、中滴、小滴と称する。
【０１２１】
また、セレクタ１１２、及びレベルシフタ１１４は、それぞれ各圧電素子１２０を駆動するドライバ１０４毎に設けられており、セレクタ１１２には、１６種類の駆動波形を選択する４ビットのデータが吐出周期毎にシフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐから入力され、セレクタ１１２によって選択された駆動波形がレベルシフタ１１４によって電圧が所定電圧に上げられてドライバ１０４に出力される。ドライバ１１４は、３つのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ（１１８）を介してそれぞれ接地（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ１、電圧ＨＶ２に接続されており、これらのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃのオン・オフにより駆動波形を圧電素子１２０に印加する。
【０１２２】
また、制御コントローラ１００には、各記録ヘッド４６の環境温度を検出する温度センサ４８及び記録ヘッド４６の環境湿度を検出する湿度センサ５０が接続されており、制御コントローラ１００は、温度センサ４８及び湿度センサ５０の検出結果を取得して、波形選択やインク供給等を制御する。
【０１２３】
本第３実施形態では、０（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ２、電圧ＨＶ１（ＨＶ２＞ＨＶ１）の３種を用いてデジタルの駆動波形を生成する。また、この３値のデジタル駆動波形を用いて４種類の滴量のインク滴を吐出する。 図１５は、本第３実施形態で適用した圧電素子１２０に印加する駆動波形の一例を示しており、図１５（Ａ）は、極大滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｂ）は、大滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｃ）は、中滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｄ）は、小滴の駆動波形を示す一例を示しており、さらに図１５（Ｅ）は、吐出しないノズルに微振動を与えてインクの増粘を抑制するための駆動波形である予備波形を示している。
【０１２４】
予備吐出時に要する時間の短縮化のために、予備吐出のインク液の予備吐出滴種の最大滴量及び吐出周波数を増加させ、下記表３に示すようにインク液の滴種が、大滴よりも滴量が多い極大滴を設定する。この極大滴は、記録領域における画像形成時に使用されないので、表３に示すように極大滴の滴速が他の滴種と同じである必要はない。
【０１２５】
【表３】
【０１２６】
図１６に示すように、前述の実験結果によって記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗが設定されており、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ、及び必要予備吐出量Ｗ以上の予備吐出量となるように設定している。
【０１２７】
表３に示すように極大滴の滴量を１６．０ｐｌとして、図１６に示すように滴種を設定することで、図１０に示される同等の予備吐出量を確保すると共に、予備吐出数を５００ｐｕｌｓｅから３１０ｐｕｌｓｅに減らすことができ、予備吐出時間を短縮することができる。
【０１２８】
また、図１６に示すように予備吐出周波数を２４．０Ｈｚとして高く設定することによって、予備吐出時間を短縮することができる。
【０１２９】
従って、図１６に示す記録領域の吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量及び予備吐出滴種に対して予備吐出数を定めており、これらの図１６に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件が、前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されており、さらに、インクは、温度及び湿度の少なくとも一方に応じて粘度が変化する為、温度及び湿度の少なくとも一方を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１６に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させても良い。
【０１３０】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御コントローラで行われる処理は、上記実施形態１及び実施形態２で説明した図１３に示すフローチャートのステップ１００〜ステップ１１２と同様であるため説明は省略するが、ステップ１１４では、予備吐出を開始するタイミングは、上記第１実施形態または第２実施形態に記載したタイミングで良いが、滴量については上記第１実施形態及び第２実施形態に追加して予備吐出滴種に極大滴がＲＯＭへ設定されており、ノズル毎にインク液の予備吐出滴種に応じた駆動波形を選択し、予備吐出を制御する。
【０１３１】
これらをまとめると下記表４に示されるように、表２の印刷周期０．６０４ｓｅｃに対して、印刷周期を０．５９０に短縮することができる。これにより印刷速度を９９．３ｐｐｍから１０１．８ｐｐｍに印刷速度を速くすることができる。
【０１３２】
【表４】
【０１３３】
このような印刷速度の向上は、例えば、予備吐出に費やす時間が高速化に影響を与えるＦＷＡヘッドを用いた高速インクジェット等の画像形成装置に対して有効である。
【０１３４】
上記により、予備吐出領域における各ノズルから吐出するインク滴の単位回数当たりの吐出量である予備吐出滴種及び単位時間当たりの予備吐出回数である吐出周波数を、記録領域におけるインク液の滴種及び吐出周波数よりも大として設定することで、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制すると共に、予備吐出に必要とする吐出量を速く吐出することで、予備吐出に要する時間を短縮化することが可能となり、印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度の向上を計ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施形態に係る発明のインクジェットプリンタを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１及び第２実施形態に係るインクジェットプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１及び第２実施形態に係る駆動波形の種類についての一例を示すグラフ図である。
【図４】図４（Ａ）は、水性顔料インクを用いた場合における休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の滴下速度との関係を示したグラフ図であり、図４（Ｂ）は、所定条件における滴下速度と記録用紙上での理想の着弾位置からのインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したグラフ図である。
【図５】図４（Ａ）と図４（Ｂ）との関係から、休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したグラフ図である。
【図６】記録ヘッドと記録用紙とを相対的にスキャンさせることで印刷する際の各パラメータの関係を示した説明図である。
【図７】記録ヘッド（Ａ４長手幅）に対向した記録用紙搬送ベルト上に用紙に記録を行う記録領域及び予備吐出を行う予備吐出領域を表す図である。
【図８】図８（Ａ）は、予備吐出領域において予備吐出に必要とする吐出量の分類方法の一例を示すグラフ図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す各点線領域において、最悪条件下における実験結果に基づいて必要予備吐出量を示すグラフ図である。
【図９】必要予備吐出量を求めるために行った実験の流れを示すシーケンス図である。
【図１０】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、予備吐出パルスを設定した状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る休止時間の定義について説明するための構成図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る予備吐出を行うタイミングについて説明するための構成図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタにおける予備吐出を制御する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、予備吐出滴種を設定した状態を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る駆動波形の種類についての一例を示すグラフ図である。
【図１６】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、記録領域の滴種より予備吐出滴種を大として設定し、さらに予備吐出数を少なく設定した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ インクジェットプリンタ
１２ 用紙供給部
１４ 記録ヘッド部
１８ メンテナンス部
２０ 記録部
２２ 排出部
２４ 給紙部
２６ 搬送装置
２８ ループ形成部
３０ ガイド部材
３２ 排紙ベルト
３４ 排紙部
３６ 用紙搬送路
３８ スターホイール
４０ 搬送ロール
４２ インクジェット記録ユニット
４４ メンテナンス装置
４６ 記録ヘッド
４８ 温度センサ
５０ 湿度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びプログラムに係り、特に画像形成装置のノズル部の目詰り防止のための予備吐出時に発生するインク液の増粘を抑制する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、高画質化のために、水性顔料インクを高粘度化して使用する方向に向かっているが、高粘度の水性顔料インクは、溶媒の蒸発によりインクジェット記録装置のノズル部でインクが増粘し易いため、目詰まり防止のために、定期的に予備吐出を行わなければならない。しかし、ノズル毎に使用頻度や記録を行わない休止時間が異なるため、すべてのノズルで同じ吐出回数に基づいて予備吐出を行うと、無駄なインクを吐出してしまう虞がある。
【０００３】
これらの課題を解決するために、複数のノズルの各々について、最大の吐出回数と各ノズルの画像形成時の吐出回数との差分回数を予備吐出時のノズルのインク吐出回数として予備吐出の制御を行うことで、予備吐出における吐出回数が各ノズルで等しく設定されているために、予備吐出に必要な吐出回数以上の予備吐出を行うために生じるインクの無駄な消費や、頻度に画像形成時に使用されるノズルとその他のノズルにおいてインクの蒸発による増粘を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、記録ヘッドのノズル毎に記録画像データに応じてインクの空吐出時の吐出量の制御を行うことで、ノズルの使用部分と未使用部分との間で、ノズルの内部の濡れ性の相違や各ノズルの内部にインク吐出用の熱エネルギーを発生するための発熱抵抗素子の表面の酸化物皮膜の堆積量の相違をなくす技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、非記録時間が比較的短い場合や、記録時に吐出回数の少ないノズルが殆ど無い場合等、記録装置の使用状態によっては必要回数以上の予備吐出が行われる時もあり、その結果、記録以外に使用されるインク量が多くなるため、ランニングコストが増大し、記録ヘッドとインクタンクとが一体となったカートリッジ式のインクジェット記録装置の場合は、インクが無くなった時点でインクタンク及び記録ヘッドともども新たなものと交換しなければならず、このカートリッジの交換はランニングコストに影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、カラーあるいはブラックの記録ドット数、記録待機時間、あるいは記録ヘッド周囲の温度や湿度に基づいて最低限必要な予備吐出回数を予め定め、これらの予備吐出回数を用いることによって、不必要なインク消費を低減し効率的なインク使用を行う技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、従来、インク滴の吐出又は非吐出に応じてそのノズル開口についてフラッシング動作をオン・オフする場合、吐出したインク量については何等考慮しておらず、全く吐出していないノズル開口に対してのみフラッシング動作を行っているため、吐出したとしても吐出量が極少量であった場合、ノズル開口ではインクの増粘が進行する虞が生じ、走査単位毎にノズルからの吐出及び非吐出に応じて、ノズルのフラッシング量を設定し、設定した値に基づいて、フラッシングを行う技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
また、吐出エネルギーの発生源である吐出用ヒータがインクにさらされるため、インクや外部から進入した汚物が吐出用ヒータに付着した時には、各ノズル内の各吐出用ヒータに発生する各熱エネルギーがそれぞれ異なるものとなり、各ノズルに発生する吐出液滴径も異なるため、インクにさらされた吐出用ヒータに、印字時のヘッド駆動電圧よりも大なる所定のヘッド駆動電圧を印加することによって、吐出用ヒータの汚物を除去し、印字中のヘッド濃度のムラ変化を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００９】
さらに、記録ヘッドの吐出用ヒータ表面上の付着物等によって、インクの吐出効率に変化が生じ印刷時に発生するムラを防止するため、インク中に発砲しない程度の熱エネルギーを与えるためのプレパルスとインク中に発砲を生ぜしめノズルよりインクを吐出させるメインパルスとのインターバルタイムを環境温度等の所定の条件において定め制御することで、記録ヘッドの吐出用ヒータに投入するエネルギーが同一であっても、より吐出量を大きくすることで印刷時のムラを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平０５−３３８１３４号公報
【特許文献２】特開平０６−３０５１５９号公報
【特許文献３】特許第３１３３８６９号公報
【特許文献４】特開２００５−０９６２８１号公報
【特許文献５】特開平０３−２５６７４９号公報
【特許文献６】特開第３１６５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高画質化のために、水性顔料インクを高粘度化して使用する方向に向かっており、高粘度の水性顔料インクは、溶媒の蒸発によりノズル部で増粘し易く、目詰まり防止のための予備吐出を行っている最中に、各ノズル部において予備吐出の吐出又は不吐出、あるいは吐出回数等の相違によって、インクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１１】
上記特許文献１乃至４に開示された技術は、予備吐出による無駄なインクを減らすために、使用頻度に応じて、ノズル毎に予備吐出回数の制御を行う技術であるが、予備吐出回数が少なく設定されたノズルでは、他のノズルが予備吐出を行っている場合は休止しており、休止している時間にインクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１２】
また、特許文献５及び６に開示された技術は、吐出用ヒータに付着する付着物の除去を行う技術であるが、上記と同様に、予備吐出時に生じるノズル部のインクの増粘についての記載はなく、不吐出時におけるインクの増粘が進行する虞が生じる。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するために成されたもので、ノズルの目詰まりを防止する予備吐出時において、ノズル部に生じるインク液の増粘進行を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域と前記予備吐出領域の後の画像形成領域とを隣接して設け、前記最後に液滴を吐出するタイミングを、前記予備吐出領域内で最後に吐出した液滴が、前記予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとすることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、前記タイミング決定手段は、前記物理量及び前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、予備吐出領域内において前記吐出手段から吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の画像形成装置であって、前記吐出量決定手段は、予め定めた吐出回数に基づいて各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量を決定することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項６記載の画像形成装置であって、前記予備吐出領域を画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定し、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めたことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、前記吐出量決定手段は、前記物理量に基づいて前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記吐出量決定手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量以上となるように決定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項６〜請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の発明のプログラムは、コンピュータを、画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において液滴を吐出する各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように制御する制御手段と、して機能させるためのプログラムである。
【００２６】
請求項１３の発明のプログラは、コンピュータを、予備吐出領域内において液滴を吐出する各ノズルから吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように制御する制御手段と、して機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、各ノズル毎の予備吐出を行う開始タイミングを制御することによって、予備吐出時のノズル部に生じる液滴の増粘を抑制することができる、という効果を奏する。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、予備吐出時における必要以上の吐出回数を低減できる、という効果を奏する。
【００２９】
請求項３に係る発明によれば、ノズル部が外気に触れる時間をより短縮することが可能となり、液滴の蒸発に起因する液滴の増粘をより確実に抑制することができる、という効果を奏する。
【００３０】
請求項４に係る発明によれば、液滴の増粘の進行速度に影響を与える温度及び湿度を考慮することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘をより精度良く抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３１】
請求項５に係る発明によれば、画像形成装置における印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３２】
請求項６に係る発明によれば、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を制御することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘の進行を抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３３】
請求項７に係る発明によれば、予備吐出時の画像形成装置の処理負荷軽減及び処理速度の向上を計ることが可能となる、という効果を奏する。
【００３４】
請求項８に係る発明によれば、予備吐出時における必要以上の液滴の吐出量を低減することができる、という効果を奏する。
【００３５】
請求項９に係る発明によれば、液滴の増粘の進行速度に影響を与える温度及び湿度を考慮することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘をより精度良く抑制することが可能となる、という効果を奏する。
【００３６】
請求項１０に係る発明によれば、印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３７】
請求項１１に係る発明によれば、画像形成装置における印刷速度を向上することができる、という効果を奏する。
【００３８】
請求項１２に係る発明によれば、各ノズル毎の予備吐出を行う開始タイミングを制御することによって、予備吐出時のノズル部に生じる液滴の増粘を抑制するプログラムを提供することが可能となる、という効果を奏する。
【００３９】
請求項１３に係る発明によれば、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を制御することで、予備吐出中に生じる液滴の増粘の進行を抑制するプログラムを提供することが可能となる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
[第１実施形態]
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について詳細に説明する。なお、本第１実施形態は、本発明を画像形成装置としてのインクジェットプリンタを適用したものである。
【００４１】
図１は、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１０は、記録用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６及び記録ヘッド部１６のメンテナンスを行うメンテナンス部１８を備えた記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成されている。
【００４３】
用紙供給部１２は、記録用紙Ｐが収容される給紙部２４と、給紙部２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。レジ調整部１４は、ループ形成部２８と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材３０とを有しており、記録用紙Ｐは、この部分を通過することによって、その弾性を利用してスキューが矯正されるとともに、搬送タイミングが制御されて記録部２０に供給される。そして、排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを、排紙ベルト３２を介して排紙部３４に排出する。
【００４４】
記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８との間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３６が設けられている（用紙搬送方向を矢印ＰＦで示す。）。用紙搬送路３６は、スターホイール３８と搬送ロール４０とを有し、このスターホイール３８と搬送ロール４０とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット４２に対して対向配置されるメンテナンス装置４４を有しており、インク液を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッド４６に対するキャピングやワイピング、更には、予備吐出やバキューム等の処理を行う。
【００４５】
各インクジェット記録ユニット４２は、用紙搬送路３６を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、各記録ヘッド４６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なおインクジェット記録ユニット４２は、フルカラーの画像を記録するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して、少なくとも各１ユニット配置されている。
【００４６】
また、各インクジェット記録ユニット４２は、自身の環境温度を検出する温度センサ４８が設けられ、さらに、インクジェットプリンタ１０は、インクジェット記録ユニット４２近辺の環境湿度を検出する湿度センサ５０が設けられている。
【００４７】
続いて、上述のように構成された本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の制御系の構成について説明する。図２は、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【００４８】
本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０は、一次記憶媒体であるＲＡＭ、書込み可能な記憶媒体であるＲＯＭ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ等）及びＣＰＵを備えたコンピュータで構成された制御コントローラ１００が駆動ＩＣ１０２を制御することによって、各記録ヘッド４６からのインクの吐出を動作させるドライバ１０４を駆動することで、各記録ヘッド４６からインク滴を吐出する。
【００４９】
駆動ＩＣ１０２は、シフトレジスタ１０６と、ラッチ回路１０８と、シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐと、セレクタ１１２と、レベルシフタ１１４と、を備えており、制御コントローラ１００から出力されたクロック信号及び駆動波形選択信号がシフトレジスタ１０６に入力され、ラッチ信号がラッチ回路１０８に入力される。
【００５０】
各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐには、波形発生回路１１６によって発生された駆動波形が入力される。波形発生回路１１６は、例えば、１６種類の駆動波形を発生し、発生した各駆動波形を各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに格納する。１６種類の駆動波形は、本第１実施形態では、第１〜第４駆動波形として予め定めた第１〜第４大滴波形を割り当て、第５〜第８駆動波形として予め定めた第１〜第４中滴波形を割り当て、第９〜第１２駆動波形として予め定めた第１〜第４小滴波形を割り当てる。
【００５１】
そして、ノズル毎の画像形成時の吐出量及び画像形成終了後から予備吐出を開始するまでの休止時間等に応じて大滴波形、中滴波形、及び小滴波形の各々について各４種類の中から駆動波形を選択して、ノズル毎にインク液の増粘を抑制するための予備吐出のために利用し、残りの波形を予備とする。
【００５２】
セレクタ１１２、及びレベルシフタ１１４は、それぞれ各圧電素子１２０を駆動するドライバ１０４毎に設けられており、セレクタ１１２には、１６種類の駆動波形を選択する４ビットのデータが吐出周期毎にシフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐから入力され、セレクタ１１２によって選択された駆動波形がレベルシフタ１１４によって電圧が所定電圧に上げられてドライバ１０４に出力される。ドライバ１１４は、３つのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ（１１８）を介してそれぞれ接地、電圧ＨＶ１、電圧ＨＶ２に接続されており、これらのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃのオン・オフにより駆動波形を圧電素子１２０に印加する。
【００５３】
また、制御コントローラ１００には、各記録ヘッド４６の環境温度を検出する温度センサ４８及び各記録ヘッド４６近辺の環境湿度を検出する湿度センサ５０が接続されており、制御コントローラ１００は、温度センサ４８及び湿度センサ５０の検出結果を取得して、波形選択やインク供給等を制御する。
【００５４】
本第１実施形態では、０（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ２、電圧ＨＶ１（ＨＶ２＞ＨＶ１）の３種を用いてデジタルの駆動波形を生成する。また、本第１実施形態では、この３値のデジタル駆動波形を用いて３種類の滴量のインク滴を吐出する。以下では、３種類のインク滴は、滴量の多い順に大滴、中滴、小滴と称する。
【００５５】
図３は、本第１実施形態で適用した圧電素子１２０に印加する駆動波形の一例を示しており、図３（Ａ）は、大滴の駆動波形を示す一例を示し、図３（Ｂ）は、中滴の駆動波形を示す一例を示し、図３（Ｃ）は、小滴の駆動波形を示す一例を示しており、さらに図３（Ｄ）は、吐出しないノズルに微振動を与えてインクの増粘を抑制するための駆動波形である予備波形を示している。
【００５６】
下記表１には、上記駆動波形により吐出されるインク滴の滴体積と滴速との例を示している。インク滴の滴下速度である滴速は、インク滴の大きさの種類を示す大滴、中滴、小滴等の滴種間の着弾位置を揃える為に、全ての滴種で例えば１０ｍ／ｓｅｃになるように設定している。また、滴体積は、記録データの階調に応じて使い分ける滴種で異なっており、大滴は例えば１０ｐｌ、中滴は例えば６ｐｌ、小滴は例えば２．５ｐｌに設定されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】
これらの駆動波形は、所定の電位を基準として、電圧が下がるとインク液が貯留された圧力室（図示しない）が膨張し、電圧が上がると圧力室が収縮し、この圧力室の膨張及び収縮によって圧力室の容積を増減させて記録ヘッド４６からインク滴が吐出される。
【００５９】
図４（Ａ）は、ある水性顔料インクを用いた場合において、画像形成後にインク滴の吐出を休止する休止時間（詳細は後述する）と休止時間後に最初に吐出するインク滴の滴速との関係を示したものである。休止時間には圧電素子１２０に所定の電圧を印加することによって予備波形を与えている。休止時間が長くなると、ノズル部のインク滴が溶媒の蒸発によりインク液の増粘が進行し、滴速が遅くなる。また、図４（Ａ）においては、連続印刷時の滴速（基準速度）は、例えば１０ｍ／ｓｅｃであり、滴体積が小さくなるほどインク液の増粘による影響を受けやすく、滴速の低下が大きくなる。
【００６０】
図４（Ｂ）は、図示したように吐出周波数を例えば１８ｋＨｚ、印刷方向解像度を例えば１２００ｄｐｉ、スキャン速度を例えば３８１ｍｍ／ｓｅｃ、紙間距離を例えば１．０ｍｍ、及び基準速度を例えば１０.０ｍ／ｓｅｃの条件で印刷する場合の、滴速と記録用紙Ｐ上での理想の着弾位置からのインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したものであり、インク滴の滴速が遅くなることによって、着弾位置ずれ量が増加している。
【００６１】
図５は、図４（Ａ）と図４（Ｂ）との関係から、休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したものである。休止時間が長くなると、滴速が遅くなり、着弾位置ずれ量は増加する。例えば、滴種が小滴の場合、休止時間が例えば０．６ｓｅｃならば着弾位置ずれ量は例えば１０μｍであり、印刷方向解像度が例えば１２００ｄｐｉの場合、印刷方向のドットピッチは例えば２１μｍであり、着弾位置ずれ量が例えば１０μｍならば半ピッチずれることになり、滴体積が小さくなるほど、着弾位置ずれ量が大きくなる。
【００６２】
図６は記録ヘッド４６と記録用紙Ｐとを相対的にスキャンさせ印刷する時の各パラメータの関係を示したものである。
【００６３】
本第１実施形態では、各パラメータに関して、滴速をＶｄ（ｍ／ｓｅｃ）、記録用紙Ｐと記録ヘッド４６との間の紙間距離をｄ（ｍ）、印刷方向解像度をｎ（ｄｐｉ）、吐出周波数をｆ（ｋＨｚ）、吐出周期をＴ０（μｓｅｃ）＝１０００／ｆ、及びスキャン速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）＝２５．４×ｆ÷ｎとして定義している。
【００６４】
また、本第１実施形態では、上記各パラメータの値として、例えば紙間距離をｄ（ｍ）＝０．００１、スキャン方向解像度をｎ（ｄｐｉ）＝１２００、吐出周波数をｆ（ｋＨｚ）＝１８．０、吐出周期をＴ０（μｓｅｃ）＝１０００／ｆ＝５５．６、及びスキャン速度をＶｓ＝（ｍ／ｓｅｃ）＝２５．４×ｆ÷ｎ＝０．３８１の値を設定する。
【００６５】
さらに、連続印刷時の滴速（基準速度）Ｖｄに対して、インク液の増粘による滴速差がΔＶｄ（ｍ／ｓｅｃ）であるとすると、記録ヘッド４６から吐出され記録用紙Ｐに着弾するまでの着弾時間差はΔＴ（ｓｅｃ）＝｛ｄ／（Ｖｄ±ΔＶｄ）｝−｛ｄ／Ｖｄ｝であり、記録用紙Ｐ上における理想の着弾位置からの着弾位置ずれ量は、ΔＬ＝Ｖｓ×ΔＴとして定義している。
【００６６】
図７には、記録ヘッド４６（例えばＡ４長手幅）が４色分（ＹＭＣＫ）設置されており、それらの記録ヘッド４６に対向した記録用紙搬送ベルト（図示しない）上には、記録用紙Ｐが存在する記録領域と記録用紙Ｐが存在せず、ノズル部の目詰まり防止のために予備吐出を行う予備吐出領域があり、その領域間にはマージン領域が存在する。
【００６７】
予備吐出領域では、用紙搬送ベルト上に直接インク滴が吐出され、予備吐出を行った後、用紙搬送ベルト上に吐出したインク滴をクリーナー（図示しない）で清掃する。なお、予備吐出領域における予備吐出の吐出間隔は、記録領域での吐出間隔と同じで例えば２１μｍ（１２００ｄｐｉ）であり、予備吐出領域では、ＹＭＣＫの４色のインクが用紙搬送ベルト上の同じ位置に着弾される。
【００６８】
下記表２は、従来の記録領域、予備吐出領域及びマージン領域について例示しており、この例において水性顔料インクでは、ある予備吐出後の記録領域で全く吐出されなかったノズルをリフレッシュするために大滴１０ｐｌで５００ｐｕｌｓｅの予備吐出を必要としている。この例では、Ａ４の印刷周期が０．６０４ｓｅｃであり、印刷速度は９９．３ｐｐｍである。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図８（Ａ）は、予備吐出領域において予備吐出に必要とする吐出量の分類方法の一例を示している。必要予備吐出量をＷ（ｐｌ）、記録領域の吐出量をＶ（ｐｌ）、及び休止時間をｔ（ｓｅｃ）として、図８（Ａ）中に示した点線の領域のように分類し、各点線領域での最悪条件を黒丸で示している。この最悪条件とは、各点線領域中で最もＶが小さくｔが大きい条件である。
【００７１】
例えば、記録領域の吐出量Ｖが１０００〜３０００（ｐｌ）の間の値を示し、休止時間ｔが０．２〜０．４の間の値を示す場合には、最悪条件として、記録領域の吐出量Ｖを１０００（ｐｌ）、休止時間ｔを０．４（ｓｅｃ）とする。
【００７２】
図８（Ｂ）は、前述の図８（Ａ）に示す各点線領域において、最悪条件下において必要予備吐出量Ｗを求める実験（詳細は後述する）を行い、それによって求めた各点線領域における必要予備吐出量Ｗを示している。例えば、記録領域の吐出量Ｖが１０００〜３０００（ｐｌ）の間の値を示し、休止時間ｔが０．２〜０．４の間の値を示す場合には、必要予備吐出量Ｗは２５００（ｐｌ）となる。
【００７３】
図９は、上記必要予備吐出量Ｗを求めるための実験シーケンスを示す。まず、基準とする記録領域での吐出量と予備吐出領域での吐出量とで標準的な印刷周期を数周期実行して定常状態を作り、その後、パラメータ実験を行う。
【００７４】
このパラメータ実験は、図９中のパラメータ実験領域において行い、使用するパラメータは、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）、記録領域の吐出量Ｖ（ｐｌ）、及び休止時間ｔ（ｓｅｃ）であり、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）を定めるための特性値は、滴種が小滴の場合における理想の着弾位置からの着弾位置ずれ量である。前述したように最悪条件にＶとｔとを設定し、Ｗを変更させることで実験を行う。
【００７５】
パラメータ実験領域における予備吐出の終了後、休止時間による影響を受けやすい小滴を吐出させ、その着弾位置ずれ量が、予め定めた規定範囲内であれば、最低予備吐出量をその最悪条件での必要予備吐出量Ｗとして求める。着弾位置ずれ量は、目標とする画質から設定され、印刷方向の画像ピッチの半分とすることができ、例えば、印刷方向（スキャン方向）の画像ピッチが２１μｍの場合、その半分の１０．５μｍとする。
【００７６】
図１０〜図１２において、記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出パルスの設定方法を示す。
【００７７】
図１０は、記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗが設定されており、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ及び必要予備吐出量Ｗに対応している。なお、本第１実施形態では、各ノズル毎の滴種は大滴として統一している。
【００７８】
図１１に示すように休止時間は、画像を形成する記録領域で最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域における予備吐出を開始するタイミングとの間の間隔を示している。
【００７９】
図１２は、予備吐出パルスの配置に関する一例を示しており、図１２（Ａ）は、従来、ノズル毎に異なる予備吐出パルスを予備吐出領域の前端を基準として定めて吐出しており、吐出数の少ないノズルではインク液の増粘が進行し、従来のインクでは、このような吐出数の少ない場合においても、インク液の増粘による画質には影響なかったが、近年の高粘度顔料インクでは影響が大きくなっている。
【００８０】
そのため、図１２（Ｂ）に示すように、本第１実施形態では、予備吐出領域において最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域後の記録領域の開始位置との間の僅かなタイミング差によるインク液の増粘を防止するため、予備吐出領域と隣接した記録領域の開始位置と最も近い位置、すなわち予備吐出領域の後端を基準にして各ノズルの予備吐出パルスを設定することで、ノズル部が外気に触れる時間をより短縮し、インク液の蒸発に起因するインクの増粘をより確実に抑制している。
【００８１】
従って、図１０に示す記録領域の全吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量に対して、予備吐出領域の後端、すなわち予備吐出領域で最後にインク滴を吐出するタイミングを基準にして、予備吐出数を定めており、これらの図１０に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件は、前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されている。
【００８２】
さらに、予備吐出中に生じるインク液の増粘をより精度良く抑制するために、温度及び湿度により異なるインク液の増粘の進行速度を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１０に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させることも可能である。
【００８３】
上記のように予備吐出パルスの設定を行うことによって、画像形成時の全吐出量、並びに休止時間の長さに応じて吐出回数を定めているため、予備吐出時における必要以上の吐出回数を低減できる。
【００８４】
次に、本第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０における制御コントローラ１００で行われる処理の一例を示すフローチャートを図１３に示す。
【００８５】
ステップ１００では、温度センサ４８で計測した各記録ヘッド４６の環境温度を制御コントローラ１００のＲＡＭへ記憶し、次のステップ１０２では、湿度センサ５０で計測した記録ヘッド４６近辺の環境湿度をＲＡＭへ記憶する。
【００８６】
次のステップ１０４では、予備吐出を行う処理対象のノズルを選択し、次のステップ１０６では、ステップ１０４で選択したノズルの記録領域における画像記録時の全吐出量を画像データに基づいて計測し、次のステップ１０８では、選択したノズルの休止時間を算出する。
【００８７】
休止時間の算出方法としては、例えば、ステップ１０４において選択したノズルの画素データに‘１’（記録領域における記録データあり、すなわちインク滴の吐出あり。）が全て無くなった時点を休止時間の開始タイミングとし、残りの画素データ‘０’ （記録領域における記録データなし、すなわちインク滴の吐出なし。）の数に相当する時間を記録領域における休止時間とする。
【００８８】
一方、記録領域と予備吐出領域との間にマージンを設定した場合には、各記録ヘッド４６がマージンを通過するのに要する時間（例えば、マージンの長さをスキャン速度Ｖｓで除算した値）をＲＯＭへ予め記憶しておき、このＲＯＭから取得した時間を、前述の記録領域における休止時間に加えた時間を休止時間とする。
【００８９】
次のステップ１１０では、ステップ１００及びステップ１０２でＲＡＭへ記憶した記録ヘッド４６の温度及び湿度を読出して、温度及び湿度、並びにステップ１０６及びステップ１０８で算出したノズルの記録領域の全吐出量、及びステップ１０８で算出した休止時間に該当するＲＯＭに予め記憶した予備吐出条件である予備吐出滴種、予備吐出数、及び予備吐出周波数を取得する。
【００９０】
ステップ１１２で、全ノズルに対して予備吐出条件を取得した場合には、ステップ１１４へ進み、予備吐出条件を取得していないノズルが存在する場合には、再度ステップ１０４に戻り、予備吐出条件を取得していないノズルに対してステップ１０４〜ステップ１１２の処理を実行する。
【００９１】
ステップ１１４では、ステップ１１０で取得した予備吐出条件に基づいて、予備吐出を実施する。予備吐出を行う際に、図１２（Ｂ）で示すように、温度、湿度、記録領域の吐出量、及び休止時間に応じて予備吐出領域における各ノズル毎に予備吐出を開始するタイミングがそれぞれ相違する場合が存在するため、開始タイミングとしては、例えば、記録ヘッド４６が予備吐出領域を通過する時間を設計値として予めＲＯＭへ記憶させ、該通過する時間から、予備吐出時に吐出する各インク滴の吐出間隔に予備吐出数を乗じ、乗じた値からスキャン速度Ｖｓで除算した値を減算することで、予備吐出領域の前端から予備吐出を開始するタイミングを算出する。
【００９２】
上記タイミングが算出された後、ステップ１１０で取得した予備吐出条件に基づいて、ノズル毎にインク液の予備吐出滴種に応じた駆動波形を選択し、上記の算出されたタイミングで予備吐出を制御する。
【００９３】
これによって、予備吐出を実施する予備吐出領域の最後に吐出されるインク滴を基準として、予備吐出数を予め定めて予備吐出が行われるので、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制することが可能となる。
【００９４】
すなわち、予備吐出領域において最後に吐出したインク滴が、予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとなる。
【００９５】
上記では、予備吐出パルスの設定に関して、図１２（Ｂ）に示すように予備吐出領域の後端を予備吐出の終了タイミングとしてこの後端を基準にして予備吐出を開始するタイミングを定める例について説明したが、予備吐出領域の後端を基準とせず、予備吐出領域内の後端以外の位置を基準にして予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【００９６】
この場合には、予備吐出領域内の最後にインク滴を吐出するタイミングと予備吐出領域の後に設定された記録領域の開始位置との間の間隔が、記録領域におけるインク滴の着弾位置ずれを防止することが可能な間隔の最大値以下となるように、予備吐出領域内において最後にインク滴を吐出するタイミングを定め、このタイミングを基準とし、予め定めた予備吐出回数に基づいて各ノズル毎に予備吐出を行う開始タイミングを定める。
【００９７】
この場合、例えば、記録ヘッド４６が予備吐出領域の前端から予備吐出領域内の最後にインク滴を吐出するタイミング迄の所定の時間を設計値として予めＲＯＭへ記憶させ、この所定の時間から、予備吐出時に吐出する各インク滴の吐出間隔に予備吐出数を乗じた積をスキャン速度Ｖｓで除算した商を減算することで、予備吐出領域の前端を基準とした予備吐出を開始するタイミングを算出する。
【００９８】
これによって、休止時間に生じるインク液の増粘、及び予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間で生じるインク液の増粘の進行を抑制することが可能となる。
【００９９】
さらに上記では、温度及び湿度をパラメータの１つとして、予備吐出を開始するタイミングを定めた例について説明したが、温度及び湿度のいずれか一方を用いて予備吐出を開始するタイミングを定めても良く、温度及び湿度をパラメータに含めずに予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【０１００】
[第２実施形態]
上記第１実施形態においては、予備吐出領域においてインク液の増粘を抑制する際に、記録領域の吐出量及び休止時間に応じて予備吐出量及び予備吐出数を設定することで、各ノズル毎に予備吐出の制御を行う例について説明したが、本第２実施形態は、異なる予備吐出滴種を設定することにより各ノズル毎に予備吐出を制御するようにしたものである。
【０１０１】
本第２実施形態のインクジェットプリンタ及びインクジェットプリンタの制御系の構成に関しては、第１実施形態の図１及び図２と同一構成であるので説明は省略する。
【０１０２】
本第２実施形態で使用するパラメータは、第１実施形態と同様に、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）、記録領域の吐出量Ｖ（ｐｌ）、及び休止時間ｔ（ｓｅｃ）であり、必要予備吐出量Ｗ（ｐｌ）を定めるための特性値は、小滴の理想着弾位置からの着弾位置ずれ量である。また、最悪条件にＶとｔとを設定し、Ｗを変更させることで実験を行う。
【０１０３】
パラメータ実験領域における予備吐出の終了後、休止時間による影響を受け易い小滴を吐出させ、その着弾位置ずれ量が、予め定めた規定範囲内であれば、最低予備吐出量をその最悪条件での必要予備吐出量Ｗとして求める。
【０１０４】
以下、記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出の設定方法を示す。本第２実施形態では、各ノズルの予備吐出数を同一回数として、異なる予備吐出滴種を設定することにより、予備吐出量を設定する。従って、各ノズルの予備吐出量の比は、設定された滴種の滴体積の比となる。
【０１０５】
図１４は、前述の実験結果によって記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗの設定を示したものであり、予備吐出量Ｗは、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ、及び必要予備吐出量Ｗ以上の予備吐出量となるように設定されている。
【０１０６】
従って、図１４に示す記録領域の吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量に対して予備吐出滴種が定められており、これらの図１４に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件は、第１実施形態で説明したのと同様に前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されている。
【０１０７】
さらに、上記の第１実施形態で説明したように予備吐出中に生じるインク液の増粘をより精度良く抑制するために、温度及び湿度により異なるインク液の増粘の進行速度を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１４に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させる。
【０１０８】
上記により、各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量（予備吐出滴種）の設定を行うだけで、予備吐出回数の設定を行う必要がなくなるため、吐出処理に利用するデータの転送量を減らすことが可能となり、予備吐出時の画像形成装置の処理負荷軽減及び処理速度の向上を計ることが可能となる。
【０１０９】
さらに、各ノズル毎に画像形成時の吐出量及び休止時間の長さに応じて液滴の単位回数当たりの吐出量を定めているため、予備吐出時における必要以上の液滴の吐出量を低減することができる。
【０１１０】
次に、本第２実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御コントローラで行われる処理は、上記第１実施形態で説明した図１３に示すフローチャートのステップ１００〜ステップ１１２と同様であるため説明は省略するが、本第２実施形態では、ステップ１１４で、予備吐出開始タイミングを従来と同様に予備吐出領域の前端に定め、上記ＲＯＭに記憶された予備吐出条件である予備吐出滴種、予備吐出数、及び予備吐出周波数に基づいて予備吐出を制御する。
【０１１１】
これによって、ノズル毎に予備吐出を実施するインク液の予備吐出滴種を設定して予備吐出を行うので、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制することが可能となる。
【０１１２】
上記では、各ノズル毎の予備吐出回数を同一としたが、すべてのノズルに対して同一とする必要はなく、予備吐出領域内においてノズルから吐出される全吐出量が、予備吐出領域の後に設定された画像形成領域においてインク液の増粘を原因として生じるインク滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上で、かつ最小吐出量より所定量多い量以下、好ましくは最小吐出量となるように、各ノズル毎に予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量（予備吐出滴種）を決定することによって、予備吐出中に生じるインク液の増粘の進行を抑制するように制御することも可能である。
【０１１３】
予備吐出領域内の全吐出量を上記の最小吐出量を超えた量とする場合には、インクの消費量を低減するに最小であることが好ましく、０であるのがより好ましい。
【０１１４】
さらに上記では、温度及び湿度をパラメータの１つとして、予備吐出を開始するタイミングを定めた例について説明したが、第１実施形態と同様に温度及び湿度のいずれか一方を用いて予備吐出を開始するタイミングを定めても良く、温度及び湿度をパラメータに含めずに予備吐出を開始するタイミングを定めても良い。
【０１１５】
[第３実施形態]
本第３実施形態は、予備吐出領域におけるインク液の予備吐出滴種または吐出周波数を記録領域におけるインク液の滴種または吐出周波数よりも大なる滴量を設定することで、予備吐出時に生じるインク液の増粘の抑制を行うと共に、予備吐出に必要とする吐出量を速く吐出させ、予備吐出に要する時間を短縮化することを可能とするものである。
【０１１６】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタは、第１実施形態と同一構成であるので説明は省略する。
【０１１７】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタの制御系の構成に関しては、上記第１実施形態及び第２実施形態の図２に示すインクジェットプリンタの制御系の構成と同一であり、同一部分ついては、同一符号を用いて説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態と相違する部分について説明する。
【０１１８】
本第３実施形態では、各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに、波形発生回路１１６によって発生された駆動波形が入力され、波形発生回路１１６は、複数の駆動波形、例えば、１６種類の駆動波形を発生し、発生した各駆動波形を各シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐに格納する。１６種類の駆動波形は、本第３実施形態では、第１〜第３駆動波形として予め定めた第１〜第３大滴波形を割り当て、第４〜第６駆動波形として予め定めた第１〜第３中滴波形を割り当て、第７〜第９駆動波形として予め定めた第１〜第３小滴波形を割り当て、さらに本第３実施形態では、第１０〜第１２駆動波形として予め定めた第１〜第３極大滴波形を割り当てる。
【０１１９】
そして、ノズル毎の画像形成時の全吐出量及び画像形成終了後から予備吐出を開始するまでの休止時間等に応じて極大滴波形、大滴波形、中滴波形、及び小滴波形の各４種類の中から駆動波形を選択してノズル毎にインク液の増粘を抑制するために予備吐出に利用し、残りの波形を予備とする。
【０１２０】
以下では、４種類のインク滴は、滴量の多い順に極大滴、大滴、中滴、小滴と称する。
【０１２１】
また、セレクタ１１２、及びレベルシフタ１１４は、それぞれ各圧電素子１２０を駆動するドライバ１０４毎に設けられており、セレクタ１１２には、１６種類の駆動波形を選択する４ビットのデータが吐出周期毎にシフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｐから入力され、セレクタ１１２によって選択された駆動波形がレベルシフタ１１４によって電圧が所定電圧に上げられてドライバ１０４に出力される。ドライバ１１４は、３つのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ（１１８）を介してそれぞれ接地（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ１、電圧ＨＶ２に接続されており、これらのスイッチング素子１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃのオン・オフにより駆動波形を圧電素子１２０に印加する。
【０１２２】
また、制御コントローラ１００には、各記録ヘッド４６の環境温度を検出する温度センサ４８及び記録ヘッド４６の環境湿度を検出する湿度センサ５０が接続されており、制御コントローラ１００は、温度センサ４８及び湿度センサ５０の検出結果を取得して、波形選択やインク供給等を制御する。
【０１２３】
本第３実施形態では、０（ＧＮＤ）、電圧ＨＶ２、電圧ＨＶ１（ＨＶ２＞ＨＶ１）の３種を用いてデジタルの駆動波形を生成する。また、この３値のデジタル駆動波形を用いて４種類の滴量のインク滴を吐出する。 図１５は、本第３実施形態で適用した圧電素子１２０に印加する駆動波形の一例を示しており、図１５（Ａ）は、極大滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｂ）は、大滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｃ）は、中滴の駆動波形を示す一例を示し、図１５（Ｄ）は、小滴の駆動波形を示す一例を示しており、さらに図１５（Ｅ）は、吐出しないノズルに微振動を与えてインクの増粘を抑制するための駆動波形である予備波形を示している。
【０１２４】
予備吐出時に要する時間の短縮化のために、予備吐出のインク液の予備吐出滴種の最大滴量及び吐出周波数を増加させ、下記表３に示すようにインク液の滴種が、大滴よりも滴量が多い極大滴を設定する。この極大滴は、記録領域における画像形成時に使用されないので、表３に示すように極大滴の滴速が他の滴種と同じである必要はない。
【０１２５】
【表３】
【０１２６】
図１６に示すように、前述の実験結果によって記録領域の吐出量Ｖ及び休止時間ｔに応じて求めた予備吐出量Ｗが設定されており、前述した図８（Ｂ）に示される記録領域の吐出量Ｖ、休止時間ｔ、及び必要予備吐出量Ｗ以上の予備吐出量となるように設定している。
【０１２７】
表３に示すように極大滴の滴量を１６．０ｐｌとして、図１６に示すように滴種を設定することで、図１０に示される同等の予備吐出量を確保すると共に、予備吐出数を５００ｐｕｌｓｅから３１０ｐｕｌｓｅに減らすことができ、予備吐出時間を短縮することができる。
【０１２８】
また、図１６に示すように予備吐出周波数を２４．０Ｈｚとして高く設定することによって、予備吐出時間を短縮することができる。
【０１２９】
従って、図１６に示す記録領域の吐出量及び休止時間に対応させた予備吐出量及び予備吐出滴種に対して予備吐出数を定めており、これらの図１６に示す予備吐出を行うための条件である予備吐出条件が、前述のＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されており、さらに、インクは、温度及び湿度の少なくとも一方に応じて粘度が変化する為、温度及び湿度の少なくとも一方を考慮して上記実験を行い、温度及び湿度に対応した図１６に示す予備吐出条件をＲＯＭに記憶させても良い。
【０１３０】
本第３実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御コントローラで行われる処理は、上記実施形態１及び実施形態２で説明した図１３に示すフローチャートのステップ１００〜ステップ１１２と同様であるため説明は省略するが、ステップ１１４では、予備吐出を開始するタイミングは、上記第１実施形態または第２実施形態に記載したタイミングで良いが、滴量については上記第１実施形態及び第２実施形態に追加して予備吐出滴種に極大滴がＲＯＭへ設定されており、ノズル毎にインク液の予備吐出滴種に応じた駆動波形を選択し、予備吐出を制御する。
【０１３１】
これらをまとめると下記表４に示されるように、表２の印刷周期０．６０４ｓｅｃに対して、印刷周期を０．５９０に短縮することができる。これにより印刷速度を９９．３ｐｐｍから１０１．８ｐｐｍに印刷速度を速くすることができる。
【０１３２】
【表４】
【０１３３】
このような印刷速度の向上は、例えば、予備吐出に費やす時間が高速化に影響を与えるＦＷＡヘッドを用いた高速インクジェット等の画像形成装置に対して有効である。
【０１３４】
上記により、予備吐出領域における各ノズルから吐出するインク滴の単位回数当たりの吐出量である予備吐出滴種及び単位時間当たりの予備吐出回数である吐出周波数を、記録領域におけるインク液の滴種及び吐出周波数よりも大として設定することで、予備吐出時のノズル部に生じるインク液の増粘を抑制すると共に、予備吐出に必要とする吐出量を速く吐出することで、予備吐出に要する時間を短縮化することが可能となり、印刷周期の短縮化、すなわち印刷速度の向上を計ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施形態に係る発明のインクジェットプリンタを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１及び第２実施形態に係るインクジェットプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１及び第２実施形態に係る駆動波形の種類についての一例を示すグラフ図である。
【図４】図４（Ａ）は、水性顔料インクを用いた場合における休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の滴下速度との関係を示したグラフ図であり、図４（Ｂ）は、所定条件における滴下速度と記録用紙上での理想の着弾位置からのインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したグラフ図である。
【図５】図４（Ａ）と図４（Ｂ）との関係から、休止時間と休止時間後に最初に吐出するインク滴の着弾位置ずれ量との関係を示したグラフ図である。
【図６】記録ヘッドと記録用紙とを相対的にスキャンさせることで印刷する際の各パラメータの関係を示した説明図である。
【図７】記録ヘッド（Ａ４長手幅）に対向した記録用紙搬送ベルト上に用紙に記録を行う記録領域及び予備吐出を行う予備吐出領域を表す図である。
【図８】図８（Ａ）は、予備吐出領域において予備吐出に必要とする吐出量の分類方法の一例を示すグラフ図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す各点線領域において、最悪条件下における実験結果に基づいて必要予備吐出量を示すグラフ図である。
【図９】必要予備吐出量を求めるために行った実験の流れを示すシーケンス図である。
【図１０】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、予備吐出パルスを設定した状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る休止時間の定義について説明するための構成図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る予備吐出を行うタイミングについて説明するための構成図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタにおける予備吐出を制御する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、予備吐出滴種を設定した状態を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る駆動波形の種類についての一例を示すグラフ図である。
【図１６】記録領域における吐出量及び休止時間に応じた予備吐出時の予備吐出量に対して、記録領域の滴種より予備吐出滴種を大として設定し、さらに予備吐出数を少なく設定した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ インクジェットプリンタ
１２ 用紙供給部
１４ 記録ヘッド部
１８ メンテナンス部
２０ 記録部
２２ 排出部
２４ 給紙部
２６ 搬送装置
２８ ループ形成部
３０ ガイド部材
３２ 排紙ベルト
３４ 排紙部
３６ 用紙搬送路
３８ スターホイール
４０ 搬送ロール
４２ インクジェット記録ユニット
４４ メンテナンス装置
４６ 記録ヘッド
４８ 温度センサ
５０ 湿度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、
画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めた請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記予備吐出領域と前記予備吐出領域の後の画像形成領域とを隣接して設け、前記最後に液滴を吐出するタイミングを、前記予備吐出領域内で最後に吐出した液滴が、前記予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとした請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、
前記タイミング決定手段は、前記物理量及び前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御する請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、
予備吐出領域内において前記吐出手段から吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項７】
前記吐出量決定手段は、予め定めた吐出回数に基づいて各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量を決定する請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記予備吐出領域を画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定し、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めた請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、
前記吐出量決定手段は、前記物理量に基づいて前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を決定する請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記吐出量決定手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量以上となるように決定する請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御する請求項６〜請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
コンピュータを、
画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において液滴を吐出する各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように制御する制御手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを、
予備吐出領域内において液滴を吐出する各ノズルから吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように制御する制御手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、
画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めた請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記予備吐出領域と前記予備吐出領域の後の画像形成領域とを隣接して設け、前記最後に液滴を吐出するタイミングを、前記予備吐出領域内で最後に吐出した液滴が、前記予備吐出領域と隣接した画像形成領域の開始位置と最も近い位置に着弾するタイミングとした請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、
前記タイミング決定手段は、前記物理量及び前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量または単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御する請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
液滴を吐出するノズルを複数備えた吐出手段と、
予備吐出領域内において前記吐出手段から吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように前記吐出手段を制御する制御手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項７】
前記吐出量決定手段は、予め定めた吐出回数に基づいて各ノズル毎に単位回数当たりの吐出量を決定する請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記予備吐出領域を画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定し、前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を、前記画像形成領域の全吐出量及び前記休止期間の長さに応じて定めた請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記吐出手段が設けられている環境の温度及び湿度の少なくとも一方の物理量を検出する検出手段を更に備え、
前記吐出量決定手段は、前記物理量に基づいて前記予備吐出領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量を決定する請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記吐出量決定手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位回数当たりの吐出量以上となるように決定する請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記予備吐出領域内において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数が、前記画像形成領域において各ノズルから吐出する液滴の単位時間当たりの吐出回数以上となるように前記吐出手段を制御する請求項６〜請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
コンピュータを、
画像形成領域の後に液滴の吐出を休止する休止期間を介存させて設定された予備吐出領域内において最後に液滴を吐出するタイミングと、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域の開始位置との間の間隔が、前記画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な液滴吐出間隔の最大値以下となるように、前記予備吐出領域において液滴を吐出する各ノズルから吐出する液滴の吐出回数に基づいて各ノズル毎の予備吐出の開始タイミングを決定するタイミング決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記タイミング決定手段で決定された予備吐出の開始タイミングで前記吐出回数に応じた液滴の吐出が各ノズル毎に開始されるように制御する制御手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを、
予備吐出領域内において液滴を吐出する各ノズルから吐出される全吐出量が、前記予備吐出領域の後に設定された画像形成領域において液滴の増粘を原因として生じる液滴の着弾位置ずれを防止することが可能な最小吐出量以上でかつ該最小吐出量より所定量多い量以下となるように、各ノズル毎に前記予備吐出領域における単位回数当たりの吐出量を決定する吐出量決定手段と、
前記画像形成領域において画像データに基づいた液滴が各ノズルから吐出されると共に、前記予備吐出領域において前記吐出量決定手段で決定された吐出量の液滴が各ノズルから吐出されるように制御する制御手段と、
して機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２６５０５７（Ｐ２００８−２６５０５７Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８４７３（Ｐ２００７−１０８４７３）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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