画像形成装置
【課題】温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定可能で、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は、温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有し、印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定する。
【解決手段】画像形成装置は、温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有し、印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の温度と印刷速度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続印刷を実施すると機内の温度が上昇し、安全性や画像品質を確保するために、印刷を休止させたり、印刷速度を落とし温度上昇を低減させたり、Ｆａｎを使って強制冷却する技術が既に知られている。
【０００３】
特許文献１においては、インクジェット記録ヘッド内の温度上昇により発生するインクリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を最小限にするインクジェット記録方法及び装置を提供することを目的として、インクジェット記録ヘッドの温度を検出して温度情報を出力する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した前記温度情報と所定温度との比較結果に応じて、前記画像情報が連続しない単位で前記インクジェット記録ヘッドの駆動周波数を切り替えるように制御し、更に記録ヘッドの走査速度を変更する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２においては、機内温度が高温となるのを防ぎ、当該装置の動作や性能に関する品質を維持することを目的として、温度検知手段と機内温度推定手段と許容印刷枚数を変更する許容印刷枚数変更手段を有し、機内が高温になる場合に低速印刷に変更もしくはい印刷を一時停止して冷却する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、今までの印刷を休止させる方法では、印刷速度が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
印刷途中で印刷速度を落とす方法は、上限温度よりも低い温度にスレッシュ温度を設定し、その温度に到達したら印刷速度を低下させるものであるが、スレッシュ温度の設定のやり方が不明確であり、速度を低下させて印刷を終了しても、その直後に次の印刷を実施しようとするとさらに温度が上昇し上限温度を超えてしまうので、次の印刷を開始するためには温度が低下するまで時間がかかるという問題があった。
【０００７】
あるいは、印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合は上限温度までに余裕があるにも関わらず、印刷速度を速くすることができない、という問題があった。
【０００８】
また、Ｆａｎを使う場合は設置するための空間が必要となりマシンサイズが大きくなったり、コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
特許文献１においては、印刷終了直後に次の印刷を実施しようとすると温度が低下するまで時間がかかるという問題は解消できていない。
【００１０】
特許文献２においては、印刷制御（一次停止、速度低減）は印刷枚数が許容印刷枚数に達したとき、すなわち機内の温度が許容温度に達した後に実施されるので、実際には一次停止させて冷却時間が必要である。また、印刷Ｊｏｂの枚数が比較的少ない場合は許容温度までに余裕があるにも関わらず、印刷速度を速くすることができない。したがって印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合は印刷速度を速くすることができないという問題は解消できていない。
【００１１】
本発明は、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、温度検知装置と、該温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有する画像形成装置であって、印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、インクジェットヘッドを有し、プリンタコントローラは主走査モータまたは副走査モータを可変制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、温度検知装置は、機内温度分布の高いところを検出するように設置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、温度検知装置はキャリッジ内のヘッドもしくはインクチューブまたはインクタンクの近傍に設置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、温度検知装置は複数個所に設置され、印刷モードテーブルはそれぞれの設置箇所の上限温度と設置箇所に対応した各印刷モードの温度上昇−印刷枚数の特性値と飽和温度を格納し、印刷モード決定手段は複数の検出結果と検出箇所に対応した上限温度から温度上昇の許容度が最も小さい検出箇所を求め、印刷モードテーブルを参照して各印刷モードの印刷枚数を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。
【図２】インクジェット記録装置の要部平面説明図である。
【図３】インクジェット記録装置の制御部の全体ブロック図である。
【図４】インクジェット記録装置のヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。
【図５】インクジェット記録装置のヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。
【図６】インクジェット記録装置のヘッドの要部平面説明図である。
【図７】ヘッド駆動制御装置に係わる部分を表した図である。
【図８】駆動波形の一例を示す図である。
【図９】印刷枚数と時間を示したグラフである。
【図１０】印刷モード（印刷スピード）に対応した機内の温度上昇の特性を示す図である。
【図１１】印刷モード決定手段のブロック図である。
【図１２】本発明のフロー図である。
【図１３】本発明のフロー図である。
【図１４】温度と印刷枚数の関係を示す図である。
【図１５】温度と印刷枚数の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、機内の温度上昇と印刷モード（印刷速度）の切り替えタイミングの制御に際して、以下の特徴を有する。
すなわち、印刷モード決定装置から決定される印刷モードによって主走査／副走査速度を可変制御するインクジェット記録装置であって、印刷モード決定装置は入力される検知温度と印刷枚数から、到達温度を算出する。複数の印刷モードの温度上昇とその飽和温度と設定された検出部の上限温度から、それぞれの印刷モードにおける印刷枚数を決定する。
そして決定された印刷モードに応じて、主走査／副走査速度を可変制御する。
要するに、機内の検知温度と印刷モード（印刷速度）の温度上昇と印刷枚数から、到達温度を算出し、算出結果が上限温度を超える場合は他の印刷モードによる温度上昇の飽和温度と検知箇所の上限温度から途中で印刷モードを切り替えるタイミングを算出するので、印刷終了直後に次の印刷が開始されても、その後の温度上昇は飽和し、上限温度を超えないことが特徴になっている。
また、印刷枚数が少ない場合や低温環境時は、上限温度と印刷開始前の検知温度の差（許容できる温度上昇）が大きいことを算出するので、印刷速度の速い印刷モードで印刷を実施し、印刷時間を短縮できることが特徴になっている。
上記記載の本発明の特徴について、以下、図面を用いて詳細に解説する。
【００２０】
図１は、このインクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図、図２は、同要部平面説明図である。
図１、図２を参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置の内部構成の概要及び機構部について説明する。
【００２１】
図１、図２を参照すると、フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって同じく図示しないタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００２２】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００２３】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２４】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。この各色のサブタンク３５には各色のインク供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられ、また、インク供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに係止部材２５にて保持されている。
【００２５】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び該給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００２６】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００２７】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えば、ＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００２８】
そして、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００２９】
また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してガイド部材５７を配置している。このガイド部材５７は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５３）の接線よりも記録ヘッド３４側に突出させることで搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。
【００３０】
この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによって搬送ローラ５２が回転駆動されることによって搬送ベルト５１が図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回移動する。
【００３１】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ６２と排紙コロ６３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００３２】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００３３】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００３４】
そして、この維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナで除去されたインク、空吐出受け８４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。
【００３５】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９などを備えている。
【００３６】
さらに、装置本体１の内部後方側にはホストとの間でデータを送受するためのＵＳＢなどの通信回路部（インターフェース）が設けられるとともに、この画像形成装置全体の制御を司る制御部を構成する制御回路基板が設けられている。
【００３７】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３８】
このとき、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３９】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００４０】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００４１】
図３は、インクジェット記録装置の制御部の全体ブロック図である。
この制御部は、プリンタコントローラと主走査モータおよび副走査モータを駆動するためのモータドライバと給紙ローラに副走査の回転を伝達するための給紙クラッチを駆動するためのドライバと、記録ヘッド（インクジェットヘッド）を駆動するためのヘッドドライバ（ヘッド駆動回路、ドライバICで構成）等を備えている。
【００４２】
プリンタコントローラはパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなのでの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブルあるいはネットを介して受信するインターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」という）と、ＣＰＵ等からなる主制御部と、各種データの記録等を行うＲＡＭと各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭと記録ヘッドへの駆動波形を発生させる駆動信号発生回路と、ドットパターンデータ（ビットマップデータ）に展開された印字データ及び駆動波形等をヘッドドライバに送信するためのＩ／Ｆ、モータ駆動データをモータドライバに送信し、クラッチオン信号をドライバに送信するためのＩ／Ｆ等を備えている。
【００４３】
ＲＡＭは各種バッファ及びワークメモリ等として用いる。ＲＯＭは主制御部によって実行する各種制御ルーチンとフォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００４４】
主制御部は用紙検出センサからの検出信号に基づいて給紙制御を行う。また、主制御部はエンコーダの出力信号に基づいてキャリッジの主走査方向の位置を検出してキャリッジの停止位置制御を行い、用紙センサの検知信号に基づいて用紙の先端位置検知及び搬送ベルト上での用紙の有無の検出を行う。
【００４５】
この主制御部はＩ／Ｆに含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、この解析結果（中間コードデータ）をＲＡＭの所定のエリアに記憶し、記憶した解析結果からＲＯＭに格納したフォントデータを用いて画像出力するためのドットパターンデータを生成し、ＲＡＭの異なる所定のエリアに再び記憶する。なお、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの記録装置に転送する場合には、単にＲＡＭに受信したビットマップの画像データを格納する。
【００４６】
そして、主制御部は、記録ヘッドの1行分に相当するドットパターンデータが得られると、この1行分のドットパターンデータを、発信回路からのクロック信号に同期してＩ／Ｆを介してヘッドドライバにシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバに送出する。
【００４７】
本発明では全インク吐出口を同時に駆動させる以外に、時間的に分割して駆動させることができる。全インク吐出口を同時に駆動させると、各全インク吐出口間のクロストークの影響による記録品位の低下や、一時的に大電流が必要になることにより電源の大容量化などの不利益が生じる場合があるが、時分割駆動することでこれらの不利益を避けることができる。
【００４８】
この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続している。
【００４９】
このインクジェット記録装置の記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドについて図４乃至図６を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図６は同ヘッドの要部平面説明図である。
【００５０】
このインクジェットヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路板４１と、この流路板４１の下面に接合した振動板４２と、流路板４１の上面に接合したノズル板４３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル４５がノズル連通路４５ａを介して連通するインク流路である加圧室４６、加圧室４６にインクを供給するための共通液室４８にインク供給口４９を介して連通する流体抵抗部となるインク供給路４７を形成している。
【００５１】
そして、振動板４２の外面側（液室と反対面側）に各加圧室４６に対応して加圧室４６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての積層型圧電素子５２を接合し、この圧電素子５２をベース基板５３に接合している。また、圧電素子５２の間には加圧室４６、４６間の隔壁部４１ａに対応して支柱部５４を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子５２と支柱部５４して形成している。支柱部５４も構成は圧電素子５１と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
【００５２】
さらに、振動板４２の外周部はフレーム部材４４にギャップ材を含む接着剤５０にて接合している。このフレーム部材４４には、共通液室４８となる凹部、この共通液室４８に外部からインクを供給するための図示しないインク供給穴を形成している。このフレーム部材４４は、例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。
【００５３】
ここで、流路板４１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路４５ａ、加圧室４６、インク供給路４７となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００５４】
振動板４２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他の金属板や樹脂板或いは金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板４２は加圧室４６に対応する部分に変形を容易にするための薄肉部（ダイアフラム部）５５及び圧電素子５２と接合するための厚肉部（島状凸部）５６を形成するとともに、支柱部５４に対応する部分及びフレーム部材４４との接合部にも厚肉部５７を形成し、平坦面側を流路板４１に接着剤接合し、島状凸部５６を圧電素子５２に接着剤接合し、更に厚肉部５７を支柱部５４及びフレーム部材４４に接着剤５０で接合している。なお、ここでは、振動板４２を２層構造のニッケル電鋳で形成している。この場合、ダイアフラム部５５の厚みは３μｍ、幅は３５μｍ（片側）としている。
【００５５】
ノズル板４３は各加圧室４６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４５を形成し、流路板４１に接着剤接合している。このノズル板４３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合わせ、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。ここでは、電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成している。また、ノズル４３の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。）に形成し、このノズル４５の穴径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍとしている。さらに、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。
【００５６】
また、ノズル板４３のノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００５７】
圧電素子５２は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層６１と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極層６２とを交互に積層したものであり、内部電極６２を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極６３、共通電極６４に電気的に接続したものである。この圧電常数がｄ３３である圧電素子５２の伸縮により加圧室４６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子５２に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子５２に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮するようになっている。
【００５８】
なお、圧電素子部材の一端面の端面電極はハーフカットによるダイシング加工で分割されて個別電極６３となり、他端面の端面電極は切り欠き等の加工による制限で分割されずにすべての圧電素子５２で導通した共通電極６４となる。
【００５９】
そして、圧電素子５２の個別電極６３には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル６５を接続し、このＦＰＣケーブル６５には各圧電素子５２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）を接続している。また、共通電極６４は、圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣケーブル６５のグラウンド（ＧＮＤ）電極に接続している。
【００６０】
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、例えば、記録信号に応じて圧電素子５２に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、圧電素子５２に積層方向の変位が生起し、振動板４２を介して加圧室４６内のインクが加圧されて圧 力が上昇し、ノズル４５からインク滴が吐出される。
【００６１】
その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧室４６内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧室４６内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、図示しないインクタンクから供給されたインクは共通液室４８に流入し、共通液室４７からインク供給口４９を経て流体抵抗部４７を通り、加圧室４６内に充填される。
【００６２】
なお、流体抵抗部４７は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部４７の流体抵抗値を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００６３】
ヘッド駆動制御装置に係わる部分について図７を参照して説明する。なお、同図では、本発明の１つのヘッドの１つの駆動ユニットの駆動制御に係る部分のみを図示している。
【００６４】
ヘッド駆動回路８８は、主制御部から印字制御部おとびＩ／Ｆを介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッドを構成する各インクジェットヘッドの圧電素子５２に対して選択的に駆動波形を印加してインク滴を吐出させる。
【００６５】
ここで、記録ヘッドを構成する４個（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のインクジェットヘッドＨは、上述したように複数（ここでは１２８個とする。）のノズル４５に対応する１２８個の圧力発生手段である圧電素子５２を有し、各圧電素子５２の一方の電極は共通化して共通電極Ｃｏｍ（上記の共通電極６４である。）としてグランドに接続し、他方の電極は圧電素子５２毎に個別化して選択電極ＳＥＬ（上記の個別電極６３である。）としている。なお、実際にはノズル４５は２列設けているので、２５６個のノズル４５を有することになる。
【００６６】
主制御部から印字制御部おとびＩ／Ｆを介してパーソナルコンピュータなどの情報処理端末、デジタルカメラ、スキャナなどの画像処理端装置等のホスト側から与えられる画像情報を入力して、ヘッド駆動部８８Ａに対してヘッドを駆動するタイミングに合わせて、８ｂｉｔの電圧データを順次、波形生成部であるＤ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）１０３に出力する。
【００６７】
ＤＡＣ１０３は、与えられた電圧データを例えば０Ｖ〜２Ｖの出力範囲を８ｂｉｔの分解能で出力する。８ｂｉｔのデータ入力ステップが２５０ｎｓの場合、駆動波形（駆動信号）の立ち上がり時定数ｔｒ＝５μｓ、駆動電圧Ｖｐ＝３０Ｖ（フルスケール）のとき、ＤＡＣ１０３の出力は２０ステップの時間刻みで、約０．１Ｖ／ステップで０〜２Ｖまで上昇する。
【００６８】
また、駆動波形の立下り時も同様に、立下り時定数ｔｆ＝１０μｓであれば４０ステップで５〜３Ｖまで下降する。さらに、駆動波形に要する時間（立ち上がり開始から、立下り終了までの時間）が５０μｓとすると、２００ステップでフルスケール５Ｖの駆動波形が形成され、ヘッドの駆動タイミングに合わせて繰り返し出力される。
【００６９】
このＤＡＣ１０３から出力される駆動波形はアンプ１０４を介して３〜３０Ｖ（フルスケール時）の範囲でＤＡＣ出力レベルに応じて電圧増幅される。電圧増幅された駆動波形は、ＳＥＰＰ回路（ＮＰＮトランジスタＱ１及びＰＮＰトランジスタＱ２）等で構成される低インピーダンス回路からなる電流増幅部１０５を介して、選択回路であるＰＺＴ選択回路１０６へ与えられる。
【００７０】
一方、主制御部は、インク滴を噴射させるノズル４５を指定するためのシリアルデータＳＤ（ノズルデータ）とシフトクロックＳＣＬＫ、ラッチ信号／ＬＡＴをＰＺＴ選択回路１０６へ入力する。
【００７１】
ＰＺＴ選択回路１０６は、シフトクロックＳＣＬＫ、およびノズルデータＳＤを入力とするシフトレジスタ回路（２５６ｂｉｔ）と、シフトレジスタ回路の各レジスト値をラッチ信号/ＬＡＴによってラッチするためのラッチ回路（２５６ｂｉｔ）と、２５６ビットのレベルシフタ回路と、レベルシフタ回路でオン／オフが制御されるアナログスイッチ群とからなる。
【００７２】
アナログスイッチ群は、各圧電素子５２の選択電極６３に接続され、駆動波形が入力されている。そしてシフトレジスタ回路にシフトクロックＳＣＬＫ、ノズルデータＳＤを取りこみ、ラッチ信号／ＬＡＴによって取りこんだシリアルデータをラッチ回路でラッチしてレベルシフタ回路に入力する。このレベルシフタ回路は、データの内容に応じて各圧電素子５２に接続されるアナログスイッチをオンすることで、駆動波形が選択された圧電素子５２に印加される。
【００７３】
ここで、駆動波形の一例を図８に示している。本実施形態におけるヘッドの駆動方式においては、駆動波形の立下り波形要素（ａ→ｂ）の時間に圧電素子５２はヘッド基板（ベース基板）５３方向に収縮変位するので、加圧液室４６内の容積は拡大し、加圧液室４６は減圧される。そして、上記拡大された加圧液室４６は駆動波形のホールド波形要素（ｂ→ｃ）時間の間、保持された後、立ち上がり波形要素（ｃ→ｄ）の時間に圧電素子５２がノズル板４３方向に拡大変位するので、加圧液室４６は縮小し、発生される加圧圧力でノズル４５からインク滴が噴射される。
【００７４】
以下、本発明の実施例を説明する。
図９は、印刷枚数と時間を示したグラフであり、グラフの傾きが急峻なほど印刷スピードが速い。
【００７５】
印刷モードは所定の主走査の速度（キャリッジの走査スピード）と副走査の速度（紙搬送速度）を制御するための主走査モータと副走査モータの回転速度を維持する。
【００７６】
また図１０に印刷モード（印刷スピード）に対応した機内の温度上昇の特性を示す。
通常の印刷モードｓでは時間とともに機内の温度は上昇するが、やがて飽和状態に達する。このときの温度をΔＴmax_sとする。一般的には、連続印刷を機内の温度が飽和するまで繰り返し実施し、マシンの設置環境温度をＴo、安全性や画像品質を確保するための機内上限温度をＴlimitとすると、
【００７７】
Ｔo + ΔＴmax_s ≦ Tlimit
【００７８】
が成り立つように、印刷スピードが設定されている。
【００７９】
しかし、このような設定方法では印刷枚数が比較的少なく、機内の温度上昇も小さい場合は、温度上昇に余裕があり、印刷速度を上げられるにも関わらず、多数枚の印刷を想定した印刷スピードに抑えられてしまう。
【００８０】
このような問題を解決するために本発明では印刷枚数が少ないときは印刷スピードを速く、印刷枚数が多いときは、印刷途中から印刷スピードを遅くする手段を提供する。
【００８１】
図９において通常の印刷スピード(印刷モードｓ)より速い印刷モードａと通常の印刷スピードより遅い印刷モードｂを設定する。このときの温度上昇は図１０に示すようになり、温度上昇の飽和温度はそれぞれΔTmax_s、ΔTmax_a、ΔTmax_bとすると、
【００８２】
ΔTmax_a ＞ ΔTmax_s ＞ ΔTmax_b の順になる。
【００８３】
本発明では上記の各印刷モードa,bの温度上昇特性値（温度-印刷枚数データ）と温度上昇飽和温度
【００８４】
ΔTmax_a、ΔTmax_bを参照テーブルとしてメモリに格納しておく。
【００８５】
また、温度管理が必要な対象となる箇所、例えば機内温度を検知するための温度検知手段（サーミスタなど）と上記メモリに格納された参照テーブル（印字モードテーブル）から、印刷モードａの印刷枚数と印刷モードｂの印刷枚数を算出する印刷モード決定手段を有する。
【００８６】
図１１に印刷モード決定手段のブロック図を示す。
印刷モード決定手段には、印刷を開始する前に検知対象となる箇所で温度を検出した検出温度Ｔｓと印刷を実施する枚数ｎが入力され、メモリに格納された印刷モードテーブルで参照したデータから、印刷モードａの印刷枚数ｍと印刷モードｂの印刷枚数（ｎ-ｍ）を出力する。
【００８７】
本発明では、上記の印刷モード決定手段で出力された印刷枚数で各印刷モードにおける主走査／副走査のスピードが設定され、所定の印刷枚数を実施する。
【００８８】
（実施例１）
次に具体的な実施例を図１２、図１３のフローチャートに基づいて説明する。
プリンタがＰＣからホストＩ／Ｆを介してｎ枚の印刷ｊｏｂを受信した（Ｓ１２０１）ときを想定する。
【００８９】
このとき、予めプリンタ本体内部に設置されている温度検知装置（サーミスタ）から、温度を読み取り、このときの温度をＴｓとする（Ｓ１２０２）。
【００９０】
プリンタコントローラは、図１１に示す印刷モード決定手段を有し、印刷モードテーブルから最も印刷速度の速い印刷モードａの温度上昇テーブルを参照して（Ｓ１２０３）、ｎ枚印刷したときの温度上昇度ΔＴ_a(n)を算出する（Ｓ１２０４）。
【００９１】
次に、上記で検知したＴｓとΔＴ_a(n)から、温度検知装置がｎ枚の印刷が終了した直後に到達する温度Ｔe_a(n)を（式１）から求める（Ｓ１２０５）。
【００９２】
Te_a(n) = Ts + ΔＴ_a(n) ・・・ 式１
【００９３】
ここで、予め設定されている上限温度ＴLmtと上記（式１）で求めたTe_a(n)を比較し（Ｓ１２０６）、図１４に示すように
【００９４】
Tlmit ≧Te_a(n) ・・・ 式２
【００９５】
が成り立つ場合は、印刷モード決定手段は印刷モードａを決定する（Ｓ１２０７）。
【００９６】
印刷モードａが決定されると、プリンタコントローラは主走査モータ、副走査モータを駆動させるためのドライバに所望の速度を設定し、印刷動作を開始し、ｎ枚の印刷が終了するまで印刷動作を継続する（Ｓ１２０８〜Ｓ１２１２）。
【００９７】
一方、下記の（式３）の場合を説明する。
【００９８】
Tlmit ＜ Te_a(n) ・・・式３
【００９９】
図１５に示すように、印刷開始時の検出温度Tsが図１４の場合より高く
【０１００】
Ｔｓ ＜ Tlmit ＜ Te_a(n) の関係が成り立っているので、
【０１０１】
印刷モードａでｎ枚を印刷するとプリンタ本体内部の温度は途中で上限温度Tlmitを超えてしまう。そこで、印刷モードを途中でａからｂに切り替える必要がある。
【０１０２】
このときの切り替えタイミングは、できるだけ印刷速度の速い印刷モードａで印刷する枚数を多くすることと、途中印刷モードｂに切り替えて最終枚まで印刷終了し、その直後に次の印刷ｊｏｂを受信しても印刷が可能になることが求められる。
【０１０３】
まず、印刷動作による温度上昇の許容度ΔＴｋを下記の（式４）から求める（Ｓ１２１３）。
【０１０４】
ΔＴk = Tlmit - Ts ・・・ 式４
【０１０５】
いま、印刷モードａで印刷する枚数をｍ枚（ｎ＞ｍ）とすると、印刷モード決定手段は印刷モードテーブルに保存されている印刷モードａ/ｂそれぞれのｍ枚印刷したときの温度上昇ΔＴa(m)、ΔＴｂ（ｍ）と印刷モードｂで印刷し続けたときの温度上昇の飽和温度ΔＴmax_bのデータを参照し、下記の式（５）が成り立つようなｍの値を算出する（Ｓ１２１４）。ただし、ｍはできるだけ大きな数値（整数）とする。
【０１０６】
ΔＴｋ ≧ ΔＴa(m) + （ΔＴmax_b-ΔＴb(m)) ・・・ 式５
【０１０７】
このように印刷モード決定手段で算出されたｍの値について図１５で説明する。
【０１０８】
１枚目からｍ枚目までは印刷モードａで印刷されるので、ｍ枚印刷した時点での温度上昇はΔＴa(m)である。
【０１０９】
また、印刷モードｂで印刷し続けたときの温度上昇はΔＴmax_bであるが、実際には、ｍ+１枚目から印刷モードｂによる印刷が実施され、ｍ枚印刷終了までの温度上昇は発生しない。したがって印刷モードｂで発生する温度上昇は（ΔＴmax_b-ΔＴb(m)となる。
【０１１０】
したがって、印刷モードａ、ｂ両者による温度上昇はΔＴa(m) + （ΔＴmax_b-ΔＴb(m))となり、この値が（式４）で求めた温度上昇の許容度ΔＴｋを超えなければよい。
【０１１１】
このとき、印刷モード（ｂ）による温度上昇の飽和点がＴｌｉｍｉｔ以下になるようなタイミングで印刷モードをａからｂに切り替えるため、印刷モードｂでＴｌｉｍｉｔを超えてしまうことはない。
【０１１２】
このように、ｍ枚までは印刷モードａで印刷が実施されｍ+１枚目からは、プリンタコントローラが主走査モータ、副走査モータを駆動させるためのドライバに所望の速度を設定し、印刷動作が開始され、ｎ-ｍ枚の印刷を実施して終了する（Ｓ１２１５〜Ｓ１２２２）。
【０１１３】
なお、このとき、印刷モードｂの温度上昇は飽和するまで考慮されているので、ｎ枚印刷終了直後に次のｊｏｂによる印刷が開始されても（Ｓ１２２３〜Ｓ１２２５）、そのまま継続して印刷することができ、このときＴlmitを超えることはない。
【０１１４】
本実施例では印刷ページ単位で、印刷モードの切り替えを実施しているが、必ずしも印刷ページ単位で実施する必要はなく、ページ内の途中で実施してもよい。その場合、印刷モードテーブルは温度-印刷時間の温度上昇特性値データを保有し、印刷時間を管理して印刷モードの切り替えを実施する。
【０１１５】
また、本発明はインクジェット記録装置に限らず、電子写真方式（レーザープリンタなど）にも容易に適用させることができる。
【０１１６】
（実施例２）
プリンタ本体内部では、場所によって温度上昇にバラツキがあるが、とくに発熱の大きい主走査モータもしくは副走査モータの近傍に温度検知装置（サーミスタ）を設置し、主走査モータもしくは副走査モータの使用範囲におけるそれぞれのモータ温度が上限に達するときの検知温度を上限温度Tlmitとする。
【０１１７】
こうすることで、モータの温度上昇を最大限にするまで、印刷速度を速くできる。
【０１１８】
（実施例３）
インクジェット記録装置の画像品質は、ヘッドの噴射特性（噴射速度、噴射方向、噴射量）とインクの物性（粘度など）に依存するところが大きく、それぞれの特性は温度によって変動する。とくに高温側はインク粘度が低くなり噴射の安定性を損なう結果となる。したがって、キャリッジ内のヘッドもしくはヘッドドライバＩＣまたはインクチューブもしくはインクタンクの近傍に温度検知装置（サーミスタ）を設置し、画像品質が確保できるヘッドもしくはインクの温度が上限に達するときの検知温度を上限温度Tlmitとすれば、ヘッドもしくはインクの温度上昇を最大限にするまで、印刷速度を速くできる。
【０１１９】
（実施例４）
プリンタ本体内部の主走査モータ近傍と副走査モータ近傍とキャリッジ内のヘッド近傍、インクタンク近傍にそれぞれ温度検知装置（サーミスタ）を設置する。
【０１２０】
印刷モード決定手段には、印刷を開始する前に検知対象となる上記の４箇所で温度を検出した検出温度Ｔｓ1、Ts2,Ts3,Ts4が入力される。またそれぞれの検知箇所の上限温度Tlmit1、Tlmit2、Tlmit3、Tlmit4と検知箇所に対応した各印刷モードの温度上昇-印刷枚数の特性値と飽和温度が印刷モードテーブルに格納されている。
【０１２１】
次に、（式４）によって各温度検知装置の設置箇所のΔＴｋを求める。
【０１２２】
ΔＴk1 = Tlmit1 - Ts1、
ΔＴｋ2、ΔＴｋ3、ΔＴｋ4も上記と同様に求める。
【０１２３】
ここで、ΔＴｋ1〜ΔＴｋ4の中でもっとも小さい値（もっとも温度上昇の許容度が小さい）を１つ選定し、例えば、ΔＴｋ4（インクタンク近傍）が最小である場合は、ΔＴｋ4＝ΔＴｋとし、インクタンク近傍における各印刷モードの温度上昇-印刷枚数の特性値と飽和温度に基づいて、各印刷モードの印刷枚数を（実施例１）と同様に算出する。
【０１２４】
また、インクジェット方式におけるラインヘッドや電子写真方式におけるＬＥＤプリンタのＬＥＤアレイなどの場合は、ラインヘッドやＬＥＤアレイに複数個の温度検知装置（サーミスタ）を設置し、上記と同様な算出結果に基づいて副走査モータを制御することで、紙搬送速度を最適にすることができる。
【０１２５】
以下、各請求項ごとの作用効果を記載する。
【０１２６】
請求項１によれば、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる。また、印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合でも、枚数が多い場合に比べて高速に印刷することができる。また、ＦＡＮなどの冷却装置を設置する必要がなく、マシンサイズを小さく、低コストで実現させることができる。
【０１２７】
請求項２によれば、主走査モータを制御して、キャリッジ速度を低減させることができるので、インクの繰り返し噴射周波数を低くすることができる。したがって、機内温度が高温になってインク粘度が低下しても、所望のインク噴射速度と噴射量が確保できるので、高画像品質を確保することができる。また、主走査モータの回転速度と副走査モータの駆動dutyを低くすることができるので、それぞれのモータが消費する電力が低減され発熱量も抑制される。
【０１２８】
請求項３によれば、プリンタ本体内部の最も温度が高くなる箇所の上限温度を越えない範囲で印刷速度を速くでき、製品の安全性を確保することができる。
【０１２９】
請求項４によれば、インクジェット記録装置の画像品質は、ヘッドの噴射特性（噴射速度、噴射方向、噴射量）とインクの物性（粘度など）に依存するところが大きいので、印刷速度を速くしても高画像を確保することができる。
【０１３０】
請求項５によれば、プリンタ本体内部の温度上昇箇所は複数あり、上限温度が低い箇所が必ずしも温度上昇が小さいとは限らないので、温度上昇の許容度が最も小さい設置箇所の各印刷モードの印刷枚数を算出し、その結果にもとずいて印刷速度を制御することで、安全性と画像品質の両方を満足させることができる。
【０１３１】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、インクジェット記録装置の機能を実現するためのプログラムを装置に読込ませて実行することにより装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装填部
１０ インクカートリッジ
２１ フレーム
２５ 係止部材
３１ ガイドロッド
３２ ステー
３３ キャリッジ
３４ 記録ヘッド
３５ サブタンク
３６ インク供給チューブ
４１ 用紙積載部（圧板）
４２ 用紙
４３ 半月コロ（給紙コロ）
４４ 分離パッド
４５ ガイド部材
４６ カウンタローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 押さえ部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５３ テンションローラ
５６ 帯電ローラ
５７ ガイド部材
６１ 分離爪
６２ 排紙ローラ
６３ 排紙コロ
７１ 両面ユニット
７２ 手差しトレイ
８１ 維持回復機構
８２ 各キャップ部材
８３ ワイパーブレード
８４ 空吐出受け
８８ 空吐出受け
８９ 開口
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】特開２００２−０３６５１４号公報
【特許文献２】特開２００９−０３１５８０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の温度と印刷速度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続印刷を実施すると機内の温度が上昇し、安全性や画像品質を確保するために、印刷を休止させたり、印刷速度を落とし温度上昇を低減させたり、Ｆａｎを使って強制冷却する技術が既に知られている。
【０００３】
特許文献１においては、インクジェット記録ヘッド内の温度上昇により発生するインクリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を最小限にするインクジェット記録方法及び装置を提供することを目的として、インクジェット記録ヘッドの温度を検出して温度情報を出力する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した前記温度情報と所定温度との比較結果に応じて、前記画像情報が連続しない単位で前記インクジェット記録ヘッドの駆動周波数を切り替えるように制御し、更に記録ヘッドの走査速度を変更する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２においては、機内温度が高温となるのを防ぎ、当該装置の動作や性能に関する品質を維持することを目的として、温度検知手段と機内温度推定手段と許容印刷枚数を変更する許容印刷枚数変更手段を有し、機内が高温になる場合に低速印刷に変更もしくはい印刷を一時停止して冷却する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、今までの印刷を休止させる方法では、印刷速度が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
印刷途中で印刷速度を落とす方法は、上限温度よりも低い温度にスレッシュ温度を設定し、その温度に到達したら印刷速度を低下させるものであるが、スレッシュ温度の設定のやり方が不明確であり、速度を低下させて印刷を終了しても、その直後に次の印刷を実施しようとするとさらに温度が上昇し上限温度を超えてしまうので、次の印刷を開始するためには温度が低下するまで時間がかかるという問題があった。
【０００７】
あるいは、印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合は上限温度までに余裕があるにも関わらず、印刷速度を速くすることができない、という問題があった。
【０００８】
また、Ｆａｎを使う場合は設置するための空間が必要となりマシンサイズが大きくなったり、コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
特許文献１においては、印刷終了直後に次の印刷を実施しようとすると温度が低下するまで時間がかかるという問題は解消できていない。
【００１０】
特許文献２においては、印刷制御（一次停止、速度低減）は印刷枚数が許容印刷枚数に達したとき、すなわち機内の温度が許容温度に達した後に実施されるので、実際には一次停止させて冷却時間が必要である。また、印刷Ｊｏｂの枚数が比較的少ない場合は許容温度までに余裕があるにも関わらず、印刷速度を速くすることができない。したがって印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合は印刷速度を速くすることができないという問題は解消できていない。
【００１１】
本発明は、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、温度検知装置と、該温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有する画像形成装置であって、印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、インクジェットヘッドを有し、プリンタコントローラは主走査モータまたは副走査モータを可変制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、温度検知装置は、機内温度分布の高いところを検出するように設置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、温度検知装置はキャリッジ内のヘッドもしくはインクチューブまたはインクタンクの近傍に設置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、温度検知装置は複数個所に設置され、印刷モードテーブルはそれぞれの設置箇所の上限温度と設置箇所に対応した各印刷モードの温度上昇−印刷枚数の特性値と飽和温度を格納し、印刷モード決定手段は複数の検出結果と検出箇所に対応した上限温度から温度上昇の許容度が最も小さい検出箇所を求め、印刷モードテーブルを参照して各印刷モードの印刷枚数を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。
【図２】インクジェット記録装置の要部平面説明図である。
【図３】インクジェット記録装置の制御部の全体ブロック図である。
【図４】インクジェット記録装置のヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。
【図５】インクジェット記録装置のヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。
【図６】インクジェット記録装置のヘッドの要部平面説明図である。
【図７】ヘッド駆動制御装置に係わる部分を表した図である。
【図８】駆動波形の一例を示す図である。
【図９】印刷枚数と時間を示したグラフである。
【図１０】印刷モード（印刷スピード）に対応した機内の温度上昇の特性を示す図である。
【図１１】印刷モード決定手段のブロック図である。
【図１２】本発明のフロー図である。
【図１３】本発明のフロー図である。
【図１４】温度と印刷枚数の関係を示す図である。
【図１５】温度と印刷枚数の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、機内の温度上昇と印刷モード（印刷速度）の切り替えタイミングの制御に際して、以下の特徴を有する。
すなわち、印刷モード決定装置から決定される印刷モードによって主走査／副走査速度を可変制御するインクジェット記録装置であって、印刷モード決定装置は入力される検知温度と印刷枚数から、到達温度を算出する。複数の印刷モードの温度上昇とその飽和温度と設定された検出部の上限温度から、それぞれの印刷モードにおける印刷枚数を決定する。
そして決定された印刷モードに応じて、主走査／副走査速度を可変制御する。
要するに、機内の検知温度と印刷モード（印刷速度）の温度上昇と印刷枚数から、到達温度を算出し、算出結果が上限温度を超える場合は他の印刷モードによる温度上昇の飽和温度と検知箇所の上限温度から途中で印刷モードを切り替えるタイミングを算出するので、印刷終了直後に次の印刷が開始されても、その後の温度上昇は飽和し、上限温度を超えないことが特徴になっている。
また、印刷枚数が少ない場合や低温環境時は、上限温度と印刷開始前の検知温度の差（許容できる温度上昇）が大きいことを算出するので、印刷速度の速い印刷モードで印刷を実施し、印刷時間を短縮できることが特徴になっている。
上記記載の本発明の特徴について、以下、図面を用いて詳細に解説する。
【００２０】
図１は、このインクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図、図２は、同要部平面説明図である。
図１、図２を参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置の内部構成の概要及び機構部について説明する。
【００２１】
図１、図２を参照すると、フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって同じく図示しないタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００２２】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００２３】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２４】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。この各色のサブタンク３５には各色のインク供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられ、また、インク供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに係止部材２５にて保持されている。
【００２５】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び該給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００２６】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００２７】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えば、ＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００２８】
そして、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００２９】
また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してガイド部材５７を配置している。このガイド部材５７は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５３）の接線よりも記録ヘッド３４側に突出させることで搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。
【００３０】
この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによって搬送ローラ５２が回転駆動されることによって搬送ベルト５１が図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回移動する。
【００３１】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ６２と排紙コロ６３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００３２】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００３３】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００３４】
そして、この維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナで除去されたインク、空吐出受け８４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。
【００３５】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９などを備えている。
【００３６】
さらに、装置本体１の内部後方側にはホストとの間でデータを送受するためのＵＳＢなどの通信回路部（インターフェース）が設けられるとともに、この画像形成装置全体の制御を司る制御部を構成する制御回路基板が設けられている。
【００３７】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３８】
このとき、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３９】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００４０】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００４１】
図３は、インクジェット記録装置の制御部の全体ブロック図である。
この制御部は、プリンタコントローラと主走査モータおよび副走査モータを駆動するためのモータドライバと給紙ローラに副走査の回転を伝達するための給紙クラッチを駆動するためのドライバと、記録ヘッド（インクジェットヘッド）を駆動するためのヘッドドライバ（ヘッド駆動回路、ドライバICで構成）等を備えている。
【００４２】
プリンタコントローラはパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなのでの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブルあるいはネットを介して受信するインターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」という）と、ＣＰＵ等からなる主制御部と、各種データの記録等を行うＲＡＭと各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭと記録ヘッドへの駆動波形を発生させる駆動信号発生回路と、ドットパターンデータ（ビットマップデータ）に展開された印字データ及び駆動波形等をヘッドドライバに送信するためのＩ／Ｆ、モータ駆動データをモータドライバに送信し、クラッチオン信号をドライバに送信するためのＩ／Ｆ等を備えている。
【００４３】
ＲＡＭは各種バッファ及びワークメモリ等として用いる。ＲＯＭは主制御部によって実行する各種制御ルーチンとフォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００４４】
主制御部は用紙検出センサからの検出信号に基づいて給紙制御を行う。また、主制御部はエンコーダの出力信号に基づいてキャリッジの主走査方向の位置を検出してキャリッジの停止位置制御を行い、用紙センサの検知信号に基づいて用紙の先端位置検知及び搬送ベルト上での用紙の有無の検出を行う。
【００４５】
この主制御部はＩ／Ｆに含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、この解析結果（中間コードデータ）をＲＡＭの所定のエリアに記憶し、記憶した解析結果からＲＯＭに格納したフォントデータを用いて画像出力するためのドットパターンデータを生成し、ＲＡＭの異なる所定のエリアに再び記憶する。なお、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの記録装置に転送する場合には、単にＲＡＭに受信したビットマップの画像データを格納する。
【００４６】
そして、主制御部は、記録ヘッドの1行分に相当するドットパターンデータが得られると、この1行分のドットパターンデータを、発信回路からのクロック信号に同期してＩ／Ｆを介してヘッドドライバにシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバに送出する。
【００４７】
本発明では全インク吐出口を同時に駆動させる以外に、時間的に分割して駆動させることができる。全インク吐出口を同時に駆動させると、各全インク吐出口間のクロストークの影響による記録品位の低下や、一時的に大電流が必要になることにより電源の大容量化などの不利益が生じる場合があるが、時分割駆動することでこれらの不利益を避けることができる。
【００４８】
この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続している。
【００４９】
このインクジェット記録装置の記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドについて図４乃至図６を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図６は同ヘッドの要部平面説明図である。
【００５０】
このインクジェットヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路板４１と、この流路板４１の下面に接合した振動板４２と、流路板４１の上面に接合したノズル板４３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル４５がノズル連通路４５ａを介して連通するインク流路である加圧室４６、加圧室４６にインクを供給するための共通液室４８にインク供給口４９を介して連通する流体抵抗部となるインク供給路４７を形成している。
【００５１】
そして、振動板４２の外面側（液室と反対面側）に各加圧室４６に対応して加圧室４６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての積層型圧電素子５２を接合し、この圧電素子５２をベース基板５３に接合している。また、圧電素子５２の間には加圧室４６、４６間の隔壁部４１ａに対応して支柱部５４を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子５２と支柱部５４して形成している。支柱部５４も構成は圧電素子５１と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
【００５２】
さらに、振動板４２の外周部はフレーム部材４４にギャップ材を含む接着剤５０にて接合している。このフレーム部材４４には、共通液室４８となる凹部、この共通液室４８に外部からインクを供給するための図示しないインク供給穴を形成している。このフレーム部材４４は、例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。
【００５３】
ここで、流路板４１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路４５ａ、加圧室４６、インク供給路４７となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００５４】
振動板４２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他の金属板や樹脂板或いは金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板４２は加圧室４６に対応する部分に変形を容易にするための薄肉部（ダイアフラム部）５５及び圧電素子５２と接合するための厚肉部（島状凸部）５６を形成するとともに、支柱部５４に対応する部分及びフレーム部材４４との接合部にも厚肉部５７を形成し、平坦面側を流路板４１に接着剤接合し、島状凸部５６を圧電素子５２に接着剤接合し、更に厚肉部５７を支柱部５４及びフレーム部材４４に接着剤５０で接合している。なお、ここでは、振動板４２を２層構造のニッケル電鋳で形成している。この場合、ダイアフラム部５５の厚みは３μｍ、幅は３５μｍ（片側）としている。
【００５５】
ノズル板４３は各加圧室４６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４５を形成し、流路板４１に接着剤接合している。このノズル板４３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合わせ、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。ここでは、電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成している。また、ノズル４３の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。）に形成し、このノズル４５の穴径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍとしている。さらに、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。
【００５６】
また、ノズル板４３のノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００５７】
圧電素子５２は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層６１と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極層６２とを交互に積層したものであり、内部電極６２を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極６３、共通電極６４に電気的に接続したものである。この圧電常数がｄ３３である圧電素子５２の伸縮により加圧室４６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子５２に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子５２に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮するようになっている。
【００５８】
なお、圧電素子部材の一端面の端面電極はハーフカットによるダイシング加工で分割されて個別電極６３となり、他端面の端面電極は切り欠き等の加工による制限で分割されずにすべての圧電素子５２で導通した共通電極６４となる。
【００５９】
そして、圧電素子５２の個別電極６３には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル６５を接続し、このＦＰＣケーブル６５には各圧電素子５２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）を接続している。また、共通電極６４は、圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣケーブル６５のグラウンド（ＧＮＤ）電極に接続している。
【００６０】
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、例えば、記録信号に応じて圧電素子５２に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、圧電素子５２に積層方向の変位が生起し、振動板４２を介して加圧室４６内のインクが加圧されて圧 力が上昇し、ノズル４５からインク滴が吐出される。
【００６１】
その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧室４６内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧室４６内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、図示しないインクタンクから供給されたインクは共通液室４８に流入し、共通液室４７からインク供給口４９を経て流体抵抗部４７を通り、加圧室４６内に充填される。
【００６２】
なお、流体抵抗部４７は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部４７の流体抵抗値を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００６３】
ヘッド駆動制御装置に係わる部分について図７を参照して説明する。なお、同図では、本発明の１つのヘッドの１つの駆動ユニットの駆動制御に係る部分のみを図示している。
【００６４】
ヘッド駆動回路８８は、主制御部から印字制御部おとびＩ／Ｆを介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッドを構成する各インクジェットヘッドの圧電素子５２に対して選択的に駆動波形を印加してインク滴を吐出させる。
【００６５】
ここで、記録ヘッドを構成する４個（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のインクジェットヘッドＨは、上述したように複数（ここでは１２８個とする。）のノズル４５に対応する１２８個の圧力発生手段である圧電素子５２を有し、各圧電素子５２の一方の電極は共通化して共通電極Ｃｏｍ（上記の共通電極６４である。）としてグランドに接続し、他方の電極は圧電素子５２毎に個別化して選択電極ＳＥＬ（上記の個別電極６３である。）としている。なお、実際にはノズル４５は２列設けているので、２５６個のノズル４５を有することになる。
【００６６】
主制御部から印字制御部おとびＩ／Ｆを介してパーソナルコンピュータなどの情報処理端末、デジタルカメラ、スキャナなどの画像処理端装置等のホスト側から与えられる画像情報を入力して、ヘッド駆動部８８Ａに対してヘッドを駆動するタイミングに合わせて、８ｂｉｔの電圧データを順次、波形生成部であるＤ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）１０３に出力する。
【００６７】
ＤＡＣ１０３は、与えられた電圧データを例えば０Ｖ〜２Ｖの出力範囲を８ｂｉｔの分解能で出力する。８ｂｉｔのデータ入力ステップが２５０ｎｓの場合、駆動波形（駆動信号）の立ち上がり時定数ｔｒ＝５μｓ、駆動電圧Ｖｐ＝３０Ｖ（フルスケール）のとき、ＤＡＣ１０３の出力は２０ステップの時間刻みで、約０．１Ｖ／ステップで０〜２Ｖまで上昇する。
【００６８】
また、駆動波形の立下り時も同様に、立下り時定数ｔｆ＝１０μｓであれば４０ステップで５〜３Ｖまで下降する。さらに、駆動波形に要する時間（立ち上がり開始から、立下り終了までの時間）が５０μｓとすると、２００ステップでフルスケール５Ｖの駆動波形が形成され、ヘッドの駆動タイミングに合わせて繰り返し出力される。
【００６９】
このＤＡＣ１０３から出力される駆動波形はアンプ１０４を介して３〜３０Ｖ（フルスケール時）の範囲でＤＡＣ出力レベルに応じて電圧増幅される。電圧増幅された駆動波形は、ＳＥＰＰ回路（ＮＰＮトランジスタＱ１及びＰＮＰトランジスタＱ２）等で構成される低インピーダンス回路からなる電流増幅部１０５を介して、選択回路であるＰＺＴ選択回路１０６へ与えられる。
【００７０】
一方、主制御部は、インク滴を噴射させるノズル４５を指定するためのシリアルデータＳＤ（ノズルデータ）とシフトクロックＳＣＬＫ、ラッチ信号／ＬＡＴをＰＺＴ選択回路１０６へ入力する。
【００７１】
ＰＺＴ選択回路１０６は、シフトクロックＳＣＬＫ、およびノズルデータＳＤを入力とするシフトレジスタ回路（２５６ｂｉｔ）と、シフトレジスタ回路の各レジスト値をラッチ信号/ＬＡＴによってラッチするためのラッチ回路（２５６ｂｉｔ）と、２５６ビットのレベルシフタ回路と、レベルシフタ回路でオン／オフが制御されるアナログスイッチ群とからなる。
【００７２】
アナログスイッチ群は、各圧電素子５２の選択電極６３に接続され、駆動波形が入力されている。そしてシフトレジスタ回路にシフトクロックＳＣＬＫ、ノズルデータＳＤを取りこみ、ラッチ信号／ＬＡＴによって取りこんだシリアルデータをラッチ回路でラッチしてレベルシフタ回路に入力する。このレベルシフタ回路は、データの内容に応じて各圧電素子５２に接続されるアナログスイッチをオンすることで、駆動波形が選択された圧電素子５２に印加される。
【００７３】
ここで、駆動波形の一例を図８に示している。本実施形態におけるヘッドの駆動方式においては、駆動波形の立下り波形要素（ａ→ｂ）の時間に圧電素子５２はヘッド基板（ベース基板）５３方向に収縮変位するので、加圧液室４６内の容積は拡大し、加圧液室４６は減圧される。そして、上記拡大された加圧液室４６は駆動波形のホールド波形要素（ｂ→ｃ）時間の間、保持された後、立ち上がり波形要素（ｃ→ｄ）の時間に圧電素子５２がノズル板４３方向に拡大変位するので、加圧液室４６は縮小し、発生される加圧圧力でノズル４５からインク滴が噴射される。
【００７４】
以下、本発明の実施例を説明する。
図９は、印刷枚数と時間を示したグラフであり、グラフの傾きが急峻なほど印刷スピードが速い。
【００７５】
印刷モードは所定の主走査の速度（キャリッジの走査スピード）と副走査の速度（紙搬送速度）を制御するための主走査モータと副走査モータの回転速度を維持する。
【００７６】
また図１０に印刷モード（印刷スピード）に対応した機内の温度上昇の特性を示す。
通常の印刷モードｓでは時間とともに機内の温度は上昇するが、やがて飽和状態に達する。このときの温度をΔＴmax_sとする。一般的には、連続印刷を機内の温度が飽和するまで繰り返し実施し、マシンの設置環境温度をＴo、安全性や画像品質を確保するための機内上限温度をＴlimitとすると、
【００７７】
Ｔo + ΔＴmax_s ≦ Tlimit
【００７８】
が成り立つように、印刷スピードが設定されている。
【００７９】
しかし、このような設定方法では印刷枚数が比較的少なく、機内の温度上昇も小さい場合は、温度上昇に余裕があり、印刷速度を上げられるにも関わらず、多数枚の印刷を想定した印刷スピードに抑えられてしまう。
【００８０】
このような問題を解決するために本発明では印刷枚数が少ないときは印刷スピードを速く、印刷枚数が多いときは、印刷途中から印刷スピードを遅くする手段を提供する。
【００８１】
図９において通常の印刷スピード(印刷モードｓ)より速い印刷モードａと通常の印刷スピードより遅い印刷モードｂを設定する。このときの温度上昇は図１０に示すようになり、温度上昇の飽和温度はそれぞれΔTmax_s、ΔTmax_a、ΔTmax_bとすると、
【００８２】
ΔTmax_a ＞ ΔTmax_s ＞ ΔTmax_b の順になる。
【００８３】
本発明では上記の各印刷モードa,bの温度上昇特性値（温度-印刷枚数データ）と温度上昇飽和温度
【００８４】
ΔTmax_a、ΔTmax_bを参照テーブルとしてメモリに格納しておく。
【００８５】
また、温度管理が必要な対象となる箇所、例えば機内温度を検知するための温度検知手段（サーミスタなど）と上記メモリに格納された参照テーブル（印字モードテーブル）から、印刷モードａの印刷枚数と印刷モードｂの印刷枚数を算出する印刷モード決定手段を有する。
【００８６】
図１１に印刷モード決定手段のブロック図を示す。
印刷モード決定手段には、印刷を開始する前に検知対象となる箇所で温度を検出した検出温度Ｔｓと印刷を実施する枚数ｎが入力され、メモリに格納された印刷モードテーブルで参照したデータから、印刷モードａの印刷枚数ｍと印刷モードｂの印刷枚数（ｎ-ｍ）を出力する。
【００８７】
本発明では、上記の印刷モード決定手段で出力された印刷枚数で各印刷モードにおける主走査／副走査のスピードが設定され、所定の印刷枚数を実施する。
【００８８】
（実施例１）
次に具体的な実施例を図１２、図１３のフローチャートに基づいて説明する。
プリンタがＰＣからホストＩ／Ｆを介してｎ枚の印刷ｊｏｂを受信した（Ｓ１２０１）ときを想定する。
【００８９】
このとき、予めプリンタ本体内部に設置されている温度検知装置（サーミスタ）から、温度を読み取り、このときの温度をＴｓとする（Ｓ１２０２）。
【００９０】
プリンタコントローラは、図１１に示す印刷モード決定手段を有し、印刷モードテーブルから最も印刷速度の速い印刷モードａの温度上昇テーブルを参照して（Ｓ１２０３）、ｎ枚印刷したときの温度上昇度ΔＴ_a(n)を算出する（Ｓ１２０４）。
【００９１】
次に、上記で検知したＴｓとΔＴ_a(n)から、温度検知装置がｎ枚の印刷が終了した直後に到達する温度Ｔe_a(n)を（式１）から求める（Ｓ１２０５）。
【００９２】
Te_a(n) = Ts + ΔＴ_a(n) ・・・ 式１
【００９３】
ここで、予め設定されている上限温度ＴLmtと上記（式１）で求めたTe_a(n)を比較し（Ｓ１２０６）、図１４に示すように
【００９４】
Tlmit ≧Te_a(n) ・・・ 式２
【００９５】
が成り立つ場合は、印刷モード決定手段は印刷モードａを決定する（Ｓ１２０７）。
【００９６】
印刷モードａが決定されると、プリンタコントローラは主走査モータ、副走査モータを駆動させるためのドライバに所望の速度を設定し、印刷動作を開始し、ｎ枚の印刷が終了するまで印刷動作を継続する（Ｓ１２０８〜Ｓ１２１２）。
【００９７】
一方、下記の（式３）の場合を説明する。
【００９８】
Tlmit ＜ Te_a(n) ・・・式３
【００９９】
図１５に示すように、印刷開始時の検出温度Tsが図１４の場合より高く
【０１００】
Ｔｓ ＜ Tlmit ＜ Te_a(n) の関係が成り立っているので、
【０１０１】
印刷モードａでｎ枚を印刷するとプリンタ本体内部の温度は途中で上限温度Tlmitを超えてしまう。そこで、印刷モードを途中でａからｂに切り替える必要がある。
【０１０２】
このときの切り替えタイミングは、できるだけ印刷速度の速い印刷モードａで印刷する枚数を多くすることと、途中印刷モードｂに切り替えて最終枚まで印刷終了し、その直後に次の印刷ｊｏｂを受信しても印刷が可能になることが求められる。
【０１０３】
まず、印刷動作による温度上昇の許容度ΔＴｋを下記の（式４）から求める（Ｓ１２１３）。
【０１０４】
ΔＴk = Tlmit - Ts ・・・ 式４
【０１０５】
いま、印刷モードａで印刷する枚数をｍ枚（ｎ＞ｍ）とすると、印刷モード決定手段は印刷モードテーブルに保存されている印刷モードａ/ｂそれぞれのｍ枚印刷したときの温度上昇ΔＴa(m)、ΔＴｂ（ｍ）と印刷モードｂで印刷し続けたときの温度上昇の飽和温度ΔＴmax_bのデータを参照し、下記の式（５）が成り立つようなｍの値を算出する（Ｓ１２１４）。ただし、ｍはできるだけ大きな数値（整数）とする。
【０１０６】
ΔＴｋ ≧ ΔＴa(m) + （ΔＴmax_b-ΔＴb(m)) ・・・ 式５
【０１０７】
このように印刷モード決定手段で算出されたｍの値について図１５で説明する。
【０１０８】
１枚目からｍ枚目までは印刷モードａで印刷されるので、ｍ枚印刷した時点での温度上昇はΔＴa(m)である。
【０１０９】
また、印刷モードｂで印刷し続けたときの温度上昇はΔＴmax_bであるが、実際には、ｍ+１枚目から印刷モードｂによる印刷が実施され、ｍ枚印刷終了までの温度上昇は発生しない。したがって印刷モードｂで発生する温度上昇は（ΔＴmax_b-ΔＴb(m)となる。
【０１１０】
したがって、印刷モードａ、ｂ両者による温度上昇はΔＴa(m) + （ΔＴmax_b-ΔＴb(m))となり、この値が（式４）で求めた温度上昇の許容度ΔＴｋを超えなければよい。
【０１１１】
このとき、印刷モード（ｂ）による温度上昇の飽和点がＴｌｉｍｉｔ以下になるようなタイミングで印刷モードをａからｂに切り替えるため、印刷モードｂでＴｌｉｍｉｔを超えてしまうことはない。
【０１１２】
このように、ｍ枚までは印刷モードａで印刷が実施されｍ+１枚目からは、プリンタコントローラが主走査モータ、副走査モータを駆動させるためのドライバに所望の速度を設定し、印刷動作が開始され、ｎ-ｍ枚の印刷を実施して終了する（Ｓ１２１５〜Ｓ１２２２）。
【０１１３】
なお、このとき、印刷モードｂの温度上昇は飽和するまで考慮されているので、ｎ枚印刷終了直後に次のｊｏｂによる印刷が開始されても（Ｓ１２２３〜Ｓ１２２５）、そのまま継続して印刷することができ、このときＴlmitを超えることはない。
【０１１４】
本実施例では印刷ページ単位で、印刷モードの切り替えを実施しているが、必ずしも印刷ページ単位で実施する必要はなく、ページ内の途中で実施してもよい。その場合、印刷モードテーブルは温度-印刷時間の温度上昇特性値データを保有し、印刷時間を管理して印刷モードの切り替えを実施する。
【０１１５】
また、本発明はインクジェット記録装置に限らず、電子写真方式（レーザープリンタなど）にも容易に適用させることができる。
【０１１６】
（実施例２）
プリンタ本体内部では、場所によって温度上昇にバラツキがあるが、とくに発熱の大きい主走査モータもしくは副走査モータの近傍に温度検知装置（サーミスタ）を設置し、主走査モータもしくは副走査モータの使用範囲におけるそれぞれのモータ温度が上限に達するときの検知温度を上限温度Tlmitとする。
【０１１７】
こうすることで、モータの温度上昇を最大限にするまで、印刷速度を速くできる。
【０１１８】
（実施例３）
インクジェット記録装置の画像品質は、ヘッドの噴射特性（噴射速度、噴射方向、噴射量）とインクの物性（粘度など）に依存するところが大きく、それぞれの特性は温度によって変動する。とくに高温側はインク粘度が低くなり噴射の安定性を損なう結果となる。したがって、キャリッジ内のヘッドもしくはヘッドドライバＩＣまたはインクチューブもしくはインクタンクの近傍に温度検知装置（サーミスタ）を設置し、画像品質が確保できるヘッドもしくはインクの温度が上限に達するときの検知温度を上限温度Tlmitとすれば、ヘッドもしくはインクの温度上昇を最大限にするまで、印刷速度を速くできる。
【０１１９】
（実施例４）
プリンタ本体内部の主走査モータ近傍と副走査モータ近傍とキャリッジ内のヘッド近傍、インクタンク近傍にそれぞれ温度検知装置（サーミスタ）を設置する。
【０１２０】
印刷モード決定手段には、印刷を開始する前に検知対象となる上記の４箇所で温度を検出した検出温度Ｔｓ1、Ts2,Ts3,Ts4が入力される。またそれぞれの検知箇所の上限温度Tlmit1、Tlmit2、Tlmit3、Tlmit4と検知箇所に対応した各印刷モードの温度上昇-印刷枚数の特性値と飽和温度が印刷モードテーブルに格納されている。
【０１２１】
次に、（式４）によって各温度検知装置の設置箇所のΔＴｋを求める。
【０１２２】
ΔＴk1 = Tlmit1 - Ts1、
ΔＴｋ2、ΔＴｋ3、ΔＴｋ4も上記と同様に求める。
【０１２３】
ここで、ΔＴｋ1〜ΔＴｋ4の中でもっとも小さい値（もっとも温度上昇の許容度が小さい）を１つ選定し、例えば、ΔＴｋ4（インクタンク近傍）が最小である場合は、ΔＴｋ4＝ΔＴｋとし、インクタンク近傍における各印刷モードの温度上昇-印刷枚数の特性値と飽和温度に基づいて、各印刷モードの印刷枚数を（実施例１）と同様に算出する。
【０１２４】
また、インクジェット方式におけるラインヘッドや電子写真方式におけるＬＥＤプリンタのＬＥＤアレイなどの場合は、ラインヘッドやＬＥＤアレイに複数個の温度検知装置（サーミスタ）を設置し、上記と同様な算出結果に基づいて副走査モータを制御することで、紙搬送速度を最適にすることができる。
【０１２５】
以下、各請求項ごとの作用効果を記載する。
【０１２６】
請求項１によれば、温度検知手段と検知結果から最適な印刷速度を設定することができ、印刷が終了して温度が上昇していても、すぐに次の印刷を開始することができる。また、印刷Ｊｏｂで枚数が比較的少ない場合でも、枚数が多い場合に比べて高速に印刷することができる。また、ＦＡＮなどの冷却装置を設置する必要がなく、マシンサイズを小さく、低コストで実現させることができる。
【０１２７】
請求項２によれば、主走査モータを制御して、キャリッジ速度を低減させることができるので、インクの繰り返し噴射周波数を低くすることができる。したがって、機内温度が高温になってインク粘度が低下しても、所望のインク噴射速度と噴射量が確保できるので、高画像品質を確保することができる。また、主走査モータの回転速度と副走査モータの駆動dutyを低くすることができるので、それぞれのモータが消費する電力が低減され発熱量も抑制される。
【０１２８】
請求項３によれば、プリンタ本体内部の最も温度が高くなる箇所の上限温度を越えない範囲で印刷速度を速くでき、製品の安全性を確保することができる。
【０１２９】
請求項４によれば、インクジェット記録装置の画像品質は、ヘッドの噴射特性（噴射速度、噴射方向、噴射量）とインクの物性（粘度など）に依存するところが大きいので、印刷速度を速くしても高画像を確保することができる。
【０１３０】
請求項５によれば、プリンタ本体内部の温度上昇箇所は複数あり、上限温度が低い箇所が必ずしも温度上昇が小さいとは限らないので、温度上昇の許容度が最も小さい設置箇所の各印刷モードの印刷枚数を算出し、その結果にもとずいて印刷速度を制御することで、安全性と画像品質の両方を満足させることができる。
【０１３１】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、インクジェット記録装置の機能を実現するためのプログラムを装置に読込ませて実行することにより装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装填部
１０ インクカートリッジ
２１ フレーム
２５ 係止部材
３１ ガイドロッド
３２ ステー
３３ キャリッジ
３４ 記録ヘッド
３５ サブタンク
３６ インク供給チューブ
４１ 用紙積載部（圧板）
４２ 用紙
４３ 半月コロ（給紙コロ）
４４ 分離パッド
４５ ガイド部材
４６ カウンタローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 押さえ部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５３ テンションローラ
５６ 帯電ローラ
５７ ガイド部材
６１ 分離爪
６２ 排紙ローラ
６３ 排紙コロ
７１ 両面ユニット
７２ 手差しトレイ
８１ 維持回復機構
８２ 各キャップ部材
８３ ワイパーブレード
８４ 空吐出受け
８８ 空吐出受け
８９ 開口
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】特開２００２−０３６５１４号公報
【特許文献２】特開２００９−０３１５８０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度検知装置と、該温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有する画像形成装置であって、
前記印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
インクジェットヘッドを有し、前記プリンタコントローラは主走査モータまたは副走査モータを可変制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記温度検知装置は、機内温度分布の高いところを検出するように設置されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度検知装置はキャリッジ内のヘッドもしくはインクチューブまたはインクタンクの近傍に設置されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度検知装置は複数個所に設置され、前記印刷モードテーブルはそれぞれの設置箇所の上限温度と設置箇所に対応した各印刷モードの温度上昇−印刷枚数の特性値と飽和温度を格納し、印刷モード決定手段は複数の検出結果と検出箇所に対応した上限温度から温度上昇の許容度が最も小さい検出箇所を求め、前記印刷モードテーブルを参照して各印刷モードの印刷枚数を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
温度検知装置と、該温度検知装置の検出結果と印刷枚数とから印刷モードとそれに対応した印刷枚数を決定する印刷モード決定装置と、該決定された印刷モードにしたがって印刷速度を印刷枚数に応じて可変制御できるプリンタコントローラとを有する画像形成装置であって、
前記印刷モード決定装置は入力される検知温度と要求される印刷枚数から、予めメモリに格納された印刷モードテーブルを参照して、それぞれの印刷モードの印刷枚数を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
インクジェットヘッドを有し、前記プリンタコントローラは主走査モータまたは副走査モータを可変制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記温度検知装置は、機内温度分布の高いところを検出するように設置されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度検知装置はキャリッジ内のヘッドもしくはインクチューブまたはインクタンクの近傍に設置されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度検知装置は複数個所に設置され、前記印刷モードテーブルはそれぞれの設置箇所の上限温度と設置箇所に対応した各印刷モードの温度上昇−印刷枚数の特性値と飽和温度を格納し、印刷モード決定手段は複数の検出結果と検出箇所に対応した上限温度から温度上昇の許容度が最も小さい検出箇所を求め、前記印刷モードテーブルを参照して各印刷モードの印刷枚数を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−９１４１７（Ｐ２０１２−９１４１７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１２１６（Ｐ２０１０−２４１２１６）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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