JP2012061690A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置において、ヘッドを駆動するための駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路の電源電圧を環境温度及び湿度に応じて最適化することにより、無駄な消費電力を削減する。
【解決手段】駆動波形データをＤ／Ａ変換した駆動波形が入力信号ライン２０４から駆動波形増幅回路２０２に入力され、増幅されて、インクジェット記録ヘッドの圧電素子２０３を振動させる。駆動波形データは、周辺温度や湿度毎にテーブル化されてＲＯＭに格納されており、周辺の温度や湿度の測定データに応じて波形データを変更している。周辺の温度及び湿度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を可変設定することで、周辺の温度及び湿度に応じた最適な電圧をトランジスタ２０２ｃのエミッタに印加し、駆動波形増幅回路２０２の無駄な消費電力を削減する。
【選択図】図４

Description

本発明はインクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置に関し、さらに詳しくは、駆動波形増幅回路の電源電圧を環境温度、湿度に応じて最適化することにより、無駄な消費電力を削減した画像形成装置に関する。

インクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置において、駆動波形生成回路で生成した駆動波形を駆動波形増幅回路で増幅し、上記記録ヘッドに印加することで、上記記録ヘッドを駆動してインク滴を吐出させる技術が知られている。

インクジェット記録ヘッドはインク吐出用のノズルを内蔵しており、そのノズル内にはインク滴吐出のためのアクチュエータが設けられている。アクチュエータとしては圧電素子を用いる方式が知られている。圧電素子は印加される電圧によって体積が変動する素子であり、インク滴吐出時には狙いの滴サイズや吐出速度を得るために駆動波形と呼ばれる電圧波形を入力する。

図９に駆動波形を示す。駆動波形には主に、図９Ａに示す「記録媒体にインクを吐出し、画像を形成する為の印字波形」、図９Ｂに示す「記録媒体外部のメンテナンスユニットにインクを吐出する空吐出波形」、図９Ｃに示す「インクを吐出しない程度にアクチュエータを駆動させる微駆動波形」の３種類がある。

空吐出波形は、ノズル内のインクが長時間大気に触れた状態で乾燥し、正常な吐出ができなくなってしまった場合の復帰動作時に使用される。微駆動波形は、上記ノズル内のインクの乾燥を抑止するための維持動作として使用される。

インク滴の吐出を行うとき、アクチュエータの急峻な体積増減が駆動力となるが、ノズルの液面を一度引き込んでから押し出す動作をする事で、より効率的にインク滴吐出を行える。この場合、駆動波形は電圧低下から転じて電圧上昇させる動作となるため、基準となる中間電位から電圧の上下を開始するのが効率的であり、事前に中間電位までスルーアップし、ヘッド駆動完了後には０電位へスルーダウンする必要がある。駆動波形の基準電位は、駆動の種類（印字、空吐出、微駆動）で異なる場合が殆どである為、スルーアップ及びスルーダウン波形も各駆動で異なる。また、駆動波形のピーク値は波形の種類により異なり、印字波形については環境温度の測定値を基にピーク値を補正しているため、環境温度によっても異なる。

プッシュプル接続されたトランジスタを用いた駆動波形増幅回路においては、図１０に示すように、トランジスタには電源電圧として、駆動波形のピーク値よりも高い固定電圧（一定の直流電圧）が常に供給されている。記録ヘッドの駆動に必要な電圧のピーク値（必要最大電圧）は駆動波形のピーク値であるから、図に斜線で示した領域が無駄な消費電力となる。前述したように、駆動波形のピーク値は波形の種類や環境温度により異なるから、固定電圧は波形の種類や環境温度の変化に対応できるように、余裕のある高めの値に設定されている。このため、記録ヘッドが必要とする電圧に対して固定電圧が高い程、トランジスタが熱として捨ててしまう電力が多くなる。

駆動波形増幅回路の電源電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより低下させることでインク噴射量及び消費電力を節約したインクセーブモードを有するインク噴射量制御装置があるが（特許文献１）、このインク噴射量制御装置では環境温度に応じた電源電圧の最適化は考慮されていない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドを駆動する駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路とを有する画像形成装置において、駆動波形増幅回路の電源電圧を環境温度に応じて最適化することにより、無駄な消費電力を削減することである。

本発明の画像形成装置は、インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドを駆動する駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路と、前記駆動波形増幅回路に電源電圧を印加する電源電圧印加手段と、前記電源電圧印加手段の出力電圧を可変設定する電源電圧設定手段とを備えた画像形成装置であって、環境温度を測定する環境温度測定手段を有し、前記電源電圧設定手段は、前記環境温度測定手段の測定データに応じて、前記駆動波形増幅回路に印加する電源電圧を可変設定する画像形成装置である。

［作用］
本発明によれば、環境温度の測定データに応じて、インクジェット記録ヘッドを駆動するための駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路の電源電圧を可変設定する。

本発明によれば、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドを駆動する駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路とを有する画像形成装置において、駆動波形増幅回路の電源電圧を環境温度に応じて最適化することにより、無駄な消費電力を削減することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の機構部の概略構成を説明するための側面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の機構部の要部構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の制御系の概要を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における駆動波形増幅回路及びその電源電圧設定回路の第１の例を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置において、温湿度センサの検知出力に応じて駆動波形及び電源電圧を変化させることを説明するための図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における駆動波形増幅回路及びその電源電圧設定回路の第２の例を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における駆動波形増幅回路及びその電源電圧設定回路の第３の例を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置において、電源電圧を駆動波形のピーク値と無関係に強制的に低下させることを可能にした処理を示すフローチャートである。 インクジェット記録ヘッドの駆動波形を示す図である。 駆動波形増幅回路における無駄な消費電力を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
〈画像形成装置の機構部〉
図１は本発明の実施形態の画像形成装置の機構部の概略構成を説明するための側面図であり、図２は要部構成を説明するための平面図である。これらの図を用いて、本実施形態の画像形成装置の機構部について説明する。

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キャリッジ主走査方向に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェット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。

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。

本実施形態では全インク吐出口を同時に駆動する以外に、時間的に分割して駆動することもできる。全インク吐出口を同時に駆動すると、各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る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の発生を防ぐことができる。

この記録ヘッド３４はドライバＩＣ（Integrated Circuit）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。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、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部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により保持されている。

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

また、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に対向する位置へ搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。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。

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。

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。

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。

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。

また、装置本体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、再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、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。

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。

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。

さらに、装置本体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。

このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド部材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部材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。

このとき、図示しない制御部によって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、即ち、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。

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。

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。

〈画像形成装置の制御系〉
図３は本発明の実施形態の画像形成装置の制御系の概要を説明するためのブロック図である。この図において、図１、２と対応する構成要素には図１、２と同じ参照符号を付した。

図３において、制御部１００は、この画像形成装置全体の制御を司る、用紙の搬送動作及びキャリッジ３３の移動動作に関する制御を司る手段を兼ねたＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、ＣＰＵ１０２が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ（Random
Access Memory）１０４と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ：Non Volatile ＲＡＭ）１０５と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０６とを備えている。

また、この制御部１００は、ホスト装置１８０側とのデータ、信号の送受を行うためのホストＩ／Ｆ（インタフェース）１０８と、記録ヘッド３４を駆動するための駆動波形を生成するとともに、記録ヘッドの圧力発生手段を選択駆動させる画像データ及びそれに伴う各種データをヘッドドライバ１２０に出力するヘッド制御部１０９と、主走査モータ１３０を駆動するための主走査モータ駆動部１１０と、副走査モータ１５０を駆動するための副走査モータ駆動部１１２と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部１１１と、リニアエンコーダ１４０、ホイールエンコーダ１６０からの検出パルス、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ（Input／Output）１０７を備えている。

制御部１００内の各部はバス１０１に接続されている。また、この制御部１００には、この画像形成装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル１７０が接続されている。

ここで、制御部１００は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取装置、デジタルカメラなどの撮像装置等のホスト装置１８０のプリンタドライバ１８１が生成した印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ１０８で受信する。

そして、制御部１００のＣＰＵ１０２は、ホストＩ／Ｆ１０８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、ＡＳＩＣ１０６にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド制御部１０９に転送し、ヘッド制御部１０９から所要のタイミングでヘッドドライバ１２０に画像データや駆動波形を出力する。

なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ１０３にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト装置１８０側のプリンタドライバ１８１で画像データをビットマップデータに展開し、制御部１００に転送するようにしても良い。ここでは、プリンタドライバ１８１で行うようにしている。

ヘッド制御部１０９は駆動波形生成部を備え、この駆動波形生成部は、ＲＯＭ１０３に格納されてＣＰＵ１０２で読み出される駆動パルスのパターンデータをデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器（駆動波形生成回路）、及び増幅器（駆動波形増幅回路）等で構成され、１つの駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ１２０に対して出力する。

ヘッドドライバ１２０は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて、ヘッド制御部１０９の駆動波形生成部から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に対して印加することで、記録ヘッド３４を駆動する。

なお、このヘッドドライバ１２０は、例えば、クロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に印加する。

〈駆動波形増幅回路及びその電源電圧可変設定回路の第１の例〉
図４に駆動波形増幅回路及びその電源電圧可変設定回路の一例を示す。この駆動波形増幅回路２０２は、入力側でプッシュプル接続された一対のトランジスタ２０２ａ，２０２ｂと、出力側でプッシュプル接続された一対のトランジスタ２０２ｃ，２０２ｄとを備えている。ここで、トランジスタ２０２ａ及び２０２ｄはｎｐｎトランジスタであり、トランジスタ２０２ｂ及び２０２ｃはｐｎｐトランジスタである。

入力側のトランジスタ２０２ａのコレクタと出力側のトランジスタ２０２ｃのベースとが接続され、入力側のトランジスタ２０２ｂのコレクタと出力側のトランジスタ２０２ｄのベースとが接続されている。また、入力側のトランジスタ２０２ａ，２０２ｂのエミッタ同士を接続するラインと、出力側のトランジスタ２０２ｃ，２０２ｄのコレクタ同士を接続するラインとが接続されている。

トランジスタ２０２ａ，２０２ｂのベースは入力信号ライン２０４に共通に接続され、トランジスタ２０２ｃ，２０２ｄのコレクタ同士を接続するラインには記録ヘッドを構成する圧力発生手段である圧電素子２０３に接続されている。また、トランジスタ２０２ｃのエミッタはＤＣ／ＤＣコンバータ２０１を介して所定の電圧Ｖ1の直流電源に接続されており、トランジスタ２０２ｄのエミッタはグランドに接続（接地）されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の入力電圧である電圧Ｖ1は、製品が保証する様々な動作環境を考慮した場合の、ヘッド駆動に必要な駆動波形の最大電圧であり、例えば３７Ｖとする。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１は変換効率が１００％ではないので、実際には３７Ｖよりも若干大きい電圧を入力することが望ましい。

駆動波形データをＤ／Ａ変換した駆動波形が入力信号ライン２０４から駆動波形増幅回路２０２に入力され、増幅されて、記録ヘッド３４の圧電素子２０３を振動させる。駆動波形データは、周辺温度や湿度毎にテーブル化されてＲＯＭ１０３に格納されており、図５を参照しながら後述するように、周辺の温度及び湿度の測定データに応じて波形データを変更している。

従って、入力される駆動波形の最大電圧（ピーク値）は周辺の温度や湿度により異なるために、圧電素子２０３にかかる電圧も、周辺の温度や湿度により異なる。圧電素子２０３を振動させるための必要最大電圧は、トランジスタ２０２ｃのエミッタ端子にかかる電圧と等しい。トランジスタ２０２ｃのエミッタ端子にかかる電圧が一定の場合、前述したように、必要最大電圧以上の電圧は、トランジスタの発熱となり、無駄な消費電力となってしまう。

そこで、本実施形態では。周辺の温度及び湿度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を可変設定することで、種辺の温度及び湿度に応じた最適な電圧をトランジスタ２０２ｃのエミッタ端子に印加し、駆動波形増幅回路２０２の無駄な消費電力を削減する。

〈周辺の温度及び湿度に応じた駆動波形の選択〉
図５は温湿度センサの検知出力に応じて駆動波形及び電源電圧を変化させることを説明するための図である。ここで、図５Ａはブロック図、図５Ｂ、ＣはＲＯＭ１０３に格納されている駆動波形データである。

駆動波形には、周辺の温度及び湿度により、波形にバリエーションがある。これは、気温によるインクの粘度差に対応するためである。そこで、予め温度及び湿度に対応した複数の駆動波形データをＲＯＭ１０３に格納しておく。そして、記録ヘッド３４の付近の適当な位置に温湿度センサ１９０を設置し、周辺の温度及び湿度を測定する。ＣＰＵ１０２とＲＯＭ１０３は例えば１６ビット幅のバスで接続されており、ＣＰＵ１０２は温湿度センサ１９０の測定データを読み込み、バスを介してＲＯＭ１０３内のテーブル情報を確認し、周辺の温度及び湿度に応じた駆動波形データを読み出し、ヘッド制御部１０９へ出力する。ヘッド制御部１０９のＤ／Ａ変換部（駆動波形生成回路）は駆動波形データをＤ／Ａ変換し、駆動波形増幅回路２０２へ出力する。これにより、温湿度センサ１９０の測定データに応じて最適な駆動波形を生成することができる。

また、温湿度センサ１９０の検知出力に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を可変設定するため、ＣＰＵ１０２が温湿度センサ１９０の検知出力に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力制御端子に制御信号を供給する。このとき、駆動波形３０１，３０２の必要最大電圧（ピーク値）Ｖa1，Ｖa2のデータもＲＯＭ１０３に格納しておくと、高速設定が可能となる。

〈駆動波形増幅回路及びその電源電圧可変設定回路の第２の例〉
図６に駆動波形増幅回路その電源電圧可変設定回路の第２の例を示す。この図において、図４と同じ構成要素には図４と同じ参照符号を付した。

即ち、駆動波形増幅回路２０２自体の回路構成、並びに駆動波形増幅回路２０２とＤＣ／ＤＣコンバータ２０１、入力信号ライン２０４、及び圧電素子２０３との接続関係は図４と同じである。図４と異なるのは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を設定するための回路構成である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧は、抵抗２１０と抵抗回路２０６によって分圧されＤＣ／ＤＣコンバータ２０１のフィードバック端子へ入力される。このフィードバック電圧の設定を変えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を変えることができる。

そこで、抵抗回路２０６に複数のトランジスタからなりスイッチング回路２０７を接続し、ＡＳＩＣ１０６にトランジスタをオン、オフ制御することにより、抵抗回路２０６の抵抗値をソフト制御にて自在に変更できるようにした。

ここでは、抵抗回路２０６が３個の抵抗からなり、スイッチング回路２０７も３個のトランジスタからなる。個々の抵抗は自分に接続されているトランジスタがオンのときのみ、分圧抵抗として作用する。３個のトランジスタのうち１個のみを選択的にオンにする場合、３個の抵抗の抵抗値を全て違う値にしておくことで、３つの異なる抵抗値を得ることができる。３個のうちの２個をオンにしたり、３個全てをオンにしたりすれば、２個や３個の合成抵抗値を得ることもできる。抵抗の個数を増やすほど、周辺の温度及び湿度に対してリニアに対応させることが可能であり、無駄な消費電力をより削減できる。

〈駆動波形増幅回路及びその電源電圧可変設定回路の第３の例〉
図７に駆動波形増幅回路及びその電源電圧可変設定回路の第３の例を示す。この図において、図６と同じ構成要素には図６と同じ参照符号を付した。即ち、駆動波形増幅回路２０２自体の回路構成、並びに駆動波形増幅回路２０２とＤＣ／ＤＣコンバータ２０１、入力信号ライン２０４、圧電素子２０３との接続関係、フィードバック電圧の設定を変えることでＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を変えることは図６と同じである。

図６との相違は、図６の抵抗回路２０６及びスイッチング回路２０７に代えてデジタルポテンショメータ２１３を設けたことである。デジタルポテンショメータ２１３は、デジタル値の設定により、抵抗値を変化させることのできる抵抗器であり、例えばＩ２Ｃバスによる制御が可能である。ここでは、ＡＳＩＣ１０６との間をクロック線とデータ線からなる２本のバス配線２１４で接続し、ＡＳＩＣ１０６側から値を設定すると、それに応じた抵抗値が得られるようにした。図６に示す抵抗回路２０６とスイッチング回路２０７の組み合わせよりも、分圧抵抗値を細かく設定できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧を細かく設定することができる。

〈駆動波形増幅回路の電源電圧を強制的に低下させる処理〉
図５に示す駆動波形から明らかなように、駆動波形増幅回路の電源電圧を周囲の温度及び湿度に応じて変化させたとしても、最大電圧（Ｖa1，Ｖa2）とそれ以外では、依然として電圧差があるため、電力ロスが残ってしまう。そこで、画質よりも消費電力を重視するユーザーに対して、印字ジョブを送る際に、そのときの環境に応じた必要最大電圧を無視して、強制的に低い電圧に設定してしまうモードを設けた。図８は、その処理のフローチャートである。この処理はＲＯＭ１０３に格納されているプログラムをＣＰＵ１０２が実行することで行われる。

図示のように、印字ジョブを設定し（ステップＳ１）、強制的に低い電圧設定を行うモードに設定されているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、設定されていなければ（Ｓ２：NO）、駆動波形増幅回路の電源電圧を環境温度及び湿度に応じて変化させる通常の印字を行い（ステップＳ５→Ｓ６）、設定されていれば（Ｓ２：YES）、画質ランクを低下させる設定をした後に印字を行う（ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ６）。この処理により、必要電圧に満たない波形領域では画質劣化が起こるが、その他の波形領域では無駄な消費電力を抑えることができる。

以上、詳細に説明したように、本発明の実施形態の画像形成装置によれば、記録ヘッド３４の周辺の温度及び湿度を測定し、測定データに応じて、予めＲＯＭ１０３に格納されている駆動波形を選択するとともに、駆動波形増幅回路２０２の電源電圧を可変設定するので、環境温度及び湿度に応じた電源電圧の最適化が実現され、無駄な消費電力を削減することができる。

また、駆動波形増幅回路の電源電圧として、環境温度及び湿度に応じた必要最大電圧を無視して、強制的に低い電圧を設定してしまうモードを設けたので、画質よりも消費電力を重視するユーザーの要望に対応することができる。

なお、以上の実施形態では、環境温度及び湿度を測定し、それらの測定データに応じて、駆動波形データの選択及び駆動波形増幅回路の電源電圧設定を行っているが、環境温度の測定データのみに応じて駆動波形データの選択及び駆動波形増幅回路の電源電圧設定を行うように構成してもよい。

また、本発明は駆動波形増幅回路及び電源電圧設定回路、図９に示す処理に対応するプログラム、及びその処理の各ステップに対応する方法としても実現できる。

３４…記録ヘッド、１０２…ＣＰＵ、１０３…ＲＯＭ、１０６…ＡＳＩＣ、２０１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０２…駆動波形増幅回路、２０２ｃ…ｐｎｐトランジスタ、２０２ｄ…ｎｐｎトランジスタ、２０３…圧電素子、１９０…温湿度センサ。

特開２００５−３５０６２号公報

Claims (5)

1. インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドを駆動する駆動波形を増幅する駆動波形増幅回路と、前記駆動波形増幅回路に電源電圧を印加する電源電圧印加手段と、前記電源電圧印加手段の出力電圧を可変設定する電源電圧設定手段とを備えた画像形成装置であって、
   環境温度を測定する環境温度測定手段を有し、
   前記電源電圧設定手段は、前記環境温度測定手段の測定データに応じて、前記駆動波形増幅回路に印加する電源電圧を可変設定する
   画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   環境湿度を測定する環境湿度測定手段を有し、
   前記電源電圧設定手段は、前記環境温度測定手段の測定データ及び前記環境湿度測定手段の測定データに応じて、前記駆動波形増幅回路に印加する電源電圧を可変設定する
   画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
   前記電源電圧印加手段はＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記駆動波形増幅回路は、プッシュプル接続された一対のトランジスタが前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側とグランドとの間に接続されており、かつ前記トランジスタ同士の接続ラインから前記インクジェット記録ヘッドに印加する駆動波形が出力される
   画像形成装置。
4. 請求項３に記載された画像形成装置において、
   前記一対のトランジスタは、エミッタが前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続されたｐｎｐトランジスタと、エミッタがグランドに接続されたｎｐｎトランジスタである
   画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記電源電圧印加手段の出力電圧を、前記駆動波形のピーク電圧よりも低い電圧に強制的に設定する低電圧設定手段を有する
   画像形成装置。

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