DE10255883A1

DE10255883A1 - Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die zur individuellen Steuerung des Auswerfzeitpunkts jeder Düse geeignet ist

Info

Publication number: DE10255883A1
Application number: DE10255883A
Authority: DE
Inventors: Shinya Kobayashi; Eiichi Toyama; Hitoshi Kida; Kunio Satou; Takashi Sekino; Susumu Saito
Original assignee: Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: US20030142160A1; US6749279B2; DE10255883B4

Abstract

Wenn die Anzahl der Unterteilungen eines Pixels auf eine vorgegebene Anzahl oder mehr gesteigert wird, entsteht eine Entsprechung von eins zu eins zwischen den Düsen in jeder Düsengruppe und der Anzahl der Unterpixel, so daß nur eine der Düsen gleichzeitig einen Tintenausstoß ausführt. Dementsprechend steuert ein analoges Ansteuersignal nur eine einzige Düse in der entsprechenden Gruppe gleichzeitig an. Daher ist eine Einstellung aller Größen ohne die Bereitstellung einer großen Anzahl an Vorrichtungen zur Erzeugung analoger Ansteuersignale für sämtliche Düsen möglich, indem das analoge Ansteuersignal jedesmal entsprechend der betreffenden Düse eingestellt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technischer Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auswerfvorrichtung, die Tröpfchen einer Flüssigkeit ausstößt, und insbesondere eine Auswerfvorrichtung, die zum präzisen Ausstoß von Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit bei gewünschten Auflösungen geeignet ist.

2. Verwandte Techniken

In der japanischen Patentanmeldung Nr. HEI-11-78013 ist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung offenbart, die ein Beispiel für Tröpfchenauswerfvorrichtungen darstellt. Eine derartige Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung umfaßt einen länglichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit mehreren, in gleichen Abständen zueinander angeordneten Düsen. Die Düsenzeile weist in bezug auf eine Blattvorschubrichtung, in der ein Aufzeichnungsmedium transportiert wird, einen Winkel auf. Wenn auf der Grundlage eines Aufzeichnungssignals eine Treiberspannung an das Energieerzeugungselement jeder Düse angelegt wird, wird Druck auf die Tinte in einer Tintenkammer aufgebracht, wodurch durch eine Öffnung ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird. Das so ausgestoßene Tintentröpfchen erreicht das Aufzeichnungsmedium und erzeugt darauf einen Aufzeichnungspunkt. Auf diese Weise werden die Aufzeichnungsvorgänge ausgeführt. Dieser Typ von Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung hat einen einfachen Aufbau und ist zum Drucken mit hoher Geschwindigkeit geeignet.

Fig. 1 (a) zeigt einen Treiber 1420 für piezoelektrische Elemente, der ein Beispiel eines herkömmlichen Treibers für piezoelektrische Elemente darstellt und mit 128 piezoelektrischen Elementen 304 verbunden ist. Um den piezoelektrischen Elementen 304, die mit mindestens 10 V betrieben werden können, Gleichstrom mit 40 V zuzuführen, ist eine gemeinsame Stromquelle 202 an einen gemeinsamen Anschluß 304b jedes piezoelektrischen Elements 304 angeschlossen. Der Treiber 1420 für die piezoelektrischen Elemente enthält 128 Schalter 1203, die mit den entsprechenden 128 piezoelektrischen Elementen 304 verbunden sind, einen 128-Bit-Signalspeicher 204, ein 128-Bit-Schieberegister 205 und eine Schaltung 1206 zur Erzeugung rechteckiger Schwingungsformen. In das Schieberegister 205 wird ein binäres Auswerfsignal 207 eingegeben und synchron mit dem Verschiebetakt S-CLK jeweils um ein Bit verschoben. Ein Auswerfsignal 207 mit dem Wert "1" gibt ein "Auswerfen" vor, und ein Auswerfsignal 207 mit dem Wert "0" gibt "kein Auswerfen" vor. Der Signalspeicher 204 verriegelt synchron mit einem Pixelsynchronisationssignal 109 (einem Verriegelungstakt L-CLK) 128 Bit umfassende Daten vom Schieberegister 205. Die Schaltung 1206 zur Erzeugung rechteckiger Schwingungsformen erzeugt synchron mit dem Vernegelungstakt L-CLK ein gemeinsames Ausgangsfreigabesignal (OE- Signal) 206 mit einer vorgegebenen Breite. Das logische Produkt des Ausgangs des Signalspeichers 204 und das gemeinsame OE-Signal 206 werden in einen Schalteranschluß jedes Schalters 1203 eingegeben. Der Schalter 1203 verbindet den individuellen Anschluß 304a des piezoelektrischen Elements 304 mit der Erde, wenn der Wert "1" an dem Schalteranschluß angelegt wird, so daß eine in Fig. 1 (b) gezeigte Treiberschwingungsform Vpzt an das piezoelektrische Element 304 angelegt wird. Andererseits verbindet der Schalter 1203 den individuellen Anschluß 304a mit der gemeinsamen Stromquelle 202, wenn der Wert "0" angelegt wird, so daß keine Treiberschwingungsform Vpzt an das piezoelektrische Element 304 angelegt wird.

Ein Beispiel für die Funktionsweise des Treibers 1420 für piezoelektrische Elemente wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 (b) gezeigte Übersicht über die zeitliche Abstimmung beschrieben. Gemäß diesem Beispiel ist das gemeinsame OE-Signal 206 eine allgemein bekannte rechteckige Schwingungsform mit einer Treiberspannung von 4 V und einer Zeitbreite von 5 bis 25 µm. Wenn das Pixelsynchronisationssignal 109 empfangen wird, wird das Pixelsynchronisationssignal 109 als Verriegelungstakt L-CLK in die Signalsschaltung 204 eingegeben, so daß die im vorherigen Zyklus im Schieberegister 205 gespeicherten Auswerfsignale 207 auf einmal im Signalspeicher 204 gespeichert werden. Dann wird das synchron mit dem Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugte gemeinsame OE-Signal 206 in eine UND-Schaltung eingegeben. Dadurch stoßen die Düsen, deren Auswerfsignale 207 den Wert "1" haben, Tintentröpfchen aus, und die Düsen, deren Auswerfsignale den Wert "0" haben, stoßen keine Tintentröpfchen aus. Dann werden synchron mit dem Verschiebetakt S- CLK die darauf folgenden Auswerfsignale 207 in das Schieberegister 205 eingegeben, und der Prozeß wartet, bis das nächste Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird.

Es wurden auch Treiber für piezoelektrische Elemente geschaffen, die einen anderen Aufbau aufweisen. Diese Treiber haben aber das Anlegen einer analogen Spannung an die gemeinsamen Anschlüsse der piezoelektrischen Elemente und das Schalten der Verbindung an den einzelnen Anschlüssen gemeinsam. Diese Art von Treiber für piezoelektrische Elemente weist einen einfachen Aufbau auf und ist besonders für Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen mit mehreren Düsen unentbehrlich.

Hierbei ist zur Erzeugung von Rasterbildern von hoher Qualität, wie fotografischen Bildern, eine Rastererzeugung auf mehreren Ebenen erforderlich, die den Anschein von Zwischentönen von schwarz, weiß und mehreren Graustufen erzeugt. Es waren zwei Verfahren zur Realisierung derartiger vielfältiger Farbtonstufen bekannt. Das eine ist die Steuerung der Anzahl der aufgezeichneten Punkte auf einem einzigen Pixelbereich und das andere die Veränderung der Masse jedes Tröpfchens durch Steuern einer entsprechenden Treiberschwingungsform Vpzt. Das zuletzt genannte Verfahren ist für hoch zuverlässige Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen bekannter Maßen vorzuziehen.

Es ist vorstellbar, einzelne Treiberschwingungsformen Vpzt mittels der Bereitstellung einer individuellen Treiberschaltung für jede der Düsen zu steuern. Es ist jedoch nicht praktikabel, derart viele Treiberschaltungen in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung vorzusehen, die eine große Anzahl von Düsen aufweist, da dadurch die Herstellungskosten der Vorrichtung erheblich gesteigert werden. Überdies ist es bei einem herkömmlichen Treiber für piezoelektrische Elemente, wie den in Fig. 1(a) gezeigten, erforderlich, die analoge Spannung von der Stromquelle 202 jedesmal für jede Düse zu ändern, um die Treiberschwingungsform Vpzt zu verändern. Es ist jedoch schwierig, die analoge Spannung auf diese Weise zu verändern. Die Auflösung der Aufzeichnung wird durch die Düsendichte bestimmt. Wenn die Düsendichte beispielsweise 300 Düsen pro Zoll (npi) beträgt, beträgt die Auflösung der Aufzeichnung normalerweise 300 Punkte pro Zoll (dpi). Zur Erzeugung eines Bilds mit 240 dpi unter Verwendung einer Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Düsendichte; von 300 dpi wird vorab ein allgemein bekannter digitaler Datenprozeß, wie ein Vergrößerungsprozeß, ein Hochauflösungsprozeß oder dergleichen, ausgeführt, um umgewandelte Daten zu erhalten, und dann wird die Aufzeichnung auf der Grundlage der so erhaltenen Daten ausgeführt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vorzugsweise wird jedoch eine derartige digitalen Datenverarbeitung vermieden, da der Prozeß normalerweise die Bildqualität verändert oder verschlechtert, wodurch die Erzeugung der von den Benutzern gewünschten Bilder unmöglich wird.

In Anbetracht des Vorstehenden ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen und eine Hochgeschwindigkeits-Auswerfvorrichtung mit einem verlängerten Kopf zu schaffen, der zum Ausstoßen von Tröpfchen mit einer zugewiesenen Auflösung auf genaue Positionen geeignet ist.

Ebenso ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit mehreren Düsen zu schaffen, die durch Verändern der Masse jedes Tintentröpfchens zur stabilen Erzeugung von Bildern von hoher Qualität in mehreren Farbtönen geeignet ist.

Zur Lösung der vorstehend aufgeführten und weiterer Aufgaben wird erfindungsgemäß eine Auswerfvorrichtung mit einem Kopf mit mehreren in einer Reihe angeordneten Düsen zum selektiven Auswerfen von Tröpfchen aus den Düsen zur Erzeugung von Punkten auf einem Medium, einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Mediums relativ zum Kopf in einer ersten Richtung, einer Auflösungsfestlegungseinrichtung zum Festlegen einer Auflösung in der ersten Richtung, einer Genauigkeitsfestlegungseinrichtung zum Festlegen der Genauigkeit der Punktepositionen auf dem Medium, einer Winkelfestlegungseinrichtung zum Festlegen des Winkels des Kopfs in bezug auf eine zur ersten Richtung senkrechte zweite Richtung auf der Grundlage der festgelegten Auflösung, einer Unterpixelbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Größe eines Unterpixels in der ersten Richtung auf der Grundlage der festgelegten Genauigkeit, einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Auswerfdaten in Unterpixeldaten auf der Grundlage sowohl der festgelegten Auflösung als auch der Größe des Unterpixels und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Kopfs auf der Grundlage der Unterpixeldaten zum selektiven Auswerfen von Tröpfchen aus den Düsen geschaffen.

Ebenso wird eine Auswerfvorrichtung mit einem Kopf, in dem mehrere in einer Reihe, die in bezug auf die erste Richtung einen Winkel aufweist, angeordnete Düsen ausgebildet sind, einer Transporteinrichtung zum Transportieren eines Mediums in bezug auf den Kopf in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung, einer Taktsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals nach Maßgabe der Position des Mediums, einer Ansteuersignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines mit dem Taktsignal synchronen Ansteuersignals, einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Ausstoßschattierungsdaten in ein zum Taktsignal synchrones Impulsbreitensignal, einer Gelegenheitssignalbereitstellungseinrichtung zum Liefern eines Gelegenheitssignals, das einer ausgewählten Düse zu einem mit dem Taktsignal synchronen Zeitpunkt die Gelegenheit zum Auswerfen gibt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Kopfs zum selektiven Auswerfen eines Tröpfchens aus der ausgewählten Düse auf der Grundlage des Ansteuersignals, des Impulsbreitensignals und des Gelegenheitssignals geschaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1(a) den Aufbau eines herkömmlichen Treibers für piezoelektrische Elemente, der mit piezoelektrischen Elementen und einer gemeinsamen Stromquelle verbunden ist;
Fig. 1(b) eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei dem herkömmlichen Treiber für die piezoelektrische Elemente gemäß Fig. 1(a);
Fig. 2 den Gesamtaufbau einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Draufsicht eines Blattvorschubmechanismus der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine erläuternde Draufsicht eines Aufzeichnungskopfs der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung;
Fig. 5 eine Schnittansicht einer der in einem Düsenmodul des Aufzeichnungskopfs ausgebildeten Düsen;
Fig. 6 ein Blockdiagramm, das Komponenten der Treiber für die piezoelektrischen Elemente zeigt;
Fig. 7 eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei einem herkömmlichen Treiber für piezoelektrische Elemente;
Fig. 8 eine erläuternde Ansicht, die Pixel zeigt, die jeweils mehrere Unterpixel aufweisen;
Fig. 9 eine erläuternde Ansicht der Prozesse zur Umwandlung von Bitmap-Daten in Auswerfdaten;
Fig. 10 eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei dem Treiber für die piezoelektrischen Elemente gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 11 ein Blockdiagramm, das Bauteile einer Einheit zur Erzeugung analoger Ansteuersignale gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei der Einheit zur Erzeugung analoger Ansteuersignale gemäß Fig. 11;
Fig. 13 den Gesamtaufbau einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine erläuternde Draufsicht der in acht Reihen angeordneten Düsenmodule;
Fig. 15 eine erläuternde Ansicht eines der Düsenmodule gemäß Fig. 14;
Fig. 16(a) ein Blockdiagramm, das Bauteile einer Einheit zur Einstellung der Impulsbreite zeigt;
Fig. 16(b) eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei der Einheit zur Einstellung der Impulsbreite gemäß Fig. 16(a);
Fig. 17(a) den Aufbau eines Treibers für die piezoelektrischen Elemente gemäß der dritten Ausführungsform;
Fig. 17(b) eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung bei dem Treiber für die piezoelektrischen Elemente gemäß Fig. 17(a);
Fig. 18(a) Auswerfdaten in der ursprünglichen Reihenfolge;
Fig. 18(b) für jedes Düsenmodul angeordnete Auswerfdaten;
Fig. 18(c) in der Auswerfreihenfolge neu angeordnete Auswerfdaten;
Fig. 19 eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung, die die Auswerfdaten und einen Aufzeichnungskopf betrifft; und
Fig. 20 den Aufbau des Treibers für die piezoelektrischen Elemente gemäß einer Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Als nächstes werden als Auswerfvorrichtungen dienende Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 1 einen Blattvorschubmechanismus 601, einen Aufzeichnungskopf 501 und eine Drehplattform 154. Der Aufzeichnungskopf 501 ist auf dem Blattvorschubmechanismus 601 montiert, und die Drehplattform 154 ist an dem Aufzeichnungskopf 501 befestigt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der Blattvorschubmechanismus 601 ein Endlosaufzeichnungsblatt 602, eine Führung 603, eine Antriebsrolle 604, eine Rotationscodiereinrichtung 605 und einen (nicht dargestellten) Transportmechanismus. Der Transportmechanismus transportiert das Endlosaufzeichnungsblatt 602 in einer Blattvorschubrichtung Y so entlang der Führung 603, daß das Endlosaufzeichnungsblatt 602 unter den Aufzeichnungskopf 501 gelangt und über die Antriebsrolle 604 ausgegeben wird. Die Rotationscodiereinrichtung 605 ist an der Antriebsrolle 604 befestigt und erzeugt entsprechend der Position des Endlosaufzeichnungsblatts 602 in der Blattzufuhrrichtung Y einen Impuls 108, die die Blattposition präzise angibt.
Der Aufzeichnungskopf 501 umfaßt ein Düsenmodul 401 und mehrere in Fig. 2 gezeigte Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente vorgesehen. Ebenso ist das Düsenmodul 401, wie in Fig. 4 gezeigt, so angeordnet, daß eine in dem Düsenmodul 401 ausgebildete Düsenzeile in bezug auf eine zur Blattzufuhrrichtung Y senkrechte Richtung X einen Winkel θ bildet. Der Winkel θ kann unter Verwendung der rotierenden Plattform 154 wie gewünscht verändert werden. Obwohl die Drehplattform 154 manuell gesteuert werden könnte, gehört die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Drehplattform 154 einem Typ an, der automatisch gesteuert wird, so daß sie sich dreht, um auf eine Anweisung vom Benutzer hin einen vorgegebenen Winkel θ zu erzeugen. Da die Drehplattform 154 einen allgemein bekannten Aufbau aufweist, wird auf ihre genaue Beschreibung verzichtet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 1 ferner einen Pufferspeicher 102, eine Datenverarbeitungsvorrichtung 103, wie eine Zentraleinheit (CPU), einen Auswerfdatenspeicher 105, eine Steuereinheit 153 für die Drehplattform, eine Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung, eine Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale und eine Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale. Ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Computersystem ist mit der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 1 verbunden. Als nächstes erfolgt eine kurze Beschreibung dieser Bauteile.
Der Pufferspeicher 102 dient der vorübergehenden Speicherung von vom Computersystem empfangen Bitmap-Daten 101. Die Bitmap-Daten 101 sind monochrome Daten mit einer Länge von einem Bit-, die "aufzeichnen" bedeuten, wenn ihr Wert "1" beträgt, und "nicht aufzeichnen", wenn ihr Wert "0" ist. Die Bitmap-Daten 101 enthalten Informationen, die die von einem Benutzer vorgegebene Auflösung beinhalten. Diese die Auflösung betreffenden Informationen werden als Auflösungsinformationen 151 in die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 eingegeben. Zusätzlich zu den Auflösungsinformationen 151 werden Positionspräzisionsinformationen 152 vom Computersystem und Bitmap-Daten 101 aus dem Pufferspeicher in die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 eingegeben. Auf der Grundlage dieser Informationen berechnet die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 den Winkel θ des Düsenmoduls 401, die Blattvorschubgeschwindigkeit vp und die Aufzeichnungsfrequenz f und erzeugt auch die Auswerfdaten 104. Die Steuereinheit 153 für die Drehplattform steuert die Drehplattform 154 auf der Grundlage des von der Datenverarbeitungsvorrichtung 103 berechneten Winkels θ. Der Auswerfdatenspeicher 105 dient dem Speichern der Auswerfdaten 104.
Die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung gibt einen Ansteuerbefehl 107 an den Blattvorschubmechanismus 601 aus, der den Beginn des Transports des Endlosaufzeichnungsblatts 602 veranlaßt, und empfängt auch den die Position des Blatts angebenden Impuls 108 von der Rotationscodiereinrichtung 605. Die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung erzeugt ein mit dem Impuls 108, der die Position des Blatts angibt, synchrones Pixelsynchronisationssignal 109 und gibt es an die Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale aus. Gleichzeitig erzeugt die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung unter Verwendung einer theoretischen Schaltung auf der Grundlage des Pixelsynchronisationssignals 109 eine Verschiebungstakt S-CLK und einen Vernegelungstakt L-CLK. Der Verschiebungstakt S-CLK wird an den Auswerfdatenspeicher 105und die Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale ausgegeben, und der Verriegelungstakt L-CLK wird an die Einheit zur Erzeugung analoger Ansteuersignale ausgegeben. Der Verschiebungstakt S-CLK und der Verriegelungstakt L-CLK werden auch an jeden Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente des Aufzeichnungskopfs 501 ausgegeben.
Die Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale dient der Erzeugung eines analogen Ansteuersignals 406 und umfaßt, obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, einen 10-Bit- Zeilenspeicher (FIFO), einen 10-Bit-Digital-Analog-Wandler (einen 10- Bit-D/A-Wandler) und einen Verstärkertransistor, die alle in der Technik allgemein bekannt sind. Die zeitliche Abfolge der digitalen Daten mit einer Länge von 10 Bit, die dem analogen Ansteuersignal 406 entsprechen, wird vorab in dem 10-Bit-Zeilenspeicher (FIFO) gespeichert. Wird der Verriegelungstakt L-CLK in die Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale eingegeben, werden die digitalen Daten mit einer Länge von 10 Bit synchron mit einem dem 10-Bit- Zeilenspeicher (FIFO) zugeführten Takt nacheinander gelesen und von dem 10-Bit-Digital-Analog-Wandler und dem Verstärkertransistor in die analogen Ansteuersignale 406 umgewandelt. Das so erhaltene analoge Ansteuersignal 406 wird an die Treiber 402-1, 402-2, 402-3, 402-4 für die piezoelektrischen Elemente ausgegeben. Das analoge Ansteuersignal 406 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Signal, das identische, trapezförmige Schwingungsformen enthält, die alle 40 µs einmal auftreten (siehe Fig. 7).
Die Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale liest synchron mit dem Verschiebungstakt S-CLK die Auswerfdaten 104 aus dem Auswerfdatenspeicher 105, verstärkt die gelesenen Auswerfdaten 104 (speichert sie zwischen), um ein digitales Auswerfsignal 407 zu erzeugen und überträgt das digitale Auswerfsignal 407 nacheinander an jeden Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 das Düsenmodul 401 des Aufzeichnungskopfs 501 beschrieben. Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Düsenmoduls 401. Das Düsenmodul 401 weist mehrere Düsen 300 (von denen in Fig. 5 nur eine Düse gezeigt ist) und einen gemeinsamen Tintenkanal 308 zur Verteilung der Tinte an jede Düse 300 sowie eine Platte 312 mit einer Öffnung, eine Drosselplatte 310, eine Druckkammerplatte 311 und ein Substrat 306 auf. Jede Düse 300 umfaßt eine Öffnung 301, die in der Platte 312 mit der Öffnung ausgebildet ist, eine durch die Druckkammerplatte 311 gebildete Druckkammer 302 und eine durch die Drosselplatte 310 gebildete Drossel 307. Die Drossel 307 dient dem Verbinden des gemeinsamen Tintenkanals 308 mit der Druckkammer 302 und regelt den Tintenfluß in die Druckkammer 302.
Jede Düse 300 weist eine Membran 303, ein piezoelektrisches Element 304 und eine Halteplatte 313 auf. Das piezoelektrische Element 304 ist mittels eines elastischen Materials 309, wie eines Siliziumklebstoffs, an der Membran 303 befestigt. Das piezoelektrische Element 304 weist zwei Signaleingangsanschlüsse 305 auf. Wenn eine Spannung an den Signaleingangsanschluß 305 angelegt wird, verformt sich das piezoelektrische Element 304 so, daß es sich zusammenzieht. Anderenfalls behält das piezoelektrische Element 304 seine ursprüngliche Form bei. Die Halteplatte 313 verstärkt die Membran 303.
Sowohl die Membran 303 als auch die Drosselplatte 310, die Druckkammerplatte 311 und die Halteplatte 313 sind beispielsweise aus rostfreiem Stahl ausgebildet. Die Platte 312 mit der Öffnung ist beispielsweise aus Nickel ausgebildet. Das Substrat 306 ist aus einem isolierenden Material, wie Keramik oder Polyimid, ausgebildet.
Durch diesen Aufbau wird die von einem (nicht dargestellten) Tintenbehälter zugeführte Tinte über den gemeinsamen Tintenkanal 308 in jede Drossel 307 verteilt und der Druckkammer 302 und der Öffnung 301 zugeführt. Das analoge Ansteuersignal 406 wird auf die nachstehend beschriebene Weise zu einem Auswerfzeitpunkt in den Signaleingangsanschluß 305 eingegeben, so daß sich das piezoelektrische Element 304 verformt, wodurch ein Teil der Tinte in der Druckkammer 302 als Tintentröpfchen durch die Öffnung 301 ausgestoßen wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in Fig. 6 gezeigt, 128 in gleichmäßigen Abständen zueinander ausgerichtete Düsen 300 im Düsenmodul 401 ausgebildet. Der Düsenabstand (die Düsendichte) beträgt 75 Düsen pro Zoll (npi). Die Gesamtlänge der Düsenzeile, die die 128 Düsen 300 enthält, beträgt ca. 43 mm.
Als nächstes werden die Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente beschrieben. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind bei diesem Beispiel vier Treiber 402-1 bis 402-4 für die piezoelektrischen Elemente vorgesehen. Jeder Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente entspricht 32 (128 : 4) Düsen 300 der 128 Düsen 300. Jeder Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente enthält 32 analoge Schalter 403, einen 32-Bit-Signalspeicher 404 und ein 32-Bit-Schieberegister 405. Der Verschiebetakt S-CLK von der Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung wird in das 32-Bit-Schieberegister 405 jedes Treibers 402 für die piezoelektrischen Elemente eingegeben. Die 128 Bit parallele Daten von dem 32-Bit-Schieberegister 405 und der Vernegelungstakt L-CLK von der Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung werden in den 32-Bit-Signalspeicher 404 eingegeben.
Das digitale Auswerfsignal 407 von der Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale wird in das 32-Bit-Schieberegister 405-1 des Treibers 402-1 für die piezoelektrischen Elemente eingegeben. Das digitale Auswerfsignal 407 besteht aus 128 Bit seriellen Daten, die der Anzahl der 128 Düsen 300 entsprechen; und wird von dem 32-Bit-Schieberegister 405-1 in der angegebenen Reihenfolge jeweils um ein einziges Bit gleichzeitig in die 32-Bit-Schieberegister 405-2, 403-3 und 405-4 verschoben. Hierbei bedeuten ein digitales Auswerfsignal 407 mit dem Wert "1" "auswerfen" und eines mit dem Wert "0" "nicht auswerfen".
Der analoge Schalter 403 weist einen Schalteranschluß 403a, einen Eingangsanschluß 403b und einen Ausgangsanschluß 403c auf. Der Ausgang des 32-Bit-Signalspeichers 404 wird in den Schalteranschluß 403a jedes der analogen Schalter 403 eingegeben, und das analoge Ansteuersignal 406 wird in den Eingangsanschluß 403b jedes analogen Schalters 403 eingegeben. Wenn das analoge Ansteuersignal 406 in den Eingangsanschluß 403b eingegeben wird, während ein digitales Auswerfsignal 407 mit dem Wert "1" in den Schalteranschluß 403a eingegeben wird, wird über den Ausgangsanschluß 403c ein analoges Ansteuersignal 406 ausgegeben. Wenn andererseits ein digitales Auswerfsignal 407 mit dem Wert "0" in den Schalteranschluß 403a eingegeben wird, wird der Ausgangsanschluß 403c geöffnet, wodurch über den Ausgangsanschluß 403c kein analoges Ansteuersignal 406 ausgegeben wird. Das über den Ausgangsanschluß 403c ausgegebene analoge Ansteuersignal 406 wird in einen der Signaleingangsanschlüsse 305 der entsprechenden Düse 300 eingegeben. Hierbei wird ein weiterer der Signaleingangsanschlüsse 305 geerdet. Dies bedeutet, daß das analoge Ansteuersignal 406 gemeinsam für die entsprechenden 32 Düsen 300 verwendet wird, wodurch die 32 Düsen 300 selektiv angesteuert werden. Es existieren verschiedene Ansteuerschwingungsformen, die als analoges Ansteuersignal 406 verwendet werden können. Bei dieser Ausführungsform wird die in Fig. 7 dargestellte, trapezförmige Schwingungsform mit 24 V und einer Zeitbreite Tw von 5 bis 25 µs als analoges Ansteuersignal 406 verwendet.
Hier werden zur Vereinfachung der Erläuterung die herkömmlichen Funktionen des Treibers 402 für die piezoelektrischen Elemente unter Bezugnahme auf die Übersicht über die zeitliche Abstimmung gemäß Fig. 7 beschrieben. Hierbei wird die Zeitspanne von der Erzeugung eines Pixelsynchronisationssignals 109 bis zur Erzeugung des nachfolgenden Pixelsynchronisationssignals 109 als einen Zyklus definierend betrachtet, und dieser Zyklus wird wiederholt. Da jedesmal ein Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem Pixel entsprechende Strecke vorgeschoben wurde, führt eine Schwankung der Blattvorschubgeschwindigkeit normalerweise zu einer Schwankung der Dauer eines Zyklus.
Wenn ein Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird, wird der Vernegelungstakt L-CLK erzeugt. Dann werden sämtliche während des vorhergehenden Zyklus in den 32-Bit-Schieberegistern 405-1 bis 405-4 gespeicherten digitalen Auswerfsignale 407 über die Signalspeicher 404-1 bis 404-4 gleichzeitig an die Schalteranschlüsse 403a ausgegeben. Gleichzeitig werden die analogen Ansteuersignale 406-1 bis 406-4 an die Schalteranschlüsse 403a ausgegeben. Dadurch werden Tintentröpfchen aus den Düsen 300 ausgestoßen, deren digitalen Auswerfsignale 407 den Wert "1" aufweisen, und aus den Düsen, deren digitales Auswerfsignal 407 den Wert "0" aufweist, werden keine Tintentröpfchen ausgestoßen. Dann werden die darauf folgenden digitalen Auswerfsignale 407 in die Register 405eingegeben und synchron mit dem Verschiebetakt S-CLK um jeweils ein einziges Bit gleichzeitig zum 32-Bit-Schieberegister 405-4 verschoben. Wenn die 128 digitalen Auswerfsignale 407 in den Schieberegistern 405 gespeichert sind, ist der aktuelle Zyklus abgeschlossen, und der Prozeß wartet, bis das nächste Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird. Dies bedeutet, daß die in den Schieberegistern 405 gespeicherten digitalen Auswerfsignale 407 den Auswerfstatus des nächsten Zyklus angeben.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Beziehung zwischen dem Winkel θ des Düsenmoduls 401 und der Auflösung R beschrieben. Fig. 4 zeigt zur Vereinfachung der Erläuterung das Düsenmodul 401 und ein x-y-Koordinatensystem mit einer zur Blattvorschubrichtung Y parallelen y-Achse. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Düsenmodul 401 gemäß Fig. 4 um die unterste der 128 Öffnungen 301 geschwenkt, um in bezug auf die Richtung X einen gewünschten Winkel θ zu erzeugen.
Die Düsen 300 (die Öffnungen 301) sind, beginnend bei der untersten Düse 300, von 1 bis 128 durchnumeriert. Dies bedeutet, daß die auf dem Ursprung angeordnete Düse 300 die Düsen Nn = 1 ist und daß die oberste Düse die Düse Nn = 128 ist. Auf diese Weise wird jede Düse als Düse Nn = i bezeichnet (i = 1, 2, 3, . . ., 128). Da der Abstand zwischen den Düsen bei der vorliegenden Ausführungsform 75 npi beträgt (Düsenauflösung = 75 dpi), wird die Auflösung Rx (dpi) der Aufzeichnung in bezug auf die Richtung X inter Verwendung einer Formel 1 berechnet:

Rx = 75/cos θ (Formel 1).
Dies bedeutet, daß durch Einstellen des Winkels θ entsprechend der vom Benutzer eingestellten Auflösung Rx die zugewiesene Auflösung Rx leicht zu erreichen ist.
Andererseits wird die Aufzeichnungsdichte Ry (dpi) in der Blattvorschubrichtung Y mittels einer Formel 2 berechnet:

Ry = 25,4 (f/vp) (Formel 2)

wobei f die Aufzeichnungsfrequenz (kHz) der Düse 300 und vp die Blattvorschubgeschwindigkeit (m/s) bezeichnet.
Wenn hierbei mit dieser Konfiguration ein Aufzeichnungsvorgang ausgeführt wird, treffen von dem so abgewinkelten Düsenmodul 401 ausgestoßene Tintentröpfchen außerhalb der auf dem Koordinatensystem eines Aufzeichnungsblatts definierten Sollgitternetzpunkte auf. Das liegt daran, daß sich die Auswerfzeitpunkte (-phasen) der Düsen voneinander unterscheiden, obwohl die Aufzeichnungsfrequenz f der Düsen 300 identisch ist. Das bedeutet, daß es erforderlich ist, daß die Öffnungen 301 sämtlicher Düsen 300 in bezug auf die entsprechenden Sollgitternetzpunkte die gleiche Positionsphase aufweisen, da der Aufzeichnungsvorgang durch das Auftreffen von Tintentröpfchen auf ausgewählten Gitternetzpunkten erfolgt, wenn sämtliche Düsen 300 den Tintenausstoß zum gleichen Zeitpunkt ausführen. Durch eine Veränderung der Auflösung R und damit des Winkels A werden jedoch die Positionen der Sollgitternetzpunkte und ebenso die Positionen der Öffnungen 301 in bezug auf die Blattvorschubrichtung Y verschoben. Dementsprechend wird auch die Positionsphase der Düse 300 in bezug auf die Sollgittemetzpunkte verändert. Dementsprechend befindet sich eine Öffnung 301 nicht auf einem Sollgitternetzpunkt, wenn gerade eine andere Öffnung 301 auf einem. Sollgitternetzpunkt angeordnet ist. Da jedoch ein einziges analoges Ansteuersignal 406, das den Auswerfzeitpunkt bestimmt, für die entsprechenden 32 Düsen 300 gemeinsam verwendet wird, ist der Auswerfzeitpunkt dieser 32 Düsen 300 der gleiche. Es ist nicht möglich, für die 32 Düsen 300 unterschiedliche Auswerfzeitpunkte einzustellen.
Durch die vorliegende Ausführungsform werden die vorstehend geschilderten Probleme auf die folgende Weise gelöst und die Erzeugung von Aufzeichnungspunkten auf den geeigneten Positionen unter Verwendung sämtlicher Düsen 300 ermöglicht. Als nächstes folgt eine genaue Beschreibung unter Bezugnahme auf ein spezifisches Beispiel.
Gemäß Fig. 2 wird zunächst die einem Job (mehreren Seiten) entsprechende Menge vom Computer nacheinander ausgegebener Bitmap-Daten 101 vorübergehend im Pufferspeicher 102 gespeichert, und gleichzeitig werden die Auflösungsinformationen 151 und die Positionspräzisionsinformationen 152 in die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 eingegeben. Die Auflösungsinformationen 151 geben die vom Benutzer vorgegebene Pixelauflösung R an, und die Positionspräzisionsinformationen 152 geben einen vom Benutzer vorgegebenen maximalen Fehler an. Der maximale Fehler bezeichnet einen Höchstbetrag für Positionsfehler aufgezeichneter Punkte in bezug auf die Blattvorschubrichtung Y (y). Bei diesem Beispiel werden eine Pixelauflösung R von 105 dpi und ein maximaler Fehler von ± 5 µm ausgewählt. Tabelle 1

Tabelle 2
Dann wird unter Bezugnahme auf eine Tabelle, die die Beziehungen zwischen der Pixelauflösung R, der Präzision der Auftreffposition und der Mindestzahl N(min) der Pixelunterteilungen zeigt, auf der Grundlage der Auflösungsinformationen 151 und der Positionspräzisionsinformationen 152 eine Mindestzahl N(min) an Pixelunterteilungen ausgewählt. Eine derartige Tabelle wird vorab erstellt. Bei diesem Beispiel wird als Mindestanzahl N(min) der Pixelunterteilungen 22 ausgewählt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Positionsfehler einen Positionsfehler aufgrund einer Veränderung der Auflösung R und des Winkels θ in Verbindung mit der Veränderung der Auflösung R bezeichnet und daß keine weiteren Faktoren berücksichtigt werden, die derartige Positionsfehler verursachen könnten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 erfolgt eine genaue Beschreibung eines Pixels G. Das Pixel G ist ein durch die Bitmap-Daten 101 definierter, quadratischer Bereich. Die Auflösungsinformationen 151 bestimmen die Größe des Pixels G in der X- und der Y-Richtung. Die Pixelauflösung R (dpi) ist eine reziproke Nummer für die Größe des Pixels G in der X- und der Y-Richtung und umfaßt eine X-Auflösung Rx und eine Y = Auflösung Ry. Bei diesem Beispiel wird davon ausgegangen, daß "Rx = Ry = R = 105 dpi" festgelegt wurde. Dies bedeutet, daß das Pixel G sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung eine Auflösung von 105 dpi aufweist und daß ein einzelner Aufzeichnungspunkt durch ein einziges Pixel G gebildet wird.
Die Pixel G werden beginnend mit 0 und in in der Y-Richtung aufsteigender Reihenfolge durch die Pixelnummern Np repräsentiert. Ebenso ist jedes Pixel in der Y-Richtung in Nsp Unterpixel g unterteilt. Nsp wird als Anzahl der Unterteilungen eines Pixels bezeichnet und beträgt bei dem vorliegenden Beispiel 22, d. h. daß Nsp = Nsp(min) = 22 gilt. Da die Y-Auflösung Ry des Pixels G 105 dpi beträgt, ist dementsprechend die Auflösung der Unterpixel in der Y- Richtung (die Unterpixelauflösung Rsp) 2.310 dpi (105 dpi 22). Die Unterpixel g jedes Pixels G werden beginnend mit 0 und in in der Y- Richtung ansteigender Reihenfolge durch die Unterpixelnummern Ns repräsentiert (Ns = 0, 1, 2, . . .). Bei dem vorliegenden Beispiel gilt Ns = 0 bis 21, da die Anzahl Nsp der Unterteilungen eines Pixels 22 beträgt.
Die Unterpixel g werden auch durch eine ganzzahlige Anzahl Nsi von Unterpixeln (Punkten) repräsentiert. Die ganzzahlige Anzahl Nsi der Unterpixel bezeichnet bei 0 beginnende Folgenummern, die dem tlnterpixel Ns = 0 des Pixels Np = 0 auf dem Ursprung zugeordnet sind. Ein Pixel Np = 0 enthält beispielsweise 22 Unterpixel, für die Nsi = 0, 1, 2, . . .,21 gilt, und ein Pixel Np = i (1 = 0, 1, 2, . . . enthält 22 Unterpixel, für die Nsi = 22.i, 22.i + 1, . . ., 22.i + 21 gilt.
Wie vorstehend beschrieben, berechnet die Datenverarbeitungseinrichtung 103 auf der Grundlage der Auflösungsinformationen 151 den Winkel θ und gibt dann die den berechneten Winkel θ enthaltenden Informationen an die Steuereinheit 153 für die Drehplattform aus, wenn die Auflösungsinformationen 151 und die Positionspräzisionsinformationen 152 in die Datenverarbeitungseinrichtung 103 eingegeben werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wird anhand der vorstehend aufgeführten Formel 1 ein Winkel θ von 44,415° berechnet. Die Steuereinheit 153 für die Drehplattform steuert die Drehplattform 154 auf der Grundlage des berechneten Winkels θ an, um den Winkel 9 für das Düsenmodul 401 einzustellen.
Dann berechnet die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 auf der Grundlage der Positionspräzisionsinformationen 152 die Blattvorschubgeschwindigkeit vp und die Aufzeichnungsfrequenz f. Hierbei wird von einer zur einmaligen Erzeugung eines analogen Ansteuersignals 406 erforderlichen Zeitspanne Tw (µs) ausgegangen, die der in Fig. 7 gezeigten Zeitbreite der trapezförmigen Schwingungsform des analogen Ansteuersignals 406 entspricht. Die Zuweisung einer einzigen Ansteuerschwingungsform zu jedem Unterpixel g macht zur Erzeugung eines Punkts auf einem einzigen Unterpixel g zumindest eine Zeitspanne Tw erforderlich. Dementsprechend wird die zur Erzeugung eines Punkts auf einem einzelnen Pixel G erforderliche maximale Aufzeichnungsfrequenz f unter Verwendung einer Formel 3 berechnet.

f = 1000/(Tw Nsp(min)) (kHz) (Formel 3)
Ferner wird unter Verwendung der Formel 2 die maximale Blattvorschubgeschwindigkeit vp (m/s) berechnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Zeitbreite Tw der Ansteuerschwingungsform auf 40 µs eingestellt (Tw = 40). Daher beträgt die maximale Aufzeichnungsfrequenz f gemäß den Formeln 2 und 3 1,14 kHz. Erfindungsgemäß wird die Aufzeichnungsfrequenz f unter Berücksichtigung von Schwankungen der Blattzufuhrgeschwindigkeit vp jedoch auf 1 kHz eingestellt. Dementsprechend beträgt die Blattvorschubgeschwindigkeit vp bei dem vorliegenden Beispiel 0,24 m/s.
Als nächstes wird unter Verwendung des x-y- Koordinatensystems die Position jeder Düse 300 berechnet. Hierbei bezeichnet die Position der Düse 300 die Position der Mitte der Öffnung 301 der Düse 300 (die Mitte der Öffnung der Düse 300), die unter Verwendung des Abstands zur Position der auf dem Ursprung angeordneten Düse Nn = 1 in der Y-Richtung, d. h. unter Verwendung eines Koordinatenwerts (x, y), ausgedrückt wird. Zudem wird die Position der Düse 300, wie in Tabelle 2 gezeigt, auch durch eine reelle Unterpixelanzahl (einen Punkt) der Düse 300, die ganzzahlige Unterpixelanzahl Nsi (einen Punkt), die Pixelnummer Np, die Unterpixelnummer Ns und den Positionsfehler in der y-Richtung (µs) ausgedrückt.
Anders ausgedrückt zeigt Tabelle 2 die Position jeder Düse Nn = i, wenn sich die Düse Nn = 1 auf dem Ursprung befindet.
Die reelle Unterpixelanzahl repräsentiert die Position jeder Düse 300 durch einen Begriff, der angibt, um die wie vielen Unterpixeln entsprechende Entfernung jede Düse vom Ursprung beabstandet ist und wird durch Dividieren der Entfernung vom Ursprung in der y- Richtung durch die Größe des Unterpixels g in der y-Richtung berechnen. Die Größe des Unterpixels g in der y-Richtung beträgt bei dem vorliegenden Beispiel 10,996 µm (siehe Tabelle 1). Durch Runden der reellen Unterpixelanzahl auf eine ganze Zahl wird die ganzzahlige Unterpixelanzahl Nsi ermittelt. Die Pixelnummer Np und die Unterpixelnummer Ns, auf denen jede Düse angeordnet ist, können gemäß den vorstehend beschriebenen Beziehungen unter Verwendung der ganzzahligen Unterpixelanzahl Nsi leicht ermittelt werden.
Der Positionsfehler (µm) in der y-Richtung ist die Differenz zwischen dem y-Koordinatenwert der Düse und dem y-Koordinatenwert der Mitte eines Unterpixels g, auf dem die Mitte der Öffnung der Düse angeordnet ist. Dies ist ein Prüffehler bei einem Vergleich des y- Koordinatenwerts der Düsenmitte mit dem y-Koordinatenwert der Mitte des Unterpixels g und entspricht der Präzision der Auftreffposition. Wenn die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen, wie bei diesem Beispiel, 22 beträgt, liegt der Positionsfehler zwischen +4,9 und -5,0 µm. Damit ist der durch die Positionspräzisionsinformationen 152 vorgegebene Positionsfehler von ±5,0 µm gegeben. Dieser Wert des Positionsfehlers nimmt ab, wenn die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen zunimmt. Wenn die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen bei diesem Beispiel beispielsweise 21 beträgt, liegt der (nicht gezeigte) resultierende Positionsfehler zwischen +5,6 und -5,6 µm, wodurch der geforderte Positionsfehler von ±5,0 oder weniger nicht gegeben ist. Dies bedeutet, daß eine Anzahl Nsp von 22 Pixelunterteilungen die Mindestanzahl Nsp(min) an Pixelunterteilungen ist, bei der ein Positionsfehler von ±5,0 µm oder weniger erzielt werden kann.
Gemäß Fig. 2 wandelt die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 während oder nach der Speicherung der Bitmap-Daten 101 im Pufferspeicher 102 die im Pufferspeicher 102 gespeicherten Bitmap- Daten 101 in die Auswerfdaten 104 um und speichert die Auswerfdaten 104 im Auswerfdatenspeicher 105. Die Umwandlung der Bitmap- Daten 101 in die Auswerfdaten 104 erfolgt auf der Grundlage eines vorgegebenen Programms entsprechend der Konfiguration des Aufzeichnungskopfs 501. Als nächstes werden die Einzelheiten beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Bitmap-Daten 101 bei dem vorliegenden Beispiel Daten auf Pixelbasis für die Auflösung Rx = Ry = R. Die Bitmap-Daten 101 werden zuerst in Bitmap-Daten 101a auf Unterpixelbasis (Unterpixeldaten) für die Auflösung Rx = R und Ry = Rsp umgewandelt. Da die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen bei dem vorliegenden Beispiel 22 beträgt, werden für jedes Pixel G 22 Sätze von Unterpixeldaten 101a erzeugt. Dies bedeutet, daß die 22 Sätze von Unterpixeldaten 101a für die entsprechenden 22 Unterpixel Ns = 0 bis 21 erstellt werden. Die Umwandlung erfolgt, wie in Fig. 9 gezeigt, durch Einstellen der Unterpixeldaten 101a für das Unterpixel Ns = 0 auf die Werte der Bitmap-Daten 101, also entweder auf "0" oder auf "1" und durch Einstellen der Unterpixeldaten 101a für die restlichen Unterpixel Ns = 1 bis 21 auf den Wert "0".
Als nächstes werden die so erstellten Unterpixeldaten 101a zur Erzeugung von 22 Sätzen von Auswerfdaten 104 auf die folgende Weise in chronologischer Reihenfolge neu angeordnet. Zuerst die Auswerfdaten 104 für die auf dem Unterpixel g mit der ganzzahligen Unterpixelnummer Nsi = 0, d. h. auf dem Ursprung, positionierte Düsen Nn = 1.
Wenn sich die Düse Nn = 1 auf dem Ursprung befindet, gelten für die Düse Nn = 1, wie in Tabelle 2 gezeigt, Np = 0 und Ns = 0. Daher werden die Auswerfdaten 104 für die Düse N = 1 auf den Wert der Unterpixeldaten 101a für Np = 0, Ns = 0 der Düse Nn = 1 eingestellt, wobei dieser Wert bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel "1" beträgt. Die verbleibenden Düsen Nn = 2 bis 128 sind auf den in Tabelle 2 durch die Unterpixelnummern Nsi bezeichneten Unterpixeln angeordnet. Daher werden die Auswerfdaten 104 für die Düsen Nn = 2 bis 128 auf die Werte der Unterpixeldaten 101a für die entsprechenden Unterpixel und Düsen eingestellt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, befindet sich die Düse Nn = 2 beispielsweise auf dem Unterpixel Nsi = 22, d. h. es gelten Np = 1 und Ns = 0. Wie in Fig. 9 gezeigt, haben die Unterpixeldaten 101a von Np = 1, Ns = 0 für die Düse Nn = 2 den Wert "0", so daß die Auswerfdaten 104 für die Düse Nn = 2 auf den Wert "0" gesetzt werden. Ähnlich befindet sich die Düse Nn = 3 auf dem Unterpixel Nsi = 43, d. h. Np = 1, Ns = 21. Wie in Fig. 9 gezeigt, haben die Unterpixeldaten 101a von Np = 1, Ns = 21 für die Düse Nn = 3 den Wert "0", so daß die Auswerfdaten 104 für die Düse Nn = 3 auf den Wert "0" gesetzt werden. Auf diese Weise werden die Auswerfdaten 104 für sämtliche 128 Düsen erstellt.
Auf die gleiche Weise werden für sämtliche 128 Düsen die Auswerfdaten 104 für die auf den Unterpixeln Nsi = 1 bis 21 angeordnete Düse Nn = 1 erstellt. Hierbei befindet sich die Mitte der Öffnung der Düse: Nn = i beispielsweise auf dem Unterpixel Nsi + 1, wenn die Düse Nn = 1 auf dem Unterpixel Nsi = 1 angeordnet ist. Wenn die Erzeugung sämtlicher Auswerfdaten 104 für die auf dem Unterpixel Nsi = 0 bis 21 angeordnete Düse Nn = 1 abgeschlossen ist, werden die Auswerfdaten 104 im Auswerfdatenspeicher 105 gespeichert. Nach dem Speichern der Auswerfdaten 104 im Auswerfdatenspeicher 105 gibt die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung den Ansteuerbefehl 107 an den Blattvorschubmechanismus 601 aus, wodurch der Transport des Endlosaufzeichnungsblatts 602 eingeleitet wird. Dann beginnt die Drehcodiereinrichtung 605 des Blattvorschubmechanismus 601 mit der Erzeugung des Impulses 108 zur Angabe der Blattposition und gibt ihn an die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung aus. Nach der auf dem Impuls 108 zur Angabe der Blattposition basierenden Bestätigung, daß das Endlosaufzeichnungsblatt 602 eine vorgegebene Aufzeichnungsposition erreicht hat, beginnt die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung mit der Erzeugung des mit dem Impuls 108 zur Angabe der Blattposition synchronen Pixelsynchronisationssignals 109. Die Auflösung der Drehcodiereinrichtung 605 auf einem Aufzeichnungsblatt beträgt 1 µm, so daß jedesmal, wenn ein Impuls 108 zur Angabe der Blattposition erzeugt wird, die vorgegebene Anzahl an Pixelsynchronisationssignalen 109 erzeugt wird, wobei jedesmal ein Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem Pixel entsprechende Strecke transportiert wurde, um die Auflösung Ry (105 dpi) zu erhalten.
Die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung erzeugt auf der Grundlage des Pixelsynchronisationssignals 109 unter Verwendung der theoretischen Schaltung den Verriegelungstakt L-CLK und den Verschiebetakt S-CLK. Die Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale liest synchron mit dem Verschiebetakt S-CLK die Auswerfdaten 104 aus dem Auswerfdatenspeicher 105, verstärkt (speichert) die Auswerfdaten 104, um das digitale Auswerfsignal 407zu erzeugen, und überträgt das digitale Auswerfsignal 407 nacheinander an jeden Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente.
Eine genaue Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die in Fig. 10 gezeigte Übersicht über die zeitliche Abstimmung. Zuerst erzeugt die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung das Pixelsynchronisationssignal 109. Wie vorstehend beschrieben, definiert die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pixelsynchronisationssignalen 109 einen einzelnen Zyklus, und jedesmal, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem einzigen Pixel entsprechende Strecke transportiert wurde, wird ein Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt. Da die Aufzeichnungsfrequenz f, wie vorstehend beschrieben, 1 kHz beträgt, hat das Pixelsynchronisationssignal 109 eine Dauer von 1 ms. Die tatsächliche Dauer beträgt jedoch aufgrund der Schwankungen der Blattvorschubgeschwindigkeit vp 1 ± 0,1 ms. Alle 40 µm wird ein Verriegelungstakt L-CLK erzeugt, also 22 Mal pro Pixelsynchronisationssignal 109. Pro Verriegelungstakt L-CLK werden 128 Verschiebetakte S-CLK erzeugt. Da bei dieser Ausführungsform ein Verriegelungstakt L-CLK von 8 MHz verwendet wird, beträgt die Zeitbreite des Verschiebetakts S-CLK 125 ns. Das digitale Auswerfsignal 407 wird synchron mit dem Verschiebetakt S = CLK jeweils um ein Bit verschoben.
Die Einheit 110 zur Erzeugung der analogen Ansteuersignale erzeugt synchron mit dem Verriegelungstakt L-CLK das analoge Ansteuersignal 406. Dadurch werden während eines Zyklus 22 trapezförmige Schwingungsformen erzeugt. Die erste trapezförmige Schwingungsform wird erzeugt, wenn die Mitte der Öffnung der Düse Nn = 1 die Mitte des Unterpixels Ns = 1 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Mitten der Öffnungen der anderen Düsen in der y-Richtung auf dem in Tabelle 2 durch die Unterpixelnummer Ns bezeichneten Unterpixel angeordnet. Da die Unterpixeldaten 101a für das Unterpixel Ns = 0, wie vorstehend beschrieben, auf den Wert der Bitmap-Daten 101 (Fig. 9) eingestellt ist, werfen zu diesem Zeitpunkt selektiv nur die Düsen Tintentröpfchen aus, deren Öffnungsmitte sich auf dem Unterpixel Ns = 0 befindet. Wie in Tabelle 2 gezeigt, bedeutet dies, daß sich zu diesem Zeitpunkt nur bei fünf Düsen 200, nämlich den Düsen Nn = 1, 2, 50, 51 und 99, die Öffnungsmitte auf dem Unterpixel Ns = 0 befindet. Daher können nur die den vorstehend genannten fünf Düsen Nn = 1, 2, 50, 51, 99 entsprechenden fünf Bit des 128 Bit umfassenden digitalen Auswerfsignals 407 den Wert "1" aufweisen, sämtliche übrigen Bits haben den Wert "0".
Die zweite trapezförmige Schwingungsform wird erzeugt, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem Pixel entsprechende Strecke weitertransportiert wurde, d. h. wenn die Mitte der Düse Nn = 1 die Mitte des Unterpixels Ns = 1 erreicht. Die Mitte der Öffnung der übrigen Düsen Nn = 2 bis 128 ist auf ihrem Unterpixel Ns + 1 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Düsen, für die Ns = 21 gilt (22 - 1 = 21), d. h. die sechs Düsen Nn = 3, 4, 52, 53, 100, 101, auf dem Unterpixel Ns = 0. Daher können die den vorstehend erwähnten sechs Düsen Nn = 3, 4, 52, 53, 100, 101 entsprechenden sechs Bit des 128 Bit umfassenden digitalen Auswerfsignals den Wert "1" aufweisen, sämtliche übrigen Bits haben den Wert "0".
Nach Abschluß des gleichen Prozesses für sämtliche 22 Unterpixel (22 trapezförmige Schwingungsformen) wartet der Prozeß, bis das nächste Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird.
Auf diese Weise werden die Aufzeichnungsvorgänge mit der festgelegten Aufzeichnungsauflösung von 105 dpi und einem Positionsfehler von ±5 µm oder weniger ausgeführt. Ebenso haben die Unterpixel g die größtmögliche Größe, da die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen auf die Mindestanzahl Nsp(min) der Pixelunterteilungen eingestellt ist, so daß eine Blattvorschubgeschwindigkeit vp von 0,24 m/s erzielt wird, die die bei der Erfüllung der vorstehend ausgeführten Bedingung größtmögliche verfügbare Geschwindigkeit ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf eine Tabelle 3, eine Tabelle 4 und die Fig. 11 und 12 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Tabelle 3

Tabelle 4
Die Masse der tatsächlich ausgeworfenen Tintentröpfchen unterscheidet sich unter den Düsen 300 um 10 bis 20%. Zur Lösung dieses Problems ist herkömmlicher Weise für jede Düsen 300 eine Vorrichtung zur Erzeugung analoger Ansteuersignale vorgesehen, so daß an jede Düse 300 ein analoges Ansteuersignal 406 angelegt wird, das speziell für die Düse 300 erstellt wurde und die geeignete Spannung, Impulsbreite und dergleichen aufweist. Dieses Verfahren wird als Einstellung sämtlicher Größen bezeichnet. Bei einer großen Anzahl an Düsen ist es jedoch nicht praktisch, derart viele Vorrichtungen zur Erzeugung analoger Ansteuersignale vorzusehen. Zur Lösung dieser Probleme wird durch die vorliegende Erfindung eine Hochgeschwindigkeits-Auswerfvorrichtung geschaffen, die eine Einstellung sämtlicher Größen vornehmen kann, ohne eine große Anzahl an Vorrichtungen zur Erzeugung analoger Ansteuersignale für sämtliche Düsen 300 zu benötigen. Die Beschreibung der Auswerfvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt unter Bezugnahme auf ein spezifisches Beispiel.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die denen der ersten Ausführungsform ähnlichen Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und daß auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
In den Tabellen 3 und 4 wird davon ausgegangen, daß die Auflösungsinformationen 151, wie bei der ersten Ausführungsform, eine zugewiesene Auflösung von 105 dpi beinhalten. Auch in diesem Fall nimmt der Positionsfehler in der y-Richtung bei einer Steigerung der Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen ab. Zudem nimmt bei einer Zunahme der Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen die Anzahl der Düsen 300 mit der gleichen Unterpixelnummer Ns ab. Hier sind die insgesamt 128 Düsen 300 in vier Gruppen unterteilt, d. h. eine erste Gruppe; , die die Düsen Nn = 1 bis 32 umfaßt, eine zweite Gruppe, die die Düsen Nn = 33 bis 64 umfaßt, eine dritte Gruppe, die die Düsen Nn = 65 bis 96 umfaßt, und eine vierte Gruppe, die die Düsen Nn = 97 bis 128 umfaßt. Jeder Block entspricht einem der vier Treiber 402 für die piezoelektrischen Elemente, und die Düsen 300 im gleichen Block teilen das gleiche analoge Ansteuersignal 406.
Wenn die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen auf 50 oder mehr gesteigert wird, taucht in der gleichen Gruppe keine Unterpixelnummer Ns zweimal oder öfter auf. Dann entsteht eine Eins-Zu-Eins- Entsprechung zwischen den 32 Düsen 300 in jeder Gruppe und der Pixelnummer Ns, so daß nur eine der 32 Düsen 300 gleichzeitig Tinte auswirft. Anders ausgedrückt wirft keine Düse 300 zu einem Zeitpunkt Tinte aus, zu dem eine weitere Düse 300 in der gleichen Gruppe Tinte auswirft. Dementsprechend steuert das analoge Ansteuersignal 406 nur eine einzige Düse 300 der entsprechenden Gruppe gleichzeitig an. Daher wird durch eine Feineinstellung des analogen Ansteuersignals 406 entsprechend einer jeweils betroffenen Düse 300 ohne eine große Zahl von Vorrichtungen zur Erzeugung analoger Ansteuersignale für sämtliche Düsen 300 eine Einstellung sämtlicher Größen möglich.
Bei der vorliegenden Ausführungsform muß vor dem Beginn der tatsächlichen Aufzeichnung eine Ansteuerschwingungsform W(i) für jede Düse Nn = i erzeugt werden, so daß sämtliche 128 Düsen Tintentröpfchen mit der gleichen Masse ausstoßen können. Die Masse der Tintentröpfchen kann auf eine allgemein bekannte Weise durch Verändern der trapezförmigen Schwingungsform, beispielsweise durch Erhöhen der Spannung, durch Verändern der Impulsbreite in der Nähe der Resonanzerfordernisse, durch Verkürzen der Anstiegszeit oder dergleichen, gesteigert werden. Die so erhaltenen Ansteuerschwingungsformen umfassen 10 mit 250 ns quantisierte und anschließend auf die folgende Weise in der Datenverarbeitungsvorrichtung 103 gespeicherte Bit.
Da die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen bei dem vorliegenden Beispiel 50 beträgt, werden, wie in Fig. 10 gezeigt, pro Pixelsynchronisationssignal 109 50 Verriegelungstakte L-CLK erzeugt. Wie bei der ersten Ausführungsform wird die erste trapezförmige Schwingungsform erzeugt, wenn sich die Mitte der Öffnung der Düse Nn = 1 auf der Mitte des Unterpixels Ns = 0 befindet. Zu diesem Zeitpunkt sind die Mitten der Öffnungen der anderen Düsen auf den in der Tabelle T4 durch die Unterpixelnummer Ns bezeichneten Unterpixeln angeordnet. Die einzigen Düsen, die zu diesem Zeitpunkt die Gelegenheit erhalten, ein Tintentröpfchen auszustoßen, sind die Düsen 300, deren Öffnungsmitte auf dem Unterpixel Ns = 0 angeordnet ist. Dies trifft in diesem Fall für die Öffnungen zu, deren Unterpixelnummer Ns gemäß Tabelle 4 0 ist, d. h. für die Düse Nn = 1 in der ersten Gruppe, die Düse Nn = 50 in der zweiten Gruppe, keine Düse in der dritten Gruppe und die Düse Nn = 100 in der vierten Gruppe. Dementsprechend werden die Schwingungsformen W(i) erzeugt und in der Datenverarbeitungsvorrichtung 103 gespeichert, so daß die erste trapezförmige Schwingungsform für die erste Gruppe die Schwingungsform W(1) für die Düse Nn = 1, die erste trapezförmige Schwingungsform für die zweite Gruppe die Schwingungsform W(50) für die Düse Nn = 50 und die erste trapezförmige Schwingungsform für die vierte Gruppe die Schwingungsform W(100) für die Düse Nn = 100 werden. Für die dritte Gruppe ist keine Schwingungsform erforderlich.
Die zweite trapezförmige Schwingungsform wird erzeugt, wenn die Mitte der Öffnung der Düse Nn = 1 die Mitte des Unterpixels Ns = 1 erreicht. Die Mitten der Öffnungen der übrigen Düsen 300 sind auf dem jeweiligen Unterpixel Ns + 1 angeordnet. Die einzigen Düsen 300, die zu diesem Zeitpunkt die Gelegenheit erhalten, ein Tintentröpfchen auszustoßen, sind die, deren Öffnungsmitte zu diesem Zeitpunkt auf dem Unterpixel Ns = 0 angeordnet ist, was in diesem Fall für die Öffnungen mit der Unterpixelnummer Ns = 49 in Tabelle 4 zutrifft, d. h. in der ersten Gruppe nur für die Düse Nn = 2, in der zweiten Gruppe für die Düse Nn = 51, keine Düse in der dritten Gruppe und in der vierten Gruppe die Düse Nn = 101. Dementsprechend werden die Schwingungsformen W(i) erzeugt und in der Datenverarbeitungsvorrichtung 103 gespeichert, so daß die zweite trapezförmige Schwingungsform für die erste Gruppe die Schwingungsform W(2) für die Düse Nn = 2, die die zweite trapezförmige Schwingungsform für die zweite Gruppe die Schwingungsform W(51) für die Düse Nn = 51 und die zweite trapezförmige Schwingungsform für die vierte Gruppe die Schwingungsform W(101) für die Düse Nn = 101 werden. Für die dritte Gruppe ist keine Schwingungsform erforderlich. Auf diese Weise werden die Schwingungsformen für sämtliche Düsen für die 50 trapezförmigen Schwingungsformen erstellt und für jeden Block in der Datenverarbeitungsvorrichtung 103 gespeichert.
Als nächstes werden die Schwingungsformen W in der Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale gespeichert. Wie in Fig. 11 gezeigt, umfaßt die Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale 10 Bit umfassende Zeilenspeicher (FIFOs) 901, Digital- Analog-Wandler (D/A-Wandler) 902 und Transistorschaltungen 903, und die Schwingungsformen W werden in den entsprechenden 10 Bit enthaltenden Zeilenspeichern (FIFOs) 901-1 bis 901-4 gespeichert. Hierbei werden die Zeilenspeicher durch eine Schreibrückstellung WR, einen Schreibtakt WC und Schreibdaten WD gesteuert. Dies bedeutet, daß die 10 Bit umfassenden Schreibdaten WD nach dem Zurücksetzen eines internen Schreibadreßzählers auf 0 durch die Schreibrückstellung WR synchron mit dem Schreibtakt WC gespeichert werden. Acht Worte bilden einen Chip. Wenn eine Abtastzeitspanne 250 ns beträgt, können die Schwingungsformen W für 4 ms gespeichert werden.
Andererseits werden die Zeilenspeicher 901-1 bis 901-4 beim Lesen durch eine Leserückstellung R, einen Lesetakt RC und Lesedaten RD gesteuert. Ein interner Leseadreßzähler wird auf 0 zurückgesetzt, wenn das Pixelsynchronisationssignal 109 erzeugt wird. Danach werden synchron mit dem Lesetakt RC, der ein Hochfrequenztakt mit 4 MHz ist, die 10 Bit umfassenden Lesedaten RD herausgelesen. Die herausgelesenen, 10 Bit umfassenden Schwingungsformen W werden durch den Digital-Analog-Wandler 902 in ein analoges Signal umgewandelt und durch die Transistorschaltung 903 zu dem analogen Ansteuersignal 406-1 bis 406-4 verstärkt.
Fig. 12 zeigt eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung der Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Es folgt eine Erläuterung der Prozesse zur Erzeugung des analogen Ansteuersignals 406-2 für die Düsen Nn = 33 bis 63 im zweiten Block. Das Pixelsynchronisationssignal 109 von der Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung wird als Leserückstellung RR verwendet. Wenn sich die Mitte der Öffnung der Düse Nn = 1 auf dem Ursprung, d. h. in der Mitte des Unterpixels Ns = 0, befindet, ist die erste trapezförmige Schwingungsform des zu diesem Zeitpunkt erzeugen analogen Ansteuersignals 406-2 die Schwingungsform W(50), die der Düse Nn = 50 entspricht. Daher wird die Schwingungsform W(50) von der Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung synchron mit dem Lesetakt Rc (4 MHz) als digitale Daten (die 10 Bit umfassenden Lesedaten RD) für die Schwingungsform W(50) gelesen und von dem D/A-Wandler 902 und der Transistorschaltung 903 in das analoge Ansteuersignal 406-2 umgewandelt. Nach dem Herauslesen der 40 µs (160 Wörtern) entsprechenden Daten erreicht die Mitte der Düse Nn = 1 die Mitte des Unterpixels Ns = 1, und die zweite trapezförmige Schwingungsform des analogen Ansteuersignals 406-2 wird erzeugt. Die zweite trapezförmige Schwingungsform des analogen Ansteuersignals 406-2 ist, wie vorstehend beschrieben, die Schwingungsform W(51) für die Düse Nn = 51. Wenn auf diese Weise die analogen Ansteuersignale 406-2 für sämtliche 50 Unterpixel (die 2 ms entsprechenden Signale) erzeugt wurden, wartet der Prozeß, bis die nächste Leserückstellung RR erzeugt wird. Da hier eine Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen von 50 die zur Erfüllung der vorstehend genannten Anforderung (eine Eins-Zu-Eins-Entsprechung zwischen den Düsen und Ns in jeder Gruppe) erforderliche Mindestanzahl ist, wird die maximale Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, jede Düse 300 unter Verwendung einer für die Düse 300 geeigneten Ansteuerschwingungsform anzusteuern, wodurch eine Einstellung sämtlicher Größen realisiert wird. Dies ermöglicht den Ausstoß von Tintentröpfchen mit der gleichen Masse durch die Düsen 300, wodurch ein Bild von hoher Qualität erzeugt wird.
Hierbei macht die Erzeugung von vier analogen Ansteuersignalen 406-1 bis 406-4 unter Verwendung einer einzigen Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, den Aufbau der Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale ziemlich komplex, und auch die Herstellungskosten der Einheit 110 zur Erzeugung analoger Ansteuersignale steigen. Dementsprechend ist es denkbar, eine geringere Anzahl an analogen Ansteuersignalen 406 zu erzeugen. Statt der vier analogen Ansteuersignale 406-1 bis 406-4, wie bei der ersten Ausführungsform, könnte beispielsweise nur ein einziges analoges Ansteuersignal 406 verwendet werden. In diesem Fall muß jedoch die Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen erhöht werden, wodurch die Aufzeichnungsgeschwindigkeit (Blattvorschubgeschwindigkeit vp) verringert wird.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hierbei sind die Bauteile, die denen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ähneln, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Erläuterung wird verzichtet.
Eine in Fig. 13 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen ähnlichen Aufbau wie die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 2 umfaßt jedoch eine Einheit 121 zur Veränderung der Impulsbreite und einen Aufzeichnungskopf 510 anstelle der Einheit 111 zur Erzeugung digitaler Auswerfsignale und des Aufzeichnungskopfs 501. Der Aufzeichnungskopf 510 umfaßt mehrere Düsenmodule 401 und mehrere Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, umfaßt die Einheit 121 zur Veränderung der Impulsbreite mehrere Elemente zur Veränderung der Impulsbreite für das jeweils entsprechende der Düsenmodule 401.
Wie in Fig. 14 gezeigt, weist jedes Düsenmodul 401 128 gleichmäßig voneinander beabstandete Düsen 300 auf. Da der Aufzeichnungskopf 510 zur Erzeugung monochromer Bilder mit einer Auflösung von 300 dpi auf einem DinA4-Aufzeichnungsblatt mit einer Breite von 21 cm 2.550 Düsen 300 und zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder unter Verwendung von Tinten in vier Farben über zehntausend Düsen 300 benötigt, weist der Aufzeichnungskopf 510 als Aufzeichnungskopf 510 gemäß der vorliegenden Ausführungsform normalerweise mehrere Düsenmodule auf.
Gemäß Fig. 14 werden die Tintentröpfchen in der zur Blattoberfläche senkrechten Richtung aus den Düsenmodulen 401 ausgestoßen. Der Düsenabstand beträgt 75 Düsen pro Zoll (npi), und daher definieren die 128 Düsen 300 eine Düsenzeile mit einer Länge von ca. 43 mm. Wie in Fig. 14 dargestellt, sind die Düsenmodule abwechselnd in acht Zeilen angeordnet. Durch diesen Aufbau wird der Aufzeichnungskopf 510 mit einem Düsenabstand von 300 npi in der Breitenrichtung X realisiert, wodurch die Erzeugung von Bildern mit 300 dpi ermöglicht wird, obwohl jedes Düsenmodul 401 einen Düsenabstand von 75 npi aufweist. Da die Technik zur Herstellung des Aufzeichnungskopfs 510 allgemein bekannt ist, wird auf eine Erläuterung verzichtet.
Obwohl sich jedes Düsenmodul 401 parallel zu der gemäß Fig. 14 zur Blattvorschubrichtung Y senkrechten Breitenrichtung X des Endlosaufzeichnungsblatts 602 zu erstrecken scheint, ist das Düsenmodul 401 tatsächlich so ausgebildet, daß es, wie in Fig. 15 gezeigt, in bezug auf die Breitenrichtung X einen Winkel θ aufweist. Der Winkel θ wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

tan θ = 1/128

wobei 128 die Anzahl der im Düsenmodul 401 ausgebildeten Düsen 300 ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Auflösung der Bilder in der Blattvorschubrichtung Y auf 300 dpi eingestellt. Daher hat jedes Pixel in der Blattvorschubrichtung Y eine Breite von 84,7 µm, und der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Düsen beträgt in der Blattvorschubrichtung Y 0,66 µm (84,7/128 = 0,66). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Rotationscodiereinrichtung 605 des in Fig. 13 gezeigten Blattvorschubmechanismus 601 so eingestellt, daß sie jedesmal einen Impuls 108 zur Angabe der Blattposition erzeugt, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die 1/128 Pixel entsprechende Strecke, d. h. um 0,66 µm transportiert wurde. Dementsprechend erzeugt die Steuereinheit 106 für die zeitliche Abstimmung synchron mit dem Impuls 108 zur Angabe der Blattposition jedesmal ein Unterpixelsynchronisationssignal 1109, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die 1/128 Pixel entsprechende Strecke transportiert wurde. Anders ausgedrückt ist jedes Pixel mit einer Breite von 84,7 µm in der Blattvorschubrichtung Y in der Blattvorschubrichtung Y in 128 Unterpixel mit einer jeweiligen Breite von 0,66 µm unterteilt, und es wird jedesmal ein Unterpixelsynchronisationssignal 1109 erzeugt, wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem Unterpixel entsprechende Strecke bewegt wurde.
In Fig. 15 sind die 128 Düsen 300 beginnend bei 0 von links nach rechts bis 127 durchnumeriert. Hierbei ist zur Vereinfachung der Erläuterung in Fig. 15 ein x-y-Koordinatensystem gezeigt, wobei sich die y-Achse in der Blattvorschubrichtung Y und die x-Achse senkrecht zur Blattvorschubrichtung Y erstrecken. Die Position jeder Düse 300 wird unter Verwendung eines Koordinatenwerts (x, ym) ausgedrückt, wobei x die Position in der x-Richtung, y die Position in der y-Richtung und m (m = 0, 1, . . ., 127) die Position innerhalb eines Pixels in der y-Richtung repräsentieren.
Hier hat jedes Pixel, wie vorstehend beschrieben, in der Richtung Y eine Breite von 84,7 µm, und jedes Unterpixel hat in der Richtung Y eine Breite von 84,7/128 µm (0,66 µm). Dementsprechend können die folgenden Formeln abgeleitet werden:

y_m,0 - y_m-1,0 = 84,7

Y_m,n - y_m,n-1 84,7/128

wobei
m = 1, . . ., 1.28 und
n = 1, . . ., 128 gelten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt eine auf dem Aufzeichnungsblatt 602 festgelegte Auswerfposition 502, an der jede Düse 300 Tinte ausstößt, ursprünglich auf einer Zeile y = 0. Dementsprechend erhält in dem in Fig. 15 gezeigten Zustand nur die auf der Position (x₀, y_{0, 0}) angeordnete erste Düse Nn = 1 unter den 128 Düsen 300 die Gelegenheit, Tinte auszustoßen. Wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem einzigen Unterpixel entsprechende Strecke befördert wird, wodurch die Auswerfposition 502 die Zeile y = Yo, i erreicht, erhält nur die auf (x_i, y_{0, 1}) angeordnete zweite Düse Nn = 2 die Gelegenheit, Tinte auszustoßen. Auf die gleiche Weise erhält nur die n-te Düse Nn = n auf (x_{n - i}, y_{0, n - 1}) die Gelegenheit, Tinte auszustoßen, wenn die Auswerfposition 502 die Zeile y = y_{0, n - 1} erreicht.
Wenn das Endlosaufzeichnungsblatt 602 um die einem Unterpixel entsprechende Strecke transportiert wird, nachdem die Auswerfposition 502 eine Zeile y = y_{0, 127} erreicht hat, in der nur die Düse Nn = 128 auf (x₁₂₇, y_{0, 127}) die Gelegenheit erhält, Tinte abzugeben, erreicht die Abgabeposition 502 die Zeile y = y_{1, 0}, so daß nur die Düse Nn = 1 die Gelegenheit erhält, Tinte abzugeben. Der Abgabevorgang wird durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Prozesses ausgeführt.
Gemäß Fig. 13 erzeugt die Datenverarbeitungsvorrichtung 103 durch Verarbeiten der Bitmap-Daten 101 gemäß einem herkömmlichen Verfahren anstelle der Abgabedaten 104 Abgabeschattierungsdaten 140.
Gemäß diesem Beispiel sind die Abgabeschattierungsdaten 140 8 Bit (in dezimaler Notation 0 bis 255) umfassende binäre Daten. Die Abgabeschattierungsdaten 140 mit dem Wert "0" bezeichnen eine Abgabemenge von "0", und die Abgabeschattierungsdaten 140 mit dem Wert "255" bezeichnen die maximale Abgabemenge.
Wie in Fig. 16(a) gezeigt, umfaßt die Einheit 121 zur Veränderung der Impulsbreite einen 8 Bit umfassenden Signalspeicher 701, einen 8 Bit umfassenden Zähler 703 und eine 8 Bit abdeckende Größenvergleichseinrichtung 705. Sowohl der Signalspeicher 701 als auch der Zähler 703 und die Größenvergleichseinrichtung 705 sind als integrierte Standard-Transistor-Transistor-Logik-Schaltung (TTL- IC) im Handel erhältlich. Die Abgabeschattierungsdaten 140 werden synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 in den Signalspeicher 701 eingegeben und als Ausgang 702 des Signalspeichers aus dem Signalspeicher 701 ausgegeben.
Der Zählerausgang 704 des Zählers 703 wird jedesmal auf 0 zurückgesetzt, wenn ein Unterpixelsynchronisationssignal 1109 erzeugt wird, wobei er bis auf 255 steigt und dann abklingt. Die Größenvergleichseinrichtung 705 vergleicht den Ausgang 702 des Signalspeichers und den Ausgang 704 des Zählers und gibt, wie in Fig. 16 (b) gezeigt, ein Impulsbreitensignal 120 mit dem Wert "1" aus, wenn der Ausgang 702 des Signalspeichers größer als der entgegengesetzte Ausgang 704 des Zählers ist. Andernfalls gibt sie ein Impulsbreitensignal 120 mit dem Wert "0" aus.
Dementsprechend ist die Impulsbreite des Impulsbreitensignals 120 in etwa proportional zu den Abgabeschattierungsdaten 140. Auf diese Weise werden die Abgabeschattierungsdaten 140 in das Impulsbreitensignal 120 umgewandelt. Durch eine derartige Umwandlung der Abgabeschattierungsdaten 140, die 8 Bit umfassende binäre Daten sind, in die Impulsbreite des Impulsbreitensignals 120 sind eine Reduzierung der Anzahl der Signalverdrahtungen und ebenso die Realisierung einer höheren Rauschtoleranz möglich.
Als nächstes wird der Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie in Fig. 17 (a) gezeigt, ist der Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente mit den 128 piezoelektrischen Elementen 304 des entsprechenden Düsenmoduls 401 verbunden. Eine gemeinsame Betriebsstromquelle 802 kann ausreichend Strom zum Ansteuern des piezoelektrischen Elements 304 (beispielsweise 10A) zuführen und legt synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 ein analoges Ansteuersignal 113 an einen gemeinsamen Anschluß 304b jedes piezoelektrischen Elements 304 an. Der Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente umfaßt 128 Schalter 803, 128 Dioden 806, ein 128 Bit umfassendes Schieberegister 804 und ein 128 Bit umfassendes, vorab eingestellten Werte enthaltendes Register 805. In dem Register 805 für die vorab eingestellten Werte sind 128 Bit vorab eingestellte Werte, beispielsweise "0, 0, 0, . . ., 0, 1" gespeichert. Jedes Bit der vorab eingestellten Daten 807 entspricht einer der 128 Düsen 300 des entsprechenden Düsenmoduls 401. Das bedeutet, daß das am weitesten links angeordnete Bit mit dem Wert "0" der ersten Düse Nn = 1 und das am weitesten rechts angeordnete Bit mit dem Wert "1" der 128. Düse Nn = 128 entspricht.
Wenn der Druckvorgang eingeleitet wird, liest das Schieberegister 804 die vorab eingestellten Daten 807 aus dem Register 805 für die vorab eingestellten Werte und rotiert dann synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 die vorab eingestellten Daten 807 um jeweils ein Bit. Genauer werden die vorab eingestellten Daten 807 beim Empfang des ersten Unterpixelsynchronisationssignals 1109 um jeweils ein Bit nach rechts verschoben, und das am weitesten rechts angeordnete Bit wird in der am weitesten links gelegenen Position angeordnet, so daß die vorab eingestellten Daten 807 mit den Werten "0, 0, 0, . . ., 0, 1" die Werte "1, 0, 0, . . ., 0, 0" erhalten. Wenn das nächste Mal ein Unterpixelsynchronisationssignal 1109 erzeugt wird, enthalten die vorab eingestellten Daten 807 die Werte "0, 1, 0, . . ., 0, 0". Hierbei geben die vorab eingestellten Daten 807 mit dem Wert "1" eine "Abgabe" und die vorab eingestellten Daten 807 mit dem Wert "0" "keine Abgabe" vor. Das logische Produkt des Ausgangs des Schieberegisters 804 und das Impulsbreitensignal 120 werden an einen Schalteranschluß jedes Schalters 803 ausgegeben. Der Schalter 803 verbindet einen einzelnen Anschluß 304a des entsprechenden piezoelektrischen Elements 304 mit der Erde, wenn der Wert "1" an den Schalteranschluß angelegt wird, und der Schalter 803 öffnet den individuellen Anschluß 304a des piezoelektrischen Elements 304, wenn der Wert "0" an den Schalteranschluß angelegt wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 17(b) die Funktionsweise des Treibers 112 für die piezoelektrischen Elemente beschrieben. Zunächst werden bei der Erzeugung des Unterpixelsynchronisationssignals 1109 die zu Beginn der Operation im Schieberegister 804 gespeicherten vorab eingestellten Daten 807 um ein Bit rotiert, so daß die vorab eingestellten Daten 807, beispielsweise "0, 0, 0, . . ., 0, 1", zu "1, 0, 0, . . ., 0, 0" werden. Da hier das am weitesten links angeordnete Bit den Wert "1" hat, der eine "Abgabe" vorgibt, erhält nur die erste Düse Nn = 1 die Gelegenheit, ein Tintentröpfchen auszustoßen. Wenn die vorab eingestellten Daten 807 bei der Erzeugung des darauffolgenden Unterpixelsynchronisationssignals 1109 durch eine Rotation um ein weiteres Bit "0, 1, 0, . . ., 0, 0" werden, hat nur das zweite Bit von links den Wert "1", so daß nur die zweite Düse Nn = 2 die Gelegenheit erhält, Tinte abzugeben. Auf diese Weise erhalten nacheinander die erste bis 128. Düse (Nn = 1 bis 128) die Gelegenheit zur Tintenabgabe: Nach der 128. Düse Nn = 128 erhält die erste Düse Nn = 1 die Gelegenheit.
Bei dieser Ausführungsform erzeugt die Stromquelle 802, wie in Fig. 17(b) gezeigt, synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 ein analoges Ansteuersignal 113 mit einer trapezförmigen Schwingungsform. Das analoge Ansteuersignal 113 hat ursprünglich eine maximale Spannung VO von 40 V und fällt während einer Zeitspanne Ts1 auf ca. 0 V ab, wodurch eine Lampenschwingungsform 113a definiert wird. Dadurch wird ein Teil der Tinte in die Öffnung 301 gezogen. Dann steigt die Spannung nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne von 0 V auf das Maximum von 40 V, wobei dies eine Zeitspanne Ts2 in Anspruch nimmt, die kürzer als die Zeitspanne Ts1 ist, die die Lampenschwingungsform 113b definiert. Die Lampenschwingungsform 113b definiert eine Abgabeschwingungsform, so daß die Lampenschwingungsformen 113a und 113b zusammen eine Ansteuerschwingungsform definieren. Werden die maximale Spannung VO größer und die Zeitspanne Ts2 kürzer eingestellt, wird mit einer höheren Abgabegeschwindigkeit ein größeres Tintentröpfchen ausgestoßen. Die Abgabegeschwindigkeit pflegt stärker von der Zeitspanne Ts2 abzuhängen, und die Masse des Tintentröpfchen tendiert eher dazu, von der maximalen Spannung abzuhängen. Wenn ein Benutzer die Masse des Tintentröpfchens verändern möchte, ohne die Abgabegeschwindigkeit zu verändern, sollten dementsprechend zur Erhöhung der Masse die maximale Spannung VO erhöht und die Zeitspanne Ts2 geringfügig verlängert werden, und zur Verringerung der Masse könnten die maximale Spannung VO verringert und die Zeitspanne Ts2 geringfügig verkürzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die maximale Spannung VO und die Zeitspanne Ts2 auf die folgende Weise automatisch entsprechend dem Impulsbreitensignal 120 eingestellt.
Wenn die n-te Düse Nn = n die Gelegenheit erhält, Tinte auszustoßen, weißt das Impulsbreitensignal 120 gemäß Fig. 17(b) eine zeitliche Breite auf, die länger als die Zeitspanne Ts1 ist. Dementsprechend wird der individuelle Anschluß 304a des piezoelektrischen Elements 304 auf der Erdspannung gehalten, während die Lampenschwingungsform 113a ausgegeben wird. Dementsprechend wird eine an die piezoelektrischen Elemente 304 angelegte Schwingungsform Vpzt identisch mit dem analogen Ansteuersignal 113. Wenn die Lampenschwingungsform 113b ausgegeben wird, wird der individuelle Anschluß 304a der piezoelektrischen Elemente 304 aufgrund der Dioden 806 auf der Erdspannung gehalten. Dementsprechend wird die Schwingungsform Vpzt identisch mit dem analogen Ansteuersignal 113.
Wenn die (n + 1)-te Düse Nn = n + 1 die Gelegenheit zur Tintenabgabe erhält, weist das Impulsbreitensignal 120 eine zeitliche Breite auf, die geringfügig kürzer als die Zeitspanne Ts1 ist. Dementsprechend wird der individuelle Anschluß 304a bis zum Zeitpunkt Tn + 1 auf dem Erdspannungsniveau gehalten, so daß die Schwingungsform Vpzt eine mit dem analogen Ansteuersignal 113 identische Schwingungsform ist. Wenn der individuelle Anschluß 304a jedoch zum Zeitpunkt Tn + 1 geöffnet wird, klingt die Schwingungsform Vpzt ab und wird auf einer Spannung Vn + 1 gehalten. Die Spannung Vn + 1 wird gehalten, bis die Spannung des analogen Ansteuersignals 113 in der Lampenschwingungsform 113b auf Vn + 1 ansteigt, da der individuelle Anschluß 304a bis zu diesem Zeitpunkt offen gehalten wird. Wenn das analoge Ansteuersignal in der Lampenschwingungsform 113b Vn + 1 erreicht, verbinden die Dioden 806 den individuellen Anschluß 304 mit der Erde, so daß die Schwingungsform Vpzt danach eine mit dem analogen Ansteuersignal 113 identische Schwingungsform ist.
Wenn die (n + 2)-te Düse Nn = n + 2 die Gelegenheit zur Tintenabgabe erhält, weist das Impulsbreitensignal 120 eine zeitliche Breite auf, die wesentlich kürzer als die Zeitspanne Ts1 ist. Dementsprechend wird der individuelle Anschluß 304a bis zum Zeitpunkt Tn + 2 auf dem Erdspannungsniveau gehalten, so daß die Schwingungsform Vpzt bis zu diesem Zeitpunkt eine mit dem analogen Ansteuersignal 113 identische Schwingungsform ist. Wenn der individuelle Anschluß 304a jedoch zum Zeitpunkt Tn + 2 geöffnet wird, klingt die Schwingungsform Vpzt ab und wird auf einer Spannung Vn + 2 gehalten. Die Spannung Vn + 2 wird gehalten, bis die Spannung des analogen Ansteuersignals 113 in der Lampenschwingungsform 113b auf Vn + 2 steigt, da der individuelle Anschluß 304a bis zu diesem Zeitpunkt offen gehalten wird. Wenn das analoge Ansteuersignal 113 in der Lampenschwingungsform 113b Vn + 2 erreicht, verbinden die Dioden 806 den individuellen Anschluß 304a mit der Erde, so daß die Schwingungsform Vpzt anschließend eine mit dem analogen Ansteuersignal 113 identische Schwingungsform ist.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, wird der individuelle Anschluß 304a offen gehalten, wenn das Impulsbreitensignal 120 die zeitliche Breite 0 aufweist, so daß die Schwingungsform Vpzt auf 0 V gehalten wird.
Wie in Fig. 17(b) gezeigt, sind sowohl die Anstiegszeit als auch die zeitliche Breite der Schwingungsform Vpzt für die (n + 1)-te Düse Nn = n + 1 kürzer als die der Schwingungsform Vpzt für die n-te Düse Nn. = n. Dementsprechend hat ein aus der (n + 1)-ten Düse Nn = n + 1 ausgestoßenes Tintentröpfchen eine verringerte Masse. Die Ausstoßgeschwindigkeit wird aufgrund der verkürzten Anstiegszeit beibehalten. Das bedeutet, daß aus der (n + 1)-ten Düse Nn = n + 1 mit der gleichen Geschwindigkeit ein kleineres Tintentröpfchen ausgestoßen wird, als aus der n-ten Düse Nn = n.
lDie Schwingungsform Vpzt für die (n + 2)-te Düse Nn = n + 2 hat eine noch geringere zeitliche Breite. Wenn hier die zeitliche Breite der Schwingungsform Vpzt auf eine geringere als eine vorgegebene Breite verringert wird, wirft die entsprechende Düse kein Tintentröpfchen aus. Auch in diesem Fall vibriert jedoch der Tintenanteil in der Öffnung 301, wodurch ein Fehlschlagen der Abgabe aufgrund kondensierter Tinte verhindert wird.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung der Abgabeschattierungsdaten 140 beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, sind die Abgabeschattierungsdaten 140 8 Bit umfassende binäre Daten, die für jedes der 300-dpi-Pixel erzeugt werden. Fig. 18(a) zeigt die auf der Grundlage eines Originalbilds in der ursprünglichen Reihenfolge angeordneten Abgabeschattierungsdaten 140-1. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient der Aufzeichnungskopf 510 dient der Erzeugung eines Bilds mit 300 dpi auf einem Medium mit der Größe DinA4 mit einer Breite von 201 mm. Das Bild hat in der x-Richtung 2.560 Pixel. Es ist möglich, ein derartiges Bild zu erzeugen, da der Aufzeichnungskopf 510 20 Düsenmodule 401 für jede Farbe aufweist, die angeordnet sind, wie in Fig. 14 gezeigt.
Fig. 18(b) zeigt die Abgabeschattierungsdaten 140-2, die durch eine Neuanordnung der Abgabeschattierungsdaten 140-1 für die Düsenmodule erzeugt werden, die die beiden oberen der in Fig. 14 gezeigten acht Zeilen bilden. Da das Düsenmodul 401 einen Düsenabstand von 75 npi aufweist, also ein Viertel der Auflösung von 300 dpi, wird eines von vier Bit der Abgabeschattierungsdaten 140-1, das in der x-Richtung von links auftaucht, d. h. die Bits Nr. 1 + (i.4) (i = 0, 1, 2, . . .), extrahiert und für die Erzeugung der in Fig. 18 (b) gezeigten Abgabeschattierungsdaten 140-2 für die Düsenmodule 401-1 bis 401-20 angeordnet.
Dann werden die Abgabeschattierungsdaten 140-2 in einer Übertragungsreihenfolge neu angeordnet, bei der die Bits der Abgabeschattierungsdaten 140-2 an den Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente jedes Düsenmoduls 401 übertragen werden, wodurch die in Fig. 19(c) gezeigten Abgabeschattierungsdaten 140 erzeugt werden, die im Auswerfdatenspeicher 105 gespeichert werden. Anders ausgedrückt werden die Abgabeschattierungsdaten 140 für jedes Düsenmodul 401 (beginnend mit der Düsen Nn = 1 und endend mit der Düse Nn = 128) in der Abgabereihenfolge angeordnet. Wird der Vorgang eingeleitet, werden die Abgabeschattierungsdaten 140 synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 Bit für Bit an die Einheit 121 zum Verändern der Impulsbreite ausgegeben. Daher muß die Einheit 121 zum Verändern der Impulsbreite die mehreren Einrichtungen zur Einstellung der Impulsbreite aufweisen, die jeweils einem entsprechenden der Düsenmodule 401 zugeordnet sind. Hierbei ist zur Vereinfachung der Erläuterung in den Fig. 18(a) bis 18(c) jedem Bit der Abgabeschattierungsdaten 140 eine Nummer zugeordnet.
Fig. 19 zeigt eine Übersicht über die zeitliche Abstimmung, die die Abgabeschattierungsdaten 140 und den Aufzeichnungskopf 510 betrifft.
Wie in Fig. 19 gezeigt, werden die Abgabeschattierungsdaten 140 synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 in das Impulsbreitensignal 120 umgewandelt. Gleichzeitig wird das analoge Ansteuersignal 113 synchron mit dem Unterpixelsynchronisationssignal 1109 über den gemeinsamen Anschluß 304b an das piezoelektrische Element 304 angelegt. Ferner werden das logische Produkt des Ausgangs des Schieberegisters 804 und des Impulsbreitensignals 120 an den Schalteranschluß des Schalters 803 angelegt. Die zu Beginn der Operation im Schieberegister 804 gespeicherten, vorab eingestellten Daten 807 werden auf die vorstehend beschriebene Weise synchron mit dem ersten Unterpixelsynchronisationssignal 1109 um jeweils ein Bit rotiert, so daß nur die erste Düse Nn = 1 die Gelegenheit zur Tintenabgabe erhält. Das zu diesem Zeitpunkt von der Einheit 121 zum Verändern der Impulsbreite ausgegebene Impulsbreitensignal 120 ist für die erste Düse Nn = 1 bestimmt, und die nach Maßgabe des Impulsbreitensignals 120 erzeugte Schwingungsform Vpzt wird selektiv nur an das piezoelektrische Element 304 der ersten Düse Nn = 1 angelegt, so daß ein Tintentröpfchen mit der gewünschten Masse aus der ersten Düse Nn = 1 ausgeworfen wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die vorab eingestellten Daten 807 zu verändern, bevor der Vorgang beginnt, um die Düse zu verändern, die als erstens die Gelegenheit zur Tintenabgabe erhält. Auf diese Weise könnten beispielsweise Positionen verschiedener Farbbilder für die Erzeugung eines einzigen, mehrfarbigen Bilds eingestellt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Treiber 112 für die piezoelektrischen Elemente einen herkömmlichen Aufbau aufweisen, so daß die vorliegende Erfindung gut für Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen mit mehreren Düsen geeignet ist. Ebenso ermöglicht die Umwandlung der Abgabeschattierungsdaten 140 in das Impulsbreitensignal 120 einfache Signalverdrahtungen und schafft zudem eine hohe Rauschtoleranz.
Die vorstehend beschriebene dritte Ausführungsform könnte, wie in Fig. 20 gezeigt, so modifiziert werden, daß anstelle des Treibers 112 für die piezoelektrischen Elemente ein Treiber 1120 für die piezoelektrischen Elemente verwendet wird. Der Treiber 1120 für die piezoelektrischen Elemente enthält einen 120-Bit-Speicher 1104 und einen Zähler 1105. Der Zähler 1105 zählt die Unterpixelsynchronisationssignale 1109, und der Zählerausgang des Zählers 1105 dient als Adresse für den 120-Bit-Speicher 1104. Bei diesem Aufbau kann die Ausstoßreihenfolge der Düsen 300 durch Ändern des Inhalts des 120-Bit-Speichers 1104 gesteuert werden. Dementsprechend kann der Aufzeichnungsvorgang selbst dann ordnungsgemäß ausgeführt werden, wenn der in Fig. 15 gezeigte Winkel verändert wird oder wenn die Auflösung in der Blattvorschubrichtung Y verändert wird.
Auf diese Weise wird durch die Verwendung des Treibers 1120 für die piezoelektrischen Elemente mit dem 120-Bit-Speicher 1104 und dem Zähler 1105 anstelle des herkömmlichen Treibers 112 für die piezoelektrischen Elemente ein hoch flexibles System geschaffen.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 2 gemäß der dritten Ausführungsform der Farbton jedes Aufzeichnungspunkts jederzeit durch mehrere Farbtonstufen verändert werden, wodurch Bilder von hoher Qualität erzeugt werden können.
Obwohl einige exemplarische Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, ist für Fachleute erkennbar, daß es viele mögliche Modifikationen und Veränderungen gibt, die unter Beibehaltung vieler der neuartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung an diesen exemplarischen Ausführungsformen vorgenommen werden können.
Im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden beispielsweise Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen beschrieben, die die Bilderzeugung ausführen, während sie ein Aufzeichnungsblatt in bezug auf einen stationären Aufzeichnungskopf kontinuierlich transportieren. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch bei Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen anwendbar, bei denen die Bilderzeugung erfolgt, indem der Aufzeichnungskopf in Längsrichtung über das Aufzeichnungsblatt bewegt wird, ohne daß das Aufzeichnungsblatt bewegt wird, oder bei Vorrichtungen, bei denen der Aufzeichnungskopf in der Richtung seiner Breite über das Aufzeichnungsblatt geführt wird. Ferner kann die vorliegende Erfindung für verschiedene andere Typen von Auswerfvorrichtungen als Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen angewendet werden.
Ebenso können, obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein piezoelektrisches Element verwendet wird, andere Arten von Energieerzeugungseinrichtungen, wie Hitzeelemente, verwendet werden.
Die Düsendichte und die Anzahl der Düsen bei den vorliegenden Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, wodurch die vorliegende Erfindung auf Vorrichtungen mit einem Kopf mit einer anderen Düsendichte und einer anderen Anzahl an Düsen angewendet werden kann.
Es ist möglich, mehr oder weniger als vier Treiber für die piezoelektrischen Elemente vorzusehen. Obwohl bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform 32 Düsentreiber entsprechende 32 Düsen steuern, ist es möglich, mit den 32 Düsentreibern nur entsprechende 16 Düsen zu steuern. Wenn beispielsweise 8 von 32 Düsentreibern insgesamt 128 Düsen ansteuern, ist jeder Düsentreiber mit 16 Düsen verbunden. In diesem Fall kann die maximale Anzahl Nsp der Pixelunterteilungen unter Berücksichtigung von nur 16 Düsen bestimmt werden, so daß Nsp auf die Hälfte des Werts bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform reduziert werden könnte. Wenn Nsp kleiner wird, wird die Blattvorschubgeschwindigkeit vp gesteigert.

Claims

1. Auswerfvorrichtung mit
einem Kopf mit mehreren in einer Reihe angeordneten Düsen zum selektiven Auswerfen von Tröpfchen aus den Düsen zur Erzeugung von Punkten auf einem Medium;
einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Mediums relativ zum Kopf in einer ersten Richtung;
einer Auflösungsfestlegungseinrichtung zum Festlegen einer Auflösung in der ersten Richtung;
einer Genauigkeitsfestlegungseinrichtung zum Festlegen der Genauigkeit der Punktepositionen auf dem Medium;
einer Winkelfestlegungseinrichtung zum Festlegen des Winkels des Kopfs in bezug auf eine zur ersten Richtung senkrechte zweite Richtung auf der Grundlage der festgelegten Auflösung;
einer Unterpixelbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Größe eines Unterpixels in der ersten Richtung auf der Grundlage der festgelegten Genauigkeit;
einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Auswerfdaten in Unterpixeldaten auf der Grundlage sowohl der festgelegten Auflösung als auch der Größe des Unterpixels; und
einer Steuereinrichtung zum Steuern des Kopfs auf der Grundlage der Unterpixeldaten zum selektiven Auswerfen von Tröpfchen aus den Düsen.

2. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Unterpixelbestimmungseinrichtung die größte der zur Realisierung der festgelegten Genauigkeit verfügbaren Größen als Größe des Unterpixels bestimmt.

3. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1 mit zumindest einem mit zumindest zwei der Düsen verbundenen Treiber, bei der die Unterpixelbestimmungseinrichtung eine Größe als Größe des Unterpixels bestimmt, bei der der Kopf lediglich aus einer der mindestens zwei Düsen gleichzeitig ein Tröpfchen auswirft.

4. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuereinrichtung eine Ansteuersignaleinrichtung zum Anlegen eines Ansteuersignals an jede Düse und eine Schwingungsformbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Schwingungsform des Ansteuersignals aufweist, wobei die Schwingungsformbestimmungseinrichtung die Schwingungsform für jede Düse einzeln bestimmt.

5. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Kopf ein Tintenstrahlkopf ist.

6. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Kopf die Tröpfchen selektiv so aus den Düsen auswirft, daß selektiv ein einzelner Punkt in jedem auf dem Medium definierten Pixel erzeugt wird, wobei das Pixel in der ersten Richtung in mehrere Unterpixel unterteilt ist.

7. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Einstelleinrichtung zum Einstellen der Ausrichtung des Kopfs zur Realisierung des bestimmten Winkels.

8. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Auswerfdatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen der Auswerfdaten auf der Grundlage von Bitmap-Daten, die von einer externen Vorrichtung empfangen wurden, wobei die Auswerfdaten Pixeldaten sind.

9. Auswerfvorrichtung mit
einem Kopf, in dem mehrere in einer Reihe, die in bezug auf die erste Richtung einen Winkel aufweist, angeordnete Düsen ausgebildet sind;
einer Transporteinrichtung zum Transportieren eines Mediums in bezug auf den Kopf in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung;
einer Taktsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals nach Maßgabe der Position des Mediums;
einer Ansteuersignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines mit dem Taktsignal synchronen Ansteuersignals;
einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Abgabeschattierungsdaten in ein zum Taktsignal synchrones Impulsbreitensignal;
einer Gelegenheitssignalbereitstellungseinrichtung zum Erzeugen eines Gelegenheitssignals, das einer ausgewählten Düse zu einem mit dem Taktsignal synchronen Zeitpunkt die Gelegenheit zum Auswerfen gibt; und
einer Steuereinrichtung zum Steuern des Kopfs zum selektiven Auswerfen eines Tröpfchens aus der ausgewählten Düse auf der Grundlage des Ansteuersignals, des Impulsbreitensignals und des Gelegenheitssignals.

10. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Ansteuersignal ein gemeinsames analoges Ansteuersignal ist, das für alle Düsen verwendet wird, wobei die Abgabeschattierungsdaten individuelle, für jede der Düsen erzeugte Daten sind.

11. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Gelegenheitssignalbereitstellungseinrichtung das Gelegenheitssignal durch mit dem Taktsignal synchrones, bitweises Rotieren vorab eingestellter Daten erzeugt.

12. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9 mit einem Speicher zum Speichern der Gelegenheitsdaten, bei der die Gelegenheitssignalbereitstellungseinrichtung das Gelegenheitssignal durch mit dem Taktsignal synchrones Herauslesen der Gelegenheitsdaten aus dem Speicher erzeugt.

13. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Taktsignalerzeugungseinrichtung bei jedem Transport des Mediums durch die Transporteinrichtung über die dem Wert eines Pixels entsprechende Strecke mehrere Taktsignale erzeugt und der Kopf zur selektiven Erzeugung eines einzelnen Punkts auf jedem auf dem Medium definierten Pixel selektiv Tröpfchen aus den Düsen auswirft.

14. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Kopf ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf zum Auswerfen von Tintentröpfchen ist.

15. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Taktsignalerzeugungseinrichtung jedesmal, wenn die Transporteinrichtung das Medium über die dem Wert eines Pixels entsprechende Strecke transportiert, mindestens die der Anzahl der Düsen entsprechende Anzahl an Taktsignalen erzeugt und die Steuereinrichtung den Kopf so steuert, daß die Tröpfchen selektiv so ausgeworfen werden, daß auf jedem Pixel auf dem Medium ein einziger Punkt erzeugt wird.

16. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9 mit einer Abgabeschattierungsdatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen der Abgabeschattierungsdaten auf der Grundlage von von einer externen Vorrichtung empfangenen Bitmap-Daten.

17. Auswerfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Impulsbreitensignal eine den Abgabeschattierungsdaten entsprechende Breite aufweist.