JP2000033716A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】滑らかな階調再現のための多数の中間調レベル
の表現を可能にする。 【解決手段】インク吐出ヘッドを駆動する駆動パルス電
圧の電圧値とパルス幅を変えることによってリガメント
形状で飛翔するインク滴の長さを変化させ、インク滴の
付着位置を変えることによって記録ドットの面積を変え
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に係り、特にインク吐出ヘッド駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置は、特開
平３−３３０３５２号公報または特表平７−５０２２１
８号公報に記載されているように、高速高解像度化のた
めにインク滴を吐出して飛翔させるための複数のノズル
を並べて設けたマルチヘッドになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のイン
クジェット記録装置は、写真画のような階調画像を記録
するためのインク吐出ヘッドの駆動についての配慮がな
されておらず、階調再現のための中間調レベルを多段階
に正確に制御するすることができないために、滑らかな
階調表現ができないという問題がある。

【０００４】また、複数のノズルを並べて設けたインク
吐出ヘッドでは、ノズル間のばらつきによってジッタや
濃度むらを発生する問題があり、高画質な画像記録が困
難である。

【０００５】本発明の１つの目的は、滑らかな階調再現
が可能なインクジェット記録装置を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の他の目的は、複数のノズルを並べ
て設けたインク吐出ヘッドにおけるノズル間のばらつき
によるジッタや濃度むらの発生を防止することにより、
高画質な画像記録を実現することにある。

【０００７】本発明の更に他の目的は、比較的簡単な構
成手段によって滑らかな階調再現やばらつき補正を行う
ことができるインクジェット記録装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録媒体と相
対的に移動関係にあるインク吐出ヘッドから吐出してリ
ガメント形状で飛翔するインク滴を記録媒体に付着させ
ることによりドットを記録するようにしたインクジェッ
ト記録装置おいて、１つのドットを記録するためにイン
ク吐出ヘッドから吐出するインク滴のリガメント長を変
えることにより該インク滴の記録媒体への相対移動方向
の付着長を変化させることにより、階調表現やばらつき
補正を行うようにしたヘッド駆動手段を設けたことを特
徴とする。

【０００９】インク吐出ヘッドのノズルから吐出してリ
ガメント形状で飛翔するインク滴のリガメント長は、ヘ
ッド駆動パルス電圧の電圧値やパルス幅に応じて変化
し、このリガメント形状のインク滴が付着して記録され
るドットの形状（相対移動方向の長さ）が変化する。従
って、記録すべきドットの階調データやノズルのばらつ
き補正データによってヘッド駆動パルス電圧の電圧値お
よび／またはパルス幅を制御することによって、滑らか
な階調表現やばらつき補正を実現することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜１２を参照して説明する。

【００１１】図２は、本発明になる印刷システムのブロ
ック図である。ホスト装置あるいはプリンタコントロー
ラ２０１は、種々の画像データを、最終的に、プリンタ
エンジン２０３の解像度に合わせたドット毎の階調デー
タ２０４に展開する。ここで、１ドットは、１回の動作
によりインク吐出ヘッドから吐出して飛翔するインク滴
による記録ドットを意味する。また、階調データ２０４
は、濃度を表現するデータであり、ここでは４ｂｉｔの
信号により用紙の白（地色）から各色のべた色までの１
６段階の中間調を表すものとする。この階調データ２０
４は、ライン毎に、更にドット毎に、インク吐出ヘッド
駆動装置２０２に入力される。しかし、例えば、１ライ
ン分の階調データ２０４の総てが０（無色）の場合など
は、１ライン分の各ドットの階調データの代わりに、そ
れを示すコマンドを送る場合もある。

【００１２】インク吐出ヘッド駆動装置２０２は、階調
データ２０４の中間調情報をプリンタエンジン２０３で
再現できるように、このプリンタエンジン２０３のイン
ク吐出ヘッドを駆動するためのヘッド駆動パルス電圧列
２０５，２０６を発生する。このプリンタエンジン２０
３は、３２個のインク吐出ノズルを奇数番目のノズル群
と偶数番目のノズル群の２列（１６個／列）に分け、こ
の列を列方向に対して直角方向にずらせて設けたインク
吐出ヘッドを備え、各インク吐出ノズル毎にインク吐出
駆動素子を備える。ヘッド駆動パルス電圧列２０５，２
０６は、各インク吐出駆動素子を付勢する該インク吐出
駆動素子毎のアナログ電圧の列であり、この実施形態に
おいては、以下に説明するように、何れも、並列に出力
される１６個のパルス電圧の列である。

【００１３】図３は、このプリンタエンジン２０３の構
成を示している。このプリンタエンジン２０３は、特開
平３−３３０３５２号公報に記載されているプリンタエ
ンジンと基本的に同一構成であるので、重複する一部の
説明を省略する。

【００１４】記録媒体である記録用紙は、記録中は、回
転ロール３０１によって所定の姿勢に保持しながら矢印
ａで示す副走査方向に搬送する。インク吐出ヘッド３０
２（実際には複数色分設ける）は、用紙に沿って矢印ｂ
で示す主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して前
記用紙に付着させてドットを記録する。

【００１５】このインク吐出ヘッド３０２は、図に示す
ように、主走査方向と垂直な方向に並べた各１６個のノ
ズルの列３０５，３０６を主走査方向にずらせて並べた
ものである。各ノズル列３０５，３０６のノズルの副走
査方向ピッチはそれぞれ１／１５０ｉｎｃｈで、両列は
互いに１／２ピッチずれており、２つのノズル列３０
５，３０６を組み合わせて使用することにより、３００
ｄｐｉの記録を実現するようにしている。

【００１６】このインク吐出ヘッド３０２は、各ノズル
内部のインク室に設けたインク吐出駆動素子であるピエ
ゾ素子（各列１６個、全３２個）を備え、このピエゾ素
子を前記ヘッド駆動パルス電圧列２０５，２０６によっ
て個々に付勢して変形させることにより、各ノズル列３
０５，３０６の各ノズルから記録用紙に向けてインク滴
を吐出して飛翔させる。

【００１７】図１は、インク吐出ヘッド駆動装置２０２
の構成を示すブロック図である。階調データ２０４は、
ラインバッファ１０１に取り込み、インク吐出ヘッド３
０２による記録に対応する順番に置き換える。前記した
ように、階調データ２０４は、ドット当たりおよび１色
当たり４ｂｉｔであるが、転送時には一度に４ドット分
をまとめて１６ｂｉｔ単位でバッファ１０１から出力す
る。ラインバッファ１０１の内部は、公知の３２ライン
分（３２×４ｂｉｔ）の読み書き交代バッファである。
この実施形態の場合、読み出すのは、インク吐出ヘッド
３０２の記録に対応するヘッド階調データ１０２であ
り、インク吐出ヘッド３０２は３２個のインク吐出ノズ
ルを並列に備えているから、１ドット記録周期毎に３２
ドット分のヘッド階調データ１０２を送出する。

【００１８】これらの階調データ１０２は、電圧印加開
始時刻および終了時刻を決定する電圧印加時刻決定手段
１０３に入力する。この電圧印加時刻決定手段１０３
は、各ノズル列３０５，３０６に対応するインク室のピ
エゾ素子に対する１ｂｉｔ（２値）の電圧印加ビット信
号列１０４，１０５を発生し、与えられた時刻に与えら
れた印加電圧を出力するための印加電圧出力手段１０６
に出力する。

【００１９】１ドットを記録する各周期内において発生
電圧を単調に上昇および下降させる印加電圧昇降手段１
０７は、印加電圧出力手段１０６の総ての駆動素子に対
して高圧電源電圧１０８を供給する。この印加電圧出力
手段１０６は、実際には、公知の高耐圧ドライバ１１３
を各ノズルのピエゾ素子に対応させて並べた構成であ
る。各高耐圧ドライバ１１３は、ＴＴＬレベルの２値信
号である電圧印加信号列１０４，１０６に従って、高圧
電源電圧１０８と接地レベルの２値レベルの電圧を出力
する。この実施形態における高耐圧ドライバ１１３の特
性は、入力最大周波数８ＭＨｚ、最大電源電圧９０Ｖと
なっている。従って、各ドライバ１１３から出力される
インク吐出ヘッド３０２を駆動するためのヘッド駆動パ
ルス電圧列２０５，２０６は、通常、最大で数十Ｖの高
電圧パルスの列となる。

【００２０】次に、電圧印加開始時刻および終了時刻を
決定する電圧印加時刻決定手段１０３について詳細に説
明する。

【００２１】この電圧印加時刻決定手段１０３は、変換
テーブル１０９と、２組のシフトレジスタ１１０（１６
ｂｉｔ×１６ドット×２本），１１１（１６ｂｉｔ×１
６ドット×２本）を備える。

【００２２】変換テーブル１０９は、ドット毎に４ｂｉ
ｔのヘッド階調データ１０２を入力し、この実施形態で
は各ドット毎に１６ｂｉｔの電圧印加ビット信号列１１
２に変換して出力する。この電圧印加ビット信号列１１
２は、１；ヘッド駆動電圧出力、０；ヘッド駆動電圧消
滅を意味する。各１ドット記録周期内に３２ドット分の
ヘッド階調データ１０２（４ｂｉｔ×３２ドット）が到
来するので、同様にして、３２ドット分の電圧印加ビッ
ト信号列１１２（１６ｂｉｔ×３２ドット）を順次に発
生する。この変換テーブル１０９は、メモリによって構
成し、ヘッド階調データ１０２を１６ビットの電圧印加
ビット信号列１１２のあるビットからあるビットまでの
ヘッド駆動電圧出力時刻幅に変換するようにした変換デ
ータを記憶した機能手段である。

【００２３】１６ｂｉｔの電圧印加ビット信号列１０
４，１０５は、一時、シフトレジスタ１１０，１１１に
１６ｂｉｔのパラレル形態に書き込んで保持する。ノズ
ル列３０５に対応する１６ドット分（１６ｂｉｔ×１６
ドット）の電圧印加ビット信号列１１２はシフトレジス
タ１１０に保持し、ノズル列３０６に対応する１６ドッ
ト分（１６ｂｉｔ×１６ドット）の電圧印加ビット信号
列１１２はシフトレジスタ１１１に保持する。２つのシ
フトレジスタ１１０，１１１は交代バッファとなってお
り、前回書き込んだ分はもう一つのシフトレジスタ内に
格納して保持し、同期信号ＳＲＣＬＫ１，２に同期して
各ドット毎に１ｂｉｔ単位でシリアルに読み出すことに
より、各ドット毎に１ｂｉｔ単位のシリアル形態の電圧
印加ビット信号列１０４，１０５となる。読み出し方
は、後述する信号タイミングチャートに基づいて説明す
る。

【００２４】図４は、印加電圧を単調に上昇または下降
させる印加電圧昇降手段１０７の構成を示すブロック図
である。この印加電圧昇降手段１０７は、Ｖ１とＶ２の
２種類の直流電源４０１，４０２と、ドット記録周期に
同期したドットクロック信号ＤＣＬＫによって切り替わ
る切り替えスイッチＳＷと、切り替えスイッチＳＷから
交互に出力される直流電源４０１，４０２の電圧を平滑
して単調に変化（上昇または下降）する高圧電源電圧波
形に平滑するＣＲ回路を備える。

【００２５】この高圧電源電圧１０８の電圧波形は、公
知の回路手段によって、鋸波形または三角波形の何れの
形態にしても良い。また、電力が不足する場合はパワー
ＩＣ等を使えば良い。

【００２６】図５は、この実施形態のプリンタエンジン
２０３におけるヘッド駆動パルス電圧列２０５，２０６
とインク滴飛翔状態の関係の一例を示している。ここで
は、３２個のインク吐出ノズルのうちの任意の１つのノ
ズルについて説明するが、残りのインク吐出ノズルも同
様である。図は、横軸が時刻になっており、縦軸はイン
クを吐出するノズル面５０１と飛翔するインク滴が付着
する記録用紙面５０２の位置を示しており、その間隔は
１ｍｍである。

【００２７】時刻０μｓｅｃにおいて、幅１０μｓｅ
ｃ，高さ３０Ｖのｎ番目のヘッド駆動パルス電圧（ヘッ
ド駆動パルス電圧列２０５，２０６の１つ）５０４をピ
エゾ素子に与えると、ノズル面５０１からインクが吐出
してインク滴５０３となる。このプリンタエンジン２０
３は、高粘性（例えば、１０〜１５センチポアズ）のイ
ンクを使用することにより、吐出したインク滴５０３
は、球形とならず、糸を引くような約０．５ｍｍの長さ
のリガメント形状で飛翔する。図示の例では、時刻０μ
ｓｅｃから２０μｓｅｃ毎のインク滴５０３の飛翔位置
と該インク滴５０３のリガメント形状を示している。

【００２８】インク吐出ヘッド３０２は、主走査方向に
移動しながらインクを吐出するために、飛翔するインク
滴５０３の記録用紙面５０２への着地位置は、主走査方
向にずれる。ｎ番目のヘッド駆動パルス電圧５０４によ
って、記録用紙面５０２のｎ番目のドット位置にｎ番目
の記録ドットが形成される。このようなことから、ヘッ
ド駆動パルス電圧５０４は、幅１０μｓｅｃ，高さ３０
Ｖのパルス列で、その発生周期は１００μｓｅｃに設定
する。

【００２９】インク吐出ヘッド３０２は、図３に示した
ように、１６個のノズルの列３０５と１６個のノズルの
列３０６に分かれている。ノズル列３０５からは、時刻
０μｓｅｃから１００μｓｅｃ毎にインクを吐出させ、
ノズル列３０６からは、時刻５０μｓｅｃから１００μ
ｓｅｃ毎にインクを吐出させるようにすることにより、
ノズル列３０５，３０６は、交互にインクを吐出して飛
翔させることになる。ノズル列３０５とノズル列３０６
の間の主走査方向の間隔は、実際には（ｎ＋０．５）ド
ット分（ｎは自然数）だけずれるように離しているが、
ここでは０．５ドット分だけ離れているものと仮定する
と、この離れ（ずれ）た分は、ノズル列３０６に対する
電圧印加ビット信号列１０６の発生タイミングをライン
バッファ１０１やシフトレジスタ１１１によって相当時
間だけ遅延することにより着地位置を１列に整列させる
させることができる。

【００３０】図６は、この実施形態のプリンタエンジン
２０３におけるヘッド駆動パルス電圧列２０５，２０６
とインク滴飛翔状態との関係の他の一例を示している。
図は、ヘッド駆動パルス電圧列２０５，２０６の１つで
あるヘッド駆動パルス電圧５０４の電圧値やパルス幅を
変えた場合について示している。ｎ番目のヘッド駆動パ
ルス電圧５０４は、図５に例示したパルス電圧と同じで
ある。しかし、ｎ＋１番目のヘッド駆動パルス電圧５０
４のパルスは存在しない。そして、次のｎ＋２番目のヘ
ッド駆動パルス電圧５０４のパルス位置には、電圧値を
３０Ｖから３５Ｖに上昇させたパルス電圧６０１と、パ
ルス幅を１０μｓｅｃから８μｓｅｃに縮小したパルス
電圧６０２の２通りのヘッド駆動パルス電圧を例示して
いる。何れのパルス電圧を使用してインク吐出ヘッド３
０２を駆動しても、吐出するインク滴６０３による記録
ドットの位置と形状は、略同じになる。

【００３１】このようにヘッド駆動パルス電圧５０４の
電圧値および／または時間幅を変えると、飛翔するイン
ク滴６０３の先端部の飛翔速度が１．５倍程度速くな
り、インク滴６０３の後端部の飛翔速度はそのままであ
るので、記録用紙面５０２における着地開始点Ａの位置
がｎ＋１番目のドット領域に入り込む。着地終了点Ｂの
位置はそのままであるので、結果的に、記録ドットの形
状が主走査方向の上流側に伸びて広がることになる。

【００３２】図７および図８は、ヘッド駆動パルス電圧
５０４の電圧値およびパルス幅と飛翔するインク滴６０
３の先端部の飛翔速度の関係を示している。ヘッド駆動
パルス電圧５０４のパルス電圧の変化（約２８〜４０
Ｖ）に対してインク滴６０３の先端部の飛翔速度はリニ
アに変化する（５〜１４ｍ／ｓｅｃ）。ヘッド駆動パル
ス電圧５０４のパルス幅の変化（約８〜１２μｓｅｃ）
に関しては、先端部の飛翔速度が単調に低下する（１０
〜３ｍ／ｓｅｃ）。そして、これ以外のパルス幅範囲で
はインク滴６０３の飛翔速度が不安定になり、安定した
計測が困難である。

【００３３】飛翔するインク滴６０３の後端部の飛翔速
度は、これらの範囲内において略５ｍ／ｓｅｃの一定に
なる。

【００３４】この計測データは一例であるが、同様のプ
リンタエンジンでは同様の結果が得られ、従って、イン
ク滴６０３の先端部の飛翔速度をヘッド駆動パルス電圧
５０４の電圧値およびパルス幅を変えることによって安
定に制御することができる。

【００３５】図９は、電圧印加開始時刻および終了時刻
を決定する電圧印加時刻決定手段１０３と発生電圧を単
調に上昇または下降させる印加電圧昇降手段１０７と印
加電圧出力手段１０６によりヘッド駆動パルス電圧列２
０５，２０６を生成するためのタイミングチャートを示
している。

【００３６】同期信号ＤＣＬＫは、インク吐出ヘッド３
０２からインクを吐出して飛翔させるドット記録周期を
示す同期信号である。この実施形態では、前述したよう
に、１つのノズルからのインク吐出周期は１００μｓｅ
ｃであるから、この同期信号ＤＣＬＫの周期も１００μ
ｓｅｃである。ノズル列３０５とノズル列３０６とは主
走査方向に０．５ドット分ずれており、ノズル列３０５
からは、時刻０μｓｅｃから１００μｓｅｃ毎にインク
を吐出させ、ノズル列３０６からは、時刻５０μｓｅｃ
から１００μｓｅｃ毎にインクを吐出させて交互に飛翔
させるようにしている。そこで、時刻０μｓｅｃから１
００μｓｅｃまでをノズル列３０５からのｎ番目のイン
ク吐出期間、時刻５０μｓｅｃから１５０μｓｅｃまで
をノズル列３０６からのｎ番目のインク吐出期間とす
る。

【００３７】電圧印加ビット信号列１１２は、ラインバ
ッファ１０１から変換テーブル１０９に送られる４ｂｉ
ｔのヘッド階調データ１０２および変換テーブル１０９
からシフトレジスタ１１０に送られる１６ｂｉｔの電圧
印加ビット信号列１１２の各ドット毎のタイミングを示
している。時刻０μｓｅｃから１００μｓｅｃの間にｎ
＋１番目にインク吐出ヘッド３０２の３２個のノズルで
記録するための３２ドット分のデータをラインバッファ
１０１からシフトレジスタ１１０，１１１に転送する。

【００３８】高圧電源電圧１０８は、２８〜４０Ｖの間
を単調に変化する電圧である。時刻０μｓｅｃから５０
μｓｅｃまでは、ノズル列３０５へのヘッド駆動パルス
電圧列２０５を発生する時間領域で、４０Ｖから２８Ｖ
に単調に下降する。そして、時刻５０μｓｅｃから１０
０μｓｅｃまでは、ノズル列３０６へのヘッド駆動パル
ス電圧列２０６を発生する時間領域で、２８Ｖから４０
Ｖに単調に上昇する。この昇降の傾き度合いは、図４に
示したＣＲ回路のコンデンサＣと抵抗Ｒの値を変えるこ
とによって任意に変えることができる。これによりノズ
ルからのインク吐出期間１００μｓｅｃ内を複数の電圧
単調変化領域に分割することが可能となる。この実施形
態では、ヘッド駆動パルス電圧列２０５，２０６のパル
ス幅は８〜１４μｓｅｃであるために、１回のインク吐
出期間１００μｓｅｃを２分割しても十分に変調するこ
とができる。

【００３９】一般に、ドライバ１１３の高圧電源電圧１
０８を高周波で変調することは不可能である。従って、
高圧電源電圧１０８の変動周期はできる限り長くするこ
とが望ましい。この実施形態のように、２８Ｖから４０
Ｖへの単調な上昇、そして４０Ｖから２８Ｖへの単調な
下降を繰り返す三角波形の場合には、その周期は１００
μｓｅｃとなり、鋸歯波形のように単調な増加または単
調な下降を繰り返す場合に比べて波長が２倍になり、ド
ライバ１１３の高圧電源電圧１０８の精度が向上する。

【００４０】信号ＳＲＣＬＫ１は、シフトレジスタ１１
０のシフトクロックである。周期３．１２５μｓｅｃ
（３２０ｋＨｚ）のクロックで、時刻０μｓｅｃから１
６周期（５０μｓｅｃ）間発生し、その後（５０μｓｅ
ｃから）、５０μｓｅｃ休止する。その後も、ノズル列
３０５に対して電圧印加ビット信号列１１２が変化する
時間領域で発生する。これにより１６ｂｉｔが１ワード
の電圧印加ビット信号列１１２が１ｂｉｔで１６データ
が連続する電圧印加ビット信号列１０４になる。

【００４１】ヘッド駆動パルス電圧列２０５は、高圧電
源電圧１０８と電圧印加ビット信号列１０４に基づいて
決定される。

【００４２】図１０は、電圧印加ビット信号列１０４と
ヘッド駆動パルス電圧列２０５のパルス電圧の幅および
印加平均電圧との関係を示している。ヘッド駆動パルス
電圧列２０５のパルス幅は、電圧印加ビット信号列１０
４のビット信号「１」が連続する個数で決まる。２個連
続のときは６．３μｓｅｃ、３個連続のときは９．４μ
ｓｅｃ、４個連続のときは１２．５μｓｅｃである。印
加平均電圧は、図中左から右に向かって高圧電源電圧１
０８が上昇する場合と下降する場合とで異なるが、表に
示すように、パルス電圧の中心時刻によって変わる。

【００４３】従って、電圧印加ビット信号列１０４のビ
ット信号「１」の位置と連続個数を変えることによっ
て、ヘッド駆動パルス電圧列２０５のパルス幅と印加平
均電圧を変えることができ、最大４２通りのヘッド駆動
パルス電圧を発生することができる。

【００４４】信号ＳＲＣＬＫ２は、シフトレジスタ１１
１のシフトクロックである。周期３．１２５μｓｅｃ
（３２０ｋＨｚ）のクロックで、時刻５０μｓｅｃから
１６周期（５０μｓｅｃ）間発生し、時刻１００μｓｅ
ｃから５０μｓｅｃ間休止する。その後も、前記ノズル
列３０６に対して電圧印加ビット信号列１１２が変化す
る時間領域で発生する。これにより１６ｂｉｔが１ワー
ドの電圧印加ビット信号列１１２が１ｂｉｔで１６デー
タが連続する電圧印加ビット信号列１０５になる。

【００４５】ヘッド駆動パルス電圧列２０６は、高圧電
源電圧１０８と電圧印加ビット信号列１０５に基づいて
決定される。そして、ヘッド駆動パルス電圧列２０５と
同様に、パルス幅および印加平均電圧を変えることによ
り、最大４２通りのヘド駆動パルス電圧を発生すること
ができる。

【００４６】図１１は、階調データ２０４およびヘッド
駆動パルス電圧列２０５と記録ドットの位置および大き
さとの関係を示している。矢印で示したドット位置に、
その左側に書かれた階調データ２０４（ヘッド駆動パル
ス電圧２０５）が対応するものとする。

【００４７】４２通りのヘッド駆動パルス電圧によっ
て、図７および図８に示したように、インク滴の先端部
の飛翔速度が決まり、結果として、図６に示すように、
記録ドットの主走査方向の記録位置および主走査方向の
大きさが決まる。そこで、４２通りの組み合わせと、記
録ドットの主走査方向の記録位置および大きさとの関係
を予め実験により求めておき、変換テーブル１０９の変
換係数として設定しておくことにより、入力される４ｂ
ｉｔの階調データ２０４に対する記録ドットの位置を図
１１に示すように対応づけることができる。

【００４８】この実施形態によれば、記録ドットの主走
査方向の大きさを１ドット幅から２ドット幅まで略連続
的に変えることができるので、種々の高画質化技術に適
用できる。例えば、文字や図表のような２値画像に対し
てはエッジスムージング技術に適用することができる。
また、写真画のような中間調画像に対しては、中間調再
現技術に適用することができる。

【００４９】図１２は、この実施形態における網点によ
る中間調再現例を示している。４×４ドットのディザパ
ターンで表現できる網点の黒面積率は、従来は、１００
／１６％単位でしか変えることができなかった。しか
し、この実施形態によれば、図１１に示すように各ドッ
トの大きさを１６段階に変えることができるので、１０
０／２５６％単位で微調整できるようになる。図１２
は、１００／６４％単位で変化させる中間調再現を図示
しているが、同様にして、１００／２５６％単位で調整
することができることは容易に推考できよう。

【００５０】本発明の他の実施形態を図１３を参照して
説明する。この実施形態は、インク吐出ヘッド３０２に
設けた３２個のノズル列３０５，３０６によって記録さ
れる記録ドットを一定の大きさに補正するばらつき補正
である。

【００５１】ラインバッファ１０１からの３２個のノズ
ル列３０５，３０６に対応する３２ドット分の２値（記
録ドットの有無）データ１３０１は、３２個の１ｂｉｔ
データラッチ１３０２に保持する。

【００５２】一方、ばらつき補正データ設定装置１３０
３は、予め、テスト印字結果を濃度計で読み取ることに
より３２個のノズル列３０５，３０６の各ノズルに対応
する記録ドットの大きさのばらつきを測定し、このばら
つきをヘッド駆動パルス電圧の大きさ（電圧値）とパル
ス幅によって補正して一定にするための補正データを保
持し、それを補正データ１３０４としてシフトレジスタ
１１０，１１１に書き込む。この補正データ１３０４
は、前述した実施形態における階調データのように１６
ビットの電圧印加ビット信号列形態で、各ノズルから吐
出するインクにより記録されるドットが等しくなるよう
に駆動パルス電圧の発生位置とパルス幅を決めたビット
信号列である。

【００５３】この補正データの書き込みは、電源投入時
や印刷休止時等に行い、印刷中は行わない。そして、シ
フトレジスタ１１０，１１１から読み出される電圧印加
ビット信号列１０４，１０５は、補正データ１３０４を
ドット記録毎に繰り返して出力することになる。１６個
の論理積ゲート１３０５は、３２ドットの２値データ１
３０１と電圧印加ビット信号列１０４，１０５との論理
積を取ってドライバ１１３に出力する。

【００５４】この実施形態によれば、インク吐出ヘッド
３０２に設けた３２個のノズル列３０５，３０６によっ
て記録する記録ドットの大きさを一定にすることがで
き、文字や図表のような２値画像や写真画のような中間
調画像の記録において、ノズルのばらつきによるジッタ
や濃度むらを無くすることができ、高画質な記録画像が
得られる。

【００５５】前述した２つの実施形態は、何れも、ヘッ
ド駆動パルス電圧の電圧値とパルス幅を変えるようにし
たが、何れか一方を変えるだけの制御機構で実施するこ
ともできる。

【００５６】なお、上記実施例ではプリンタエンジン２
０３として、特開平６−９５５号公報に開示されたよう
なホットメルトタイプのインクジェットプリンタを使用
したが、特表平７−５０２２１８号公報に開示されてい
るような、静電式インクジェットプリンタにも適用でき
る。一般に、飛翔時におけるインク滴の粘性が水より大
きいものは、飛翔時にリガメント形状を呈する。このよ
うな場合、ヘッドに対する駆動パルス電圧の平均電圧と
パルス幅が記録ドットの形状に影響するものが多い。本
発明は、そのような特性を持つインクジェットプリンタ
に有効である。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、インク吐出ヘッドを駆
動するパルス電圧の電圧値および／またはパルス幅を制
御することにより、リガメント形状で飛翔するインク滴
のリガメント長を変えて記録ドットの面積を変化させる
ようにしたので、滑らかな階調再現が可能なる。

【００５８】また、複数のノズルからインクを吐出させ
て記録するインク吐出ヘッドにおける各ノズル間のばら
つきを補正して記録ドットの大きさを一定に制御するこ
とができるので、文字や図表のような２値画像のジッタ
や写真画のような中間調画像の濃度むらを無くすことが
でき、高画質な記録画像が得られる。

【００５９】そして、これらの制御は、単調に上昇と下
降を繰り返す高圧電源電圧を発生し、これをヘッド駆動
パルス電圧として出力するタイミングと時間幅を制御す
ることにより行うようにしているので、比較的に簡単な
構成手段で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる印刷システムにおけるインク吐出
ヘッド駆動装置のブロック図である。

【図２】本発明になる印刷システムのブロック図であ
る。

【図３】本発明になる印刷システムにおけるプリンタエ
ンジンの概略構成図である。

【図４】本発明になる印刷システムにおける印加電圧昇
降手段のブロック図である。

【図５】本発明になる印刷システムにおけるヘッド駆動
パルス電圧とインク滴飛翔状態の関係の一例を示す模式
図である。

【図６】本発明になる印刷システムにおけるヘッド駆動
パルス電圧とインク滴飛翔状態の関係の他の例を示す模
式図である。

【図７】本発明になる印刷システムにおけるヘッド駆動
パルス電圧の電圧値とインク滴の先端部の飛翔速度の関
係を示す特性図である。

【図８】本発明になる印刷システムにおけるヘッド駆動
パルス電圧のパルス幅とインク滴の先端部の飛翔速度の
関係を示す特性図である。

【図９】本発明になる印刷システムにおけるヘッド駆動
パルス電圧列を生成するためのタイミングチャートであ
る。

【図１０】本発明になる印刷システムにおける電圧印加
ビット信号列とヘッド駆動パルス電圧列のパルス幅およ
びパルス平均電圧との関係を示す図である。

【図１１】本発明になる印刷システムにおける階調デー
タと記録ドットの位置および大きさとの関係を示す図で
ある。

【図１２】本発明になる印刷システムにおける網点中間
調再現例を示す図である。

【図１３】本発明になる印刷システムにおけるインク吐
出ヘッド駆動装置の他の実施形態を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０１…ラインバッファ、１０２…階調データ、１０３
…電圧印加時刻決定手段、１０４，１０５…電圧印加ビ
ット信号列、１０６…印加電圧出力手段、１０７…印加
電圧昇降手段、１０８……高圧電源電圧、１０９…変換
テーブル、１１０，１１１…シフトレジスタ、１１２…
電圧印加ビット信号列、１１３…ドライバ、２０１…ホ
スト装置あるいはプリンタコントローラ、２０２…イン
ク吐出ヘッド駆動装置、２０３…プリンタエンジン、２
０４…階調データ、２０５，２０６…ヘッド駆動パルス
電圧列、３０１…回転ロール、３０２…インク吐出ヘッ
ド、３０５，３０６…ノズル列、４０１，４０２…直流
電源、５０１…ノズル面、５０２……記録用紙面、５０
３，６０３……インク滴、５０４……駆動パルス電圧、
６０１…３５Ｖのパルス電圧、６０２…８μｓｅｃ幅の
パルス電圧。

フロントページの続き (72)発明者 国見 敬二 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF25 AF39 AM03 AM18 AM21 AM22 CA09

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体と相対的に移動関係にあるインク
   吐出ヘッドから吐出してリガメント形状で飛翔するイン
   ク滴を記録媒体に付着させることによりドットを記録す
   るようにしたインクジェット記録装置おいて、 記録すべき１ドットの階調データに応じてインク吐出ヘ
   ッドから吐出するインク滴のリガメント長を変えること
   により該インク滴の記録媒体への相対移動方向の付着長
   を変化させて階調表現を行うようにしたヘッド駆動手段
   を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ヘッド駆動手段
   は、階調データに応じて１ドットを記録するためのヘッ
   ド駆動パルス電圧の電圧値を変えることによりインク滴
   のリガメント長を変えるようにしたことを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記ヘッド駆動手段
   は、１ドットを記録する周期で発生電圧を単調に上昇お
   よび下降させる駆動電源電圧発生手段と、記録すべきド
   ットの階調データに応じてヘッド駆動パルス電圧印加開
   始時刻および終了時刻を決定する手段と、決定された電
   圧印加開始時刻から終了時刻の間前記駆動電源電圧発生
   手段の発生電圧をヘッド駆動パルス電圧として出力する
   ヘッド駆動パルス出力手段とを備えたことを特徴とする
   インクジェット記録装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記ヘッド駆動手段
   は、階調データに応じて１ドットを記録するためのヘッ
   ド駆動パルス電圧の時間幅を変えることによりインク滴
   のリガメント長を変えるようにしたことを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記ヘッド駆動手段
   は、記録すべきドットの階調データに応じてヘッド駆動
   パルス電圧印加開始時刻および終了時刻を決定する手段
   と、決定された電圧印加開始時刻から終了時刻の間のパ
   ルス幅のヘッド駆動パルス電圧を出力するヘッド駆動パ
   ルス出力手段とを備えたことを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。
6. 【請求項６】請求項１において、前記ヘッド駆動手段
   は、階調データに応じて１ドットを記録するためのヘッ
   ド駆動パルス電圧の電圧値と時間幅を変えることにより
   インク滴のリガメント長を変えるようにしたことを特徴
   とするインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記ヘッド駆動手段
   は、１ドットを記録する周期で発生電圧を単調に上昇お
   よび下降させる駆動電源電圧発生手段と、記録すべきド
   ットの階調データに応じてヘッド駆動パルス電圧印加開
   始時刻および終了時刻を決定する手段と、決定された電
   圧印加開始時刻から終了時刻の間前記駆動電源電圧発生
   手段の発生電圧をヘッド駆動パルス電圧として出力する
   ヘッド駆動パルス出力手段とを備えたことを特徴とする
   インクジェット記録装置。
8. 【請求項８】記録媒体と相対的に移動関係にあるインク
   吐出ヘッドに並べて設けた複数のノズルから吐出してリ
   ガメント形状で飛翔するインク滴を記録媒体に付着させ
   ることにより複数のドットを並べて記録するようにした
   インクジェット記録装置おいて、 各ノズルから吐出するインク滴による記録ドットのばら
   つきを補正する補正データに応じて各ノズルから吐出し
   て飛翔するインク滴のリガメント長を変えることにより
   該インク滴の記録媒体への相対移動方向の付着長を変化
   させてばらつきを補正するようにしたヘッド駆動手段を
   設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】請求項８において、前記ヘッド駆動手段
   は、補正データに応じて１ドットを記録するためのヘッ
   ド駆動パルス電圧の電圧値および／または時間幅を変え
   ることによりインク滴のリガメント長を変えるようにし
   たことを特徴とするインクジェット記録装置。