JP2005153378A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ノズル間のインクの吐出特性が異なる場合であっても画質を向上させる。
【解決手段】 インクを吐出するノズル8が複数設けられたインクジェットヘッドと、複数の波形パターンを記憶する波形記憶部116と、階調値のそれぞれに対して波形記憶部116に記憶された互いに異なる波形パターンのいずれかを対応させた対応テーブルを記憶する各列テーブル記憶部130とを備えている。そして、各列テーブル記憶部130に記憶された対応テーブルに基づいて決定された波形パターンのパルス列信号をインクジェットヘッドのアクチュエータユニット21の個別電極に供給する。
【選択図】図9


Description

本発明は、被記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。

インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータが用いられることがある。この場合、各ノズルから階調制御されたインクを吐出させるためにアクチュエータに設けられた電極に所定の信号を印加してアクチュエータを駆動させる。そしてインクの吐出を最適化するために、ノズル毎にインクの吐出状況(履歴)を把握してアクチュエータに印加する信号を複数の信号から選択する技術が知られている(特許文献1参照)。

特開2000−158643号公報

インクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッド内部に複数の圧力室及び圧力室に連通する各ノズルに至るまでの複数のインク流路を形成するのが一般的である。この複数のインク流路は、エッチング処理により微細加工された金属薄板を積層することにより形成される。このようなインクジェットヘッドにおいては、近年、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するためにノズルや圧力室が高密度に配置され、これにともない内部に形成されているインク流路もより微細な形状を有するようになっている。このようなインクジェットヘッドにおいては、そのインクジェットヘッドの形状等により制限されてインク流路の配置位置やインク流路の流路長が互いに異なったり、インク流路の製造誤差が発生したりするという物理的な影響によりノズル間のインクの吐出特性が異なることがある。特許文献1の技術ではこのような物理的な影響による吐出特性の相異は補償しないため、インクの吐出特性の均一化を図ることができない。これにより印刷された画像の画質が劣化してしまうという問題がある。

本発明の主な目的は、ノズル間のインクの吐出特性が異なる場合であっても画質を向上させることができるインクジェットヘッド記録装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のインクジェットヘッド記録装置は、各画素毎に複数の階調値の中から1つの階調値が選択された印刷データに基づいて画像を形成するインクジェット記録装置において、インクを吐出する前記ノズルが複数設けられたインクジェットヘッドと、互いに異なるインク吐出パターンにそれぞれ対応した複数の波形パターンを記憶する波形記憶手段と、前記インクジェットヘッドに設けられた1又は複数の前記ノズルから構成される複数のノズル群のそれぞれに対して設けられ、複数の前記階調値のそれぞれに対して前記波形記憶手段に記憶された複数の波形パターンのいずれかを対応させた対応テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる階調値に対応付けられた前記波形パターンに応じたインク吐出パターンで前記ノズルからインクが吐出されるように、当該波形パターンを有するパルス列信号を生成する信号生成手段とを備えている。

本発明によると、階調値が同じ場合であっても、複数のノズル群に対して異なる波形パターンのパルス列信号を供給することができる。これによりインクジェットヘッドの形状や製造誤差等によりノズル群毎にインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルにおいて、第1の階調値について第1のノズル群と対応付けられた波形パターンが、第2の階調値について第2のノズル群と対応付けられた波形パターンと同じであってもよい。これによると、ノズル群間で吐出特性が大きく異なる場合でも、画質を向上させることができる。

本発明において、前記インクジェットヘッドには前記ノズルがマトリックス状に配列されており、前記ノズル群が、一方向に沿って配列された複数の前記ノズルからなる一又は複数のノズル列であることが好ましい。これによると、一方向に沿って配列された複数のノズルはインクの吐出特性が近似していることが多いため、画質の向上を図りつつ制御を簡略にすることができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段の前記対応テーブルが、前記インクジェットヘッドに設けられた各ノズル毎に対応していることが好ましい。これによると、ノズル毎にパルス列信号の波形パターンを異ならせることができるため、画質をより向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッドを複数備えていてよい。このとき、前記テーブル記憶手段が、各インクジェットヘッドについて前記対応テーブルを記憶していることが好ましい。これによると、インクジェットヘッド間の吐出特性が異なる場合であっても、画質を向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、雰囲気の温度及び湿度並びに被印刷媒体の種類の少なくともいずれか1つに基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、雰囲気の温度、湿度、又は被印刷媒体の種類に適した対応テーブルを用いることができるので、画質をより向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、雰囲気の温度及び湿度の少なくともいずれか一方を検知するための第1の検知手段をさらに備えていてよい。このとき、前記テーブル書換手段が、前記第1の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることが好ましい。これによると、雰囲気の温度又は湿度が変化した場合に、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

本発明は、被印刷媒体の種類を検知するための第2の検知手段をさらに備えていてよい。このとき、前記テーブル書換手段が、前記第2の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることが好ましい。これによると、被印刷媒体の種類が変化した場合に、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、ユーザの操作に基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、ユーザの操作により画質の微調整が可能となる。また、温度等の検知手段を設けなくても、そのときの温度等に適した対応テーブルを用いることが可能になる。

本発明は、前記インクジェットヘッドがラインヘッドである場合に好適に適用できる。これによると、シリアルヘッドと比較してノズル数が多く、ノズルの吐出特性が異なりやすいラインヘッドであっても画質を向上させることができる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図1は、本発明に係る実施の形態におけるインクジェットプリンタの概略図である。図1に示すインクジェットプリンタ101は、4つのインクジェットヘッド1a〜1dを有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ101には、図中左方に給紙部111が、図中右方に排紙部112がそれぞれ設けられている。また、インクジェットプリンタ101は、インクジェットプリンタ101を制御するための制御装置140を備えている。ユーザは、制御装置140に接続されているPC(Personal Computer)200上で起動するドライバソフトを介してインクジェットプリンタ101を操作することができる。

インクジェットプリンタ101内部には、給紙部111から排紙部112に向かって用紙が搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部111のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ105a、105bと、用紙の種類を判別する印刷用紙センサ109とが配置されている。これらにより一対の送りローラ105a、105bによって用紙は図中左方から右方へ送られるとともに、印刷用紙センサにより用紙の種類を判別される。用紙の判別結果は制御装置140に出力される。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ106、107と、両ローラ106、107間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト108と、ベルトローラ106、107を駆動する搬送モータ150とが配置されている。搬送ベルト108の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ105a、105bによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト108の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ106の図中時計回り(矢印104の方向)への回転駆動によって下流側(右方)に向けて搬送できるようになっている。

4つのラインヘッドであるインクジェットヘッド1a〜1dは、その下端にヘッド本体70を有している。ヘッド本体70は、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向(図1の紙面垂直方向)となるように互いに近接配置されている。4つのヘッド本体70の各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のノズル8が形成されたノズルプレートが設けられている。インクジェットヘッド1aのヘッド本体70からはシアン(C)のインクが、インクジェットヘッド1bのヘッド本体70からはマゼンタ(M)のインクが、インクジェットヘッド1cのヘッド本体70からはイエロー(Y)のインクが、インクジェットヘッド1dのヘッド本体70からはブラック(K)のインクが吐出される。

ヘッド本体70は、その底面と搬送ベルト108の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト108上を搬送される用紙が4つのヘッド本体70のすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次にインクジェットヘッド1a〜1dの詳細について説明する。尚、インクジェットヘッド1a〜1dは吐出するインクが異なるのみで、その構成や動作内容は実質的に同等であるため、以下インクジェットヘッド1aについてのみ説明する。図2は、インクジェットヘッド1aの外観斜視図である。図3は、図2のIII−III線における断面図である。インクジェットヘッド1aは、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体70と、ヘッド本体70の上方に配置され且つヘッド本体70に供給されるインクの流路である2つのインク溜まり3が形成されたベースブロック71とを備えている。

ヘッド本体70は、インク流路が形成された流路ユニット4と、流路ユニット4の上面に接着された複数のアクチュエータユニット21とを含んでいる。これら流路ユニット4及びアクチュエータユニット21は共に、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット21の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板(FPC:Flexible Printed Circuit)50が接着され、左右に引き出されている。ベースブロック71は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック71内のインク溜まり3は、ベースブロック71の長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。

ベースブロック71の下面73は、開口3bの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック71は、下面73の開口3b近傍部分73aにおいてのみ流路ユニット4と接触している。そのため、ベースブロック71の下面73の開口3b近傍部分73a以外の領域は、ヘッド本体70から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット21が配されている。

ベースブロック71は、ホルダ72の把持部72aの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ72は、把持部72aと、把持部72aの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部72bとを含んでいる。アクチュエータユニット21に接着されたFPC50は、スポンジなどの弾性部材83を介してホルダ72の突出部72b表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ72の突出部72b表面に配置されたFPC50上にドライバIC80が設置されている。ドライバIC80はアクチュエータユニット21を駆動するためのものである。FPC50は、ドライバIC80から出力された駆動信号をヘッド本体70のアクチュエータユニット21に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。

ドライバIC80の外側表面には略直方体形状のヒートシンク82が密着配置されているため、ドライバIC80で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバIC80及びヒートシンク82の上方であって、FPC50の外側には、基板81が配置されている。ヒートシンク82の上面と基板81との間、および、ヒートシンク82の下面とFPC50との間は、それぞれシール部材84で接着されている。

図4は、図2に示したヘッド本体70の平面図である。図4において、ベースブロック71内に形成されたインク溜まり3が仮想的に破線で描かれている。2つのインク溜まり3は、ヘッド本体70の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。2つのインク溜まり3はそれぞれ一端に開口3aを有し、この開口3aを介してインクタンク(図示せず)に連通されることによって、常にインクで満たされている。また、開口3bは、ヘッド本体70の長手方向に沿って各インク溜まり3に多数設けられていて、上述したように各インク溜まり3と流路ユニット4とを結んでいる。多数の開口3bは、対となる2つずつがヘッド本体70の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり3に連通した開口3bの対と、他方のインク溜まり3に連通した開口3bの対とは、千鳥状に配置されている。

開口3bが配置されていない領域には、開口3bの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット21が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット21の平行対向辺(上辺及び下辺)は、ヘッド本体70の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット21の斜辺の一部同士がヘッド本体70の幅方向にオーバーラップしている。

図5は、図4内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図5に示すように、各インク溜まり3に設けられた開口3bは共通インク室であるマニホールド5に連通し、さらに各マニホールド5の先端部は2つに分岐して副マニホールド5aを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット21における2つの斜辺側それぞれから、隣接する開口3bから分岐した2つの副マニホールド5aが延出している。つまり、アクチュエータユニット21の下方には、アクチュエータユニット21の平行対向辺に沿って互いに離隔した計4つの副マニホールド5aが延在している。

アクチュエータユニット21の接着領域と対応した流路ユニット4の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル8がマトリクス状に配列されている。ノズル8は、図面を簡単にするために図5では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。

図6は、図5に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図6は、流路ユニット4における多数の圧力室10がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室10は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット4の幅方向に平行である。各圧力室10の一端はノズル8に連通しており、他端はアパーチャ12(図6参照)を介して共通インク流路としての副マニホールド5aに連通している。平面視において各圧力室10と重なり合う位置には、圧力室10と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極35が、アクチュエータユニット21上に形成されている。図6には、図面を簡略にするために、多数の個別電極35のうちの幾つかだけを描いている。なお、図5及び図6において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット21内又は流路ユニット4内にあって破線で描くべき圧力室10及びアパーチャ12等を実線で描いている。

図6において、圧力室10がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域10xは、互いに重なり合うことなく隣接するように、配列方向A(第1の方向)及び配列方向B(第2の方向)の2方向にマトリクス状に配置されている。配列方向Aは、インクジェットヘッド1aの長手方向、すなわち副マニホールド5aの延在方向であって、菱形領域10xの短い方の対角線と平行である。配列方向Bは、配列方向Aと鈍角θをなす菱形領域10xの一斜辺方向である。圧力室10は、対応する菱形領域10xと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。

配列方向A及び配列方向Bの2方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室10は、配列方向Aに沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室10は、1つのインク吐出領域内において、配列方向Bに18個並べられている。但し、配列方向Bの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。

マトリクス状に配置された複数の圧力室10は、図6に示す配列方向Aに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図6の紙面に対して垂直な方向(第3の方向)から見て、副マニホールド5aとの相対位置に応じて、第1の圧力室列11a、第2の圧力室列11b、第3の圧力室列11c、及び、第4の圧力室列11dに分けられる。これら第1〜第4の圧力室列11a〜11dは、アクチュエータユニット21の上辺から下辺に向けて、11c→11d→11a→11b→11c→11d→…→11bという順番で周期的に4個ずつ配置されている。

第1の圧力室列11aを構成する圧力室10a及び第2の圧力室列11bを構成する圧力室10bにおいては、第3の方向から見て、配列方向Aと直交する方向(第4の方向)に関して、ノズル8が図6の紙面下側に偏在している。そして、ノズル8が、それぞれ対応する菱形領域10xの下端部に位置している。一方、第3の圧力室列11cを構成する圧力室10c及び第4の圧力室列11dを構成する圧力室10dにおいては、第4の方向に関して、ノズル8が図6の紙面上側に偏在している。そして、ノズル8が、それぞれ対応する菱形領域10xの上端部に位置している。第1及び第4の圧力室列11a、11dにおいては、第3の方向から見て、圧力室10a、10dの半分以上の領域が、副マニホールド5aと重なっている。第2及び第3の圧力室列11b、11cにおいては、第3の方向から見て、圧力室10b、10cの全領域が、副マニホールド5aと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室10についてもこれに連通するノズル8が副マニホールド5aと重ならないようにしつつ、副マニホールド5aの幅を可能な限り広くして各圧力室10にインクを円滑に供給することが可能となっている。

アクチュエータユニット21は、予め個別電極35を同電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極35を一旦逆電位とし、その後所定のタイミングにて同電位にする。この場合、個別電極35が逆電位になるタイミングで、インクの圧力が降下してインクがマニホールド5側から圧力室10内に吸い込まれる。その後、再び個別電極35を同電位にしたタイミングで、インクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。つまり、個別電極35に矩形波のパルスを供給することになる。このパルス幅は、圧力室10内において圧力波がマニホールド5からノズル8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)であり、圧力室10内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさるため、強い圧力でインクを吐出させることができる。尚、ノズル8からインクを吐出させるためには、同電位と逆電位とが所定の電位差を有するようにしなければならない。本実施の形態では、同電位を20V、インクを吐出させるための逆電位を−5Vとして説明するが(図8参照)、これらの電位の限定されるものではなく、アクチュエータユニット21の構成や制御方法に基づいて異なる電位であってもよい。

上記構成を有するインクジェットヘッド1aの各ノズル8からはドライバIC80からのパルスの波形(波形パターン)に従って駆動するアクチュエータユニット21の動作によって各階調に対応した量のインク滴が吐出される。このとき、階調はノズル8から吐出されるインクの液滴の数で調整されるインクの体積で表現されるため、ノズル8からインクを連続して吐出させる。連続してインクを吐出させる場合には、インクを吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとする。これにより、先に吐出されたインクを吐出させるために付与された圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインクを吐出させるべく付与された圧力の圧力波との周期が、それらのピークが合わさるように一致するため、これらの圧力が重畳して増幅し、後に吐出されたインクの吐出速度が、先に吐出されたインクの吐出速度より早くなり、後に吐出されたインクが先に吐出されたインクに追いついて空中で衝突して一体となる。

上記のような仕組みで各階調に対応した量のインク滴が複数のノズル8から吐出されるが、各ノズル8のインク吐出特性はそれぞれ異なる場合がある。したがって、同一の階調の波形パターンによってインクを吐出しても、ノズル毎にインク吐出量が異なることがある。ノズル8毎のインクの吐出特性の違いは、各ノズル径の製造時の加工誤差などに起因する。また、本実施の形態のように、マトリックス状にノズル8が密集して配列され、各圧力室列11a〜11d毎にその周囲のインク流路の構成やアクチュエータの配置が異なっているような場合には、各圧力室列11a〜11d毎にインクの吐出特性が異なることがある。また、ノズル8のインクの吐出特性は温度や湿度によっても影響を受けるため、同一の印刷データによって画像を形成したとしても、温度や湿度などの印刷環境が異なれば、同等の品質の画像が得られない場合がある。また、画像が形成される印刷媒体によって、その階調を表現するために最適なインク吐出量が異なることもある。本実施の形態のインクジェットプリンタ101では、上記ノズル8毎のインクの吐出特性の違いを補償し、また良好な画像品質を維持するために、後述するように各ノズル8に対応する個別電極に入力される波形パターンをそれぞれのノズル8のインクの吐出特性に応じて設定可能にしている。

次に制御装置140の詳細について説明する。図7は、インクジェットプリンタ101の機能ブロック図である。図7に示すように、制御装置140は、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)110と、CPU110が実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているROM(Read Only Memory)111と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのRAM(Random Access Memory)112とを備えており、これらが機能することにより以下に説明する他の機能部を制御することができる。具体的には、CPU110がコマンドを発行することにより各機能部を機能させる。そして、各機能部は自己のステータスをRAM112の所定のレジストリに書き込み、CPU110はレジストリの内容を参照することにより各機能部の状況を把握する。

制御装置140は、機能部としてI/F(インターフェース)113、搬送制御部114、イメージ記憶部115、波形記憶部116、テーブル書換部117、温度・湿度センサ検知部118、印刷用紙検知部119、Cヘッド制御部121、Mヘッド制御部122、Yヘッド制御部123、及びKヘッド制御部124を備えている。これらの機能部はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成されているハードウェアである。そしてCPU110は、ROM111に格納されているプログラムに従って各機能部のステータスを確認したり、各機能部に対してコマンドを発行したりすることによって各機能部を制御する。

I/F113は、ユーザが操作するPC200を接続するためのものである。搬送制御部114は、ベルトローラ106、107を駆動する搬送モータ150や、送りローラ105a、105bを駆動するモータからなる搬送部114aを制御するためのものである。イメージ記憶部115は、印刷すべき印刷データをイメージデータとして記憶するものである。印刷データはユーザが印刷実行の操作を行うことによりPC200からI/F113を介して転送される。

波形記憶部116は、アクチュエータユニット21の各共通電極35に供給すべき信号である波形パターンW0〜W7を書換可能に記憶するものである。波形パターンW0〜W7の一例を図8に示す。尚、波形パターンW0〜W7を区別するため、波形パターンW0〜W7のそれぞれに3bit(000〜111)の種別符号が与えられている。図8に示すように、波形記憶部116に記憶されている波形パターンW0〜W7には、ノズル8からインクを吐出させない波形パターンW0、ノズル8から小滴(1滴)のインクを吐出させる波形パターンW1、W4、中滴(2滴)のインクを吐出させる波形パターンW2、W5、及び大滴(2滴)のインクを吐出させる波形パターンW3、W6、及びノズル8にフラッシング(1滴)させる波形パターンW7がある。

小滴を吐出するための波形パターンW1、W4のうち、W4はW1に比べ若干インクの吐出量が多くなる波形となっている。同様に、中滴、大滴を吐出するための波形パターンについても、W2よりもW5が、W3よりもW6の方が、若干インクの吐出量がそれぞれ多くなる波形となっている。また、ここでフラッシングとは、ノズル8に詰まったインクを除去するために印刷実行前に行う予備吐出動作であり、印刷時にインクを吐出するか否かに係わらず全てのノズル8に対して行なわれる。そして、各ノズル8からのインクの吐出に際しては、各パルスの幅、パルスの連続タイミング、及びパルス列の最後に付加される圧力室10内の余計な圧力を相殺するためのキャンセルパルスを異ならせること等により、インクの吐出特性を変化させることができる。

テーブル書換部117は、各ヘッド制御部121〜124の後述する各列テーブル記憶部130(図9参照)に記憶されている対応テーブルの内容を書き換えるものである。ここで対応テーブルとは、印刷データのイメージにおいて表現される2bitの各階調データ(00〜11)に対応する3bitの波形パターンW0〜W7の種別符号が記述されたテーブルである(図10参照)。そして、テーブル書換部117はユーザの操作によりテーブル内容を書き換える他、温度・湿度センサ検知部118の検知結果、及び印刷用紙センサ109の検知結果により最適な吐出結果になるように対応テーブルの内容を書き換えることができる。

ノズル8のインクの吐出特性は、雰囲気温度が低いときは、インクの粘性が高くなるため、吐出するインク滴量がやや少なくなる。従って、一定温度以下では、同じ階調の画像を形成するためにインクの吐出量を若干多くすることが望ましい。本実施例においては、温度が一定値以下では、インクの吐出量を多くするように波形パターンを変更する。例えば、常温時の小滴、中滴、大滴のインク吐出の波形パターンが、それぞれW1、W2、W3であるとする。このとき、雰囲気温度が一定値以下になった場合、対応テーブルの内容を書き換えて、小滴、中滴、大滴のインク吐出の波形パターンを、W1からW4に、W2からW5に、W3からW6にそれぞれ変更することにより、若千インクの吐出量を多くして、常温時と同様の階調の画像が得られるようにすることが可能である。また、湿度が低い場合は蒸発によりインクの粘性が高くなるため、同じ波形パターンでも低湿度の場合の方がインクの吐出量が少なくなる。したがって、低温度の場合と同様、湿度が一定値以下になった場合、対応テーブルの内容を書き換えて、同じ階調値に対して若干インクの吐出量が多くなるように設定することにより、その階調に好適な両像品質を維持することが可能となる。さらに、印刷用紙が通常用紙の場合と写真画質用紙等の場合とでは、用紙のインクの吸収性が異なるため、各階調を表現するために最適なインクの吐出量も印刷用紙の違いによって若干異なる場合がある、したがって、通常用紙に画像を形成する場合は、滲みが大きいためある階調に対して写真画質用紙等よりもインクの吐出量が少なくなる波形パターンを選択することが望ましい。本実施例では、対応テーブルの内容を書き換えることにより、通常用紙の場合は同一の階調に対してインクの吐出量が少なくなるように設定可能である。

温度・湿度センサ検知部118は、ヘッド本体70の周辺温度及び湿度を検知するためのものであり、温度・湿度センサ120に接続されている。温度・湿度センサ120は、ドライバIC80内に配置されている。印刷用紙検知部119は、使用される用紙の種類(通常用紙、インクジェット専用用紙、写真画質用紙等)を検知するためのものであり、印刷用紙センサ109に接続されている。Cヘッド制御部121はインクジェットヘッド1aのヘッド本体70を、Mヘッド制御部122はインクジェットヘッド1bのヘッド本体70を、Yヘッド制御部123はインクジェットヘッド1cのヘッド本体70を、Kヘッド制御部124はインクジェットヘッド1dのヘッド本体70を制御するためのものであり、ドライバIC80を含んでいる。

次に、各ヘッド制御部121〜124の詳細について説明する。尚、各ヘッド制御部121〜124は、実質的に同等であるため、以下Cヘッド制御部121についてのみ説明する。図9は、Cヘッド制御部121の機能ブロック図である。図9に示すように、Cヘッド制御部121は、アクチュエータユニット21の上辺から下辺に向けて配置されている16列の各圧力室列11a〜11d(図6参照)に連通するノズル群毎に対応する各列イメージ記憶部115a、各列テーブル記憶部130、及び各列波形決定部131と、信号生成部132とを備えている。各列イメージ記憶部115aは、対応するノズル群の各ノズル8から吐出されるインクの階調データを記憶するものであり、イメージ記憶部115に接続されている。各列イメージ記憶部115aには、イメージ記憶部115に記憶されている印刷データのイメージの内、各圧力室列11a〜11dに対応する領域の印刷データが階調データとして転送されて記憶される。ここで記憶されている階調データは2bit(00〜11)で表現される4種類のデータである。

各列テーブル記憶部130は、各列イメージ記憶部115aに記憶されている2bitの階調データと波形記憶部116に記憶されている3bitの波形パターンW0〜W7の種別符号との対応テーブルを記憶するものである。対応テーブルは、各ヘッド本体70の各圧力室列11a〜11dに連通しているノズル群毎に独立して設定されており、互いの吐出特性の差が無くなるように小滴、中滴、及び大滴のインクを吐出するための波形パターンが選択されて設定されている。対応テーブルの例を図10に示す。図10の対応テーブルの場合は、小滴インクを吐出する階調データ01については波形パターンW1(001)、W4(100)のうち波形パターンW1(001)が、中滴インクを吐出する階調データ10については波形パターンW2(010)、W5(101)のうち波形パターンW2(010)が、大滴インクを吐出する階調データ11については波形パターンW3(011)、W6(110)のうち波形パターンW3(011)が選択されて設定されている。尚、インクを吐出しない階調00については全て波形パターンW0(000)が設定されている。

各列波形決定部131は、各列イメージ記憶部115aに記憶されている2bitの階調データ及び各列テーブル記憶部130に記憶されている対応テーブルに基づいて、ヘッド本体70のノズル群に対応するアクチュエータユニット21の各個別電極35に印加すべき信号の波形パターンを決定するためのものである。例えば、図10の対応テーブルによると、階調データが00の場合には波形データの種別符号が000になり、波形パターンは波形パターンW0に決定される。階調データが01の場合には波形データの種別符号が001になり、波形パターンは波形パターンW1に決定される。階調データが10の場合には波形データの種別符号が010になり、波形パターンは波形パターンW2に決定される。階調データが11の場合には波形データの種別符号が011になり、波形パターンは波形パターンW3に決定される。

信号生成部132は、各列波形決定部131に決定された波形パターンW0〜W7の種別符号に基づいて波形記憶部116に記憶されている波形パターンを読み込み、さらに、アクチュエータユニット21の個別電極35に印加すべき信号を生成するものである。ここで生成された信号は直接各個別電極35に供給される。

次に、印刷実行時における制御装置140の動作手順について説明する。図11は印刷実行時における制御装置140の動作手順を示すフローチャートである。ユーザのPC200に対する印刷実行の操作等によりインクジェットプリンタ101の印刷が実行され、図11のフローチャートに示す処理が実行される。そしてステップS101(以下S101と略す。他のステップも同様)に移行し、ヘッド本体70における吐出周波数及び用紙の搬送速度を設定する。これらの内容は、ユーザによる高速印刷や高品位印刷の設定などに基づいて決定される。その後、S102に移行し、各列テーブル記憶部130に対して対応テーブルの設定を行う。このとき、ユーザの設定、温度・湿度センサ検知部118の検知結果、及び印刷用紙検知部119の検知結果に基づいてすでに設定されている対応テーブルから最適な対応テーブルに変更する必要があるときは、テーブル書換部により対応テーブルが書換えられる。

その後、S103に移行し、印刷データの転送を実行するコマンドを発行する。印刷データの転送を実行するコマンドが発行されると、PC200からI/F113を介してイメージ記憶部115に印刷データの転送が開始される。イメージ記憶部に転送された印刷データは、さらに、各列イメージ記憶部115aに転送される。その後、S104に移行し、印刷データの転送が完了したか否かを判定する。判定印刷データの転送が完了していないと判定した場合には(S104:NO)、印刷データの転送が完了するまでS104の判定を繰り返す。印刷データの転送が完了したと判定した場合には(S104:YES)、S105に移行し、印刷を実行するコマンドを発行する。印刷を実行するコマンドが発行されると、S101において設定された吐出周波数に基づいてヘッド本体70が駆動され、設定された搬送速度に基づいて用紙が搬送されて印刷が実行される。その後、S106に移行し、印刷が終了したか否かを判定する。印刷が終了していないと判定した場合には(S106:NO)、印刷が終了するまでS106の判定を繰り返す。印刷が終了したと判定した場合には(S106:YES)、図11のフローチャートに示す処理を終了する。

上述した実施の形態によると、印刷データの階調値が同じ場合であっても、複数のノズル群に対応するアクチュエータ21の個別電極35に対して異なる波形パターンのパルス列信号を供給することができる。これによりインクジェットヘッド1a〜1dの形状や製造誤差等によりノズル群毎にインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

また、上記実施の形態のように、各圧力室列11a〜11dに連通するノズル間においては、インクの吐出特性が近似していることが多いため、各圧力室列11a〜11d毎に対応テーブルを設けることによって画質の向上を図りつつ制御を簡略にすることができる。

加えて、インクジェットヘッド1a〜1cにおいて独立した各列テーブル記憶部130を備えているため、インクジェットヘッド1a〜1c間においてインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

また、テーブル書換部117により、雰囲気の温度、湿度、又は被印刷媒体の種類に適した対応テーブルを用いることができるので、画質をより向上させることができる。また、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

さらに、シリアルヘッドと比較してノズル数の多くノズルの吐出特性が異なりやすいラインヘッドであっても画質を向上させることができる。

ここで、上述した対応テーブルにおいては、小滴インクを吐出する階調データ01については波形パターンW1(001)、W4(100)のいずれかを、中滴インクを吐出する階調データ10については波形パターンW2(010)、W5(101)のいずれかを、大滴インクを吐出する階調データ11については波形パターンW3(011)、W6(110)のいずれかを選択して設定される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく全ての波形パターンW1〜W7を自在に組み合わせてもよい。例えば、図12(a)に示すように、小滴インクを吐出する階調データ01について、中滴インクを吐出する波形パターンW2(010)を、中滴インクを吐出する階調データ10については大滴インクを吐出する波形パターンW3(011)を設定する構成として画像全体の階調を上げるようにしてもよい。逆に、図12(b)に示すように、中滴インクを吐出する階調データ10について、小滴インクを吐出する波形パターンW1(001)を、大滴インクを吐出する階調データ11については中滴インクを吐出する波形パターンW2(010)、W5(101)のいずれかを設定する構成として、画像全体の階調を下げるようにしてもよい。この構成によると、温度や湿度によってノズル8のインクの吐出特性が大きく異なる場合でも、画質品質を維持することができる。また、印刷用紙の種類に応じてインクの吐出量を変化させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、実施の形態においては、ヘッド本体70においてノズルがマトリックス状に配置される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ノズルがランダムに配置される構成でもよいし、波状に配置される構成でもよいし、1列のみに配置される構成でもよい。

また、本実施の形態においては、ノズル群が列状に配置されたノズル8により形成される構成であるが、ノズル群が列状に配置されていないノズル8により形成される構成でもよい。

また、本実施の形態においては、圧力室列11a〜11dに連通する互いに隣接するノズル8によりノズル群を構成する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ノズルの吐出特性が近似していてば隣接していないノズル8でノズル群を構成してもよい。

さらに、本実施の形態においては、ノズル群毎に各列イメージ記憶部115a、各列テーブル記憶部130、及び各列波形決定部131を備える構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ノズル8毎にイメージ記憶部、テーブル記憶部、及び波形決定部等を備える構成でもよい。

加えて、本実施の形態においては、3bitで表現される8の波形パターンW0〜W7を用意し、1つの階調についてそれぞれ2種類の波形パターン(吐出なしを除く)を用いる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、より多くの波形パターンを用いる構成でもよい。例えば、4bitで表現される16の波形パターンを用意し、8階調について2種類の波形パターン(吐出なしを除く)を用いるような構成でもよい。

また、本実施の形態においては、各機能部がハードウェアで形成される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ソフトウェアで構成してもよいし、ソフトウェアとハードウェアとを混在して構成してもよい。

さらに、本実施の形態においては、4つのインクジェットヘッド1a〜1dを備える構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、1つのインクジェットヘッドで構成してもよいし、6つのインクジェットヘッドで構成してもよい。このとき、インクジェットヘッド毎に異なる対応テーブルを用いてもよいし、同一の対応テーブルを用いてもよい。

加えて、本実施の形態においては、テーブル書換部117により、対応テーブルの内容が書換可能な構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、対応テーブルが書換不能な構成でもよい。

また、本実施の形態においては、温度・湿度センサ検知部118及び印刷用紙検知部119を備えて、自動的に最適な対応テーブルを設定することができる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、このような検知部を一切備えず、対応テーブルが製造者又はユーザの操作の少なくともいずれかによってのみ設定されるような構成でもよい。

さらに、本実施の形態においては、インクジェットヘッド1a〜1dがラインヘッドであるが、このような構成に限定されるものではなく、シリアルヘッドであってもよい。

本発明に係る第1の実施の形態によるインクジェットプリンタの概略図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 図2のIII−III線に沿ったインクジェットヘッドの断面図である。 インクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。 図4内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図5内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 インクジェットプリンタの機能ブロック図である。 インクジェットプリンタに用いられる波形パターンの一例である。 Cヘッド制御部の機能ブロック図である。 インクジェットプリンタに用いられる対応テーブルの一例である。 制御装置の動作手順を示すフローチャートである。 インクジェットプリンタに用いられる対応テーブルの変形例である。

符号の説明

1a〜1d インクジェットヘッド
8 ノズル
10 圧力室
21 アクチュエータユニット
35 個別電極
70 ヘッド本体
101 インクジェットプリンタ
115 イメージ記憶部
115a 各列イメージ記憶部
116 波形記憶部
130 各列テーブル記憶部
131 各列波形決定部
132 信号生成部

Claims (10)

  1. 各画素毎に複数の階調値の中から1つの階調値が選択された印刷データに基づいて画像を形成するインクジェット記録装置において、
    インクを吐出する前記ノズルが複数設けられたインクジェットヘッドと、
    互いに異なるインク吐出パターンにそれぞれ対応した複数の波形パターンを記憶する波形記憶手段と、
    前記インクジェットヘッドに設けられた1又は複数の前記ノズルから構成される複数のノズル群のそれぞれに対して設けられ、複数の前記階調値のそれぞれに対して前記波形記憶手段に記憶された複数の波形パターンのいずれかを対応させた対応テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
    前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる階調値に対応付けられた前記波形パターンに応じたインク吐出パターンで前記ノズルからインクが吐出されるように、当該波形パターンを有するパルス列信号を生成する信号生成手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルにおいて、第1の階調値について第1のノズル群と対応付けられた波形パターンが、第2の階調値について第2のノズル群と対応付けられた波形パターンと同じであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記インクジェットヘッドには前記ノズルがマトリックス状に配列されており、
    前記ノズル群が、一方向に沿って配列された複数の前記ノズルからなる一又は複数のノズル列であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記テーブル記憶手段の前記対応テーブルが、前記インクジェットヘッドに設けられた各ノズル毎に対応していることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記インクジェットヘッドを複数備えており、
    前記テーブル記憶手段が、各インクジェットヘッドについて前記対応テーブルを記憶していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、雰囲気の温度及び湿度並びに被印刷媒体の種類の少なくともいずれか1つに基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 雰囲気の温度及び湿度の少なくともいずれか一方を検知するための第1の検知手段をさらに備えており、
    前記テーブル書換手段が、前記第1の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
  8. 被印刷媒体の種類を検知するための第2の検知手段をさらに備えており、
    前記テーブル書換手段が、前記第2の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、ユーザの操作に基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記インクジェットヘッドがラインヘッドであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
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