JP2005193598A

JP2005193598A - インクジェット記録装置の印刷制御方法

Info

Publication number: JP2005193598A
Application number: JP2004004278A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sekino; 崇関野; Tatsuzo Obinata; 辰三小日向
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】
インクジェット記録装置において、ドライバ回路の消費電力を抑え、またインク滴噴射速度のバラツキを抑えることを可能にするために、印字率によってノズル駆動周波数や駆動パルス電圧を可変出来るインク噴射装置を提供する。
【解決手段】
コントローラから送られる印字データに基づき、圧電素子に駆動パルスを与えて変位させ、この変位によってインク室の容積を変化させることにより、該インク室内のインクをノズルから噴射させる印字ヘッドを、記録媒体の幅方向に並べ、該記録媒体を走査させつつ印刷を行うライン方式のインクジェット記録装置において、所定の期間毎に印字データを監視して印字率を算出し、算出された前記印字率に基づいて前記圧電素子の駆動パルスの入力タイミングを変更して該圧電素子の駆動周波数を変更し、該駆動周波数の変更に基づいて前記記録媒体の走査速度を変更するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノズル駆動用圧電素子を有する圧電式インクジェット記録装置の印刷制御方法に係わり、更に詳しくは同時駆動数の違いによるインク滴噴射速度のバラツキを抑制し、インク滴の着地位置精度を向上させるためのインク滴噴射制御技術を有するインクジェット記録装置の印刷制御方法に関するものである。

従来より利用されている、圧電素子を用いてインク滴を噴射するインクジェット記録装置の一例を図５および図６に示す。インク室３には可撓性の材質よりなるダイヤフラム５を介して圧電素子１としてピエゾ素子が設けられ、更に圧電素子１の他端側の面はバックプレート２により固定されている。圧電素子１にパルス駆動回路９からパルス電圧が印加されると、図６に示すように圧電素子１が変形してダイヤフラム５もたわみ、インク室３の容積が増加し、インク流路６、マニホールド７を経由してインクが供給された後、インク室３の容積が減少してノズル４からインク滴８が噴射する。

また、図２に示すように、上記構成の印字ヘッド３１は記録媒体の幅方向に並べられ、また記録媒体３４は走査方向３３へ一定速度で移動し、印字データに同期して非一定周期で圧電素子１が駆動され、ノズル４からインク滴を噴射していた。このとき、複数の圧電素子１に対し共通のインク室３を有する場合、印字データによって同時駆動ノズル数が異なるため、インク室３内の流体振動が変動していた。図２において、３２はインク滴噴射方向を示す。

また、図７に示すように印字ヘッド３１が印字ヘッド走査方向３５へ移動しながら記録媒体へインクを噴射させるシリアル方式のインクジェット記録装置においては印字データを監視して印字率を算出し、算出された印字率に基づいてノズル駆動周波数の変更と印字ヘッドの走査方向への速度を変更し、同時駆動ノズル数を低減していた。図７において、３５は印字ヘッド走査方向、３６は印字ヘッドガイドレールを示す。

従来のインク噴射制御においては、印字ヘッドの移動速度は一定である一方、圧電素子の電荷を充放電させて圧電素子を変形し、インク滴を噴射させるための駆動回路へのパルス入力電圧は、印字データに同期をする非一定周期である。しかし、複数の圧電素子を有する印字ヘッドの場合、印字率により同時に駆動する圧電素子の数が異なるため、印字率１００％時はパルス入力電圧は最も短い周期となり、パルス駆動回路の消費電力が最も大きくなる。

従来は、このパルス駆動回路の最大消費電力に耐えうる許容損失を充分に確保したドライバＩＣを使用しなければならず、コストが上がっていた。また、共通のインク室を有する複数の該圧電素子の同時駆動によってインク室内の流体振動が変動し、複数ノズルから噴射されるインク滴の噴射速度にバラツキが生じる場合、記録媒体を一定速度で移動しながらインク滴を噴射することは、インク滴着地位置精度のバラツキに影響を及ぼしていた。従ってインク滴着地位置精度を向上するには、印字率によるノズル駆動周波数の補正や、印字率によってパルス駆動回路の最大消費電力を下げ同時駆動による隣接ノズルへの影響を抑えることが要求される。

本発明の課題は、インクジェット記録装置において、ノズル駆動用圧電素子の同時駆動数の違いによるインク滴噴射速度のバラツキが生じても、ノズル駆動周波数やドライバ回路の瞬時電力を制御することにより、インク滴の着地位置精度を向上させることを目的としたインク滴噴射制御技術を確立することにある。

上記課題を解決するため、本発明の印刷制御方法においては、コントローラから送られる印字データに基づき、圧電素子に駆動パルスを与えて変位させ、この変位によってインク室の容積を変化させることにより、該インク室内のインクをノズルから噴射させる印刷ヘッドを、記録媒体の幅方向に並べ、記録媒体を走査させつつ印刷を行うライン方式のインクジェット記録装置において、所定の期間毎に印字データを監視して印字率を算出し、算出された前記印字率に基づいて、前記圧電素子の駆動パルスの入力タイミングを変更して、該圧電素子の駆動周波数を変更し、駆動周波数の変更に基づいて前記記録媒体の走査速度を変更するようにした。

本発明によれば、印字率を監視しノズル駆動周波数やドライバ回路の瞬時電力を制御することにより、インク滴噴射速度を変動させないため、インク滴が飛行して記録媒体に着地するときの着地位置精度を良くすることができ、記録画質が向上する。

以下、本発明の一例を説明する。以下の例において、従来例と共通する部分には同符号を付して説明を省略する。

図５のパルス駆動回路手段９に対して、図１に示すパルス波形２１により各圧電素子１への印加電圧が制御される。パルス駆動回路９の内部回路は、パルス波形２１の立ち下がりに同期して各圧電素子１に充電されていた電荷を引き込む構成となっている。各圧電素子１に充電されていた電荷を引き込むことにより、圧電素子１が変形し、インクがインク室３にインクが吸引される。次いで、パルス波形２１の立ち上がりに同期して電荷の引き込みが終わり、再び圧電素子１に電荷が充電されると変形が元に戻り、インク室３に吸引されたインクがノズル４からインク滴８として噴射される。図２に示す印字ヘッド３１を記録媒体の幅方向に並べ、また記録媒体３４を走査方向３３へ一定速度で移動し、インク滴８をインク滴噴射方向３２に噴射する場合、図示しないホストからのデータを印字ヘッド３１の図示しないコントローラにて監視し、ある一定の記録媒体走査量分のドット印字率を算出する。なお、印字率の算出は、コントローラにてある一定の記録媒体走査量分の印字データを一旦蓄え、印字ドット数をカウントし、黒ベタ（全面）印刷時の印刷ドット数に対する割合を計算することにより行われる。

図１に示すように、任意の印字率を基本のドット印字率とし、算出結果に基づきドット印字率が２倍になった場合、記録媒体の走査速度を１／２にすることにより、ノズル駆動周波数が一定となる（図１の３番目の波形）。

これに対して、従来の印刷方法では、２倍のドット印字率になっても記録媒体走査速度が変更されていないので、ノズル駆動周波数が２倍となり、ドットの着地位置がずれる等の不具合が生じてしまう。一方、ドット印字率が１／２であれば記録媒体走査速度を２倍にすることにより、ノズル駆動周波数が一定のまま印刷時間を短縮することも出来る（図１の４番目の波形）。

このようにノズル駆動周波数を一定にすることにより、インク滴噴射速度のバラツキを抑える事が出来、またドット印字率が高くなってもパルス駆動回路の消費電力を抑えることが出来、許容損失の小さい安価なドライバＩＣを使用することが出来る。

図３に示すような複数の隣り合うドット２２を印刷する場合、圧電素子１へ印加するパルス電圧２１の電圧を下げ、ノズル４から噴射されるインク滴８の量を減らして印刷する。ノズルからのインク滴量を１／２に減らし、かつ記録媒体３４を走査方向３４に移動させる速度を１／２に下げ、かつインクの噴射回数を２倍に増やすことにより、図４に示すようにインク量が少ないドット２２で目的の記録を得ることができる。ピエゾへ印加するパルス電圧２１の電圧を下げることにより、パルス駆動回路の最大消費電力を下げることが出来る。共通のインク室３を有する複数のノズルの場合、同時に駆動する数によってインク室３内のインク流体振動が変動しインク滴噴射速度にバラツキが生じていたが、パルス電圧を下げて印刷することにより、インク室３内のインク流体振動の変動も抑えることが出来、インク滴噴射速度変動も抑えることが可能となる。

これら手段により、ノズル毎のインク滴噴射速度のバラツキを抑えることが出来、また、ドライバＩＣの許容損失が小さいものも使用することが出来る。

本発明の印刷制御方法の一実施例を示す制御波形図である。インクジェット記録装置の基本概念図である。ドットの着地位置を示す概略図である。ドットの着地位置を示す概略図である。インクジェット記録装置の基本構成を示す断面図である。インク噴射時印字ヘッドの様子を示す断面図である。従来の印刷制御方式の一例を示す基本概念図である。

符号の説明

１は圧電素子、３はインク室、４はノズル、８はインク滴、９はパルス駆動回路、２１はパルス波形、２２は印刷済ドット、３１は印字ヘッド、３５は印字ヘッド走査方向である。

Claims

コントローラから送られる印字データに基づき、圧電素子に駆動パルスを与えて変位させ、この変位によってインク室の容積を変化させることにより、該インク室内のインクをノズルから噴射させる印字ヘッドを、記録媒体の幅方向に並べ、該記録媒体を走査させつつ印刷を行うライン方式のインクジェット記録装置において、所定の期間毎に印字データを監視して印字率を算出し、算出された前記印字率に基づいて前記圧電素子の駆動パルスの入力タイミングを変更して該圧電素子の駆動周波数を変更し、該駆動周波数の変更に基づいて前記記録媒体の走査速度を変更す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の印刷制御方法。
前記コントローラは予め決められている任意の印字率を有しており、該任意の印字率と前記算出された印字率を比較することにより、前記圧電素子の駆動周波数及び記録媒体の走査速度を変更するようにしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置の印刷制御方法。
前記算出された印字率に応じて、ノズルからのインク噴射量を増減させ、かつ記録媒体の走査速度を変更させて前記圧電素子の駆動回路の最大消費電力を軽減するようにしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置の印刷制御方法。