JP2005231123A - Recording head driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は記録ヘッド駆動装置に係り、特に、各々複数の発熱素子が設けられたノズルを複数備え、個々のノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフに伴って個々のノズルから記録液滴を吐出する記録ヘッドを駆動する記録ヘッド駆動装置に関する。 The present invention relates to a recording head driving device, and in particular, includes a plurality of nozzles each provided with a plurality of heating elements, and a recording droplet is supplied from each nozzle as the plurality of heating elements provided in each nozzle is turned on / off. The present invention relates to a recording head driving apparatus that drives a recording head to be ejected.
インクジェット記録方式において、記録ヘッドのノズルから吐出させたインク滴を記録媒体に付着させて記録媒体に画像(例えば文字画像や写真画像)を記録する記録方式の一種として、従来よりオンデマンド型が知られている。オンデマンド型は、記録情報に対応してノズルから間欠的にインク滴を吐出させる方式であり、代表的なものとして、インク室内に設けた発熱素子によってインクを加熱し、この加熱によってインク室内に発生したバブルによりノズルからインク滴を吐出させるサーマル方式が知られている。 In an inkjet recording method, an on-demand type has been known as a type of recording method in which ink droplets ejected from nozzles of a recording head are attached to a recording medium to record an image (eg, a character image or a photographic image) on the recording medium. It has been. The on-demand type is a method in which ink droplets are intermittently ejected from nozzles in response to recording information. As a typical example, ink is heated by a heating element provided in the ink chamber, and this heating causes the ink chamber to enter the ink chamber. A thermal method is known in which ink droplets are ejected from nozzles by generated bubbles.
また、インクジェット記録方式のプリンタでは、記録速度の高速化と記録画像の画質向上を両立するために、画像記録に用いる画像データの個々の画素の階調値に応じてノズルからのインクの吐出量(インク液滴のドロップ径)を切り替えるドロップ変調が採用されるようになってきている。例えば特許文献1には、単一の液ノズルに対応して2つの液体吐出ヒータを設けた構成において、第1のモードでは両ヒータに同一条件の電圧駆動パルスを同時に印加することで体積Vd1の液体を吐出させ、第2のモードでは一方のヒータに第1のモードと異なる駆動条件で駆動パルスを印加することで体積Vd2(<Vd1)の液体を吐出させる技術が開示されている。 In addition, in an inkjet recording printer, in order to achieve both high recording speed and improved image quality of recorded images, the amount of ink discharged from the nozzles according to the gradation value of each pixel of image data used for image recording Drop modulation for switching (drop diameter of ink droplets) has been adopted. For example, in Patent Document 1, in a configuration in which two liquid discharge heaters are provided corresponding to a single liquid nozzle, in the first mode, voltage drive pulses of the same condition are simultaneously applied to both heaters so that the volume Vd1 is reduced. A technique is disclosed in which liquid is discharged, and in the second mode, a volume Vd2 (<Vd1) liquid is discharged by applying a driving pulse to one heater under a driving condition different from that in the first mode.
また、特許文献2には、各ノズルの内部に複数の発熱素子を配置した構成のヘッドにおいて、小ドットの記録時には一方の発熱素子にのみ単一パルスを印加し、大ドットの記録時には一方の発熱素子には単一パルスを、他方の発熱素子には分割パルスを印加することで、大小のドットサイズに十分な格差を生じさせる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の技術は、何れも記録ヘッドの各ノズルから吐出されるインク液滴のドロップ径を大径とするか小径とするかを全ノズル一律に切り替える構成となっている。このため、同時に記録すべきドット列の中に大径のインク液滴で記録すべきドットと小径のインク液滴で記録すべきドットが混在していた場合に、例えば最初の吐出サイクルではノズルから吐出されるインク液滴を大径に設定し、大径のインク液滴で記録すべきドットに対応するノズルからのみインク液滴を吐出させ、次の吐出サイクルではノズルから吐出されるインク液滴を小径へ切り替え、小径のインク液滴で記録すべきドットに対応するノズルからのみインク液滴を吐出させる等のように、前記ドット列を複数回の吐出サイクルに分けて擬似的に記録する制御を行う必要がある。従って、記録速度及び画質の大幅な向上が望めないという問題があった。 However, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 both have a configuration in which all nozzles are uniformly switched between a large diameter and a small diameter for the droplet diameter of ink droplets ejected from each nozzle of the recording head. It has become. For this reason, when dots to be recorded with large diameter ink droplets and dots to be recorded with small diameter ink droplets are mixed in the dot row to be recorded simultaneously, for example, from the nozzle in the first discharge cycle, Ink droplets are ejected from the nozzles in the next ejection cycle by setting the ejected ink droplets to a large diameter and ejecting ink droplets only from the nozzles corresponding to the dots to be recorded with the large-diameter ink droplets. Control to record the dot row in a plurality of ejection cycles in a pseudo manner, such as switching the nozzle to a small diameter and ejecting ink droplets only from nozzles corresponding to dots to be recorded with small diameter ink droplets. Need to do. Therefore, there has been a problem that a significant improvement in recording speed and image quality cannot be expected.
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルから吐出される記録液滴のドロップ径を独立に切り替え可能な記録ヘッド駆動装置を得ることが目的である。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and provides a recording head driving device capable of independently switching the drop diameter of recording droplets ejected from each nozzle of a recording head within a single ejection cycle. Is the purpose.
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る記録ヘッド駆動装置は、各々複数の発熱素子が設けられたノズルを複数備え、個々のノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフに伴って個々のノズルから記録液滴を吐出する記録ヘッドを駆動する記録ヘッド駆動装置であって、個々のノズルに対応して各々設けられ、入力された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替えることで、対応するノズルからの記録液滴の吐出量を2種類以上の吐出量の何れかに切り替える複数の切替手段と、個々のノズルを各々独立に駆動するための単一のノズル当り複数ビットの駆動データを、個々のノズルに対応する前記複数の切替手段に、単一の吐出サイクル内に各々入力する入力手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a recording head driving apparatus according to the first aspect of the present invention includes a plurality of nozzles each provided with a plurality of heating elements, and the plurality of heating elements provided in the individual nozzles are turned on and off. A recording head driving device for driving a recording head for discharging recording droplets from each nozzle, provided for each nozzle, and provided for the corresponding nozzle based on the input driving data of a plurality of bits. A plurality of switching means for switching the discharge amount of the recording droplet from the corresponding nozzle to one of two or more discharge amounts by switching on / off of the plurality of generated heating elements, and individually driving each nozzle Input means for inputting drive data of a plurality of bits per single nozzle to each of the plurality of switching means corresponding to each nozzle within a single discharge cycle; It is characterized by comprising.
請求項1記載の発明に係る記録ヘッド駆動装置は、各々複数の発熱素子が設けられたノズルを複数備え、個々のノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフに伴って個々のノズルから記録液滴を吐出する記録ヘッドを駆動する。なお、記録ヘッドは、例えば請求項6に記載したように、個々のノズルに対応して各々設けられている記録液の流路の構造がサイドシューター型であってもよいし、ルーフシュータ型であってもよい。請求項1記載の発明では、記録ヘッドの個々のノズルに対応して切替手段が各々設けられており、該切替手段は、入力された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替えることで、対応するノズルからの記録液滴の吐出量を2種類以上の吐出量の何れかに切り替えるように構成されている。また、請求項1記載の発明に係る入力手段は、個々のノズルを各々独立に駆動するための単一のノズル当り複数ビットの駆動データを、個々のノズルに対応する複数の切替手段に、単一の吐出サイクル内に各々入力する。 The recording head driving apparatus according to the first aspect of the present invention includes a plurality of nozzles each provided with a plurality of heating elements, and recording liquid is supplied from each nozzle as the plurality of heating elements provided in each nozzle is turned on and off. The recording head that ejects droplets is driven. In the recording head, for example, as described in claim 6, the structure of the recording liquid flow path provided corresponding to each nozzle may be a side shooter type or a roof shooter type. There may be. According to the first aspect of the present invention, switching means is provided for each nozzle of the recording head, and the switching means is a plurality of nozzles provided for the corresponding nozzles based on the input driving data of a plurality of bits. By switching on and off the heat generating elements, the recording droplet ejection amount from the corresponding nozzle is switched to one of two or more types of ejection amounts. Further, the input means according to the first aspect of the invention provides a plurality of bits of driving data per single nozzle for independently driving each nozzle to a plurality of switching means corresponding to each nozzle. Each is input within one discharge cycle.
これにより、個々の切替手段は、入力された個々のノズルを各々独立に駆動するための複数ビットの駆動データに基づいて、対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを単一の吐出サイクル内に各々切り替えることになるので、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルからの記録液滴の吐出量(すなわちドロップ径)を独立に切り替えることができる。 As a result, each switching means performs a single discharge on / off of a plurality of heating elements provided in the corresponding nozzle based on a plurality of bits of driving data for independently driving each input nozzle. Since switching is performed within each cycle, the ejection amount (that is, the drop diameter) of the recording droplets from each nozzle of the recording head can be switched independently within a single ejection cycle.
なお、請求項1記載の発明における入力手段及び切替手段は、より詳しくは、例えば請求項2に記載したように、入力手段は、複数の切替手段の各々に対応して設けられた複数のシフトレジスタが1ビットのデータを順に転送するように接続されたシフトレジスタ群が、駆動データのビット数と同数だけ設けられて成る複数のシフトレジスタ群と、個々の切替手段に入力すべき駆動データのうちの互いに異なるビットのデータを、互いに異なるシフトレジスタ群へ順に送出することを、単一の吐出サイクル内に行うデータ送出部と、を含んで構成することができ、切替手段は、複数のシフトレジスタ群によって転送された複数ビットの駆動データを保持するラッチと、該ラッチに保持された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替える駆動回路を含んで構成することができる。 In more detail, the input means and the switching means in the invention described in claim 1 are, for example, as described in claim 2, the input means includes a plurality of shifts provided corresponding to each of the plurality of switching means. The shift register group connected so that the register sequentially transfers 1-bit data includes a plurality of shift register groups provided in the same number as the number of bits of the drive data, and the drive data to be input to the individual switching means. And a data sending section that sequentially sends data of different bits to different shift register groups within a single ejection cycle, and the switching means includes a plurality of shifts. A latch that holds a plurality of bits of drive data transferred by the register group, and a nozzle that corresponds to the latch based on the plurality of bits of drive data held in the latches. It can be configured to include a driving circuit for switching on and off of vignetting the plurality of heating elements.
また、請求項1記載の発明において、記録ヘッドの個々のノズルに設けられている発熱素子の数は2以上であればよいが、例えば発生する熱エネルギーが異なる第1及び第2の発熱素子が個々のノズルに設けられている場合には、例えば請求項3に記載したように、入力手段は、複数の切替手段に2ビットの駆動データを各々入力し、複数の切替手段は、入力された2ビットの駆動データに基づいて、対応するノズルに設けられた第1及び第2の発熱素子を各々オフさせるか、第1の発熱素子のみオンさせるか、第2の発熱素子のみオンさせるか、第1及び第2の発熱素子を各々オンさせることで、記録液滴の吐出量を切り替えるように構成することができる。これにより、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルからの記録液滴の吐出量(ドロップ径)を、各々独立に3種類の吐出量の何れかに切り替えることができる。 In the first aspect of the present invention, the number of heating elements provided in each nozzle of the recording head may be two or more. For example, the first and second heating elements having different thermal energy may be used. In the case where each nozzle is provided, for example, as described in claim 3, the input means inputs 2-bit drive data to each of the plurality of switching means, and the plurality of switching means are input. Based on the 2-bit drive data, each of the first and second heating elements provided in the corresponding nozzle is turned off, only the first heating element is turned on, or only the second heating element is turned on, By turning on each of the first and second heating elements, the ejection amount of the recording droplet can be switched. Thereby, the discharge amount (drop diameter) of the recording droplets from each nozzle of the recording head can be independently switched to any one of the three discharge amounts within a single discharge cycle.
また、請求項3記載の発明において、例えば請求項4に記載したように、記録ヘッドの駆動モードとして多階調モードが設けられ、入力手段には、駆動モードを指定する信号が入力されると共に、駆動モードとして多階調モードが指定されている場合に、記録ヘッドの個々のノズルに設けられた第1及び第2の発熱素子を各々オフさせるか、第1の発熱素子のみオンさせるか、第2の発熱素子のみオンさせるか、第1及び第2の発熱素子を各々オンさせるかを表す単一のノズル当り2ビットの記録データが入力されるように構成することができ、この場合、入力手段は、駆動モードとして多階調モードが指定された場合には、入力された単一のノズル当り2ビットの記録データを個々の切替手段に駆動データとして各々入力するように構成することができる。これにより、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルからの記録液滴の吐出量(ドロップ径)が、2ビットの駆動データ(記録データ)に応じて各々独立に3種類の吐出量の何れかに切り替わることになるので、多階調の画像を高速に記録することができる。 In the invention described in claim 3, for example, as described in claim 4, a multi-gradation mode is provided as a drive mode of the recording head, and a signal designating the drive mode is input to the input means. When the multi-gradation mode is designated as the drive mode, whether each of the first and second heating elements provided in the individual nozzles of the recording head is turned off or only the first heating element is turned on, It can be configured such that 2 bits of recording data is input per single nozzle indicating whether only the second heat generating element is turned on or each of the first and second heat generating elements is turned on. When the multi-gradation mode is designated as the drive mode, the input means is configured to input the input recording data of 2 bits per single nozzle as drive data to each switching means. It is possible. As a result, the discharge amount (drop diameter) of the recording droplets from each nozzle of the recording head within a single discharge cycle has three types of discharge amounts independently according to 2-bit drive data (recording data). Since it is switched to either one, a multi-tone image can be recorded at high speed.
また、請求項3記載の発明において、例えば請求項5に記載したように、記録ヘッドの駆動モードとして大ドロップモードと小ドロップモードが設けられ、入力手段には、駆動モードを指定する信号が入力されると共に、駆動モードとして大ドロップモード又は小ドロップモードが指定されている場合に、記録ヘッドの個々のノズルから記録液滴を吐出させるか否かを表す単一のノズル当り1ビットの記録データが入力され、入力手段は、駆動モードとして大ドロップモードが指定された場合には、記録液滴を吐出させないノズルに対応する切替手段に第1及び第2の発熱素子を各々オフさせる2ビットの駆動データを、記録液滴を吐出させるノズルに対応する切替手段に、第1及び第2の発熱素子を各々オンさせるか又は第2の発熱素子よりも発生する熱エネルギーが大きい第1の発熱素子のみオンさせる2ビットの駆動データを各々入力し、駆動モードとして小ドロップモードが指定された場合には、記録液滴を吐出させないノズルに対応する切替手段に第1及び第2の発熱素子を各々オフさせる2ビットの駆動データを、記録液滴を吐出させるノズルに対応する切替手段に、大ドロップモードよりも記録液滴の吐出量が小さくなる2ビットの駆動データを各々入力するように構成することが好ましい。 In the invention described in claim 3, for example, as described in claim 5, a large drop mode and a small drop mode are provided as drive modes of the recording head, and a signal specifying the drive mode is input to the input means. In addition, when the large drop mode or the small drop mode is designated as the drive mode, the recording data of 1 bit per single nozzle indicating whether or not the recording droplet is ejected from each nozzle of the recording head When the large drop mode is designated as the drive mode, the input unit is a 2-bit unit that turns off the first and second heating elements to the switching unit corresponding to the nozzle that does not eject the recording droplets. For the drive data, the switching means corresponding to the nozzle for ejecting the recording droplets is turned on for each of the first and second heating elements, or the second heating element is used. When the 2-bit drive data for turning on only the first heat generating element that generates a large amount of thermal energy is input and the small drop mode is designated as the drive mode, switching corresponding to the nozzle that does not eject the recording droplets is performed. 2 bits of driving data for turning off the first and second heating elements are switched to the switching means corresponding to the nozzles for ejecting the recording droplets, and the ejection amount of the recording droplets is smaller than that in the large drop mode 2. It is preferable that each bit driving data is input.
請求項5記載の発明において、記録ヘッドの駆動モードとして大ドロップモード又は小ドロップモードが指定されている場合には、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルからの記録液滴の吐出量(ドロップ径)が一定となるので、多階調の画像を記録することは困難であるが、入力手段に入力される記録データの単一のノズル当りのビット数が1ビットであるので、入力手段への記録データの入力が短時間で完了することで、より高速に画像を記録できる。また、駆動モードが大ドロップモードか小ドロップモードかに応じて、各ノズルからの記録液滴の吐出量が切り替わるので、例えば記録画像の画質を重視する場合は大ドロップモードを指定し、記録液の消費量抑制を重視する場合は小ドロップモードを指定する等、ニーズ等に応じて記録ヘッドの駆動を切り替えることが可能となる。 In the invention according to claim 5, when the large drop mode or the small drop mode is designated as the drive mode of the print head, the discharge amount of the print droplet from each nozzle of the print head within a single discharge cycle Since the (drop diameter) is constant, it is difficult to record a multi-tone image, but since the number of bits per single nozzle of the recording data input to the input means is 1 bit, By inputting the recording data to the means in a short time, an image can be recorded at a higher speed. Also, since the ejection volume of the recording droplets from each nozzle is switched depending on whether the driving mode is the large drop mode or the small drop mode, for example, when the image quality of the recorded image is important, the large drop mode is designated and the recording liquid In the case where importance is placed on suppressing the consumption of the recording head, it is possible to switch the drive of the recording head according to the needs, such as designating a small drop mode.
以上説明したように本発明は、個々のノズルに対応して各々設けられた切替手段により、入力された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替えることで、対応するノズルからの記録液滴の吐出量を2種類以上の吐出量の何れかに切り替え、個々のノズルを各々独立に駆動するための単一のノズル当り複数ビットの駆動データを、個々のノズルに対応する複数の切替手段に、単一の吐出サイクル内に各々入力するようにしたので、単一の吐出サイクル内に記録ヘッドの各ノズルから吐出される記録液滴のドロップ径を独立に切り替えることができる、という優れた効果を有する。 As described above, the present invention switches on / off of a plurality of heating elements provided in the corresponding nozzle based on the input driving data of a plurality of bits by the switching means provided corresponding to each nozzle. Then, the recording droplet discharge amount from the corresponding nozzle is switched to one of two or more discharge amounts, and multiple bits of driving data per single nozzle for individually driving each nozzle, Since a plurality of switching means corresponding to the nozzles of the recording head are each input within a single ejection cycle, the drop diameters of the recording droplets ejected from each nozzle of the recording head within the single ejection cycle are independent. It has the outstanding effect that it can switch to.
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には本発明に係る記録ヘッド駆動装置を含んで構成されたインクジェットプリンタ10が示されている。インクジェットプリンタ10は、図1における左方側に、各種サイズの記録用紙をセット可能な用紙トレイ14が設けられており、図1における右方側には、画像(例えば文字画像や写真画像)が記録された記録用紙を載置するための排出トレイ16が設けられている。用紙トレイ14と排出トレイ16との間には記録用紙の搬送路が形成され、記録用紙の搬送路上には、図示しない回転駆動手段の駆動力が伝達されて回転される搬送ローラ対22,24,26が配設されている。搬送ローラ対22は用紙トレイ14から記録用紙を引き出す機能も有しており、搬送ローラ対22によって用紙トレイ14から引き出された記録用紙は、搬送ローラ対22,24,26によって排出トレイ16へ搬送され、排出トレイ16上に載置される。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an
また、搬送ローラ対24,26の間にはインクジェットヘッド20(本発明に係る記録ヘッドに相当)が配置されている。図2に示すように、インクジェットプリンタ10は、記録用紙の搬送方向に略直交する方向に沿った両端部に一対のシャーシ44が設けられており、一対のシャーシ44の間には記録用紙の搬送方向に略直交する方向に沿ってキャリッジシャフト46が掛け渡されている。キャリッジシャフト46の近傍には、一対のプーリ48に巻き掛けられた無端のキャリッジ送りベルト50がキャリッジシャフト46と平行に配置されている。一対のプーリ48の一方は、図示しない駆動力伝達機構を介して図示しないキャリッジモータの回転軸と連結されており、キャリッジモータの駆動力が伝達されて前記プーリ48が回転されると、これに伴ってキャリッジ送りベルト50も移動する。
An ink jet head 20 (corresponding to a recording head according to the present invention) is disposed between the conveying roller pairs 24 and 26. As shown in FIG. 2, the
キャリッジ送りベルト50には、キャリッジシャフト46に沿って摺動移動可能にキャリッジシャフト46に支持されたインクジェットヘッド20(キャリッジ32)が取付けられており、キャリッジ32にはインク収容部52が取付けられている。インク収容部52には複数のインク収容室が形成されており、各インク収容室には記録用紙Sにカラー画像を記録するための互いに異なる色(例えばC,M,Y,BK)のインクが貯留されている。更に、キャリッジ32の下面には記録ヘッド34が設けられている(図1も参照)。インクジェットヘッド20はキャリッジ32や記録ヘッド34等によって構成されており、キャリッジ送りベルト50が移動されると、インクジェットヘッド20はキャリッジシャフト46に沿って移動する。
An ink jet head 20 (carriage 32) supported by the
図3に示すように、記録ヘッド34には、円孔(ノズル)36が矢印B方向(記録用紙の搬送方向)に沿って一定のピッチで複数個形成されて成るノズル列が、矢印B方向に略直交する方向に沿って複数列(例えば4列以上)配列されており、記録ヘッド34のヘッド面34A(搬送ローラ対24,26の間に搬送された記録用紙の上面と対向する面)36には、各ノズル36のインク吐出口38が各々形成されている。記録ヘッド34の内部には、各ノズル列に対応して複数のインク室が各々形成されており、個々のインク室は対応するノズル列の各ノズル36と連通されている。また、インク収容部52の個々のインク収容室は、記録ヘッド34の内部の複数のインク室の何れかと各々連通されており、記録ヘッド34の各ノズル列には、インク収容部52からインク室を介して互いに異なる色のインクが供給される。
As shown in FIG. 3, the
また、記録ヘッド34のインク室から各ノズル36に至るインク流路の途中には、ノズル36のインク吐出口38からインク滴を吐出させるための第1の発熱素子56及び第2の発熱素子58から成るヒータユニット60(図4参照)が各々設けられている。なお、インク室から各ノズル36に至るインク流路の構造は、発熱素子56,58の発熱面と略平行な方向へインク滴が吐出されるサイドシューター型であってもよいし、発熱素子56,58の発熱面に略直交する方向へインク滴が吐出されるルーフシュータ型であってもよい。
Further, in the middle of the ink flow path from the ink chamber of the
次に、本発明に係る記録ヘッド駆動装置に相当する記録ヘッド34の駆動部について説明する。図4に示すように、各ノズル36に対応するヒータユニット60の第1の発熱素子56及び第2の発熱素子58は、一端が給電線62に接続され、他端がMOSFET等から成るスイッチング素子64,66を介して接地線68に接続されており、第1の発熱素子56はスイッチング素子64がオンされると電圧が印加されて発熱し、第2の発熱素子58はスイッチング素子66がオンされると電圧が印加されて発熱する。なお、第1の発熱素子56及び第2の発熱素子58として用いる発熱素子は、電圧が印加されたときの発熱量が第2の発熱素子58よりも第1の発熱素子56の方が大きくなるように選択されている。
Next, the drive unit of the
また、スイッチング素子64,66は、各ノズル36に対応して各々設けられた駆動回路70の一部を構成しており、この駆動回路70には、スイッチング素子64,66のゲートに各々接続されスイッチング素子64,66にオンオフ制御信号を入力するトランジスタ駆動部78が設けられている。トランジスタ駆動部78は2ビットの駆動データを保持するラッチ76に接続されており、所定のインク吐出期間の間、ラッチ76に保持されている2ビットの駆動データに応じて、スイッチング素子64,66(発熱素子56,58)を各々オフさせるか、スイッチング素子66(発熱素子58)のみをオンさせるか、スイッチング素子64(発熱素子58)のみをオンさせるか、スイッチング素子64,66(発熱素子56,58)を各々オンさせるかを切り替えるように構成されている。
The switching
なお、スイッチング素子64,66、トランジスタ駆動部78及びラッチ76は請求項1に記載の切替手段に対応しており、詳しくは、ラッチ76は請求項2に記載のラッチに、スイッチング素子64,66及びトランジスタ駆動部78は請求項2に記載の駆動回路に対応している。
Note that the switching
また駆動回路70には、各々ラッチ76に接続された第1のシフトレジスタ72及び第2のシフトレジスタ74が設けられている。図示は省略するが、記録ヘッド34の同一のノズル列に属する各ノズル36に対応する各駆動回路70の第1のシフトレジスタ72は、記録ヘッド34のヘッド面34A上での各ノズル36のインク吐出口38の配列順に順次接続されていると共に、前記各駆動回路70の第2のシフトレジスタ74も、前記インク吐出口38の配列順に順次接続されている。順次接続された第1のシフトレジスタ群及び第2のシフトレジスタ群はデータ入力部80に各々接続されている。
The
一方、本実施形態に係るインクジェットプリンタ10は、記録ヘッド34の駆動モードとして、写真画像等の多階調の画像の記録に適した多階調モード、文字画像等の記録に適した大ドロップモード、及びインクの消費量を抑制できる小ドロップモードが用意されており、データ入力部80には、記録ヘッド34を何れの駆動モードで駆動するかを指定するモード選択信号が入力される。なお、駆動モードの選択はユーザからの指示に基づいて行ってもよいし、記録用紙に記録する画像の種類に基づいて自動的に行うことも可能である。
On the other hand, in the
また、データ入力部80には、記録ヘッド34を駆動して記録用紙に記録対象の画像を記録するための記録データも入力される。駆動モードとして多階調モードが指定されている場合、データ入力部80には、記録ヘッド34の単一のノズル36当り2ビットの記録データ(個々のノズル36からのインクの吐出量を4値(インク吐出無し(例えば(00)B)、吐出量:小(例えば(01)B)、吐出量:中(例えば(10)B)、吐出量:大(例えば(11)B))で表す記録データ)が入力される。記録データの入力は、1ビット/1本で合計2本の入力線を用いるのが普通であるが、2ビット1本で時分割で送られたデータをデータ入力部80でデコードして用いても良い。また、駆動モードとして大ドロップモード又は小ドロップモードが指定されている場合、データ入力部80には、記録ヘッド34の単一のノズル36当り1ビットの記録データ(個々のノズル36からのインクの吐出量を2値(インク吐出無し、インク吐出有り)で表す記録データ)が入力される。
The
データ入力部80は、モード選択信号によって指定された駆動モードと、入力された記録データに基づいて、記録ヘッド34の各ノズル34に対応する駆動回路70へ転送すべき2ビットの駆動データを判断する。そして、記録ヘッド34の同一のノズル列に属する各ノズル36に対応する駆動回路70へ転送すべき2ビットの駆動データのうちの上位(又は下位)1ビットのデータを、ヘッド面34A上での各ノズル36のインク吐出口38の配列順に並べ替え、該データ(ビット列)を、前記各ノズル36に対応する第1のシフトレジスタ群へ所定のインク吐出期間内に順次送出する。第1のシフトレジスタ群へ順に送出された1ビットのデータ(2ビットの駆動データの上位(又は下位)1ビット)は、第1のシフトレジスタ群によって順に転送される。
The
またデータ入力部80は、上記と同様に、記録ヘッド34の同一のノズル列に属する各ノズル36に対応する駆動回路70へ転送すべき2ビットの駆動データのうちの下位(又は上位)1ビットのデータを、ヘッド面34A上での各ノズル36のインク吐出口38の配列順に並べ替え、該データ(ビット列)を、前記各ノズル36に対応する第2のシフトレジスタ群へ所定のインク吐出期間内に順次送出する。第2のシフトレジスタ群へ順に送出された1ビットのデータ(2ビットの駆動データの下位(又は上位)1ビット)は、第2のシフトレジスタ群によって順に転送される。データ入力部80は、記録ヘッド34に設けられている全てのノズル列に対し、所定のインク吐出期間内に上記処理を各々行う。
Similarly to the above, the
これにより、所定のインク吐出期間(ラッチ76に保持されている2ビットの駆動データに応じて記録ヘッド34の各ノズル34の発熱素子56,58のオンオフ(すなわちインクの吐出)が制御されている期間)内に、各ノズル34に対応する駆動回路70へ2ビットの駆動データが各々転送され、転送された2ビットの駆動データは所定のインク吐出期間が終了すると各駆動回路70のラッチ76に保持され、次のインク吐出期間における各ノズル34の発熱素子56,58のオンオフ(インクの吐出)の制御に用いられることになる。
Thereby, on / off of the
なお、データ入力部80、第1及び第2のシフトレジスタ群は請求項1(詳しくは請求項2乃至請求項5)に記載の入力手段に対応しており、第1及び第2のシフトレジスタ群は請求項2に記載の複数のシフトレジスタ群に、データ入力部80は請求項2に記載のデータ送出部に各々対応している。
The
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態において、トランジスタ駆動部78は、ラッチ76に保持されている2ビットの駆動データに基づき、例えば次の表1に示すように発熱素子56,58のオンオフ(インクの吐出)を制御する。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, the
また、データ入力部80は、駆動モードとして多階調モードが指定されている場合に入力される単一のノズル36当り2ビットの記録データが、ノズル36からのインクの吐出無しを(00)B、インク吐出量=小を(01)B、インク吐出量=中を(10)B、インク吐出量=大を(11)Bで表す記録データであった場合、入力された単一のノズル36当り2ビットの記録データを、そのまま2ビットの駆動データとして各ノズル36に対応する駆動回路70へ転送する。これにより、単一のインク吐出期間内(単一の吐出サイクル内)に記録ヘッド34の各ノズル36からのインク滴の吐出が、入力された記録データに応じて、インク吐出無し、インク吐出量=小、インク吐出量=中及びインク吐出量=大の何れかに、各々独立に切り替わることになるので、多階調の画像を高画質かつ高速に記録することができる。
In addition, the
また、データ入力部80は、駆動モードとして大ドロップモード又は小ドロップモードが指定されている場合に入力される単一のノズル36当り1ビットの記録データが、ノズル36からのインク吐出無しを(0)B、インク吐出有りを(1)Bで表す記録データであった場合、次の表2に示すように、指定された駆動モードが大ドロップモードのときには、記録データ上で「インク吐出無し」となっているノズル36に対応する駆動回路70へは「インク吐出無し」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(00)B)を、記録データ上で「インク吐出有り」となっているノズル36に対応する駆動回路70へは「インク吐出量=大」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(11)B)を出力する。また、指定された駆動モードが小ドロップモードのときには、記録データ上で「インク吐出無し」となっているノズル36に対応する駆動回路70へは「インク吐出無し」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(00)B)を、記録データ上で「インク吐出有り」となっているノズル36に対応する駆動回路70へは「インク吐出量=小」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(01)B)を出力する。
Further, the
大ドロップモード及び小ドロップモードでは、記録データ上で「インク吐出有り」となっているノズル36からのインク吐出量が一定(大ドロップモードでは「インク吐出量=大」、小ドロップモードでは「インク吐出量=小」)であるので、多階調の画像の記録には適していないが、大ドロップモードおよび小ドロップモードでは、データ入力部80へ単一のノズル36当り1ビットの記録データを入力すればよいので、データ入力部80へ入力すべき記録データのデータ量が多階調モードの半分になる。従って、データ入力部80への記録データの入力が短時間で完了することで、より高速に画像を記録することができ、記録速度が重視される画像(例えば文字画像)の記録に適している。
In the large drop mode and the small drop mode, the ink discharge amount from the
また、大ドロップモードでは記録データ上で「インク吐出有り」のノズル36からドロップ径の大きなインク滴が吐出されるので、文字画像等の記録に際して文字を明瞭に記録することができ、小ドロップモードでは記録データ上で「インク吐出有り」のノズル36からドロップ径の小さなインク滴が吐出されるので、インクの消費量を抑制することができる。
Also, in the large drop mode, ink droplets having a large drop diameter are ejected from the
このように、本実施形態によれば、記録ヘッド34の各ノズル36に対応する駆動回路70に、単一のノズル36当り2ビットの駆動データを各々独立に入力するようにしたので、駆動モードとして多階調モードが指定された場合に、多階調の画像を高画質かつ高速に記録することができる。また、各ノズル36に対応する駆動回路70に、単一のノズル36当り2ビットの駆動データを各々独立に入力する構成を採用したことで、駆動モードとして大ドロップモードや小ドロップモードを設け、ニーズ等に応じて最適な駆動モード(記録ヘッド34の駆動)を選択することも可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the drive data corresponding to each
なお、上記では指定された駆動モードが大ドロップモードのときには、記録データ上で「インク吐出有り」となっているノズル36に対応する駆動回路70に「インク吐出量=大」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(11)B)を出力し、指定された駆動モードが小ドロップモードのときには、記録データ上で「インク吐出有り」となっているノズル36に対応する駆動回路70に「インク吐出量=小」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(01)B)を出力する例を説明したが、これに限定されるものではなく、大ドロップモードにおいて、「インク吐出有り」のノズル36に対応する駆動回路70に「インク吐出量=中」を表す2ビットの駆動データ(すなわち(10)B)を出力するようにしてもよい。また、小ドロップモードは大ドロップモードよりもインク消費量を抑制できればよいので、大ドロップモードでのインク吐出量=大であれば、小ドロップモードではインク吐出量=中としてもよいし、インク吐出量を中とするか小とするかを予めユーザに選択させるようにしてもよい。
In the above description, when the designated drive mode is the large drop mode, a 2-bit representing “ink discharge amount = high” is displayed in the
また、上記で説明した多階調モードは、単一のノズル36当り2ビットの記録データ(駆動データ)に基づいて単一のノズル36からのインク吐出量を3種類以上に切り替える駆動モードであるが、階調再現性は重視されるものの高精細性は重視されない画像(例えば低解像度の写真画像)を記録する等の場合に適した駆動モードとして、1画素当り複数ビットのデータに基づいて複数のノズルからのインク吐出量の合計を3種類以上に切り替える低解像度多階調モードを更に設けてもよい。この低解像度多階調モードでは、複数のノズル36から各々吐出される複数のインク滴によって単一の画素が表現されることになり、データ入力部80に複数のノズル36当り複数ビットのデータを入力すれば実現できるので、上記で説明した多階調モードと比較して、データ入力部80に入力すべきデータ量を小さくすることができ、より高速に画像を記録することができる。
The multi-gradation mode described above is a driving mode in which the ink discharge amount from a
また、上記では発熱素子56,58をオンさせるタイミング及び期間を特に規定していないが、発熱素子56,58をオンさせるタイミング及び期間は同一でもよいし相違させてもよい。発熱素子56,58をオンさせるタイミング及び期間を相違させる場合には、例えば図5に示すように、第1の発熱素子56をオンさせるタイミング及び期間を規定するタイミング制御信号を出力するタイミング制御部82と、第2の発熱素子58をオンさせるタイミング及び期間を規定するタイミング制御信号を出力するタイミング制御部84を駆動回路70に設けると共に、トランジスタ駆動部78とスイッチング素子64,66の間にAND回路86,88を設け、トランジスタ駆動部78からスイッチング素子64へ出力されるオンオフ制御信号とタイミング制御部82から出力されるタイミング制御信号の論理積に相当する信号をスイッチング素子64へ入力させると共に、トランジスタ駆動部78からスイッチング素子66へ出力されるオンオフ制御信号とタイミング制御部84から出力されるタイミング制御信号の論理積に相当する信号をスイッチング素子66へ入力させるように構成することで実現できる。例えば図5に模式的に示すように、発熱量が第2の発熱素子58よりも大きい第1の発熱素子56を2回に分けてオンさせれば、インク吐出量を大/中/小と切り替えたときのインク滴のドロップ径の差がより大きくなるので好ましい。
In the above description, the timing and the period for turning on the
更に、上記では単一のノズル36に2個の発熱素子56,58を設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、単一のノズル36に3個以上の発熱素子を設けるようにしてもよい。この場合、多階調モードでは単一のノズル36当り3ビット以上の記録データを入力する必要があるものの、より多階調の画像を記録することができる。
Further, in the above description, the example in which the two
10 インクジェットプリンタ
34 記録ヘッド
36 ノズル
56 発熱素子
58 発熱素子
64 スイッチング素子
66 スイッチング素子
70 駆動回路
72 第1のシフトレジスタ
74 第2のシフトレジスタ
76 ラッチ
78 トランジスタ駆動部
80 データ入力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
個々のノズルに対応して各々設けられ、入力された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替えることで、対応するノズルからの記録液滴の吐出量を2種類以上の吐出量の何れかに切り替える複数の切替手段と、
個々のノズルを各々独立に駆動するための単一のノズル当り複数ビットの駆動データを、個々のノズルに対応する前記複数の切替手段に、単一の吐出サイクル内に各々入力する入力手段と、
を備えたことを特徴とする記録ヘッド駆動装置。 A recording head driving device that includes a plurality of nozzles each provided with a plurality of heating elements, and that drives a recording head that discharges recording droplets from each nozzle when the plurality of heating elements provided on each nozzle is turned on and off. There,
The amount of recording droplets ejected from the corresponding nozzle by switching on and off the plurality of heating elements provided for each nozzle based on the input multi-bit driving data provided for each nozzle. A plurality of switching means for switching to any one of two or more types of discharge amounts;
Input means for inputting a plurality of bits of driving data per single nozzle for independently driving each nozzle into the plurality of switching means corresponding to each nozzle within a single discharge cycle;
A recording head driving apparatus comprising:
前記切替手段は、前記複数のシフトレジスタ群によって転送された複数ビットの駆動データを保持するラッチと、該ラッチに保持された複数ビットの駆動データに基づき対応するノズルに設けられた複数の発熱素子のオンオフを切り替える駆動回路を含んで構成されていることを特徴とする請求項1記載の記録ヘッド駆動装置。 In the input means, a plurality of shift registers provided corresponding to each of the plurality of switching means are connected so that one bit of data is sequentially transferred. Within a single discharge cycle, a plurality of shift register groups provided and different bit data of drive data to be input to the individual switching means are sequentially sent to different shift register groups. And a data sending unit for performing
The switching means includes a latch for holding a plurality of bits of driving data transferred by the plurality of shift register groups, and a plurality of heating elements provided in corresponding nozzles based on the plurality of bits of driving data held in the latches 2. A recording head driving apparatus according to claim 1, further comprising a driving circuit for switching on and off.
前記入力手段は、前記複数の切替手段に2ビットの駆動データを各々入力し、
前記複数の切替手段は、入力された2ビットの駆動データに基づいて、対応するノズルに設けられた第1及び第2の発熱素子を各々オフさせるか、第1の発熱素子のみオンさせるか、第2の発熱素子のみオンさせるか、第1及び第2の発熱素子を各々オンさせることで、記録液滴の吐出量を切り替えることを特徴とする請求項1記載の記録ヘッド駆動装置。 Each nozzle of the recording head is provided with first and second heat generating elements that generate different heat energy as the plurality of heat generating elements,
The input means inputs 2-bit drive data to the plurality of switching means,
The plurality of switching means, based on the input 2-bit drive data, whether to turn off each of the first and second heating elements provided in the corresponding nozzle, or to turn on only the first heating element, 2. The recording head driving apparatus according to claim 1, wherein the ejection amount of the recording droplet is switched by turning on only the second heating element or turning on each of the first and second heating elements.
前記入力手段は、駆動モードとして多階調モードが指定された場合には、入力された単一のノズル当り2ビットの記録データを個々の切替手段に駆動データとして各々入力することを特徴とする請求項3記載の記録ヘッド駆動装置。 A multi-gradation mode is provided as a driving mode of the recording head, and when the signal specifying the driving mode is input to the input unit and the multi-gradation mode is specified as the driving mode, the recording is performed. The first and second heat generating elements provided in the individual nozzles of the head are turned off, only the first heat generating element is turned on, only the second heat generating element is turned on, or the first and second heat generating elements are turned on. 2 bits of recording data are input per single nozzle indicating whether each element is turned on,
When the multi-gradation mode is designated as the drive mode, the input means inputs 2-bit print data per single nozzle as drive data to each switching means. The recording head driving apparatus according to claim 3.
前記入力手段は、駆動モードとして大ドロップモードが指定された場合には、記録液滴を吐出させないノズルに対応する切替手段に第1及び第2の発熱素子を各々オフさせる2ビットの駆動データを、記録液滴を吐出させるノズルに対応する切替手段に、第1及び第2の発熱素子を各々オンさせるか又は第2の発熱素子よりも発生する熱エネルギーが大きい第1の発熱素子のみオンさせる2ビットの駆動データを各々入力し、駆動モードとして小ドロップモードが指定された場合には、記録液滴を吐出させないノズルに対応する切替手段に第1及び第2の発熱素子を各々オフさせる2ビットの駆動データを、記録液滴を吐出させるノズルに対応する切替手段に、大ドロップモードよりも記録液滴の吐出量が小さくなる2ビットの駆動データを各々入力することを特徴とする請求項3記載の記録ヘッド駆動装置。 A large drop mode and a small drop mode are provided as the drive mode of the recording head, and a signal designating a drive mode is input to the input means, and a large drop mode or a small drop mode is designated as the drive mode. 1 bit of recording data is inputted per single nozzle indicating whether or not the recording droplets are ejected from the individual nozzles of the recording head,
When the large drop mode is designated as the drive mode, the input means supplies 2-bit drive data for turning off the first and second heating elements to the switching means corresponding to the nozzle that does not eject the recording droplet. The switching means corresponding to the nozzle that discharges the recording droplets turns on the first and second heat generating elements or turns on only the first heat generating element that generates larger heat energy than the second heat generating element. When each of 2-bit drive data is input and the small drop mode is designated as the drive mode, the first and second heating elements are turned off by the switching means corresponding to the nozzles that do not eject the recording droplets. The bit drive data is supplied to the switching means corresponding to the nozzle for ejecting the recording droplet, and the 2-bit driving data in which the ejection amount of the recording droplet is smaller than that in the large drop mode. S recording head driving device according to claim 3, wherein the inputting.
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JP2004041455A JP2005231123A (en) | 2004-02-18 | 2004-02-18 | Recording head driving device |
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