JP2008221832A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクを吐出するための複数のノズルがそれぞれ配列された複数のノズル列が、ノズルの配列方向と交差する方向に重複部を有するように、ノズルの配列方向にずれて配列された記録ヘッドHを用いる。記録ヘッドHと記録媒体との相対移動方向に対して直交する方向と、複数のノズル列の配列方向とのなす角度に基づいて、重複部における前記ノズルのインク吐出動作を制御する。
【選択図】図3
Description
ノズル間隔A:R×COS(θ) (式1)
ノズル間隔B:(R+Y×TAN(θ))×COS(θ) (式2)
ノズル間隔C:(R−Y×TAN(θ))×COS(θ) (式3)
ノズル間距離:R=42.3μm
チップ間距離:Y=10mm(=10000μm)
ヘッド傾き :θ=0.05°
として、上記計算式でノズル間隔A,B,Cのそれぞれの値を求める。そして、これらの値とノズル間距離(R=42.3μm)とを比較すると、
距離A:42.29μm(殆ど変化なし)
距離B:51.03μm(8.73μm増加)
距離C:33.57μm(8.73μm減少)
となる。
本発明の第1の形態は、インクを吐出することが可能な複数のノズルを一定の配列方向に沿って配列したノズル列を有する複数のチップを、前記配列方向に沿ってつないだ記録ヘッドを用い、前記記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させつつ前記ノズルから前記記録媒体へとインクを吐出させることによって記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対移動方向に対して直交する基準方向と、前記チップの配列方向とのなす角度に基づいて、前記複数のチップのつなぎ部分における前記ノズルのインク吐出動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
(第1の実施形態)
図4は本発明の実施形態におけるフルライン型のインクジェット記録装置(以下、単に記録装置ともいう)を模式的に示す斜視図である。
ここに示すインクジェット記録装置1は、図1に示すような複数のチップをつないで構成される長尺な記録ヘッド(以下、つなぎヘッドともいう)をインク色毎に配置した、いわゆるフルライン型のインクジェット記録装置となっている。図4では、イエロー(YE)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色のインクを、4個の記録ヘッドHからそれぞれ吐出して画像を形成する場合を示している。但し、使用するインクの種類、記録ヘッドの数などは、図4に示すものに限定されるものではなく、任意に設定可能であり、いずれの場合においても本発明は有効である。
ここに示す記録ヘッドHは、インクを例えば電気熱変換素子(ヒータ)で急激に加熱することで発生する気泡の圧力により、吐出口からインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録ヘッドである。
記録ヘッドHは、インクを加熱するための複数のヒータ102が形成された基板であるヒータボード104と、このヒータボード104の上に被せられる天板106とを備える。天板106には複数の吐出口108が形成されており、吐出口108の後方には、この吐出口108に連通するトンネル状の液路110が形成されている。各液路110は、隔壁112により隣の液路と隔絶されている。各液路110は、その後方において1つのインク液室114に共通に接続されている。インク液室114には、インク供給口116を介してインクが供給され、このインクはインク液室114から夫々の液路110に供給される。
図6において、801は種々の演算、判別および制御などの処理を行うCPUである。このCPU801は、ROM802などに格納されたソフトウェアプログラム等に従って、記録装置全体の制御を行うものとなっている。また、803は記録用紙やOHPフィルムなどの記録媒体を搬送する搬送部であり、前記搬送ベルトおよびこれを駆動するモータなどに相当する。804は記録ヘッドの吐出性能の回復動作を行う吐出回復部である。807は記録ヘッドの吐出制御を行う駆動回路である。また、808は記録する画像を吐出データに変換する2値化回路であり、画像データのハーフトーン処理などはここで行われる。809は画像処理部であり、ここでは、例えば記録画像がカラー画像である場合に、入力された画像データを、記録装置において使用するインク色に分解する画像処理を行う。また、810は記録ヘッドHの各チップCHのつなぎ部b,cなどに位置する各ノズルに対し、後述の吐出制御を行うために必要なデータが格納されたRAMである。なお、このRAM809、前記CPU801、ROM802および駆動回路806によって本発明の制御手段およびパターン形成手段が構成されている。
本実施形態では、インクジェット記録装置の使用を開始するにあたり、まず、記録ヘッドHを用いて記録媒体上に記録ヘッドHの傾きを測定するためのパターン(測定パターン)を記録し、そのパターンに基づいて記録ヘッドHの傾きの測定を行う。
図17は、記録ヘッドHの傾きの程度(角度)を測定するための測定用パターンPの一例であり、図18はこの測定用パターンPの記録方法を示している。図17および図18に示すように、測定用パターンPは、上下に分割された2つのパターンP1とP2とからなる。この2つのパターンP1,P2は、4つの短尺なチップCH1〜CH4をつないだ記録ヘッドHを用いて、2回に分けて記録媒体M上に記録する。すなわち、まず、図17の上部のパターンP1を記録し、その後、記録ヘッドHあるいは記録媒体Mを相対的に上下方向にずらして、パターンP2を記録する。
Sin(θ)=(ずれ量)/(上側のパターンP1の全長)
図8に示すように、ノズルに対応した2ビットのデータが記録ヘッドをコントロールするシステムボードのRAMエリアAおよびB(図9の吐出制御データRAM810に相当)に書き込まれている。この2ビットのデータを指定することにより、図9(a)〜(d)に示す4種類のパルス幅のパルスPH1〜PH4を選択することが可能になる。
このように、プレパルスを選択するビットデータをノズル毎に割り付けることにより、各ノズルの吐出量を変化させることができる。そして、このプレパルスがヒータに印加された後、図9(e)に示すメインパルスMHが印加される。
図10において、VHはインクジェットヘッドの電源電圧、HGNDはVHに対するグランド、MHはメインパルス、PH1〜PH4は先に示したプレパルスである。また、BLATはPH1〜PH4を選択するためのビットデータ(選択ビットデータ)のラッチを指示するビットラッチ信号、DLATは記録に必要なデータ(記録データ)をラッチするためのデータラッチ信号である。また、DATAはシリアルデータとしてシフトレジスタに転送されてくるビットデータおよび記録データである。
次に、記録に必要な記録データDATAが前記のビットデータ(選択ビットデータ)と同様にDATA信号線を介してシフトレジスタ301に転送される。全ノズルに対応する記録データが転送されたところで、データラッチ信号DLATが発生し、記録データがデータラッチ回路302にラッチされる。ここで、先にビットラッチ回路303によってラッチされたビットデータに基き、選択論理回路304がPH1〜PH4のいずれかを選択する。ここで、選択されたプレパルス信号PH1〜PH4とメインパルス信号MHとがオア回路305によって合成され、さらに、このオア回路305からの出力と記録データとの論理積がアンド回路306から駆動信号(電気信号)として出力される。この駆動信号がノズルのトランジスタ307のベースに入力される。ここで、トランジスタ307のベースに入力された駆動信号がON信号であればトランジスタはONされ、電源電圧VHによって抵抗308(ヒータに相当)に電流が流れ、抵抗308は発熱する。この熱によってノズル内のインクには気泡が発生し、インクが吐出される。この動作が全ノズルに対して行われる。
先ず、図6に示したヘッド傾き検出部811において各チップの傾きの測定を、先の図17および図18で説明した方法を用いて行う。測定された傾きの程度(角度)に基づき、CPU801は図3の間隔Bおよび間隔Cを形成するノズルの吐出量を変化させる。図3に示すように右肩上がりの状態で記録ヘッドが傾いていた場合、ノズルb1とb2との間のS方向における間隔(ノズル間隔)Bは、その傾きの程度(角度)によってノズル間距離Rよりも広がる。このため、ノズル間隔Bを有するノズルb1とb2、およびノズルb1、b2と組み合わせが等しいノズルによって記録された部分には、白スジが発生する虞がある。そこで、CPU801は、ノズル間隔Bとなるノズルの吐出量を増加させるように制御する。すなわち、図9(f)〜(i)のうち、より広い幅のプレパルスが選択されるようビットデータを駆動回路に送出する。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。
上記第1の実施形態では、記録ヘッドHの傾きに応じて、記録ヘッドHのつなぎ部に位置するノズルから吐出されるインク滴の滴量(吐出量)を制御するようにした。これに対し、この第2の実施形態では、記録ヘッドHの傾きに応じてつなぎ部におけるインク滴の吐出数を制御することで、つなぎ部に位置するノズルによって記録される部分に白スジおよび黒スジが発生するのを低減するものとなっている。なお、この第2の実施形態におけるインクジェット記録装置は、上記第1の実施形態と同様に、複数のチップを連結した、いわゆるつなぎヘッドを用いると共に、図4ないし図10に示す構成を備えるフルライン型のインクジェット記録装置となっている。
また、図11は、記録ヘッドHが適正に配置されている場合、つまり記録ヘッドHが傾いていない場合を示している。この場合、図示のように、つなぎ部bに位置するチップCH1とCH2とは、それぞれ50%のノズル使用率で記録を受け持っている。ここでは、各チップCH1とCH2とが交互にインクを吐出して画像形成に必要なインク量(100%)を実現している。
上記第2の実施形態では、各つなぎ部に位置するノズルのノズル使用頻度が、同一のチップ内で同一となるように制御する場合を例に採り説明した。これに対し、本発明の第3の実施形態では、記録ヘッドの傾きに伴うつなぎ部の吐出制御に加え、図14に示すように各チップのつなぎ部におけるノズルの使用率をチップの端部に近いほど減少させるような制御を行うものとなっている。
一般に、インクジェット記録ヘッドでは、端部に近いノズルほどインクの吐出性能(吐出方向あるいは吐出量など)が低下する傾向にある。このため、端部に近いノズルほどインク吐出率を減少させる制御(以下、端部制御と称す)を施すことが、つなぎ部に発生する濃度むら(例えば、黒スジ、白スジ)を抑制する対策として有効であることが従来より知られている。
上記各実施形態では、記録ヘッドH内に設けられる各チップに、一つのノズル列を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、図15に示すように複数のノズル列を設けたチップを複数つなぎ合わせた構成の記録ヘッドを用いて記録動作を行うインクジェット記録装置にも本発明は適用可能である。図15に示す記録ヘッドH1は、各チップCH(N−1),CH(N)内に複数のノズルを千鳥状に配列することで、2つのノズル列を形成したものとなっており、ドットを高密度に形成することができるようになっている。
以上の実施形態では、各チップの端部付近に位置するノズルが互いにオーバーラップするように配列された記録ヘッドを用いる場合を例に採り説明した。しかし、本発明は、図16に示すように、各チップの各々の端部ノズルが互いにオーバーラップしないように配置した記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置にも適用可能である。
上記実施形態では、インクジェット記録装置に記録ヘッドの傾き検出部801を設けた場合を示したが、記録ヘッドの傾きを、例えば工場出荷時に測定して、その結果に基づいた補正データを810のRAMに格納しておくことも可能である。これによれば、インクジェット記録装置上に記録ヘッドの傾きを検出するためのハードを搭載する必要がなくなり、装置コストの増大を避けることができる。但し、この場合には、記録ヘッドの傾きが経時的に変化しないか、変化したとしても或る許容値内に収まることが前提となる。
例えば、1つのチップにより構成される記録ヘッドであって、複数のノズルが配列したノズル列が、1つのチップ内で順次つなぐように配置された記録ヘッドであっても、上記各実施形態と同様の効果を期待できる。
802 ROM
812 RAM
803 搬送部
807 駆動回路
809 画像処理部
810 ヘッド傾き検出部
810 吐出制御データRAM
H 記録ヘッド
CH(N−1),CH(N),CH(N+1)
a 非つなぎ部
b,c つなぎ部
A 記録ヘッドが傾いている場合のつなぎ部bにおけるノズル間隔
B 記録ヘッドが傾いている場合のつなぎ部cにおけるノズルの間隔
R 記録ヘッドが適正な位置に配置された場合の記録ヘッドのノズル間の距離
b1,b2 つなぎ部に位置するノズル
c1,c2 つなぎ部に位置するノズル
P 測定用パターン
Claims (11)
- インクを吐出するための複数のノズルがそれぞれ配列された複数のノズル列が、前記ノズルの配列方向と交差する方向に重複部を有するように、前記ノズルの配列方向にずれて配列された記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させつつ前記ノズルから前記記録媒体へとインクを吐出させることによって記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対移動方向に対して直交する方向と、前記複数のノズル列の配列方向とのなす角度に基づいて、前記重複部における前記ノズルのインク吐出動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記複数のノズル列は、前記ノズルの配列方向に沿って千鳥状に配列されてい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。
- 前記複数のノズル列のうち、前記ノズルの配列方向に隣接するノズル列は、前記重複部におけるノズルの位置が前記ノズルの配列方向に等しい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。
- 前記制御手段は、同一のノズル列の一方の重複部に位置するノズルと、他方の重複部に位置するノズルとで、異なる吐出制御を行う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。
- 前記制御手段は、前記重複部に位置するノズルのインク吐出数を制御す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。
- 前記制御手段は、前記重複部に位置するノズルの1回の吐出動作によって吐出されるインクの量を制御す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。
- 前記制御手段は、各ノズルに設けられた電気熱変換素子に印加される電気信号の電圧と印加時間の少なくとも一方を制御す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。
- 前記相対移動方向に対して直交する方向と、前記ノズル列の配列方向とのなす角度を測定する測定手段をさらに備え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。
- 前記測定手段は、第1のノズル列により形成された前記ノズルの配列方向に延在する第1の直線と、第2のノズル列により形成された前記ノズルの配列方向に延在する第2の直線とを含むパターンを形成させるパターン形成手段と、前記第1の直線と第2の直線との前記相対移動方向におけるずれ量を検出する検出手段とを備えることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
- インクを吐出するための複数のノズルがそれぞれ配列された複数のノズル列が、前記ノズルの配列方向に隣接するノズル列の端部の位置が前記ノズルの配列方向に等しくなるように前記ノズルの配列方向にずれて配列された記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させつつ前記ノズルから前記記録媒体へとインクを吐出させることによって記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対移動方向に対して直交する方向と、前記複数のノズル列の配列方向とのなす角度に基づいて、前記複数のノズル列の端部のノズルのインク吐出動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - インクを吐出するための複数のノズルがそれぞれ配列された複数のノズル列が前記ノズルの配列方向と交差する方向に重複部を有するように、前記ノズルの配列方向にずれて配列された記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させつつ前記ノズルから前記記録媒体へとインクを吐出させることによって記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対移動方向に対して直交する方向と、前記ノズル列の配列方向とのなす角度を測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記角度に基づいて、前記重複部における前記ノズルのインク吐出動作を制御する制御工程と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録方法。
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