JP2012040782A - インクジェット記録装置、インクジェット記録装置におけるノズル駆動制御方法 - Google Patents

インクジェット記録装置、インクジェット記録装置におけるノズル駆動制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチパス記録モードにおける記録ヘッドのノズル駆動順序を最適に設定することによって高画質化を実現することができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】ノズル列を形成する複数のノズルを有する記録ヘッドをノズル列と交差する方向に走査し、1ラスタにマルチパス記録モードによって記録するインクジェット記録装置であって、複数のノズルが隣接する複数のノズルごとのグループに分け、各グループから選択された1つずつのノズルがブロックとしてまとめられ、各グループにおいて複数のブロック間でノズルの駆動タイミングを異ならせるようにノズルの駆動を制御し、マルチパス記録モードにおける各走査ごとに、1ラスタにおいて記録ドット間が最も均等に記録されるようにノズルの駆動順序を決定する。
【選択図】図11

Description

本発明は、ノズルの駆動を制御するインクジェット記録装置、インクジェット記録装置におけるノズル駆動制御方法に関する。
インクジェット記録装置における記録ヘッドは、インクを吐出するノズル(吐出口)を複数備えており、それぞれのノズル内に吐出圧発生素子を備えている。複数のノズルを高密度に配列することで、画像の高画質化、記録の高速化を実現している。通常、インクジェット記録ヘッドの複数のノズル全てから同時にインク滴が吐出されることはなく、所定数のノズルごとにインク滴吐出のタイミングをずらして記録が行われる。
所定数のノズル毎に吐出タイミングをずらす方法の一つとして、インクジェット記録ヘッドのノズル列の物理的な位置で所定個数ごとにノズルをセクション(グループ)ごとに分け、分割されたセクション内でノズルの吐出圧発生素子の駆動タイミングをずらす。所定期間内にセクション内のノズル全て駆動タイミングをずらした状態で駆動されるよう、各セクション内を複数のブロックに分割し、駆動ブロックごとに吐出圧発生素子を時分割駆動させる。なお、駆動ブロックごとに時分割駆動する時に、それぞれのセクションの同じ駆動ブロックは同時に駆動されるため、それぞれのセクションの一つのノズルから、同時にインクが吐出される。このような記録ヘッドの駆動方法を分離分割駆動方式と称する。この分割駆動方式は、インクジェット記録ヘッド駆動用の電源およびコネクタやケーブル等の電源用部材のコンパクト化を図る上で効果的である。
このような記録ヘッドを用いて記録を行う場合、ブロックを駆動する順番は、記録画像の画質に大きな影響を与える。使用するノズルごとの駆動タイミングのずれは、紙面上に形成されるインクドットの着弾位置のずれとして発生する。このため紙面上に形成されたインクドット(記録ドット)には記録エリア内のところどころでドット間に隙間が発生しインク被覆状態に違いが生じる。このようなインク被覆状態の違いが、ムラやスジといった画質劣化につながる。
このような課題に対し、特許文献1では、複数のインク吐出ノズルを用いて、マルチパス記録により画像記録する際、吐出ノズルの駆動順序が各記録パス毎に可変であるよう構成する方法が開示されている。この方法によれば、記録ヘッドのノズル駆動順序を着弾径やドット密度に応じて変えることにより、紙面上のドット配置の最適化が可能になり紙面上のインク被覆状態を向上させる(エリアファクタが大きくなる)ことが記載されている。この方法は、特に、普通紙のようなにじみの大きい記録媒体に対して高濃度かつ高画質の記録結果が得られる。
特開平7−60968号公報
特許文献1に記載された方法によると、普通紙のようなにじみの大きい記録媒体に対してインク被覆状態を向上させることは十分可能である。しかしながら、光沢紙やコート紙を用いて高画質な出力結果が求められる場合には、吐出ノズルの駆動順序を記録パスごとに単純に変更してマルチパス記録を行っても十分な画質を得ることはできない。設定するノズルの駆動順序によっては、ノズルの駆動順序を記録パスごとに変更したとしても横スジや横方向にムラが発生して画質劣化してしまうことも分かっている。つまり、ノズルの駆動順序の違いによる微細な着弾位置の差が画質に大きく影響を与えるために、ノズルの駆動順序を記録パス毎に設定する技術が重要となる。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。本発明は、マルチパス記録モードにおける記録ヘッドのノズル駆動順序を記録パス毎に設定することによって高画質化を実現するインクジェット記録装置、インクジェット記録装置におけるノズル駆動制御方法を提供することを目的とする。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。そこで、上記の点に鑑み、本発明に係るインクジェット記録装置は、ノズル列を形成する複数のノズルを有する記録ヘッドを前記ノズル列と交差する方向に走査し、1ラスタにマルチパス記録モードによって記録するインクジェット記録装置であって、前記複数のノズルが隣接する複数のノズルごとのグループに分け、各グループから選択された1つずつのノズルがブロックとしてまとめられ、各グループにおいて複数のブロック間でノズルの駆動タイミングを異ならせるようにノズルの駆動を制御する駆動制御手段と、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに、前記駆動制御手段によるノズルの駆動順序を決定する決定手段とを備え、前記決定手段は、前記1ラスタにおいて記録ドット間が最も均等に記録されるように、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに複数のブロック間でのノズルの駆動順序を決定することを特徴とする。
本発明によると、マルチパス記録モードにおける記録ヘッドのノズル駆動順序を最適に設定することによって高画質化を実現することができる。
本実施例で用いる記録ヘッドの構成を模式的に示す図である。 ブロック駆動タイミングBtのタイミングチャートの一例を示す図である。 図2に従って記録した時のインクドットの形成状態を示す図である。 ブロック駆動タイミングBtのタイミングチャートの他の例を示す図である。 4回の走査でのマルチパス記録を行うモードを説明する図である。 ノズルのブロック組み合わせを示す図である。 4回の走査で使用するマスクパターンを示す図である。 4回の走査で設定されるブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示す図である。 隣接する画素間のブロック駆動タイミングBtの間隔を示す図である。 実施例1におけるノズルのブロック組み合わせを示す図である。 1画素に4回の走査全てでドットを配置した場合を示す図である。 6パスのマルチパス記録を説明する図である。 実施例2におけるノズルのブロック組み合わせを示す図である。 6回の走査で使用するマスクパターンを示す図である。 各ラスタに対する6回の走査でのブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示す図である。 6パスのマルチパス記録を説明する図である。 実施例3におけるノズルのブロック組み合わせを示す図である。 各ラスタに対する6回の走査でのブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示す図である。 インクジェット記録装置の全体構成を示す図である。 インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳しく説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
<インクジェット記録装置の説明>
図19は、本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
図1に示すように、インクジェット記録装置(以下、記録装置100という)は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド103を搭載したキャリッジ102にキャリッジモータM1によって発生する駆動力を伝達機構104より伝え、キャリッジ102を矢印A方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Pを給紙機構105を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド103から記録媒体Pにインクを吐出することで記録を行なう。
また、記録ヘッド103の状態を良好に維持するためにキャリッジ102を回復装置110の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド103の吐出回復処理を行う。
記録装置100のキャリッジ102には記録ヘッド103を搭載するのみならず、記録ヘッド103に供給するインクを貯留するインクカートリッジ106を装着する。インクカートリッジ106はキャリッジ102に対して着脱自在になっている。
図19に示した記録装置100はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ102にはマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクを夫々、収容した4つのインクカートリッジを搭載している。これら4つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
さて、キャリッジ102と記録ヘッド103とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド103は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施例の記録ヘッド103は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
図19に示されているように、キャリッジ102はキャリッジモータM1の駆動力を伝達する伝達機構104の駆動ベルト107の一部に連結されており、ガイドシャフト113に沿って矢印A方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ102は、キャリッジモータM1の正転及び逆転によってガイドシャフト113に沿って往復移動する。また、キャリッジ102の移動方向(矢印A方向、本実施例におけるノズル列と交差する方向)に沿ってキャリッジ102の絶対位置を示すためのスケール108が備えられている。この実施例では、スケール108は透明なPETフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ109に固着され、他方は板バネ(不図示)で支持されている。
また、記録装置100には、記録ヘッド103の吐出口(不図示)が形成された吐出口面に対向してプラテン(不図示)が設けられており、キャリッジモータM1の駆動力によって記録ヘッド103を搭載したキャリッジ102が往復移動されると同時に、記録ヘッド103に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Pの全幅にわたって記録が行われる。
さらに、図19において、114は記録媒体Pを搬送するために搬送モータM2によって駆動される搬送ローラ、115はバネ(不図示)により記録媒体Pを搬送ローラ114に当接するピンチローラ、116はピンチローラ115を回転自在に支持するピンチローラホルダ、117は搬送ローラ114の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア117に中間ギア(不図示)を介して伝達された搬送モータM2の回転により、搬送ローラ114が駆動される。
またさらに、120は記録ヘッド103によって画像が形成された記録媒体Pを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータM2の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ120は記録媒体Pをバネ(不図示)により圧接する拍車ローラ(不図示)により当接する。122は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。
またさらに、記録装置100には、図19に示されているように、記録ヘッド103を搭載するキャリッジ102の記録動作のための往復運動の範囲外(記録領域外)の所望位置(例えば、ホームポジションに対応する位置)に、記録ヘッド103の吐出不良を回復するための回復装置110が配設されている。
回復装置110は、記録ヘッド103の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構111と記録ヘッド103の吐出口面をクリーニングするワイピング機構112を備えており、キャッピング機構111による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引構成(吸引ポンプ等)により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド103のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
また、非記録動作時等には、記録ヘッド103の吐出口面をキャッピング機構111によるキャッピングすることによって、記録ヘッド103を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構112はキャッピング機構111の近傍に配され、記録ヘッド103の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。
これらキャッピング機構111及びワイピング機構112により、記録ヘッド103のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。
<インクジェット記録装置の制御構成>
図20は、図19に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
図20に示すように、制御部1は、MPU601、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したROM602、キャリッジモータM1の制御、搬送モータM2の制御、及び、記録ヘッド103の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路(ASIC)603、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたRAM604、MPU601、ASIC603、RAM604を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス605、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してA/D変換し、デジタル信号をMPU601に供給するA/D変換器606などで構成される。以下の実施例における処理の手順等も制御部1によって実行される。
また、図20において、610は画像データの供給源となるコンピュータ(或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど)でありホスト装置と総称される。ホスト装置610と記録装置100との間ではインタフェース(I/F)611を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
さらに、620はスイッチ群であり、電源スイッチ621、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ622、及び記録ヘッド103のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理(回復処理)の起動を指示するための回復スイッチ623など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。630はホームポジションhを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ631、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ632等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
さらに、640はキャリッジ102を矢印A方向に往復走査させるためのキャリッジモータM1を駆動させるキャリッジモータドライバ、642は記録媒体Pを搬送するための搬送モータM2を駆動させる搬送モータドライバである。
ASIC603は、記録ヘッド103による記録走査の際に、ROM602の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子(吐出ヒータ)の駆動データ(DATA)を転送する。
なお、図19に示す構成は、インクカートリッジ106と記録ヘッド103とが分離可能な構成であるが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジを構成しても良い。
以下の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する構成(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
加えて、記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
図1は、本実施例で用いる記録ヘッドの構成を模式的に示す図である。隣接する20個のノズルが、20種類の異なる駆動タイミングで駆動されて吐出を行うように構成されている。記録ヘッドの全ノズルに対しては20種類の駆動タイミングのいずれかが設定されている。同一駆動タイミングが設定された複数ノズル群をブロックと呼び、各ブロックが駆動されるタイミングをブロック駆動タイミングBtと呼ぶことにする。すなわち、全ノズルがブロック0からブロック19のいずれかのブロックに設定され、各ブロックはブロック駆動タイミングBt0からBt19のいずれかのタイミングで駆動される。即ち、ブロック間でのノズルの駆動順序が制御される(ノズル駆動制御)。少なくとも1駆動タイミングに対し2ノズル以上が同時駆動されるように構成されるため、ブロック数に対しノズル数が多くなることが一般的である。また、20個のブロックに設定するブロック駆動タイミングBtの順序を変更し、吐出順序を所望の順に変更することが可能である。
次に、ブロックとブロック駆動タイミングBtの関係について説明する。図2は、1200dpiの記録密度で記録する場合に、ブロック0からブロック19の20個の各ブロックが順次駆動する時のブロック番号とブロック駆動タイミングBtを示すタイミングチャートの一例を示したものである。ここで、カラムタイミングとは、1200dpiの記録密度で1画素ごとにインクを吐出させるための駆動信号である。また、ブロック数が20であるためブロック駆動タイミングBtは1カラムタイミング内に20個存在する。ブロックとブロック駆動タイミングBtは、ブロック0=Bt0、ブロック1=Bt1、・・・、ブロック19=Bt19となるよう設定してある。
図3は、この記録ヘッドを用いて図2で示した駆動タイミングに従って記録した時のインクドットの形成状態を模式的に示す図である。記録ヘッドが図3中の左から右へ移動しながら、各ノズルから各画素全てにインクを吐出した場合、インクドットは図3のように形成される。本実施例では、このようにインクドットが形成される位置を示す、網目状の図を記録マトリクスという。図3(b)では、各ブロック駆動タイミングBtで吐出される各インクドットの、記録ヘッドからの吐出位置を破線で示した。この記録マトリクスの間隔(ピッチ)は、縦、横とも1200dpiに対応する間隔(約21.2μm)である。また、カラムタイミングを1ずらすとは、インクドットの着弾位置を、1200dpiに対応する1ドット分の間隔(約21.2μm)ずらすことと等価である。図3から明らかなように、各ブロックのブロック駆動タイミングBtに従ってインクドットの着弾位置はブロック駆動タイミングBtの遅延時間に相当する分だけずれた位置に形成されている。
図4は、1200dpiの記録密度で記録する場合に、ブロック0からブロック19の20個の各ブロックが順次駆動する時のブロック番号とブロック駆動タイミングBtを示すタイミングチャートの他の一例を示したものである。図2と異なる点として、ブロック駆動タイミングBtは1カラムタイミング内に20個存在するが、各ブロック駆動タイミングBtは、1カラムタイミング内を20分割した間隔より小さい。このため、ブロック駆動タイミングBtは、1カラムタイミング内の前半に集中し、後半には駆動されないタイミング領域が存在している。このように、1カラム全体に対して駆動されない領域部分をブロックマージンと呼ぶ。図4では、このブロックマージンが後半に集中した場合を示しているが、1カラムタイミング内のどの領域にもマージンを持たせることが可能である。通常、プリンタは記録ヘッドの走査時に各カラムタイミングが増減しながら動作しており、ズレをもって記録が行われている。そのため、ブロックマージンを持たせることで全ての1カラムタイミング内に全てのブロック駆動タイミングが入るように設定することが可能になる。ブロックマージンの量についてはプリンタの移動走査精度等によるカラムタイミングの増減に応じて、マージンが最小となるよう最適に設定することが望ましい。
次に、本実施例のプリンタで実行されるマルチパス記録モードについて説明する。図5は、本実施例のプリンタで実行される記録モードのうち、一例としてパスマスクを用いて4回の走査でのマルチパス記録を行うモードを説明する図である。4回の走査で単位領域に記録すべき画像を完成する場合の、記録ヘッドや記録されたドットパターンなどを模式的に示している。図5において、P0001は記録ヘッドを示す。ここでは、図示および説明の簡略化のため、16個の吐出口(以下、ノズルともいう)を有するものとして表されている。ノズル列は、図のようにそれぞれ4つのノズルを含む第1〜第4の4つのノズル群に分割されて用いられる。P0002はマスクパターンを示し、各ノズルに対応して記録を許容するマスクの画素(記録許容画素)を黒塗りで示している。4つのノズル群に対応したマスクパターンは互いに補完の関係にあり、これら4つのパターンを重ね合わせると4×4の画素が総て記録許容画素となる。すなわち、4つのパターンを用いて4×4の領域の記録を完成するようになっている。
P0003〜P0006は、形成されるドットの配列パターンを示し、記録走査を重ねていくことによって画像が完成されていく様子を示したものである。これらのパターンに示すように、マルチパス記録では、それぞれの記録走査で、各ノズル群に対応したマスクパターンによって生成された2値の記録データ(ドットデータ)に基づいてドットを形成する。そして、記録走査が終了するごとに、記録媒体を図中矢印の方向にノズル群の幅分ずつ搬送する。このように、記録媒体の各ノズル群の幅に対応した領域は、4回の記録走査によってそれぞれの領域の画像が完成する。
次に、従来、マルチパス記録の各走査でノズルの駆動順を変更した場合に起こる画質劣化について説明する。従来、使用する記録ヘッドは、図1で説明した構成の記録ヘッドにおいてノズル数が64、全ノズルを駆動する場合のブロック数が4である。すなわち、ブロック周期Nbは4となる。マルチパス数Npとしては4パスで記録するモードを用いる。記録ヘッドのノズルの数との関係でフィード量Nfは16となる。このとき、パス数Np(=4)は、ブロック周期Nb(=4)と同一値となり、ブロック周期Nbはフィード量Nf(=16)の約数となっている。記録媒体上の領域Aに対して、第1走査から第4走査で記録ヘッドノズル群の第1グループから第4グループを用いて記録が行われる。すなわち、領域Aにおける1ラスタ方向の画素はヘッドノズル群の第1グループから第4グループの異なる4つのノズルから吐出されたドットにより形成される。
例えば、領域Aの先頭のラスタ0については記録に使用されるノズルはノズル48、ノズル32、ノズル16、ノズル0の4ノズルである。このとき、4つのノズルはいずれもブロックとしてブロック0に属している。これはブロック分割周期Nb(=4)がパス数(=4)で割り切れ、かつフィード量Nf(=16)がブロック周期Nb(=4)で割り切れるためである。同様に、ラスタ1については、ノズル49、ノズル33、ノズル17、ノズル1の4ノズルが使用され、4つのノズルはいずれもブロック1に属している。図6は、領域Aの先頭から8ラスタ分について使用されるノズルのブロック組み合わせを示したものである。他のラスタも全て同一ブロックに属するノズルが組み合わされている。また、先頭から4ラスタ分と、次の4ラスタ分については同一のブロックが繰り返されていることがわかる。
例えば、この8ラスタで使用される4つのノズルに対し、4回の走査とも、異なるブロック駆動タイミングBtを設定して記録した場合を考える。図7は、マルチパス記録の場合に4回の走査で使用するマスクのマスクパターンを示したものである。各パターンの黒塗りが記録許容画素すなわち吐出ドットをあらわし、白塗りが非許容画素を示している。説明をわかりやすくするため、4つのマスクパターンがいずれも規則的なパターンであるマスクを用いている。
図8(a)は、この8ラスタに対し、4回の走査で設定されるブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示している。また、図8(b)は、各ラスタを図8(a)の設定で駆動して全画素をインクドットで埋めるような画像(べた画像と呼ぶ)を記録した場合にインクドットが紙面上に形成される状態を模式的に示している。図8(a)で示すように、各ラスタについて4回の走査それぞれのブロック駆動タイミングBtは、それぞれ異なるように設定されている。前述のラスタ0とラスタ1を例にあげるとラスタ0は、1走査目をBt0、2走査目をBt1、3走査目をBt2、4走査目をBt1に設定している。また、ラスタ1は、1走査目をBt2、2走査目をBt3、3走査目をBt1、4走査目をBt0に設定している。図8(b)のように各走査において異なる駆動ブロックタイミングによりドットが記録されるためドット同士が重なる領域と重ならない領域が存在している。特にラスタ0、ラスタ1、ラスタ4、ラスタ5は、ドット同士が重ならないように形成されている。一方、ラスタ2、ラスタ3、ラスタ6、ラスタ7は、ドット同士が重なるように形成されている。
図9は、図8(a)で示したブロック駆動タイミングBtの組み合わせのときに、同一ラスタ内において隣接する画素間のブロック駆動タイミングBtの間隔を示したものである。例えばラスタ0は1走査目をBt0、2走査目をBt1、3走査目をBt2、4走査目をBt1に設定している。従って、画素間のブロック駆動タイミングBtの間隔はそれぞれ、1−2画素間が5(=Bt1−Bt0)、2−3画素間が5(=Bt2−Bt1)、3−4画素間が3(=Bt1−Bt2)、4−5画素間が3(=Bt0−Bt1)である。さらに、ラスタ1においては、画素間のブロック駆動タイミングBtの間隔が、1−2画素間が3(=Bt0−Bt1)、2−3画素間が6(=Bt2−Bt0)、3−4画素間が5(=Bt3−Bt2)、4−5画素間が2(=Bt1−Bt3)である。1画素内にブロック駆動タイミングBtが4つ存在するため隣接する画素間隔の平均値は4である。しかし、図9(b)に示すように、各画素の間隔はブロック駆動タイミングBtの違いによって異なる間隔となっている。また、ラスタごとにも、画素間の間隔がそれぞれ異なっている。
図8(b)のように、ドット同士が重なっている領域の近傍にでは、紙面上にインクの存在しない白抜け領域が発生し、この白抜け領域が走査方向である横方向に周期的に連続して繰り返し発生する。この白抜け領域の横方向の繰り返しが横スジ、またはムラとして視認される。このようなラスタ内でのドット間の間隔の違いと、ラスタ間でのドット間の間隔の違いにより、紙面上で微小なインク被覆状態の変化が発生することを実験により確認している。特に、インクドットの着弾位置がずれた場合には、紙面上でインクの被覆がされない白抜けた微小領域が走査方向である横方向に連続して起こることが非常に多く、このような連続した白抜けが横スジやバンドムラといった画質劣化を引き起こしてしまう。そこで、紙面上で微小なインク被覆状態の変化に着目し、複数のマルチパス記録において各走査におけるブロック駆動タイミングを最適に設定する方法を以下に詳細に説明する。本発明の実施例は、同一ラスタを記録する複数ノズルのブロック駆動タイミングについて少なくとも異なる駆動タイミングを設定することによりラスタ内での白抜けを低減するものである。そのため、少なくともマルチパス数がブロック数以下となる場合について駆動タイミングを設定する例をあげて詳細に説明する。
[実施例1]
本実施例は、マルチパス記録におけるパス数Npと、ブロック数より決定されるブロック周期Nbとの関係について、パス数Npがブロック周期Nbの約数となる場合について説明する。
使用する記録ヘッドは、図1で説明した構成でノズル数が640、全ノズルを駆動する場合のブロック数が20である。即ち、ブロック周期Nbは20となる。マルチパス数Npとしては従来例と同様に4パスで記録するモードを用いる。従って、フィード量Nfは160である。このとき、パス数Np(=4)は、ブロック周期Nb(=20)の約数となり、フィード量Nf(=160)はブロック分割周期の倍数となる。
マルチパス記録についても、従来例と同様に記録媒体上の領域Aに対して、第1走査から第4走査で記録ヘッドノズル群の第1グループから第4グループを用いて記録が行われる。このとき、領域Aの先頭のラスタ0については、記録に使用されるノズルは、ノズル480、ノズル320、ノズル160、ノズル0の4ノズルである。このとき、4つのノズルは、いずれもブロック0に属している。これは、ブロック分割周期Nb(=20)がパス数(=4)で割り切れ、かつフィード量Nf(=160)がブロック周期で割り切れるためである。同様に、ラスタ1については、ノズル481、ノズル321、ノズル161、ノズル1の4ノズルが使用され、4つのノズルはいずれブロック1に属している。図10は、領域Aの先頭から20ラスタ分について使用されるノズルのブロック組み合わせを示したものである。他のラスタについても、全て同一ブロックに属するノズルが組み合わされている。
次に、4回の走査で同一ラスタを記録するこれら4つのノズルのブロック駆動タイミングBtを設定する方法について説明する。本実施例では、各走査のブロック駆動タイミングBtが走査ごとに異なるよう設定する。このとき、4回の走査で使用する4つのブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、どの2つのブロック駆動タイミングのタイミング間隔も等しくなるように設定する。つまり、タイミング間隔が最大となるよう設定する。ここで、2つのブロック駆動タイミングBtのタイミング間隔をブロックタイミング間隔BLとしたとき、このBLが最大かつ等しくなるように設定する。
具体的には、4回の走査のブロックタイミング間隔BLをブロック分割周期Nb(=20)をパス数(=4)で割った値である5になるように、ブロック駆動タイミングBtを設定する。ラスタ0とラスタ1の記録を例にあげて示すと、ラスタ0について、1走査目をBt0、2走査目をBt5、3走査目をBt10、4走査目をBt15に設定する。また、ラスタ1について、1走査目をBt1、2走査目をBt6、3走査目をBt11、4走査目をBt16に設定して記録を行う。
図11(b)は、ラスタ0の任意の1画素に、4回の走査全てで記録ドットを配置した場合の状態を模式的に示した図である。通常、4回の走査全てで同一画素に記録ドットを配置することはないが、分かりやすさのために図を用いて説明する。図11(b)から明らかなように、ラスタ方向に対して記録ドットがずれて形成されるため、横方向に対しての白抜けが起こりにくい配置となる。同様に、全てのラスタについて上記の間隔になるよう設定する。図11(a)は、各ラスタに対する4回の走査でのブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示し、図11(b)は、図11(a)の設定で記録を行った場合に記録ドットが紙面上に形成された状態を示したものである。図11(b)で示すように、記録ドット同士の重なりが低減され紙面上にインクの存在しない白抜け領域や横スジが発生していないことがわかる。
ブロック駆動タイミングBtについて、4回の走査で使用される4つの組み合わせが前述のタイミング間隔BLを満たすものであれば、その順番は特に限定されるものではない。例えば、前述のラスタ0については、1走査目をBt0、2走査目をBt10、3走査目をBt5、4走査目をBt15に設定しても良いし、1走査目をBt5、2走査目をBt15、3走査目をBt0、4走査目をBt10に設定しても良い。さらに、各ラスタで使用するブロック駆動タイミングBtの組み合わせも前述のタイミング間隔BLを満たすものであれば、その順番は特に限定されるものではない。例えば、図11(a)でラスタ1とラスタ5を、ラスタ2とラスタ10とをそれぞれ入れ替えたものを設定しても良く、最適な組み合わせを用いることが可能である。
本実施例におけるブロック駆動タイミングBtの設定方法を一般化して説明する。ブロック周期Nbがパス数Npで割り切れる場合、Np回走査で使用するブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、任意の2つのブロック駆動タイミングBtより決定されるタイミング間隔BLは、次式(1)となる。
タイミング間隔BL = 分割周期Nb/パス数Np (BLは正の整数)・・・(1)
つまり、図9と図11から分かるように、分割周期Nbは、一つの記録ドットが駆動タイミングの制御に応じて記録可能な複数の位置についての1ラスタの方向の最大幅とし、その最大幅をパス数(走査数)で割った長さがタイミング間隔BLに相当している。
式(1)で求められたタイミング間隔BLとなるように、各走査のブロック駆動タイミングを設定する。上記関係を満たすように、各走査のブロック駆動タイミングを設定することで記録ドット同士が均等に配置されて重なりが低減され、紙面上にインクの存在しない白抜け領域の発生を防ぐことができる。その結果、ラスタ方向の横スジやバンドムラを低減できる。
[実施例2]
本実施例は、マルチパス記録におけるパス数Npと、ブロック数より決定されるブロック周期Nbの関係について、パス数Npがブロック周期Nbの約数とならない場合、かつブロック周期Nbがフィード量Nfの約数になっている場合について説明する。本実施例で使用する記録ヘッドは、図1で説明した構成の記録ヘッドにおいてノズル数が720、ブロック数が20でブロック周期Nbは20である。マルチパス数Npとして6パスで記録するモードを用いる。記録ヘッドのノズルの数との関係でフィード量Nfは120である。このとき、パス数Np(=6)は、ブロック周期Nb(=20)で割り切れないが、フィード量Nf(=120)はブロック周期Nb(=20)の倍数となる。
図12は、6パスのマルチパス記録を説明する図であり、記録ヘッドと記録媒体の関係を模式的に示している。6パス記録の場合、記録ヘッドの6回の走査によって記録媒体の所定の単位領域に記録すべき画像を完成させる。例えば、記録媒体上の領域Aに対して、第1走査から第6走査で記録ヘッドノズル群の第1グループから第6グループを用いて記録が行われる。このとき、各走査で記録が終了するごとに、記録媒体を図中矢印の方向にノズル群の幅である120画素ずつ搬送する。この動作を繰り返して画像の記録を完成させる。
このとき、領域Aの各ラスタ方向の画素はヘッドノズル群の第1グループから第6グループの異なる6つのノズルから吐出された記録ドットにより形成される。例えば、領域Aの先頭のラスタ0については記録に使用されるノズルはノズル600、ノズル480、ノズル360、ノズル240、ノズル120、ノズル0の6ノズルである。このとき、6つのノズルはいずれもブロックとしてブロック0に属している。これは、ブロック分割周期Nb(=20)がフィード量Nf(=120)の約数になっているためである。同様にラスタ1は、ノズル601、ノズル481、ノズル361、ノズル241、ノズル121、ノズル1の6ノズルが使用され、6つのノズルはいずれブロック1に属している。図13は、領域Aの先頭から20ラスタ分について使用されるノズルのブロック組み合わせを示したものである。他のラスタについても、全て同一ブロックに属する6つのノズルが組み合わされている。
図14は、6回の走査で記録に使用するマスクパターンを示したものである。各パターンの黒塗りが記録許容画素すなわち吐出ドットをあらわし、白塗りが非許容画素を示している。説明をわかりやすくするため、6つのマスクパターンがいずれも規則的なパターンであるマスクを用いている。次に、6回の走査で同一ラスタを記録するこれら6つのノズルのブロック駆動タイミングBtを設定する方法について説明する。本実施例では、各走査のブロック駆動タイミングBtが走査ごとに異なるよう設定する。このとき、6回の走査で使用する6つのブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、任意の2つのブロック駆動タイミングBtのタイミング間隔BLが最大となるように設定する。
具体的に、6回のラスタ方向の走査間ブロックタイミング間隔BLをブロック分割周期Nb(=20)をパス数(=6)で割ったときの商である3又はそれより1大きい値4のいずれかになるように、ブロック駆動タイミングBtを設定する。ラスタ0とラスタ1の記録を例にあげて示すと、ラスタ0について、1走査目をBt0、2走査目をBt3、3走査目をBt6、4走査目をBt10、5走査目をBt13、6走査目をBt16に設定する。また、ラスタ1について、1走査目をBt1、2走査目をBt4、3走査目をBt7、4走査目をBt11、5走査目をBt14、6走査目をBt17に設定して記録を行う。同様に、全てのラスタについて上記2種類のいずれかの間隔になるよう設定する。
図15(a)は、各ラスタに対する6回の走査でのブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示し、図15(b)は図15(a)の設定と図13で示したマスクパターンを用いて記録を行った場合に、記録ドットが紙面上に形成された状態を示したものである。図15(b)で示すように記録ドット同士の重なりが低減され、紙面上にインクの存在しない白抜け領域が発生していないことがわかる。ブロック駆動タイミングBtについて、6回の走査で使用される6つの組み合わせが前述のタイミング間隔BLを満たすものであれば、その順番は特に限定されるものではない。さらに、各ラスタで使用するブロック駆動タイミングBtの組み合わせも前述のタイミング間隔BLを満たすものであれば、その順番は特に限定されるものではない。いずれも最適な組み合わせを用いることが可能である。
本実施例におけるブロック駆動タイミングBtの設定方法を一般化して説明する。本実施例は、ブロック周期Nbがパス数Npで割り切れない場合且つNbとフィード量Nfのいずれか一方が他方の倍数となる場合、又は、NbがNpで割り切れない場合且つNpとNfのいずれか一方が他方の倍数となる場合である。それらいずれかの場合で、Np回の走査で使用するブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、任意の2つのブロック駆動タイミングBtより決定されるタイミング間隔BLが、次式(2)となる。
タイミング間隔BL = 分割周期Nb/パス数Np または、
タイミング間隔BL = (分割周期Nb/パス数Np)+1 ・・・(2)(BLは正の整数)
式(2)で求められたタイミング間隔BLとなるように各走査のブロック駆動タイミングを設定する。上記関係を満たすように各走査のブロック駆動タイミングすることで記録ドット同士の重なりが低減され、紙面上にインクの存在しない白抜け領域が発生を防ぐことができ、その結果、ラスタ方向の横スジやバンドムラを低減できる。
[実施例3]
本実施例は、マルチパス記録におけるパス数Npと、ブロック数より決定されるブロック周期Nbと、フィード量Nfとの関係について、パス数Npがブロック周期Nbの約数とならない場合且つNbがNfの約数にならない場合について説明する。
本実施例で使用する記録ヘッドは、図1で説明した構成の記録ヘッドにおいてノズル数が640、ブロック数が20で、ブロック周期Nbは20である。マルチパス数Npとして6パスで記録するモードを用いるとする。記録ヘッドの全ノズルのうち記録に使用するノズル数は624とする。従って、未使用のノズルが生じることになる。ノズルの数との関係でフィード量Nfは104とする。これは、640ノズルを6で割った106に近い値を選択した。このとき、パス数Np(=6)は、ブロック周期Nb(=20)で割り切れない。また、フィード量Nf(=104)も、ブロック周期Nb(=20)で割り切れない。
図16は、本実施例での6パスのマルチパス記録を説明する図であり、記録ヘッドと記録媒体の関係を模式的に示している。6パス記録方法は実施例2と同様であるが、前述のとおり記録に使用しないノズルが発生する。このため、6回の走査でノズル群の第1グループから第6グループを用いて記録を行う場合、領域Aの先頭のラスタ0において記録に使用されるノズルは、ノズル520、ノズル416、ノズル312、ノズル208、ノズル104、ノズル0の6ノズルである。6つのノズルについては、ノズル520はブロック0、ノズル416はブロック16、ノズル312はブロック12、ノズル208はブロック8、ノズル104はブロック4、ノズル0はブロック0に属している。ブロック分割周期Nb(=20)がフィード量Nf(=120)の約数になっていないため、走査ごとに異なったブロックに属したノズルが用いられる。しかしながら、1走査目と6走査目は同じブロックに属したノズルが用いられる。
同様に、ラスタ1において、ノズル521、ノズル417、ノズル313、ノズル209、ノズル105、ノズル1の6ノズルが使用される。その場合に、ノズル521はブロック1、ノズル417はブロック17、ノズル313はブロック13、ノズル209はブロック9、ノズル105はブロック5、ノズル1はブロック1に属している。
図17は、領域Aの先頭から20ラスタ分について使用されるノズルのブロック組み合わせを示したものである。上述のように、1走査目と6走査目とを除いて、異なったブロックに属する6つのノズルが組み合わされている。次に、6回の走査で同一ラスタを記録するこれら6つのノズルのブロック駆動タイミングBtを設定する方法について説明する。本実施例も、各走査のブロック駆動タイミングBtが走査ごとに異なるよう設定し、6つのブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、任意の2つのブロック駆動タイミングBtのタイミング間隔BLが広くなるように設定する。
実施例2と異なる点として、ブロック分割周期Nb(=20)がフィード量Nf(=120)の約数になっていないため、各走査間で異なるブロックに属したノズルが用いられている。しかしながら、1走査目と6走査目は、同じブロックに属したノズルが用いられている。ブロック数周期Nbとフィード量Nfの関係から、5走査に1回、ブロック周期とフィード量とが一致する場合が発生する。即ち、ブロック数周期Nb(=20)とフィード量Nf(=104)の最小公倍数である520の周期で同一ブロックに属するノズルが用いられるということになる。そこで、本実施例では、ラスタ方向の走査間ブロックタイミング間隔BLを、フィード量Nf(=104)をブロック周期Nb(=20)で割った剰余Nj(=4)と、ブロック周期Nb(=20)との最大公約数である4とする。さらに、同一ブロックに属するノズルが用いられる走査間については、BLの半分である値2を設定する。ラスタ0とラスタ1の記録を例にあげると、ラスタ0について、1走査目をBt0、2走査目をBt4、3走査目をBt8、4走査目をBt12、5走査目をBt16、6走査目をBt2に設定する。ラスタ1について、1走査目をBt1、2走査目をBt5、3走査目をBt9、4走査目をBt13、5走査目をBt17、6走査目をBt3に設定して記録を行う。同様に、全てのラスタについて上記2種類のいずれかの間隔になるように設定する。このように、フィードの結果、異なるブロックに属するノズルが用いられる場合でも、全てのラスタについて、記録ドット間を等しい間隔に設定することが可能となる。
図18(a)は、先頭の20ラスタに対する6回の走査でのブロック駆動タイミングBtの組み合わせを示している。また、図18(b)は、図18(a)の設定で図14で示したマスクパターンを用いて記録を行った場合に、記録ドットが紙面上に形成された状態を示したものである。図18(b)で示すように、記録ドット同士の重なりが低減され、紙面上にインクの存在しない白抜け領域が発生していないことがわかる。
ブロック駆動タイミングBtについて、6回の走査で使用される6つの組み合わせは実施例2と同様に、前述のタイミング間隔BLを満たすものであれば、その順番は特に限定されない。さらに、各ラスタで使用するブロック駆動タイミングBtの組み合わせも順番は特に限定されるものではなく、最適な組み合わせを用いることが可能である。
本実施形態におけるブロック駆動タイミングBtの設定方法を一般化して説明する。本実施例は、パス数Npがブロック周期Nbの約数とならない場合、且つ、Nbがフィード量Nfの約数にならない場合である。その場合に、Np回の走査で使用するNp個のブロック駆動タイミングBtをタイミングの早い順に並べたとき、任意の2つのブロック駆動タイミングBtのタイミング間隔BLを、次式(3)となるように設定する。
タイミング間隔BL = Njとブロック周期Nbの最大公約数 (Njは(フィード量Nf/ブロック周期Nb)の剰余)、または、
タイミング間隔BL=BL/2 ・・・(3)(BLは正の整数)
上記関係を満たすように各走査のブロック駆動タイミングを設定することで、記録ドット同士の重なりが低減され、紙面上にインクの存在しない白抜け領域の発生を防ぐ。その結果、ラスタ方向の横スジやバンドムラを低減できる。
以上、全ての実施例についてブロック駆動タイミングBtとして図2に示したタイミングチャートを適用した場合について示したが、ブロック駆動タイミングBtとしては図4で示したブロックマージンを持つようなタイミングチャートを適用しても良い。前述したように、実際のプリンタでは記録ヘッドの走査時に各カラムタイミングが増減するため、ズレをもって記録が行われている。そのため、ブロックマージンを持たせることで全ての1カラムタイミング内に全てのブロック駆動タイミングが入るように設定することが可能になる。実際にはブロックマージンがある場合とない場合とで、カラム内における記録ドット間隔のズレはほぼ等しくなるために同等の効果が得られる。
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (4)

  1. ノズル列を形成する複数のノズルを有する記録ヘッドを前記ノズル列と交差する方向に走査し、1ラスタにマルチパス記録モードによって記録するインクジェット記録装置であって、
    前記複数のノズルが隣接する複数のノズルごとのグループに分け、各グループから選択された1つずつのノズルがブロックとしてまとめられ、各グループにおいて複数のブロック間でノズルの駆動タイミングを異ならせるようにノズルの駆動を制御する駆動制御手段と、
    前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに、前記駆動制御手段によるノズルの駆動順序を決定する決定手段とを備え、
    前記決定手段は、前記1ラスタにおいて記録ドット間が最も均等に記録されるように、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに複数のブロック間でのノズルの駆動順序を決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記決定手段は、一つの記録ドットが前記駆動タイミングの制御に応じて記録可能な複数の位置に基づき、前記1ラスタにおいて記録ドット間が最も均等に記録されるように、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに複数のブロック間でのノズルの駆動順序を決定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。
  3. 前記決定手段は、前記1ラスタにおける前記記録ドット間を、前記一つの記録ドットが前記駆動タイミングの制御に応じて記録可能な複数の位置についての前記1ラスタの方向の最大幅を前記マルチパス記録モードの走査数で割った長さとするように、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに複数のブロック間でのノズルの駆動順序を決定することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
  4. ノズル列を形成する複数のノズルを有する記録ヘッドを前記ノズル列と交差する方向に走査し、1ラスタにマルチパス記録モードによって記録するインクジェット記録装置において実行されるノズル駆動制御方法であって、
    前記インクジェット記録装置の駆動制御手段が、前記複数のノズルが隣接する複数のノズルごとのグループに分け、各グループから選択された1つずつのノズルがブロックとしてまとめられ、各グループにおいて複数のブロック間でノズルの駆動タイミングを異ならせるようにノズルの駆動を制御する駆動制御工程と、
    前記インクジェット記録装置の決定手段が、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに、前記駆動制御工程におけるノズルの駆動順序を決定する決定工程とを備え、
    前記決定工程は、前記1ラスタにおいて記録ドット間が最も均等に記録されるように、前記マルチパス記録モードにおける各走査ごとに複数のブロック間でのノズルの駆動順序を決定することを特徴とするノズル駆動制御方法。
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