JP3520895B2 - インクジェット記録装置、及び記録方法 - Google Patents

インクジェット記録装置、及び記録方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オンデマンド型イ
ンクジェット記録ヘッドを用いたプリンタの画質を向上
させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】オンデマンド型インクジェット記録ヘッ
ドは、複数のノズル開口と、各ノズル開口に連通する圧
力発生室とを備え、印刷信号に対応して圧力発生室を膨
張、収縮させてインク滴を発生させるように構成されて
いる。
【0003】このインクジェット記録ヘッドを用いた記
録装置において中間調を表現する方式としては、一定サ
イズの記録ドットにより単位面積当りの記録ドット数を
制御して中間調を表現するドット密度制御方式や記録ド
ットのサイズを制御して中間調を表現するドット径制御
方式が多く用いられる。
【0004】ここでドット密度制御法に用いられる中間
調表現の2値化手法の代表的なもののひとつとして、組
織的ディザ法があるが、この方法は階調数がディザマト
リクスのサイズによって制限されるという問題がある。
即ち、階調数を多くするためにはマトリクスサイズを大
きくする必要があるが、マトリクスサイズを大きくする
と1つのマトリクスで構成される記録画像の1画素が大
きくなって解像力を損なうなどの問題がある。
【0005】さらに、2値化手法のもうひとつの代表的
なものとして、誤差拡散法などの条件付決定型ディザ法
がある。これは、前述した組織的ディザ法が、入力画素
に無関係なしきい値を用いて2値化する独立決定型ディ
ザ法であるのに対し、入力画素の周辺画素を考慮してし
きい値を変化させる方法である。この誤差拡散法に代表
される条件付決定型ディザ法は、階調性と解像力の両立
性が良く、また原画像が印刷画像の場合、記録画像にモ
アレパターンが発生することが極めて少ないなどの長所
がある。
【0006】しかし、その反面、記録画像の明部で粒状
性が目立ち易く、画質が低下するという問題があり、ま
た、この問題は、特に記録密度の低い記録画像において
顕著となる。
【0007】一方、後者のドット径制御方式は、一般
に、記録ドットのサイズを微妙に変更するための複雑な
制御が必要となる等の制約があるものの、中間調の表現
力を解像力を損なうことなく向上させることができる。
【0008】このドット径制御方式を用いた記録装置
が、特開平7−205417号公報に示されているよう
に、インクジェット記録ヘッドの記録媒体への記録走査
を少なくとも2回以上行い、各走査でドット径の大きさ
の異なるインク滴を吐出させ、中間調の記録を行う記録
装置が提案されている。
【0009】しかしながら、このような記録装置は、中
間調の記録を行うために同一の画素に対して少なくとも
2回以上の記録走査を行う必要があり、記録速度が低下
するという欠点がある。
【0010】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは高画質の印刷出
力を高速に行うことのできるインクジェット記録装置を
提供することである。また本発明の他の目的は、高画質
の印刷出力を高速に行うことのできる記録方法を提案す
ることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために本発明においては、複数のノズル開口が設けら
れたノズルプレートと、圧電振動子の伸縮により変形す
る振動板とにより形成された圧力発生室を備え、小ドッ
トと大ドットの大きさの異なる2種類のドットを形成す
るようにインク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッ
ドと、前記インクジェット記録ヘッドを被記録媒体に対
し主走査方向に移動させる機構と、被記録媒体を前記主
走査方向と異なる方向に移動させる機構を備えたインク
ジェット記録装置において、前記2種類のドットが、前
記被記録媒体上の主走査方向で相互に各ドットの一部
が重なるように、また副走査方向では重なりが生じず、
かつ前記2種類のドットの内、大きいドットが被記録媒
体上に市松状に位置するようにドットの形成位置を制御
して画素を形成するようにした。これにより、画素を構
成する大小のドットが重なったり、空隙を空けて印刷さ
れるなどのばらつきに起因する濃度のばらつきを防止
し、また副走査方向には重なりを生じないようにしてす
じの発生を防止する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のプリンタの一実
施例の印刷機構周辺の構造を示すものであって、図中符
号1は、キャリッジで、タイミングベルト2を介してパ
ルスモータ3に接続されていて、ガイド部材4に案内さ
れて記録用紙5の紙幅方向に往復動するように構成され
ている。
【0013】キャリッジ1には記録用紙5と対面する
面、この実施例では下面に後述するインクジェット式記
録ヘッド6が取り付けられている。インクジェット式記
録ヘッド6は、キャリッジ1の上部に搭載されているイ
ンクカートリッジ7からインクの補給を受けてキャリッ
ジ1の移動に合わせて記録用紙5にインク滴を吐出して
ドットを形成して、記録用紙5に画像や文字を印刷す
る。
【0014】8はキャッピング装置で、非印刷領域に設
けられていて、印字休止中に記録ヘッド6のノズル開口
を封止する一方、印刷動作中に行われるフラッシング動
作による記録ヘッド6からのインク滴を受けるものであ
る。
【0015】9はクリーニング手段で、キャッピング装
置8の近傍に設けられ、記録ヘッド6のノズルプレート
の表面をブレード等でワイピングして、ノズルプレート
表面のインクカスや紙粉を拭き取るように構成されてい
る。
【0016】10はパルスモータで、図示しない減速歯
車を介して記録用紙5をキャリッジ1の動作に合わせて
搬送するものである。
【0017】図2は、上述のインクジェット記録装置を
制御する制御装置の一実施例を示すもので、図中符号3
0は、制御手段で、ホストからの印刷指令信号や印刷デ
ータを受けて後述する駆動電圧発生回路31、駆動回路
32、キャリッジ駆動回路33、及び紙搬送駆動回路3
5を制御して印刷動作を実行させるものである。
【0018】駆動電圧発生回路31は、インクジェット
記録ヘッド6に対し、1印字周期の中で2種類の大きさ
の異なるインク滴を吐出させるための台形波状の駆動電
圧を生成するように構成されている。
【0019】駆動回路32は、印刷データに対応してイ
ンク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッド6のノズ
ルを駆動する圧電振動子21に駆動電圧発生回路31の
駆動電圧を選択的に印加するように構成されている。
【0020】図3は前述の駆動電圧発生回路31の一実
施例を示すもので、図中符号49a、49b、50a、
50bは、制御手段30から供給される一定幅のパルス
信号である。それぞれ49aは小ドット駆動の充電パル
ス、49bは大ドット駆動の充電パルス、50aは小ド
ットの放電パルス、50bは大ドットの放電パルスとな
っている。
【0021】トランジスタ52a、54aと抵抗56a
およびトランジスタ52b、54b抵抗56bのそれぞ
れが定電流充電回路を構成しており、トランジスタ51
a、51bが充電パルス49a、49bにより定電流充
電回路のオン/オフを制御している。
【0022】また、トランジスタ55a、58aと抵抗
57aおよびトランジスタ55b、58b抵抗57bの
それぞれが定電流放電回路を構成しており、充電パルス
50a、50bにより定電流放電回路のオン/オフを制
御している。
【0023】定電流充電回路からの電流はコンデンサ5
3に流れ込みコンデンサ53の端子電圧を上昇させ、定
電流放電回路によりコンデンサ53の電荷が引き抜かれ
コンデンサ53の端子電圧を下降させる。
【0024】トランジスタ59、60は電流バッファを
構成しており、コンデンサ53の端子電圧を駆動電圧出
力端子61へ出力する。
【0025】制御手段30から印字信号が発生すると、
小ドット駆動の充電信号49aがオンし、トランジスタ
52aがオンし駆動電圧がゼロ電位からVsだけ上昇す
る。次に小ドット駆動の充電信号がオフし、一定時間経
過後に小ドット駆動の放電信号50aがオンし、駆動電
圧がゼロ電位まで降下する。
【0026】この時小さな方のインク滴の吐出対象にな
っている圧電振動子に、後述する駆動回路32により駆
動電圧が印加され、小さなインク滴がノズル開口より吐
出される。
【0027】次に小ドット駆動の放電信号50aがオフ
して一定時間経過後に、大ドット駆動の充電信号49b
がオンし、駆動電圧がVlだけ上昇する。次に大ドット
駆動の充電信号49bがオフした後一定時間経過後に大
ドット駆動の放電信号50bがオンし、駆動電圧がゼロ
電位まで下降する。
【0028】この時大きな方のインク滴の吐出対象にな
っている圧電振動子に、後述する駆動回路32により駆
動電圧が印加され、大きなインク滴がノズル開口より吐
出される。以上で印字周期1サイクルの動作が完結す
る。
【0029】図4は、入力信号49a、49b、50
a、50bと駆動電圧出力端子61の電圧および駆動回
路32への印字データ転送の関係を示したもので、印字
信号が発生すると入力信号49a、49b、50a、5
0bが順次出力され、波高値がVsの小ドット駆動用と
波高値がVlの大ドット駆動用の2つの台形波状の電圧
が発生する。
【0030】駆動回路32への印字データ転送は印字信
号から次の印字信号までの1サイクルの中で2回の転送
が行われる。印字データ転送72aと72bのように印
字データ転送モードaと印字データ転送モードbによる
データ対により各画素に対する中間調画像を構成してい
る。
【0031】1回目の印字データ転送71b、72b、
73bは大ドット駆動用のデータが転送され、転送終了
後にラッチ信号が駆動回路32に出力され転送データが
確定する。2回目の印字データ転送72a、73aは次
の印字信号における小ドット駆動用のデータが転送さ
れ、ラッチ信号により転送データが確定する。
【0032】図5は本発明の一実施例での画像形成を示
す図である。大ドット、小ドットの1組によって1画素
を形成する。例えば行aでは1列目の小ドットと2列目
の大ドットの組によって1画素を形成している。各画素
は小ドットのみON、大ドットのみON、両ドットO
N、両ドットOFFにより計4段階の階調表現が可能に
なる。行a、行cは方向Rへの主走査で形成される画像
であるが、同一の主走査もしくは異なる主走査によるも
のである。行b、行dについては方向Lへの主走査で形
成される画像であるが、同一の主走査もしくは異なる主
走査によるものである。
【0033】方向Rへの主走査と方向Lへの主走査では
印字信号の発生位置を主走査最小ピッチの2分の1だけ
ずらしており、駆動電圧発生回路31の波形出力を小ド
ット駆動−大ドット駆動順のままで、大ドットが市松状
に配置される。
【0034】大ドットが市松状に配置されることにより
大ドットのみで記録される画像の中間調部分では副走査
方向にドットがつながりにくくなるため副走査方向のす
じが低減でき高画質な画像が得られる。
【0035】図6は記録のための主走査を全て単一の方
向に行った場合の画像形成を示す図である。 主走査方
向は矢印で示される方向Rと方向R‘に固定されてい
る。方向Rと方向R’では走査方向そのものは同一であ
るが、方向R‘については印字信号位置が方向Rの場合
の印字信号に対し主走査最小ピッチの2分の1だけ前方
にずれていることである。行a、行cについては方向R
の場合の主走査での記録であり、同一の主走査であって
もなくてもよい。また行b、行dについては方向R’の
場合の主走査での記録であり同一の主走査であってもな
くてもよい。ただし、印字信号位置が主走査最小ピッチ
の2分の1だけずれているため印字開始位置での駆動電
圧発生回路31で始めに出力される小ドット駆動波形で
印字可能な91b、91dのドットについてはあらかじ
めゼロデータを駆動回路32へ出力することにより記録
させないようにする。
【0036】このようにして主走査方向が同一の場合に
おいても大ドットが市松状に配置される。
【0037】図7は、同一の主走査方向のみで印字を行
う場合の印字信号、駆動電圧出力端子61の電圧および
駆動回路32への印字データ転送の関係を示したもの
で、方向Rモード時は図4で示した主走査が双方向の場
合と同様に、1印字信号周期内での印字データ転送が、
始めに大ドット駆動用の印字データを転送し、2回目の
データ転送が次の印字信号での小ドット駆動用の印字デ
ータ転送となって、印字信号間の小ドット駆動波形と大
ドット波形の組み合わせで1つの画素を形成するのに対
し、方向R‘モードでは1印字信号周期内での後半の大
ドット駆動波形と次の印字信号周期内の前半の小ドット
駆動波形の組み合わせで1つの画素を形成することで大
ドットが市松状に配置される。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
素を構成する大小のドットが重なったり、空隙を空けて
印刷されるなどのばらつきに起因する濃度のばらつきを
防止でき、また副走査方向には重なりを生じないように
してすじの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるインクジェット記録装置の
一実施例を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。
【図3】同上駆動電圧発生回路の一実施例を示す図であ
る。
【図4】同上駆動電圧発生回路の入力信号と出力波形を
および駆動回路への印字データ転送シーケンスを示す図
である。
【図5】本発明の一実施例による画像形成状態を示す図
である。
【図6】本発明の他の実施例による画像形成状態を示す
図である。
【図7】同上駆動電圧発生回路の出力波形と駆動回路へ
の印字データ転送シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
6 インクジェット記録ヘッド 8 キャッピング装置 9 クリーニング装置 21 圧電振動子

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズル開口が設けられたノズルプ
    レートと、圧電振動子の伸縮により変形する振動板とに
    より形成された圧力発生室を備え、小ドットと大ドット
    の大きさの異なる2種類のドットを形成するようにイン
    ク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドと、前記イ
    ンクジェット記録ヘッドを被記録媒体に対し主走査方向
    に移動させる機構と、被記録媒体を前記主走査方向と異
    なる方向に移動させる機構を備えたインクジェット記録
    装置において、前記2種類のドットが、前記被記録媒体
    上の主走査方向で相互に各ドットの一部が重なるよう
    に、また副走査方向では重なりが生じず、かつ前記2種
    類のドットの内、大きいドットが被記録媒体上に市松状
    に位置するようにドットの形成位置を制御して画素を形
    成するインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記小ドットを形成する小ドット駆動用
    信号と、前記大ドットを形成する大ドット駆動用信号と
    を1印字周期内に一定の順序で発生させる駆動回路を備
    え、前記副走査方向で隣接する前記圧電振動子のぞれぞ
    れには前記駆動回路からの駆動信号を1/2印字周期分
    ずれたタイミングでラッチして印加される請求項1に記
    載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 複数のノズル開口が設けられたノズルプ
    レートと、圧電振動子の伸縮により変形する振動板とに
    より形成された圧力発生室を備え、小ドットと大ドット
    の大きさの異なる2種類のドットを形成するようにイン
    ク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドと、前記イ
    ンクジェット記録ヘッドを被記録媒体に対し主走査方向
    に移動させる機構と、被記録媒体を前記主走査方向と異
    なる方向に移動させる機構を備えたインクジェット記録
    装置による記録方法において、前記2種類のドットが、
    前記被記録媒体上の主走査方向で相互に各ドットの一
    部が重なるように、また副走査方向では重なりが生じ
    ず、かつ前記2種類のドットの内、大きいドットが被記
    録媒体上に市松状に位置するようにドットの形成位置を
    制御して画素を形成することを特徴とする記録方法。
  4. 【請求項4】 前記小ドットと前記大ドットとを、それ
    ぞれ1/2印字周期分ずれたタイミングで形成すること
    を特徴とする請求項3に記載の記録方法。
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