JP3603821B2 - Ink jet recording apparatus and driving method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置及びその駆動方法に関し、特に、複数のノズル列を備えた記録ヘッドを有するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置(以下、単に記録装置と称する。)には、カラー記録や高速記録等のためノズル列を複数備えた記録ヘッドを有するものがある。
【0003】
この記録ヘッドは、駆動信号の駆動電圧値に応じて吐出されるインク滴の量が増減し、画像の濃淡が設計上の標準値からずれてしまうので、最適な駆動電圧値を設定することが重要である。このため、従来は、各ノズル列毎のインク滴量を取得し、取得したインク滴量の平均値が目標値となるように駆動信号の駆動電圧値を設定している。
【0004】
例えば、合計7列のノズル列を有する記録ヘッドを用いて目標値としての8.0pL(ピコリットル,以下同様)のインク滴を吐出させる場合、1列目のノズル列についてのインク滴量a1、2列目のノズル列についてのインク滴量a2、…、7列目のノズル列についてのインク滴量a7を取得し、インク滴量a1からa7までの合計を7で割った値が8.0pLとなるように駆動電圧値を設定している。
【0005】
また、記録ヘッドから吐出されるインク滴の量はノズル列毎にばらつく傾向があるので、インク量のばらつきをノズル列毎に示す識別情報を各ノズル列に付与している。
【0006】
そして、設定された駆動電圧値の駆動信号を記録ヘッドの圧力発生素子(例えば、圧電振動子)に供給してインク滴を吐出させると共に、上記の識別情報を参照して単位面積当たりのインク滴の吐出回数を増減している。これにより、画像濃度及び色バランスが調整された画像を記録している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、この種の記録装置には高画質化の要求が強く求められており、最少インク滴の量も例えば4〜2pLと極めて少量になっている。このような少量のインク滴は、ノズル列間における速度差が従来よりも大きくなるので、上記の調整方法をそのまま適用すると最低限必要な速度よりも低い速度で飛行するインク滴が生じ得ることが判った。
【0008】
この飛行速度の不足により、インク滴の着弾位置が正規の位置からずれてしまうことがあった。これは、この記録装置が記録ヘッドを主走査方向に移動させながらインク滴を吐出させる構成であり、飛行速度の不足によってインク滴の飛行軌跡が正規の軌跡からずれるためと考えられる。
そして、この着弾位置ずれにより、記録画像にざらつき感が生じたり線の湾曲が生じるなどの画質劣化が生じることが判った。また、インク滴が印刷記録媒体に着弾せずにミスト化する虞があることも判った。
【0009】
さらに、少量のインク滴においてはノズル列間におけるインク量のばらつきも大きくなるが、このインク量のばらつきが許容範囲を超えて大きくなると、インク量の少ない側のノズル列についてはベタを埋めることができず、白筋となってしまうことも判った。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、少量のインク滴を用いた記録の画質向上を図ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インク滴の吐出量と飛行速度との間には高い相関関係があってインク滴の吐出量を増減すると、その増減量に応じて飛行速度が変化することに着目してなされたものであり、インク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列とし、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の量が判定基準量以上となるように、駆動信号の駆動電圧値を設定するようにした。
なお、「判定基準量」とは、吐出されたインク滴が予定の飛行軌跡に沿って正常に印刷記録媒体へ着弾するために必要な速度が得られるインク量を意味する。
【0012】
即ち、請求項1に記載の発明は、ノズル開口を列設してなるノズル列を複数備え、圧力発生素子の作動によってノズル開口からインク滴を吐出可能な記録ヘッドと、圧力発生素子に供給される駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、記録ヘッドによるインク滴の吐出を制御する吐出制御手段とを有するインクジェット式記録装置において、
記録ヘッド単位での平均インク滴量が目標値となる第1駆動電圧値を設定し、
前記複数のノズル列の内、第1駆動電圧値を供給して得られたインク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列とし、
駆動信号発生手段は、基準ノズル列から吐出されるインク滴の量を判定基準量以上にすべく設定された第2駆動電圧値の駆動信号を発生することを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【0013】
請求項2に記載の発明は、前記記録ヘッドに、インク滴量に関するノズル列同士の比を示すインク量識別情報、及び、前記設定された第2駆動電圧値に起因する平均インク滴量の目標値からの差を示す平均インク量識別情報を付与したことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット式記録装置である。
【0014】
請求項3に記載の発明は、前記吐出制御手段は、インク量識別情報、及び、平均インク量識別情報に基づき、単位面積当たりのインク滴の吐出回数をノズル列毎に調整して画像濃度を補正する画像濃度補正手段を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェット式記録装置である。
【0015】
請求項4に記載の発明は、前記記録ヘッドには、圧力室内のインクの固有振動周期に基づいて定めたTcランクを付与し、該Tcランクを加味して第2駆動電圧値を設定したことを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0016】
請求項5に記載の発明は、インク滴量に応じて定まる複数の記録モードから1つの記録モードを選択する記録モード設定手段を備え、
前記インク量識別情報及び平均インク量識別情報を記録モード毎に用意し、画像濃度補正手段は、設定された記録モードに対応するインク量識別情報及び平均インク量識別情報によって調整を行うことを特徴とする請求項2から請求項4の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0017】
請求項6に記載の発明は、前記記録ヘッドは、各ノズル列単位でユニット化された圧力発生素子を備えることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0018】
請求項7に記載の発明は、前記圧力発生素子が圧電振動子であることを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0019】
請求項8に記載の発明は、ノズル開口を列設してなるノズル列を複数備え、圧力発生素子の作動によって任意のノズル開口からインク滴を吐出可能な記録ヘッドと、圧力発生素子に供給される駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段とを有するインクジェット式記録装置の駆動方法において、
記録ヘッド単位での平均インク滴量が目標値となる第1駆動電圧値を設定し、
前記複数のノズル列の内、第1駆動電圧値を供給して得られたインク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列とし、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の量を判定基準量以上にすべく設定された第2駆動電圧値の駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
前記第2駆動電圧値の駆動信号を記録ヘッドに供給することを特徴とするインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0020】
請求項9に記載の発明は、前記第2駆動電圧値の駆動信号によって吐出させたインク滴の量に基づき、単位面積当たりのインク滴の吐出回数をノズル列毎に調整して画像濃度を補正することを特徴とする請求項8に記載のインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、インクジェット式記録へッド(以下、記録ヘッドという。)の構造について説明する。図1に示すように、例示した記録ヘッド1は、複数の圧電振動子2…からなる振動子群3、固定板4、及び、フレキシブルケーブル5等をユニット化した振動子ユニット6と、この振動子ユニット6を収納可能なケース7と、ケース7の先端面に接合される流路ユニット8とを備えている。
【0022】
ケース7は、先端と後端が共に開放した収納空部9を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部9内には振動子ユニット6が収納固定されている。即ち、振動子ユニット6は、圧電振動子2の櫛歯状先端(即ち、先端面部)を先端側開口に臨ませた状態で、固定板4が収納空部9の壁面に接着されている。
【0023】
圧電振動子2は、本発明の圧力発生素子の一種であり、縦方向に細長い櫛歯状をしている。例えば、30μm〜100μm程度の極めて細い幅のニードル状に切り分けられている。この圧電振動子2は、圧電体10と内部電極11とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子2であって、電界方向に直交する縦方向に伸縮可能(即ち長手方向に振動可能)な縦振動モードの圧電振動子2である。そして、各圧電振動子2…は、基端側部分が固定板4上に接合されており、圧電振動子2の自由端部を固定板4の縁よりも外側に突出させた片持ち梁の状態で取り付けられている。
【0024】
この振動子群3は、例えば、圧電体層と内部電極層とを交互に積層した一枚の圧電板を固定板4に接合した後、ワイヤーソー等の切断具によって櫛歯状に切り分けることで作製される。このように、振動子群3は同一の圧電板から切り出されてユニット化されているので、各圧電振動子2…の伸縮特性を高いレベルで揃えることができる。
【0025】
また、各圧電振動子2…の先端面部は、流路ユニット8の所定部位である島部12に当接固定されており、フレキシブルケーブル5は、固定板4とは反対側となる振動子の基端部側面で、各圧電振動子2…と電気的に接続されている。
【0026】
流路ユニット8は、図2に示すように、流路形成基板15を間に挟んでノズルプレート16を流路形成基板15の一面側に配置し、弾性板17をノズルプレート16とは反対側となる他面側に配置して積層することで構成されている。
【0027】
ノズルプレート16は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口18…を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、180dpiのピッチで96個のノズル開口18…を列設し、これらのノズル開口18…によってノズル列を構成する。そして、図3に示すように、ノズル列19を、吐出可能なインクの種類(例えば色)に対応させて複数列形成する。
【0028】
本実施形態では、左端に位置する第1ノズル列19Aから右端に位置する第7ノズル列19Gまでの合計7列のノズル列を横並びに形成しており、各ノズル列19A〜19Gから異なる色のインクを吐出可能に構成している。
【0029】
例えば、第1ノズル列19Aからはダークイエローインクを、第2ノズル列19Bからはブラックインクを、第3ノズル列19Cからはシアンインクを、それぞれ吐出可能に構成している。また、第4ノズル列19Dからはライトシアンインクを、第5ノズル列19Eからはマゼンタインクを、第6ノズル列19Fからはライトマゼンタインクを、第7ノズル列19Gからはイエローインクを、それぞれ吐出可能に構成している。
そして、本実施形態では、これらの各ノズル列19A〜19G毎に上記の振動子ユニット6を設けている。即ち、この記録ヘッド1は、7個の振動子ユニット6…を備えている。
【0030】
流路形成基板15は、ノズルプレート16の各ノズル開口18…に対応させて圧力室20となる空部を形成するとともに、インク供給口21および共通インク室22となる空部を形成した板状の部材であり、例えばシリコンウェハーをエッチング加工することにより形成されている。
【0031】
圧力室20は、ノズル開口18の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室であり、堰部で区画された偏平な凹室で構成されている。そして、この堰部により流路幅の狭い狭窄部の形で、インク供給口21が形成されている。また、圧力室20内における共通インク室22から最も離れた位置には、ノズル開口18と圧力室20とを連通するノズル連通口23を板厚方向に貫通させて設ける。
【0032】
弾性板17は、圧力室20の一方の開口面を封止するダイヤフラム部と、共通インク室22の一方の開口面を封止するコンプライアンス部とを兼ねており、ステンレス製の支持板24上にPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂フィルム25をラミネート加工した二重構造である。そして、ダイヤフラム部として機能する部分、すなわち圧力室20に対応した部分の支持板24を環状にエッチング加工して圧電振動子2の先端面部を当接固定するための島部12を形成し、また、コンプライアンス部として機能する部分、すなわち共通インク室22に対応する部分の支持板24をエッチング加工で除去して樹脂フィルム25だけにしている。
【0033】
上記の構成を有する記録ヘッド1では、圧電振動子2を放電して振動子長手方向(つまり、縦方向)に伸長させることにより、島部12がノズルプレート16側に押圧され、ダイヤフラム部を構成する樹脂フィルム25が変形して圧力室20が収縮する。また、圧電振動子2を充電して振動子長手方向に収縮させると、樹脂フィルム25の弾性により圧力室20が膨張する。そして、圧力室20の膨張や収縮を制御することにより、圧力室20内のインク圧力が変動してノズル開口18からインク滴が吐出される。
【0034】
しかし、この記録ヘッド1では、部品の寸法精度や組立精度等に応じてインク滴の吐出特性(インク滴の量や飛行速度等)にばらつきが生じる。即ち、同じ条件でインク滴を吐出させてもインク滴の吐出特性が記録ヘッド1毎に相違してしまう。特に、本実施形態のように、ノズル列19毎に異なる振動子ユニット6を有する構成では、振動子ユニット6の特性差(個体差)の影響を受けてしまうので、インク滴の吐出特性はノズル列19毎にばらつく傾向がある。
なお、この吐出特性のばらつきを低減するために、部品の寸法精度や組立精度を向上させることが考えられるが、記録ヘッドの各部は極めて微細な形状なので、寸法精度や組立精度の向上で対応することは現実的でない。
【0035】
そして、インク滴の飛行速度に関し、飛行速度が必要速度、即ち、吐出されたインク滴が予定の飛行軌跡に沿って正常に印刷記録媒体へ着弾するために必要な速度以上であれば問題はないが、この必要速度よりも遅いと着弾位置ずれ等の問題が生じる可能性がある。即ち、この種のプリンタでは、記録ヘッド1を主走査方向に移動させながらインク滴を吐出させている関係で、インク滴の飛行速度が必要速度よりも低くなると空気の粘性抵抗などによってインク滴が正規の飛行軌跡からずれてしまう。これにより、ざらつき感が生じるなど記録画像の画質低下の一因となっている。
【0036】
特に、2pLなど極く少量のインク滴を吐出させた場合には、圧電振動子2の変位量ばらつきが増幅されて飛行速度のばらつきとなる上、空気の粘性抵抗の影響をより大きく受けるので、着弾位置のずれ量も大きくなって画質低下が顕著になる。さらに、インク滴が記録紙に着弾できずにミスト化してしまう虞もある。
【0037】
ところで、この記録ヘッド1では、同じ波形形状の駆動信号を用いた場合、駆動電圧値、つまり、駆動信号における最大電位から最低電位までの電位差に応じてインク滴の吐出量を変えることができる。この場合において、インク滴の吐出量と飛行速度との間には高い相関関係があり、インク滴の吐出量を増減すると、その増減量に応じて飛行速度が変化することが判った。
【0038】
本発明は、この点に着目し、インク滴の吐出量が最も少ないノズル列19を基準ノズル列として、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の量が判定基準量以上となるように、駆動信号の駆動電圧値を設定するようにした。ここで、「判定基準量」とは、上記の必要速度によって規定されるインク量であり、この必要速度以上の飛行速度が得られるインク量である。
【0039】
このようにすると、基準ノズル列から吐出されるインク滴に関し、必要な飛行速度が確保されるので、2pLのような極く少量のインク滴であっても所定の位置に確実に着弾させることができるし、ミスト化も防止できる。そして、基準ノズル列以外のノズル列19から吐出されたインク滴の量は少なくとも基準ノズル列と同じかそれ以上となり、飛行速度も基準ノズル列と同じかそれ以上になる。このため、記録ヘッド1全体でもインク滴の飛行速度は必要速度以上となる。これにより、インク滴の着弾位置精度を確保でき、ミスト化も防止できる。
【0040】
しかし、インク滴の吐出量が最も少ない基準ノズル列にあわせて駆動電圧値を設定したことから、駆動電圧値は個々の記録ヘッド1に応じて定められ、吐出されるインク滴の量(平均インク量)がばらついてしまう。
この吐出量の相違は画像の濃淡ばらつきを生じさせる原因となる。例えば、インク滴の吐出量に差がある2つの記録ヘッド1,1があった場合、インク滴の吐出量が多い方の記録ヘッド1で記録した画像は、吐出量が少ない方の記録ヘッド1で記録した画像よりも濃くなる。従って、これらの記録ヘッド1で同一印刷データの画像を記録すると、画像の濃淡に違いが生じてしまう。
【0041】
また、上記したようにインク滴の吐出量は、1つの記録ヘッド1であってもノズル列毎にばらついてしまう。
そして、ノズル列同士の間の吐出量のばらつきは、画像の色相に影響を与える。即ち、各ノズル列19の条件を同一に揃えて記録を行うと、吐出量がその記録ヘッド1における平均吐出量よりも多いノズル列19の色が濃くなり、平均吐出量よりも少ないノズル列19の色が淡くなる。例えば、マゼンタ列のインク量が平均吐出量よりも多い場合には、記録画像が標準画像よりも赤みを帯びてしまう。
【0042】
このような記録ヘッド1毎のばらつきやノズル列19毎のばらつきを補正するため、インク滴量のノズル列毎の相対的な比を示すカラーアジャストID(本発明のインク量識別情報に相当)と、設定された駆動電圧値で駆動したことによる平均インク滴量の目標値からの差を示すオフセットID(本発明の平均インク量識別情報に相当)とを記録ヘッド1に付与する。
そして、この記録ヘッド1をプリンタに組み込んだ際に、これらのカラーアジャストIDとオフセットIDを用いて単位面積あたりのインク量、即ち、インク滴の吐出回数を増減し、画像濃度及び色相(カラーバランス)を設計通りに合わせる。
【0043】
以下、駆動信号の駆動電圧値、カラーアジャストID、オフセットIDの設定手順について、図4及び図5のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、これらの駆動電圧値、カラーアジャストID、及び、オフセットIDは、例えば、組立が終了した記録ヘッド1に対する検査工程で設定される。
【0044】
これらの電圧値やIDを設定するにあたり、まずその記録ヘッド1のTcランクを定める(S1)。この「Tcランク」は、固有振動周期Tcに基づいて定めたランクであり、本実施形態では固有振動周期Tcが標準的な「ランク0」,標準よりも短い「ランク1」,標準よりも長い「ランク2」の3段階のランクからなる。ここで、固有振動周期Tcは、圧力室20とノズル連通口23とからなる一連の空部(広義の圧力室であり、本発明における圧力室である。)内のインク中を往復する圧力振動の周期である。
【0045】
Tcランクを測定するのは、固有振動周期Tcとインク滴の飛行速度との間には高い相関関係があり、インク滴の吐出量が等しくてもインク滴の飛行速度が固有振動周期Tcによって変動することによる。そして、固有振動周期Tcによってインク滴の飛行速度が変動するということは、上記した判定基準量が固有振動周期Tcに応じて変わることを意味する。このため、Tcランクを加味して駆動電圧値を設定すると、その記録ヘッド1の特性を反映した適切な設定ができる。
【0046】
例えば、図6に示すように、インク滴の吐出量を目標値(例えば2.0pL)に調整した場合、固有振動周期Tcが短いTcランク1の記録ヘッド1ではインク滴の平均飛行速度Vmが必要速度よりも十分速く、固有振動周期Tcが長いTcランク2の記録ヘッド1では平均飛行速度Vmが必要速度と同程度か少し速い程度となる。さらに、固有振動周期Tcが標準的なTcランク0の記録ヘッド1では平均飛行速度VmがTcランク1とTcランク2のほぼ中間となる。
【0047】
この図6から、Tcランク1に分類された記録ヘッド1は、平均飛行速度Vmが必要速度Vm0よりも十分速いので、基準ノズル列の偏差が大きくても、つまり、基準ノズル列の飛行速度が平均飛行速度よりも低速側に大きくばらついていたとしても、基準ノズル列からのインク滴の飛行速度Vmは必要速度Vm0よりも速い。このため、Tcランク1の記録ヘッド1は、インク滴量の目標値に基づいて定めた仮の駆動電圧値Vh´(後述する)で駆動しても、言い換えれば、上記の判定基準値による調整を行わなくても、必要十分な飛行速度Vmが得られることが判る。
【0048】
また、Tcランク0に分類された記録ヘッド1については、平均飛行速度Vmは必要速度Vm0に対して少し高い程度である。しかし、基準ノズル列の偏差が大きかった場合には、基準ノズル列からのインク滴の飛行速度が必要速度よりも遅くなってしまう可能性がある。このため、Tcランク0の記録ヘッド1に対する判定基準量は、基準ノズル列の偏差が大きかった場合に仮の駆動電圧値Vh´に対する駆動電圧値の調整が行われるように定める。
例えば、判定基準量をインク滴量の目標値に対して10%少ない量に設定し、基準ノズル列のインク滴量がこの判定基準量よりも少なかった場合に、仮の駆動電圧値Vh´を+側に補正して正規の駆動電圧値Vhとし、判定基準量以上のインク滴量が吐出されるようにする。
【0049】
また、Tcランク2に分類された記録ヘッド1は、平均飛行速度Vmが必要速度Vm0と同程度であるので、平均飛行速度Vmよりも飛行速度が低いノズル列19は、インク滴の飛行速度が必要速度Vm0よりも遅くなってしまう可能性がある。このため、Tcランク2の記録ヘッド1に対する判定基準量は、基準ノズル列の偏差に拘わらず、仮の駆動電圧値Vh´に対する駆動電圧値の調整が行われるように定める。
例えば、判定基準量をインク滴量の目標値に設定し、基準ノズル列のインク滴量がこの目標値以上になるように仮の駆動電圧値Vh´を+側に補正して正規の駆動電圧値Vhとし、全ノズル列19から判定基準量以上のインク滴量が吐出されるようにする。
【0050】
次に、Tcランクの測定方法について説明する。
【0051】
図7に示すように、Tcランクの測定は、評価パルス発生回路30と電子天秤31とを用いて行う。本実施形態では、評価パルス発生回路30と記録ヘッド1とを電気的に接続し、評価パルス発生回路30が発生した評価パルスTP1を圧電振動子2に供給して記録ヘッド1からインク滴を吐出させる。そして、吐出されたインク滴の重量を電子天秤31によって測定し、測定されたインク重量に基づいて固有振動周期Tcを定める。
【0052】
評価パルス発生回路30は、例えば、図8に示す評価パルスTP1を発生する。この評価パルスTP1は、中間電位VMから最大電位VHまで一定勾配で電位を上昇させる励振要素P1と、励振要素P1に続いて発生されて最大電位VHを維持する第1ホールド要素P2と、第1ホールド要素P2に続いて発生されて最大電位VHから最低電位VLまで一定勾配で電位を下降させることでノズル開口18からインク滴を吐出させる吐出要素P3と、吐出要素P3に続いて発生されて最低電位VLを維持する第2ホールド要素P4と、最低電位VLから中間電位VMまで一定勾配で電位を上昇させる制振要素P5とから構成される。
【0053】
上記の第1ホールド要素P2は、吐出要素P3の供給開始タイミング、言い換えれば励振要素P1の終端から吐出要素P3の始端までの時間を規定する要素であり、インク重量を測定するにあたって複数種類の発生時間Pwh1(供給時間)が設定される。即ち、第1ホールド要素P2の発生時間Pwh1が異なる複数種類の評価パルスTP1が用いられ、インク量の測定が複数回行われる。
【0054】
本実施形態では、発生時間Pwh1を基準となる第1標準時間に設定した第1評価パルスと、発生時間Pwh1を第1標準時間よりも短い第2標準時間に設定した第2評価パルスと、発生時間Pwh1を第1標準時間よりも長い第3標準時間に設定した第3評価パルスとを用い、インク量の測定を3回行う。
【0055】
そして、上記の第1標準時間は、組み立て後の記録ヘッド11が設計値通りの固有振動周期Tcを有していた場合において、最も吐出インク量が少なくなる時間に設定される。即ち、発生時間Pwh1は、励振要素P1の発生時間との和が、固有振動周期Tcの設計値に揃うように設定される。また、第2標準時間は、第1標準時間よりも所定時間短い時間に設定され、第3標準時間は、第1標準時間よりも所定時間長い時間に設定される。
【0056】
具体例を挙げると、固有振動周期Tcの設計値が約8.4μs(マイクロ秒)であり、励振要素P1の発生時間が4.2μsであった場合には、図10に示すように、発生時間Pwh1の第1標準時間(M)は4.2μsとなり、第2標準時間(S)が第1標準時間よりも0.8μs短い3.4μsとなり、第3標準時間(L)が第1標準時間よりも0.8μs長い5.0μsとなる。
【0057】
そして、インク重量を測定するにあたり、上記の如く定めた3種類の評価パルスTP1を圧電振動子2に供給する。これらの評価パルスTP1が圧電振動子2に供給されると、まず、励振要素P1の供給に伴って圧力室20が膨張し、圧力室20内のインクに圧力振動が励起される。続いて、圧力室20の膨張状態が第1ホールド要素P2の供給時間Pwh1に亘って維持され、吐出要素P3の供給に伴って圧力室20が収縮し、ノズル開口18からインク滴が吐出される。この吐出されたインク滴を捕集し、電子天秤31を用いて各評価パルス毎の捕集量(重量)を測定する。
【0058】
このとき、インク滴の吐出量は各評価パルス毎に相違する。例えば、組み立て後の記録ヘッド1が設計値通りの固有振動周期Tcであった場合に第1評価パルスを用いると、図9中に符号Mで示すタイミングで吐出要素P3が供給されることになる。この場合、吐出要素P3によるインクの加圧力が、励振要素P1によって励起されたインクの圧力振動によって相殺されるので、インク滴の吐出量は最も少なくなる。また、第2評価パルスを用いると図9中に符号Sで示すタイミングで吐出要素P3が供給され、第3評価パルスを用いると図9中に符号Lで示すタイミングで吐出要素P3が供給される。これらの場合は、第1評価パルスを用いた場合よりも効率よくインクを加圧できるので、インク量は第1評価パルスよりも増える。
【0059】
また、組み立て後の記録ヘッド1が設計値よりも短い固有振動周期Tcを有していた場合には、図9中に破線で示すように、吐出インク量が最少となる第1ホールド要素P2の供給時間Pwh1は、固有振動周期Tcが設計値通りの記録ヘッド1の場合よりも短くなる。このため、インク量に関しては、第2評価パルスを用いた場合が最も少なくなり、第1評価パルスを用いた場合が2番目に少なくなり、第3評価パルスを用いた場合が最も多くなる。
【0060】
反対に、組み立て後の記録ヘッド1が設計値よりも長い固有振動周期Tcを有していた場合には、図9中に一点鎖線で示すように、吐出インク量が最少となる第1ホールド要素P2の供給時間Pwh1は、固有振動周期Tcが設計値通りの記録ヘッド1よりも長くなる。このため、インク量に関しては、第2評価パルスを用いた場合が最も多くなり、第1評価パルスを用いた場合が2番目に多くなり、第3評価パルスを用いた場合が最も少なくなる。
【0061】
各評価パルスTP毎のインク量を測定したならば、この測定結果に基づいてTcランクを設定する。即ち、図10及び図11に示すように、第1評価パルス(Pwh1=4.2μs)に対応するインク量Iw1と、第2評価パルス(Pwh1=3.4μs)に対応するインク量Iw2と、第3評価パルス(Pwh1=5.0μs)に対応するインク量Iw3との比較によってTcランクを設定する。
【0062】
これらのインク量Iw1,Iw2,Iw3を比較した時、インク量Iw1が最も少なく、インク量Iw2,Iw3がインク量Iw1よりも大きい関係を有する記録ヘッド1の場合(図10に丸印の線分で示す場合)には、組立後における記録ヘッド1の固有振動周期Tcは設計値通りであるので、Tcランク0に分類する。同様に、インク量Iw1,Iw2が略等しく、インク量Iw3がインク量Iw1よりも多い記録ヘッド1と、インク量Iw1,Iw3が略等しく、インク量Iw2がインク量Iw1よりも多い記録ヘッド1についてもTcランク0に分類する。
【0063】
また、インク量Iw2が最も少なく、インク量Iw1が2番目に少なく、インク量Iw3が最も大きい関係を有する記録ヘッド1の場合(図10に四角印の線分で示す場合)には、組立後における記録ヘッド1の固有振動周期Tcは設計値よりも短い。このため、当該記録ヘッド1はTcランク1に分類する。
【0064】
また、インク量Iw2が最も多く、インク量Iw1が2番目に多く、インク量Iw3が最も少ない関係を有する記録ヘッド1の場合(図10に×印の線分で示す場合)には、組立後における記録ヘッド1の固有振動周期Tcは設計値よりも長い。このため、当該記録ヘッド1はTcランク2に分類する。
【0065】
Tcランクを定めたならば、駆動信号における仮駆動電圧値Vh´(本発明の第1駆動電圧値に相当)を設定する(S2)。
【0066】
駆動信号における駆動電圧は、本実施形態では、図12(b)に示す小ドット駆動パルスDP1の最大電位VHから最低電位VLまでの電位差が該当する。そして、仮駆動電圧値Vh´は、この小ドット駆動パルスDP1を圧電振動子2に供給して得られたインク滴の吐出量、詳しくは、記録ヘッド1単位での平均インク滴量(1滴あたりの量)が、目標値である2.0pLとなるように定めた電圧値である。
【0067】
ここで、小ドット駆動パルスDP1について簡単に説明する。この小ドット駆動パルスDP1は、第1充電要素P11、第2充電要素P12、第1ホールド要素P13、第1放電要素P14、第2ホールド要素P15、第2放電要素P16、第3ホールド要素P17、及び、第3放電要素P18を順に接続した一連の信号として構成されている。
【0068】
そして、第1充電要素P11を圧電振動子2に供給することで圧力室20をメニスカス(ノズル開口18で露出しているインクの自由表面)を過度に振動させない程度にゆっくりと膨張させ、その後、第2充電要素P12を供給して圧力室20を最大容積まで急激に膨張させてメニスカスの中心部分を局所的に圧力室20側に引き込む。次に、第1ホールド要素P13の供給によって圧力室20の膨張状態を維持し、反動によってメニスカスの中心部分を吐出方向に向けて凸状に盛り上がらせる。続いて、第1放電要素P14を供給して圧力室20を急激に収縮し、インク柱を吐出方向に押し出す。その後は、第2ホールド要素P15、第2放電要素P16、第3ホールド要素P17、及び、第3放電要素P18を順に供給して圧力室20を段階的に収縮させる。その結果、インク柱の先端部分が本体からちぎれて吐出方向に飛行し、ノズル開口18からは2.0pL程度の極く少量のインク滴が吐出される。
【0069】
そして、この小ドット駆動パルスDP1でも、駆動電圧に応じて吐出されるインク滴の量が変化する。このため、仮駆動電圧値Vh´を設定するにあたっては、図12(a)に示すように、インク滴の吐出可能範囲における最低側の電圧値Vh1及びこの最低電圧値Vh1に対応するインク滴量と、最大側の電圧値Vh2で及びこの最大電圧値Vh2に対応するインク滴量とを用いて検量線を作成する。そして、この検量線を用いて仮駆動電圧値Vh´を設定する。即ち、作成した検量線から目標値である2.0pLに対応する電圧値を取得し、取得した電圧値を仮駆動電圧値Vh´とする。
【0070】
なお、この検量線を作成する際のインク滴量も、記録ヘッド1単位のインク滴量、即ち、全てのノズル開口18からインク滴を吐出させて得られた平均値を用いる。この平均値は、例えば、上記した電子天秤31を用いて捕集インク量を測定し、この捕集インク量をインク滴の吐出回数及び全ノズル開口の数で割ることによって算出する。
【0071】
仮駆動電圧値Vh´を設定したならば、この仮駆動電圧値Vh´でのインク滴の吐出量をノズル列19毎に測定する(S3)。
【0072】
このインク滴量の測定も電子天秤31を用いる等して行う。例えば、測定対象のノズル列19に属する全てのノズル開口18…から所定回数だけインク滴を吐出させて捕集インク量を測定し、この捕集インク量を吐出回数及び1列のノズル開口18の数(例えば96)で割ることにより、1滴当たりのインク量を取得する。
【0073】
ノズル列19毎のインク吐出量を測定したならば、カラーアジャストIDを設定する(S4)。
【0074】
このカラーアジャストIDは、上記したように、ノズル列19毎のインク滴量の相対的な比を示す情報であり、本発明のインク量識別情報に相当するものである。そして、このカラーアジャストIDは、ノズル列19毎のインク滴量に基づいて設定され、目標値となるインク量からの偏差を示す。本実施形態では、目標値との偏差が0%の場合を「50」とし、偏差が1%プラス側に増える毎に1ポイントずつ増やし、偏差が1%マイナス側に増える毎に1ポイントずつ減らしている。
【0075】
例えば、目標値のインク滴量が2.0pLであり、カラーアジャストIDの設定対象となるノズル列19のインク滴量も2.0pLであった場合には、インク滴量の目標値からの差はないので偏差は0%である。この場合、当該ノズル列19に対するカラーアジャストIDは「50」となる。
【0076】
また、カラーアジャストIDの設定対象となるノズル列19のインク滴量が1.9pLであった場合には、インク滴量の目標値からの差は0.1pLであり、目標値に対してマイナス側に5%ずれている。この場合、当該ノズル列19に対するカラーアジャストIDは50よりも5ポイント低い「45」となる。同様に、IDの設定対象となるノズル列19のインク滴量が1.8pLであった場合、インク滴量の差は0.2pL(−10%)であるので、カラーアジャストIDは「40」となる。
【0077】
なお、インク滴の量が目標値よりも多い場合も同様である。即ち、IDの設定対象となるノズル列19のインク滴量が2.1pLの場合にはインク滴量の差は0.1pL(+5%)であるのでカラーアジャストIDは「55」となり、インク滴量が2.2pLの場合にはインク滴量の差は0.2pL(+10%)であるのでカラーアジャストIDは「60」となる。
【0078】
図13(a)に例示する記録ヘッド1Aは、第1ノズル列19A,第4ノズル列19DのカラーアジャストIDが「45」であり、インク滴量が1.9pLであることを示している。そして、第2ノズル列19B,第5ノズル列19E,第6ノズル列19FのカラーアジャストIDは「50」であり、インク滴量が目標値と同じ2.0pLであることを示している。また、第3ノズル列19C,第7ノズル列19GのカラーアジャストIDは「55」であり、インク滴量が2.1pLであることを示している。
なお、この設定方法では、仮駆動電圧値Vh´を設定するにあたって記録ヘッド1単位での平均インク滴量を用いているので、各ノズル列19A〜19GのカラーアジャストIDを平均するとその値は「50」になる。
【0079】
また、図13(b)に例示する記録ヘッド1Bは、第1ノズル列19AのカラーアジャストIDが「35」(インク滴量=1.7pL)であり、第2ノズル列19BのカラーアジャストIDが「40」(インク滴量=1.8pL)であり、第3ノズル列19CのカラーアジャストIDが「55」(インク滴量=2.1pL)である。そして、第4ノズル列19D及び第7ノズル列19GのカラーアジャストIDが「60」(インク滴量=2.2pL)であり、第5ノズル列19E及び第6ノズル列19FのカラーアジャストIDが「50」(インク滴量=2.0pL)である。
【0080】
そして、記録ヘッド1Aと記録ヘッド1Bとを比較すると、記録ヘッド1Bは、記録ヘッド1Aよりも各ノズル列19A〜19G同士のばらつきが大きいことが判る。
【0081】
カラーアジャストIDを設定したならば、基準ノズル列を設定する(S5)。
【0082】
この基準ノズル列の設定はインク滴の吐出量に基づいて行われ、吐出量が最も少ないノズル列19を基準ノズル列とする。本実施形態では、上記したカラーアジャストIDがインク滴の吐出量の相対比を示しているので、最も小さいカラーアジャストIDが付与されたノズル列19を基準ノズル列にする。
例えば、図13(a)の記録ヘッドAでは、第1ノズル列19Aと第4ノズル列19DのIDが共に「45」であり、全ノズル列19A〜19Gの中で最も低い。このため、これらの第1ノズル列19Aと第4ノズル列19Dの一方を基準ノズル列に設定する。また、図13(b)の記録ヘッドBでは、第1ノズル列19AのIDが「35」であり、全ノズル列19A〜19Gの中で最も低い。このため、この第1ノズル列19Aを基準ノズル列に設定する。
【0083】
基準ノズル列を設定したならば、駆動電圧値Vh(記録に用いる電圧値/本発明の第2駆動電圧値に相当)及びオフセットIDを設定する(S6〜S11)。
【0084】
この場合、まず、設定されたTcランクを確認する(S6)。これは、図6で説明したように、設定されたTcランクに応じてインク滴の飛行速度が異なり、このTcランクに応じて判定基準値を変えているからである。
【0085】
このS6で測定対象の記録ヘッド1がTcランク1と判断された場合、S7に移行してオフセットIDとして「0」を設定し、駆動電圧値Vhとして仮駆動電圧値Vh´をそのまま設定する。
これは、インク滴の飛行速度に関し、Tcランク1の記録ヘッド1は、必要速度Vm0に対して十分なマージンがあるため、インク滴量の目標値(2.0pL)で設定した仮駆動電圧値Vh´を用いても、インク滴の飛行速度Vmが必要速度Vm0よりも低くなる可能性が少ないからである。
【0086】
また、S6で測定対象の記録ヘッド1がTcランク0と判断された場合には、S8に移行して基準ノズル列のカラーアジャストIDが「39」以下か否かを判断する。即ち、Tcランク0の記録ヘッド1は、上記したように、飛行速度について低速側に大きくばらついたノズル列19が存在すると、当該ノズル列19から吐出されたインク滴の飛行速度が必要速度Vm0よりも低くなってしまう可能性がある。そして、インク滴の吐出量と飛行速度とは高い相関関係があるので、インク滴量の最も少ない基準ノズル列に付与されたカラーアジャストIDに基づき、飛行速度が必要速度よりも低くなってしまうか否かを判断できる。
本実施形態では、基準ノズル列のインク滴量が目標値よりも11%以上少ないか否かで判断している。
【0087】
そして、基準ノズル列のカラーアジャストIDが「40」以上の場合、つまり、基準ノズル列からのインク滴量について目標値からの偏差がマイナス10%以内であった場合には、低速側に大きくばらついているノズル列19はないと判断する。このため、Tcランク1の場合と同様にS7に移行してオフセットIDとして「0」を設定し、駆動電圧値Vhとして仮駆動電圧値Vh´の値をそのまま設定する。
【0088】
一方、基準ノズル列のカラーアジャストIDが「39」以下の場合、つまり、基準ノズル列からのインク滴量について目標値からの偏差がマイナス11%以上であった場合には、S9に移行し、基準ノズル列のカラーアジャストIDが「40」になるようにオフセットIDと駆動電圧値Vhを設定する。これは、カラーアジャストIDが「40」以上であれば、インク滴の飛行速度Vmは必要速度Vm0以上になるという考え方に基づいている。
従って、このカラーアジャストID「40」が本発明の判定基準量に相当し、基準ノズル列からのインク滴量を1.8pL以上にすれば、必要速度Vm0が確保できることを意味する。
【0089】
これらのS8及びS9の処理を、図13の記録ヘッドAと記録ヘッドBを例に挙げて説明する。まず、記録ヘッドAに関しては、基準ノズル列(例えば、第1ノズル列19A)のカラーアジャストIDが「45」であるので、S8の処理で「39」以下ではないと判断され、S7の処理でオフセットID「0」が設定されると共に、仮駆動電圧値Vh´がそのまま駆動電圧値Vhとなる。
【0090】
一方、記録ヘッド1Bに関しては、基準ノズル列(第1ノズル列19A)のカラーアジャストIDが「35」であるので、S8の処理で「39」以下と判断されてS9の処理に移行する。そして、S9の処理では、基準ノズル列のカラーアジャストIDを「40」にするために必要なオフセット量「5」がオフセットIDとして設定される。即ち、判断基準値である「40」から基準ノズル列のカラーアジャストIDである「35」を引いた値「5」がオフセットIDとして設定される。
【0091】
また、駆動電圧値Vhは、オフセットIDで示されるインク滴の増量分に対応して設定される。ここで、オフセットID「5」とは、インク滴量の目標値から5%増やすことを意味する。本実施形態では、目標値が2.0pLであるので、その5%である0.1pLだけインク滴量を増やすことになる。従って、オフセットIDとして「5」が設定された場合には、図12(a)の検量線に基づき、2.1pLのインク滴量に対応する電圧値を駆動電圧値Vhとして設定する。
【0092】
なお、オフセットIDが「5」以外の場合にも、同様な考え方で駆動電圧を設定する。例えば、オフセットIDが「10」の場合には目標値から10%高い2.2pLに対応する電圧値を駆動電圧値Vhとして設定し、オフセットIDが「15」の場合には目標値から15%高い2.3pLに対応する電圧値を駆動電圧値Vhとして設定する。
【0093】
また、S6で測定対象の記録ヘッド1がTcランク2と判断された場合には、S10に移行し、基準ノズル列のカラーアジャストIDが「50」(本発明の判定基準量に相当)となるようにオフセットIDと駆動電圧を設定する。これは、Tcランク2のヘッドはインク滴の飛行速度Vmが必要速度Vm0に近く、平均よりもインク滴の飛行速度が遅いノズル列19は、インク滴の飛行速度が必要速度よりも遅くなってしまう可能性が高いためである。
即ち、基準ノズル列のインク滴量を目標値である2.0pLに合わせることで、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の飛行速度を必要速度以上にすることができる。
【0094】
このS10の処理を、図13の記録ヘッドAと記録ヘッドBを例に挙げて説明する。まず、記録ヘッドAに関しては、基準ノズル列(例えば、第1ノズル列19A)のカラーアジャストIDが「45」であるので、このカラーアジャストIDを「50」とするために必要なオフセット量「5」がオフセットIDとして設定される。また、駆動電圧値Vhは、上記したようにオフセットIDで示されるインク滴の増量分(0.1pL)に対応して変更されるので、図12(a)の検量線に基づき、2.1pLのインク滴量に対応する電圧値が駆動電圧値Vhとして設定される。
【0095】
一方、記録ヘッドBに関しては、基準ノズル列(第1ノズル列19A)のカラーアジャストIDが「35」であるので、このカラーアジャストIDを「50」とするために必要なオフセット量「15」がオフセットIDとして設定される。また、駆動電圧値Vhは、オフセットIDで示されるインク滴の増量分(0.3pL)に対応して変更されるので、図12(a)の検量線に基づき、2.3pLのインク滴量に対応する電圧値が駆動電圧値Vhとして設定される。
【0096】
そして、上記のS7,S9,S10の何れかで設定されたオフセットIDと駆動電圧は、S11で確定される。
例えば、上記した記録ヘッドA,Bに関し、Tcランク1が付与された場合には、図14(a)に示す内容でカラーアジャストID、オフセットID、及び、駆動電圧が設定される。同様に、Tcランク0が付与された場合には、図14(b)に示す内容で、また、Tcランク2が付与された場合には、図14(c)に示す内容で、カラーアジャストID、オフセットID、及び、駆動電圧が設定される。
【0097】
以上説明した設定方法によれば、インク滴の飛行速度が最も遅いノズル列19(つまり、基準ノズル列)を、インク滴の吐出量に基づいて判定しているので、インク滴の飛行速度を直接的に測定するよりも簡便であり、測定装置の構成も簡素化できる。このため、量産に適する。同様に、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の飛行速度の調整についてもインク滴の吐出量に基づいて行っているので、やはり簡便である。
【0098】
そして、上記の方法で設定されたカラーアジャストID、オフセットID、及び、駆動電圧は、例えば、記録ヘッド1内の識別情報記憶素子32(図15参照)に記憶されたり、記録ヘッド1に設けられた識別情報表記部材(図示せず)によって表記されたりする。 上記の識別情報記憶素子32は、情報を電気的に記憶可能な素子(例えばROM)によって構成される。また、上記の識別情報表記部材は、例えば、裏面に接着剤を塗布したシール部材やプレート部材によって構成され、その表面には文字、数字、図形等の記号によって構成されたマーク情報や、スキャナーによって光学的に読み取り可能な符号化情報が表記される。
【0099】
従って、識別情報記憶素子32を用いた場合には、カラーアジャストID、オフセットID、及び、駆動電圧の各情報をプリンタコントローラ40(図15参照)に直接的に送出することができ、これらの各情報に基づく制御が行える。
また、識別情報表記部材を用いた場合には、マーク情報や符号化情報に基づいて、カラーアジャストID、オフセットID、及び、駆動電圧の各情報をプリンタコントローラ40に付与できるので、やはり、これらの各情報に基づく制御が行える。
【0100】
次に、記録ヘッド1に付された各情報(カラーアジャストID,オフセットID,駆動電圧)の使用方法について説明する。ここで、図15はプリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置の電気的構成を説明するブロック図である。
【0101】
例示した記録装置は、プリンタコントローラ40とプリントエンジン41とを備えている。プリンタコントローラ40は、ホストコンピュータ(図示せず)等からの印刷データ等を受信するインターフェース42と、各種データの記憶等を行うRAM43と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したROM44と、CPU等からなる制御部45と、発振回路46と、記録ヘッド1へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路47(本発明の駆動信号発生手段に相当)と、印刷データをドット毎に展開することで得られた印字データや駆動信号等をプリントエンジン41に送信するためのインターフェース48とを備えている。なお、上記の制御部45は、本発明の吐出制御手段としても機能し、記録ヘッド1によるインク滴の吐出を制御する。
【0102】
プリントエンジン41は、記録ヘッド1と、キャリッジ機構51と、紙送り機構52とから構成されている。記録ヘッド1は、印字データがセットされるシフトレジスタ53と、シフトレジスタ53にセットされた印字データをラッチするラッチ回路54と、電圧増幅器として機能するレベルシフタ55と、圧電振動子2に対する駆動信号の供給を制御するスイッチ回路56と、圧電振動子2と、識別情報記憶素子32とを備えている。
【0103】
上記の制御部45は、ROM44に記憶された動作プログラムに則って動作し、記録装置の各部を制御する。駆動信号発生回路47は、制御部45によって定められた波形形状の駆動信号COMを発生する。この駆動信号COMとしては、例えば図16に示すように、メニスカスを微振動させるための微振動パルスDP2と小ドット駆動パルスDP1の組を1記録周期T内に2組配置して構成されている。
【0104】
上記の微振動パルスDP2は台形状をしている。そして、この微振動パルスDP2が圧電振動子2に供給されると、圧力室20内にインク滴を吐出させない程度の圧力振動が生じ、メニスカスが微振動する。
【0105】
また、上記の小ドット駆動パルスDP1は、図12(b)で説明した小ドット駆動パルスDP1と同じものであるが、駆動電圧値がVhに設定されている。従って、この小ドット駆動パルスDP1を圧電振動子2に供給すると、設定されたオフセットIDの分だけ目標値(2.0pL)よりも多い量のインク滴が吐出される。例えば、オフセットIDが「5」の記録ヘッド1ではインク滴の平均吐出量が2.1pLとなり、オフセットIDが「15」の記録ヘッド1ではインク滴の平均吐出量が2.3pLとなる。
【0106】
そして、この駆動電圧値Vhは、上記したように、基準ノズル列から吐出されるインク滴の量を判定基準量以上にすべく設定された電圧値であるため、基準ノズル列から吐出されるインク滴に関し、その飛行速度は必要速度以上となる。これにより、極く少量のインク滴であっても所定の位置に確実に着弾させることができ、画質の向上が図れ、ミスト化も防止できる。また、インク滴の吐出量が判定基準量以上であるので、インク滴量の不足による白筋の不具合も防止できる。さらに、他のノズル列19から吐出されたインク滴は、少なくとも基準ノズル列と同じかそれ以上の飛行速度を有するので、着弾位置精度を確保できるし、ミスト化も防止できる。
【0107】
ところで、駆動電圧値Vhの駆動信号COMでインク滴を吐出させた場合には、上記したように、吐出されるインク滴の量(平均インク量)が記録ヘッド1毎にばらつき、各ノズル列19から吐出されるインク滴の量もカラーアジャストIDで規定される分だけばらつく。
このような記録ヘッド1毎のインク滴量のばらつきやノズル列19毎のインク滴量のばらつきを補正するため、制御部45(画像濃度補正手段)は、オフセットIDとカラーアジャストIDとに基づき、単位面積当たりのインク滴の吐出回数をノズル列19毎に調整して画像濃度を補正する。
【0108】
例えば、単位面積当たり2.0pLのインク滴を100回吐出させて200pLのインク滴を着弾させる設定の場合、インク滴量が2.1pLのノズル列19については、この単位面積内にインク滴を95回吐出させると、単位面積当たりのインク滴は199.5pLとなり、200pLに揃えられる。同様に、2.3pLのノズル列19については、この単位面積内にインク滴を87回吐出させると、単位面積当たりのインク量は200.1pLとなり、200pLに揃えられる。
そして、制御部45は、各ノズル列19A〜19Gにおける単位面積当たりのインク量が設定値に揃えられるように、インク滴の吐出回数を定める。
【0109】
例えば、Tcランク0に分類された記録ヘッドAの場合、カラーアジャストIDに基づいて単位面積当たりの吐出回数を定める。即ち、図17(a)に示すように、カラーアジャストID「45」の第1,第4ノズル列19Dについては単位面積当たりのインク滴の吐出回数を105回にし、カラーアジャストID「50」の第2,第5,第6ノズル列19Fについてはこの吐出回数を100回にし、カラーアジャストID「55」の第3,第7ノズル列19Gについてはこの吐出回数を95回にする。
これにより、この記録ヘッド1Aで記録した際に、濃度及び色バランスが設計上の濃度及び色バランスに揃えられた画像が得られる。
【0110】
また、Tcランク2に分類された記録ヘッドBの場合、カラーIDにオフセットIDを加算した加算値を用いて単位面積当たりの吐出回数を定める。即ち、図17(b)に示すように、加算値「50」の第1ノズル列19Aについては吐出回数を100回にし、加算値「55」の第2ノズル列19Bについては吐出回数を95回にし、加算値「65」の第5,6ノズル列19については吐出回数を87回にする。同様に、加算値「70」の第3ノズル列19Cについては吐出回数を83回にし、加算値「75」の第4ノズル列19Dについては吐出回数を80回にする。
これにより、この記録ヘッドBでも濃度及び色バランスが設計上の濃度及び色バランスに揃えられた画像が記録できる。
【0111】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【0112】
例えば、上記した第1実施形態では、記録モードが1種類であり、カラーアジャストIDとオフセットIDも1種類であったが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、複数の記録モードで動作可能な記録装置にも適用できる。
この場合、各記録モードに応じて複数のカラーアジャストIDとオフセットIDを設定する。例えば、図18に示すように、インク滴量が13pLの高速モードとインク滴量が2pLの高解像度モードの2種類の記録モードを選択可能なプリンタにおいては、高速モード用のカラーアジャストID及びオフセットIDの組と、高解像度モード用のカラーアジャストID及びオフセットIDの組とを別個に用意する。
そして、制御部45(記録モード設定手段,画像濃度補正手段)は、設定した記録モードに応じて、対応するカラーアジャストID及びオフセットIDの組を選択し、上記した単位面積当たりの吐出回数の調整を行う。
このように構成すると、その記録モードに適したインク量識別情報及び平均インク量識別情報を用いることができ、一層の画質向上が図れる。勿論、記録モードは、2種類に限らず3種類以上であってもよい。
【0113】
また、上記した実施形態ではTcランクIDを加味して判定基準量を設定していたが、インク滴の吐出量だけで判定基準量を設定してもよい。
【0114】
また、上記実施形態では、1種類の駆動パルス(小ドット駆動パルスDP1)を備える駆動信号を例示したが、これに限らず、インク滴の吐出量が相違する複数種類の駆動パルスを備えた駆動信号で駆動を行うものであっても本発明は適用できる。この場合、例えば、ばらつきが大きくなりがちな最少インク量の駆動パルスに対して上記の調整方法を適用し、駆動電圧値,カラーアジャストID,オフセットIDを定める。
【0115】
また、上記実施形態では、本発明の圧力発生素子として所謂縦振動モードの圧電振動子2を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、電界方向(圧電体10と内部電極11との積層方向)に振動可能な圧電振動子であってもよい。また、各ノズル列19毎にユニット化されているものに限らず、所謂撓み振動モードの圧電振動子のように、圧力室20毎に設けられるものであってもよい。さらに、圧電振動子に限らず、磁歪素子等の電気機械変換素子によって圧力発生素子を構成してもよく。発熱素子によって圧力発生素子を構成してもよい。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、記録ヘッド単位での平均インク滴量が目標値となる第1駆動電圧値を設定し、複数のノズル列の内、第1駆動電圧値を供給して得られたインク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列として、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の量が判定基準量以上となるように、駆動信号の第2駆動電圧を設定するようにしたので、基準ノズル列から吐出されるインク滴の飛行速度を必要速度以上にすることができる。
これにより、極く少量のインク滴であっても所定の位置に確実に着弾させることができ、ミスト化も防止できる。そして、他のノズル列から吐出されたインク滴は、少なくとも基準ノズル列と同じかそれ以上の飛行速度を有するので、着弾位置精度を確保できるし、ミスト化も防止できる。また、基準ノズル列からのインク滴の吐出量が判定基準量以上とされるため、インク滴量の不足による白筋の発生も防止できる。
さらに、インク滴の飛行速度をインク滴の吐出量に基づいて判定しているので、測定装置が簡素化できて手順も簡単であり、量産に適する。
【0117】
また、インク量識別情報、及び、平均インク量識別情報を記録ヘッドに付与した場合には、インク滴の着弾位置精度を確保しつつも、記録画像の色相を設計上の色相に合わせることができ、さらに、記録画像の濃度を設計上の濃度に合わせることもできる。
即ち、インク量識別情報に基づいて単位面積当たりのインク滴の吐出回数をノズル列毎に調整することができ、単位面積当たりのインク量を各列で揃えることができ、設計上の色相にあった画像を記録することができる。また、平均インク量識別情報に基づいて単位面積当たりのインク滴の吐出回数を調整できるので、色の濃淡を揃えることができ、設計上の濃度で画像を記録することができる。
【0118】
また、記録ヘッドには、圧力室内のインクの固有振動周期に基づいて定めたTcランクを付与し、このTcランクを加味して第2駆動電圧値を設定した場合には、この固有振動周期に応じて変化するインク滴の飛行速度に対応できるので、その記録ヘッドの特性をより反映した適切な設定が行える。
【0119】
また、インク量識別情報及び平均インク量識別情報を記録モード毎に用意し、設定された記録モードに対応するインク量識別情報及び平均インク量識別情報によって調整を行うようにした場合には、その記録モードに適したインク量識別情報及び平均インク量識別情報を用いることができ、一層の画質向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】記録ヘッドの一部分を示す断面図である。
【図2】流路ユニットの構造を説明する部分拡大断面図である。
【図3】記録ヘッドをノズルプレート側から見た図である。
【図4】駆動電圧値、カラーアジャストID、及び、オフセットIDの設定手順を説明するフローチャートである。
【図5】駆動電圧値、カラーアジャストID、及び、オフセットIDの設定手順を説明するフローチャートである。
【図6】Tcランクと飛行速度の関係を示す図である。
【図7】Tcランクの測定装置を説明する図である。
【図8】評価パルスを説明する図である。
【図9】励振要素を供給した際の圧力室の圧力変動を説明する図である。
【図10】第1ホールド要素の発生時間Pwh1とインク量との相関関係を説明する図である。
【図11】TcランクIDと固有振動周期Tcとの関係を説明する模式図である。
【図12】(a)は駆動電圧値を定めるための検量線を説明する図、(b)は小ドット駆動パルスを説明する図である。
【図13】(a)及び(b)は、設定されたカラーアジャストIDを説明する図である。
【図14】(a)〜(c)は、設定されたカラーアジャストIDやオフセットIDをTcランク毎に示した図である。
【図15】記録装置の構成を説明するブロック図である。
【図16】駆動信号発生回路が発生する駆動信号を説明する図である。
【図17】(a)及び(b)は、単位面積当たりの吐出回数の制御を説明する図である。
【図18】複数の記録モードを有する場合を説明する図である。
【符号の説明】
1 インクジェット式記録ヘッド
2 圧電振動子
3 振動子群
4 固定板
5 フレキシブルケーブル
6 振動子ユニット
7 ケース
8 流路ユニット
9 収納空部
10 圧電体
11 内部電極
12 島部
15 流路形成基板
16 ノズルプレート
17 弾性板
18 ノズル開口
19 ノズル列
20 圧力室
21 インク供給口
22 共通インク室
23 ノズル連通口
24 支持板
25 樹脂フィルム
30 評価パルス発生回路
31 電子天秤
32 識別情報記憶素子
40 プリンタコントローラ
41 プリントエンジン
42 インターフェース
43 RAM
44 ROM
45 制御部
46 発振回路
47 駆動信号発生回路
48 インターフェース
51 キャリッジ機構
52 紙送り機構
53 シフトレジスタ
54 ラッチ回路
55 レベルシフタ
56 スイッチ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus such as a printer and a plotter and a driving method thereof, and more particularly to an apparatus having a recording head having a plurality of nozzle arrays.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Some ink jet recording apparatuses (hereinafter, simply referred to as recording apparatuses) such as printers and plotters have a recording head provided with a plurality of nozzle arrays for color recording, high-speed recording, and the like.
[0003]
In this recording head, the amount of ink droplets ejected according to the drive voltage value of the drive signal increases and decreases, and the shading of the image deviates from the design standard value. is important. Therefore, conventionally, the amount of ink droplets for each nozzle row is acquired, and the drive voltage value of the drive signal is set so that the average value of the acquired amounts of ink droplets becomes the target value.
[0004]
For example, when 8.0 pL (picoliter, hereinafter the same) ink droplets are ejected as target values using a recording head having a total of seven nozzle arrays, the ink droplet amount a1 for the first nozzle array, The ink droplet amount a2 for the second nozzle line,..., The ink droplet amount a7 for the seventh nozzle line are obtained, and the value obtained by dividing the total of the ink droplet amounts a1 to a7 by 7 is 8.0 pL. The drive voltage value is set so that
[0005]
Also, since the amount of ink droplets ejected from the recording head tends to vary from nozzle row to nozzle row, identification information indicating the variation in ink amount for each nozzle row is given to each nozzle row.
[0006]
Then, a drive signal of the set drive voltage value is supplied to a pressure generating element (for example, a piezoelectric vibrator) of the recording head to eject ink droplets, and the ink droplets per unit area are referred to by referring to the identification information. Is increased or decreased. As a result, an image whose image density and color balance have been adjusted is recorded.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been a strong demand for higher image quality in this type of printing apparatus, and the minimum ink droplet amount has been extremely small, for example, 4 to 2 pL. Since such a small amount of ink droplet has a larger speed difference between nozzle rows than before, if the above adjustment method is applied as it is, ink droplets flying at a speed lower than the minimum required speed may be generated. understood.
[0008]
Due to the shortage of the flight speed, the landing position of the ink droplet may be shifted from the normal position. This is a configuration in which the recording apparatus ejects ink droplets while moving the recording head in the main scanning direction, and it is considered that the flight trajectory of the ink droplets deviates from the normal trajectory due to insufficient flight speed.
It has been found that the landing position shift causes image quality deterioration such as a rough feeling in a recorded image and a curved line. In addition, it has been found that the ink droplets may be mist without landing on the print recording medium.
[0009]
Further, the variation in the amount of ink between the nozzle arrays is large for a small amount of ink droplets. However, if the variation in the amount of ink exceeds the allowable range, the solid ink may be filled in the nozzle array on the side with the smaller amount of ink. I couldn't do it, and it turned out to be a white streak.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the image quality of recording using a small amount of ink droplets.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made by paying attention to the fact that there is a high correlation between the ejection amount of the ink droplet and the flying speed, and when the ejection amount of the ink droplet is increased or decreased, the flying speed changes according to the increased or decreased amount. The nozzle row with the smallest ejection amount of ink droplets is set as the reference nozzle row, and the drive voltage value of the drive signal is set so that the amount of ink droplets ejected from this reference nozzle row is equal to or greater than the determination reference amount. I did it.
Note that the “determination reference amount” means an amount of ink at which a velocity required for ejected ink droplets to properly land on a print recording medium along a predetermined flight trajectory is obtained.
[0012]
That is, the invention according to
Average ink drop volume per printhead Target value First drive voltage value is set as
Of the plurality of nozzle rows, a nozzle row with the smallest ejection amount of ink droplets obtained by supplying the first drive voltage value is set as a reference nozzle row,
The drive signal generation means determines the amount of ink droplets ejected from the reference nozzle row. Judgment An ink jet recording apparatus for generating a drive signal of a second drive voltage value set to be equal to or more than a reference amount.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the recording head, ink amount identification information indicating a ratio between nozzle rows with respect to an ink droplet amount,
[0014]
According to a third aspect of the present invention, the ejection control means adjusts the image density by adjusting the number of ejections of ink droplets per unit area for each nozzle row based on the ink amount identification information and the average ink amount identification information. 3. The ink jet recording apparatus according to
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, the recording head is provided with a Tc rank determined based on a natural vibration period of the ink in the pressure chamber, and taking the Tc rank into consideration.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a printing mode setting unit for selecting one printing mode from a plurality of printing modes determined according to the ink droplet amount,
The ink amount identification information and the average ink amount identification information are prepared for each recording mode, and the image density correction unit performs adjustment using the ink amount identification information and the average ink amount identification information corresponding to the set recording mode. An ink jet recording apparatus according to any one of
[0017]
6. The ink jet recording apparatus according to
[0018]
The invention according to
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a recording head which comprises a plurality of nozzle rows in which nozzle openings are arranged, and which is capable of discharging ink droplets from an arbitrary nozzle opening by operation of the pressure generating element, and is supplied to the pressure generating element. A driving signal generating means capable of generating a driving signal,
Average ink drop volume per printhead Target value First drive voltage value is set as
Of the plurality of nozzle arrays, the nozzle array with the smallest ejection amount of ink droplets obtained by supplying the first drive voltage value is defined as a reference nozzle array, and the amount of ink droplets ejected from this reference nozzle array is Judgment A drive signal of a second drive voltage value set to be equal to or more than the reference amount is generated from the drive signal generation means,
A driving method for an ink jet recording apparatus, characterized in that a driving signal of the second driving voltage value is supplied to a recording head.
[0020]
The invention according to
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of an ink jet recording head (hereinafter, referred to as a recording head) will be described. As shown in FIG. 1, the illustrated
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Further, the front end face of each of the
[0026]
As shown in FIG. 2, the
[0027]
The
[0028]
In the present embodiment, a total of seven nozzle rows from the
[0029]
For example, dark yellow ink can be ejected from the
In the present embodiment, the
[0030]
The flow
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
In the
[0034]
However, in the
In order to reduce the variation in the ejection characteristics, it is conceivable to improve the dimensional accuracy and assembling accuracy of the parts. However, since each part of the recording head has an extremely fine shape, it is necessary to improve the dimensional accuracy and assembling accuracy. That is not realistic.
[0035]
Regarding the flight speed of the ink droplets, there is no problem if the flight speed is higher than the required speed, that is, the speed required for the ejected ink droplets to properly land on the print recording medium along the planned flight trajectory. However, if the speed is lower than the required speed, there is a possibility that a problem such as a deviation of a landing position may occur. In other words, in this type of printer, the ink droplets are ejected while moving the
[0036]
In particular, when a very small amount of ink droplets, such as 2 pL, are ejected, the variation in the displacement of the
[0037]
By the way, in the
[0038]
The present invention pays attention to this point, and sets the
[0039]
In this way, a required flying speed is secured for the ink droplets ejected from the reference nozzle row, so that even a very small amount of ink droplets, such as 2 pL, can be reliably landed at a predetermined position. Can be formed, and mist formation can be prevented. The amount of ink droplets ejected from the
[0040]
However, since the drive voltage value is set according to the reference nozzle row with the smallest ink droplet ejection amount, the drive voltage value is determined according to each
This difference in the ejection amount causes a variation in shading of the image. For example, when there are two
[0041]
Further, as described above, the ejection amount of the ink droplet varies for each nozzle row even for one
The variation in the ejection amount between the nozzle rows affects the hue of the image. That is, when printing is performed with the conditions of the
[0042]
In order to correct such a variation for each
Then, when the
[0043]
Hereinafter, a procedure for setting the drive voltage value of the drive signal, the color adjustment ID, and the offset ID will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. The drive voltage value, the color adjustment ID, and the offset ID are set, for example, in an inspection process for the
[0044]
In setting these voltage values and ID, first, the Tc rank of the
[0045]
In measuring the Tc rank, there is a high correlation between the natural oscillation period Tc and the flying speed of the ink droplet, and the flying speed of the ink droplet fluctuates according to the natural oscillation period Tc even when the ejection amount of the ink droplet is equal. By doing. The fact that the flying speed of the ink droplet fluctuates according to the natural vibration period Tc means that the above-described determination reference amount changes according to the natural vibration period Tc. For this reason, if the drive voltage value is set in consideration of the Tc rank, an appropriate setting reflecting the characteristics of the
[0046]
For example, as shown in FIG. 6, when the ejection amount of the ink droplet is adjusted to the target value (for example, 2.0 pL), the average flying speed Vm of the ink droplet in the
[0047]
From FIG. 6, the
[0048]
For the
For example, the determination reference amount is set to an amount that is 10% smaller than the target value of the ink droplet amount, and when the ink droplet amount of the reference nozzle row is smaller than this determination reference amount, the provisional drive voltage value Vh ′ is changed. The positive drive voltage value Vh is corrected to the + side, and the ink droplet amount equal to or larger than the determination reference amount is ejected.
[0049]
Further, the
For example, the determination reference amount is set to the target value of the ink droplet amount, and the provisional driving voltage value Vh ′ is corrected to the + side so that the ink droplet amount of the reference nozzle row is equal to or more than the target value, and the normal driving voltage The value Vh is set so that an ink droplet amount equal to or greater than the determination reference amount is ejected from all the
[0050]
Next, a method of measuring the Tc rank will be described.
[0051]
As shown in FIG. 7, the measurement of the Tc rank is performed using an evaluation
[0052]
The evaluation
[0053]
The first hold element P2 is an element that defines the supply start timing of the ejection element P3, in other words, the time from the end of the excitation element P1 to the start of the ejection element P3. The time Pwh1 (supply time) is set. That is, a plurality of types of evaluation pulses TP1 having different generation times Pwh1 of the first hold element P2 are used, and the measurement of the ink amount is performed a plurality of times.
[0054]
In the present embodiment, a first evaluation pulse whose generation time Pwh1 is set to a first standard time as a reference, a second evaluation pulse whose generation time Pwh1 is set to a second standard time shorter than the first standard time, The measurement of the ink amount is performed three times using the third evaluation pulse in which the time Pwh1 is set to the third standard time longer than the first standard time.
[0055]
The first standard time is set to a time at which the amount of ejected ink becomes the smallest when the assembled recording head 11 has the natural oscillation period Tc as designed. That is, the generation time Pwh1 is set so that the sum of the generation time and the generation time of the excitation element P1 is equal to the design value of the natural vibration period Tc. Further, the second standard time is set to a time shorter than the first standard time by a predetermined time, and the third standard time is set to a time longer than the first standard time by a predetermined time.
[0056]
As a specific example, when the design value of the natural oscillation period Tc is about 8.4 μs (microsecond) and the generation time of the excitation element P1 is 4.2 μs, as shown in FIG. The first standard time (M) of the time Pwh1 is 4.2 μs, the second standard time (S) is 3.4 μs shorter than the first standard time by 0.8 μs, and the third standard time (L) is the first standard time (L). This is 5.0 μs, which is 0.8 μs longer than the time.
[0057]
Then, in measuring the ink weight, the three types of evaluation pulses TP1 determined as described above are supplied to the
[0058]
At this time, the ejection amount of the ink droplet differs for each evaluation pulse. For example, if the first evaluation pulse is used when the assembled
[0059]
When the
[0060]
Conversely, when the assembled
[0061]
After measuring the ink amount for each evaluation pulse TP, the Tc rank is set based on the measurement result. That is, as shown in FIGS. 10 and 11, an ink amount Iw1 corresponding to the first evaluation pulse (Pwh1 = 4.2 μs), an ink amount Iw2 corresponding to the second evaluation pulse (Pwh1 = 3.4 μs), The Tc rank is set by comparison with the ink amount Iw3 corresponding to the third evaluation pulse (Pwh1 = 5.0 μs).
[0062]
When these ink amounts Iw1, Iw2, and Iw3 are compared, in the case of the
[0063]
Further, in the case of the
[0064]
Further, in the case of the
[0065]
Once the Tc rank is determined, the provisional drive voltage value Vh ′ in the drive signal (Corresponding to the first drive voltage value of the present invention) Is set (S2).
[0066]
In the present embodiment, the drive voltage in the drive signal corresponds to the potential difference from the maximum potential VH to the minimum potential VL of the small dot drive pulse DP1 shown in FIG. The provisional drive voltage value Vh ′ is determined by the ejection amount of ink droplets obtained by supplying the small dot drive pulse DP1 to the
[0067]
Here, the small dot drive pulse DP1 will be briefly described. This small dot drive pulse DP1 is composed of a first charging component P11, a second charging component P12, a first holding component P13, a first discharging component P14, a second holding component P15, a second discharging component P16, a third holding component P17, And it is comprised as a series of signals which connected the 3rd discharge element P18 in order.
[0068]
Then, by supplying the first charging element P11 to the
[0069]
Then, even with this small dot drive pulse DP1, the amount of ink droplets ejected changes according to the drive voltage. Therefore, when setting the temporary drive voltage value Vh ′, as shown in FIG. 12A, the lowest voltage value Vh1 in the ink drop dischargeable range and the ink droplet amount corresponding to the lowest voltage value Vh1 are set. And the maximum voltage value Vh2 and the ink droplet amount corresponding to the maximum voltage value Vh2, to create a calibration curve. Then, the provisional drive voltage value Vh 'is set using this calibration curve. That is, a voltage value corresponding to 2.0 pL, which is a target value, is acquired from the created calibration curve, and the acquired voltage value is set as a temporary drive voltage value Vh ′.
[0070]
Note that the amount of ink droplets used when creating this calibration curve also uses the amount of ink droplets per recording head, that is, the average value obtained by ejecting ink droplets from all the
[0071]
After the provisional drive voltage value Vh 'is set, the ejection amount of the ink droplet at the provisional drive voltage value Vh' is measured for each nozzle row 19 (S3).
[0072]
The measurement of the ink droplet amount is also performed by using the
[0073]
After measuring the ink ejection amount for each
[0074]
As described above, the color adjustment ID is information indicating the relative ratio of the ink droplet amount for each
[0075]
For example, when the ink droplet amount of the target value is 2.0 pL and the ink droplet amount of the
[0076]
Further, when the ink droplet amount of the
[0077]
The same applies to the case where the amount of the ink droplet is larger than the target value. That is, when the ink droplet amount of the
[0078]
In the recording head 1A illustrated in FIG. 13A, the color adjustment ID of the
In this setting method, the average ink droplet amount for each recording head is used in setting the provisional driving voltage value Vh ′. Therefore, when the color adjustment IDs of the
[0079]
In the recording head 1B illustrated in FIG. 13B, the color adjustment ID of the
[0080]
When the print head 1A and the print head 1B are compared, it is found that the print head 1B has a larger variation among the
[0081]
After setting the color adjustment ID, a reference nozzle row is set (S5).
[0082]
The setting of the reference nozzle row is performed based on the ejection amount of the ink droplet, and the
For example, in the recording head A of FIG. 13A, the IDs of the
[0083]
After setting the reference nozzle row, the drive voltage value Vh (the voltage value used for printing) / Corresponds to the second drive voltage value of the present invention ) And an offset ID are set (S6 to S11).
[0084]
In this case, first, the set Tc rank is confirmed (S6). This is because, as described with reference to FIG. 6, the flying speed of the ink droplet varies depending on the set Tc rank, and the determination reference value is changed according to the Tc rank.
[0085]
If it is determined in step S6 that the
This is because the
[0086]
If it is determined in step S6 that the
In the present embodiment, the determination is made based on whether or not the ink droplet amount of the reference nozzle row is smaller than the target value by 11% or more.
[0087]
When the color adjustment ID of the reference nozzle row is “40” or more, that is, when the deviation of the ink droplet amount from the reference nozzle row from the target value is within minus 10%, the variation greatly decreases on the low speed side. It is determined that no
[0088]
On the other hand, when the color adjustment ID of the reference nozzle row is equal to or less than “39”, that is, when the deviation of the ink droplet amount from the reference nozzle row from the target value is −11% or more, the process proceeds to S9, The offset ID and the drive voltage value Vh are set so that the color adjustment ID of the reference nozzle row is “40”. This is based on the idea that if the color adjustment ID is “40” or more, the flying speed Vm of the ink droplet becomes equal to or more than the required speed Vm0.
Therefore, the color adjustment ID “40” is used in the present invention. Judgment This corresponds to the reference amount, and if the amount of ink droplets from the reference nozzle row is 1.8 pL or more, it means that the required speed Vm0 can be secured.
[0089]
The processing of S8 and S9 will be described using the recording head A and the recording head B of FIG. 13 as an example. First, as for the print head A, since the color adjustment ID of the reference nozzle row (for example, the
[0090]
On the other hand, as for the print head 1B, since the color adjustment ID of the reference nozzle row (
[0091]
Further, the drive voltage value Vh is set in accordance with the increased amount of the ink droplet indicated by the offset ID. Here, the offset ID “5” means that the ink droplet amount is increased by 5% from the target value. In the present embodiment, since the target value is 2.0 pL, the ink droplet amount is increased by 0.1%, which is 5% of the target value. Therefore, when “5” is set as the offset ID, the voltage value corresponding to the ink droplet amount of 2.1 pL is set as the drive voltage value Vh based on the calibration curve of FIG.
[0092]
When the offset ID is other than “5”, the drive voltage is set in the same way. For example, when the offset ID is “10”, a voltage value corresponding to 2.2 pL which is 10% higher than the target value is set as the drive voltage value Vh, and when the offset ID is “15”, 15% from the target value is set. The voltage value corresponding to the high 2.3 pL is set as the drive voltage value Vh.
[0093]
If it is determined in S6 that the
That is, by adjusting the amount of ink droplets of the reference nozzle array to the target value of 2.0 pL, the flying speed of the ink droplets ejected from the reference nozzle array can be made higher than the required speed.
[0094]
The process of S10 will be described using the recording head A and the recording head B in FIG. 13 as an example. First, as for the print head A, since the color adjustment ID of the reference nozzle row (for example, the
[0095]
On the other hand, for the print head B, since the color adjustment ID of the reference nozzle row (
[0096]
Then, the offset ID and the drive voltage set in any of the above S7, S9, and S10 are determined in S11.
For example, when the recording heads A and B are assigned the
[0097]
According to the setting method described above, the nozzle row 19 (ie, the reference nozzle row) having the slowest flight speed of the ink droplet is determined based on the ejection amount of the ink droplet. This method is simpler than the conventional method, and the configuration of the measuring device can be simplified. Therefore, it is suitable for mass production. Similarly, the adjustment of the flying speed of the ink droplets ejected from the reference nozzle row is also performed based on the ejection amount of the ink droplets, which is also simple.
[0098]
The color adjustment ID, offset ID, and drive voltage set by the above method are stored in, for example, the identification information storage element 32 (see FIG. 15) in the
[0099]
Therefore, when the identification
When the identification information notation member is used, each information of the color adjustment ID, the offset ID, and the drive voltage can be given to the
[0100]
Next, a method of using information (color adjustment ID, offset ID, drive voltage) attached to the
[0101]
The illustrated recording apparatus includes a
[0102]
The
[0103]
The
[0104]
The micro vibration pulse DP2 has a trapezoidal shape. Then, when the fine vibration pulse DP2 is supplied to the
[0105]
The small dot drive pulse DP1 is the same as the small dot drive pulse DP1 described with reference to FIG. 12B, but the drive voltage value is set to Vh. Therefore, when the small dot drive pulse DP1 is supplied to the
[0106]
As described above, the drive voltage value Vh is a voltage value set so that the amount of ink droplets ejected from the reference nozzle row is equal to or greater than the determination reference amount. For a drop, its flight speed is higher than required. As a result, even a very small amount of ink droplet can be reliably landed at a predetermined position, thereby improving image quality and preventing mist formation. In addition, since the ejection amount of the ink droplet is equal to or more than the determination reference amount, it is possible to prevent a white streak due to an insufficient ink droplet amount. Further, the ink droplets ejected from the
[0107]
When ink droplets are ejected by the drive signal COM having the drive voltage value Vh, the amount of ejected ink droplets (average amount of ink) varies from
In order to correct such a variation in the amount of ink droplets for each
[0108]
For example, in a case where a setting is made such that a 2.0 pL ink droplet is ejected 100 times per unit area and a 200 pL ink droplet lands, an ink drop amount of 2.1 pL is applied to the
Then, the
[0109]
For example, in the case of the recording head A classified into
As a result, when recording is performed by the recording head 1A, an image is obtained in which the density and color balance are adjusted to the designed density and color balance.
[0110]
Further, in the case of the print head B classified into
Thus, the recording head B can also record an image in which the density and color balance are adjusted to the designed density and color balance.
[0111]
Incidentally, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description in the claims.
[0112]
For example, in the above-described first embodiment, there is one type of recording mode and one type of color adjustment ID and offset ID, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the present invention can be applied to a printing apparatus that can operate in a plurality of printing modes.
In this case, a plurality of color adjustment IDs and offset IDs are set according to each recording mode. For example, as shown in FIG. 18, in a printer that can select two types of printing modes, a high-speed mode in which the ink droplet amount is 13 pL and a high-resolution mode in which the ink droplet amount is 2 pL, the color adjustment ID and the offset for the high-speed mode are set. An ID set and a set of a color adjustment ID and an offset ID for the high resolution mode are separately prepared.
Then, the control unit 45 (print mode setting means, image density correction means) selects a corresponding set of color adjust ID and offset ID according to the set print mode, and adjusts the number of ejections per unit area described above. I do.
With this configuration, it is possible to use the ink amount identification information and the average ink amount identification information suitable for the recording mode, and further improve the image quality. Of course, the number of recording modes is not limited to two, but may be three or more.
[0113]
In the above-described embodiment, the determination reference amount is set in consideration of the Tc rank ID. However, the determination reference amount may be set only by the ejection amount of the ink droplet.
[0114]
In the above-described embodiment, the drive signal including one type of drive pulse (small dot drive pulse DP1) has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the drive signal includes a plurality of types of drive pulses having different ink droplet ejection amounts. The present invention can be applied to a case where driving is performed by a signal. In this case, for example, the above-described adjustment method is applied to a drive pulse having a minimum ink amount that tends to increase in variation, and a drive voltage value, a color adjustment ID, and an offset ID are determined.
[0115]
In the above-described embodiment, the so-called longitudinal vibration mode
[0116]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
That is, the average ink droplet amount for each printhead is Target value A first drive voltage value is set, and among the plurality of nozzle rows, the nozzle row with the smallest ejection amount of the ink droplet obtained by supplying the first drive voltage value is set as a reference nozzle row. The amount of ink droplets ejected from Judgment Since the second drive voltage of the drive signal is set so as to be equal to or more than the reference amount, it is possible to make the flight speed of the ink droplet ejected from the reference nozzle row equal to or higher than the required speed.
As a result, even a very small amount of ink droplet can be reliably landed at a predetermined position, and mist formation can be prevented. Since the ink droplets ejected from the other nozzle rows have a flight speed at least equal to or higher than that of the reference nozzle row, it is possible to secure the landing position accuracy and prevent mist formation. In addition, the ejection amount of ink droplets from the reference nozzle row Judgment Since the amount is equal to or more than the reference amount, it is possible to prevent the occurrence of white streaks due to an insufficient amount of ink droplets.
Further, since the flying speed of the ink droplet is determined based on the ejection amount of the ink droplet, the measuring device can be simplified and the procedure is simple, which is suitable for mass production.
[0117]
Further, when the ink amount identification information and the average ink amount identification information are given to the print head, the hue of the recorded image can be matched with the design hue while ensuring the accuracy of the ink droplet landing position. Further, the density of the recorded image can be adjusted to the designed density.
That is, the number of ejections of ink droplets per unit area can be adjusted for each nozzle row based on the ink quantity identification information, and the ink quantity per unit area can be aligned in each row. Images can be recorded. In addition, since the number of times of ink droplet ejection per unit area can be adjusted based on the average ink amount identification information, the density of the colors can be made uniform, and an image can be recorded at a designed density.
[0118]
Further, a Tc rank determined based on the natural vibration cycle of the ink in the pressure chamber is given to the recording head, and taking into account the Tc rank. Second When the drive voltage value is set, it is possible to cope with the flying speed of the ink droplet which changes according to the natural oscillation period, so that an appropriate setting reflecting the characteristics of the recording head can be performed.
[0119]
In addition, when the ink amount identification information and the average ink amount identification information are prepared for each recording mode, and the adjustment is performed based on the ink amount identification information and the average ink amount identification information corresponding to the set recording mode, the adjustment is performed. The ink amount identification information and the average ink amount identification information suitable for the recording mode can be used, and the image quality can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a recording head.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a structure of a flow channel unit.
FIG. 3 is a diagram of the recording head as viewed from a nozzle plate side.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for setting a drive voltage value, a color adjustment ID, and an offset ID.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure for setting a drive voltage value, a color adjustment ID, and an offset ID.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a Tc rank and a flight speed.
FIG. 7 is a diagram illustrating a Tc rank measuring device.
FIG. 8 is a diagram illustrating an evaluation pulse.
FIG. 9 is a diagram for explaining pressure fluctuation of a pressure chamber when an excitation element is supplied.
FIG. 10 is a diagram illustrating a correlation between an occurrence time Pwh1 of a first hold element and an ink amount.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a relationship between a Tc rank ID and a natural vibration period Tc.
12A is a diagram illustrating a calibration curve for determining a drive voltage value, and FIG. 12B is a diagram illustrating a small dot drive pulse.
FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating a set color adjustment ID.
FIGS. 14A to 14C are diagrams showing the set color adjustment ID and offset ID for each Tc rank.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a recording apparatus.
FIG. 16 is a diagram illustrating a drive signal generated by a drive signal generation circuit.
17A and 17B are diagrams for explaining control of the number of ejections per unit area.
FIG. 18 is a diagram illustrating a case where a plurality of recording modes are provided.
[Explanation of symbols]
1 inkjet recording head
2 Piezoelectric vibrator
3 vibrator group
4 Fixing plate
5 Flexible cable
6 vibrator unit
7 cases
8 Channel unit
9 Storage space
10 Piezoelectric body
11 Internal electrode
12 Shimabe
15 Flow path forming substrate
16 Nozzle plate
17 Elastic plate
18 Nozzle opening
19 nozzle row
20 pressure chamber
21 Ink supply port
22 Common ink chamber
23 Nozzle communication port
24 Support plate
25 Resin film
30 Evaluation pulse generation circuit
31 Electronic balance
32 Identification information storage element
40 Printer controller
41 Print Engine
42 Interface
43 RAM
44 ROM
45 Control unit
46 Oscillation circuit
47 Drive signal generation circuit
48 Interface
51 Carriage mechanism
52 Paper feed mechanism
53 shift register
54 Latch Circuit
55 level shifter
56 switch circuit
Claims (9)
記録ヘッド単位での平均インク滴量が目標値となる第1駆動電圧値を設定し、
前記複数のノズル列の内、第1駆動電圧値を供給して得られたインク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列とし、
駆動信号発生手段は、基準ノズル列から吐出されるインク滴の量を判定基準量以上にすべく設定された第2駆動電圧値の駆動信号を発生することを特徴とするインクジェット式記録装置。A recording head capable of ejecting ink droplets from the nozzle openings by operation of the pressure generating element, and a drive signal generating means capable of generating a drive signal supplied to the pressure generating element And an inkjet recording apparatus having an ejection control unit for controlling ejection of ink droplets by the recording head,
Setting a first drive voltage value at which the average ink droplet amount per recording head becomes a target value ;
Of the plurality of nozzle rows, a nozzle row with the smallest ejection amount of ink droplets obtained by supplying the first drive voltage value is set as a reference nozzle row,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the drive signal generating means generates a drive signal having a second drive voltage value set so that the amount of ink droplets ejected from the reference nozzle row is equal to or greater than a determination reference amount.
前記インク量識別情報及び平均インク量識別情報を記録モード毎に用意し、画像濃度補正手段は、設定された記録モードに対応するインク量識別情報及び平均インク量識別情報によって調整を行うことを特徴とする請求項2から請求項4の何れかに記載のインクジェット式記録装置。Recording mode setting means for selecting one recording mode from a plurality of recording modes determined according to the ink droplet amount;
The ink amount identification information and the average ink amount identification information are prepared for each recording mode, and the image density correction unit performs adjustment using the ink amount identification information and the average ink amount identification information corresponding to the set recording mode. The ink jet recording apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein
記録ヘッド単位での平均インク滴量が目標値となる第1駆動電圧値を設定し、
前記複数のノズル列の内、第1駆動電圧値を供給して得られたインク滴の吐出量が最も少ないノズル列を基準ノズル列とし、この基準ノズル列から吐出されるインク滴の量を判定基準量以上にすべく設定された第2駆動電圧値の駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
前記第2駆動電圧値の駆動信号を記録ヘッドに供給することを特徴とするインクジェット式記録装置の駆動方法。A recording head capable of ejecting ink droplets from an arbitrary nozzle opening by operating a pressure generating element, and a driving signal capable of generating a driving signal supplied to the pressure generating element And a driving method of the ink jet recording apparatus having the generating means.
Setting a first drive voltage value at which the average ink droplet amount per recording head becomes a target value ;
Of the plurality of nozzle arrays, the nozzle array with the smallest ejection amount of ink droplets obtained by supplying the first drive voltage value is set as a reference nozzle array, and the amount of ink droplets ejected from this reference nozzle array is determined. A drive signal of a second drive voltage value set to be equal to or more than the reference amount is generated from the drive signal generation means,
A method for driving an ink jet recording apparatus, comprising: supplying a driving signal having the second driving voltage value to a recording head.
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