JP3814486B2 - Inkjet recording method and apparatus - Google Patents

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画信号に応じて複数の記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ホストコンピュータ等の外部装置から入力される記録信号に応じて選択的に記録素子を駆動し、被記録材(以下、記録シート)上に記録を行う記録装置として、ワイヤドット方式、熱転写方式、インクジェット方式などのプリンタ装置が知られている。中でもインクジェットヘッドを搭載して、そのヘッドのインク吐出口(ノズル)からインクを吐出して記録を行うインクジェット・プリンタ装置は、高精細な画像記録が可能であり、しかも、その装置の価格が廉価であることから近年特に注目され、各分野に広く使用されつつある。特に、インク吐出口、インク液路及び吐出エネルギー発生素子を有する記録素子を微細なピッチで複数配列した記録ヘッドを、複数の記録素子の配列方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に複数配設し、これら複数の記録ヘッドを主走査方向に走査させて画像を記録するカラー記録用或は階調記録用のインクジェットプリンタの需要も急速に伸びてきている。
【0003】
上述の記録ヘッドでは、各ノズルに対応する位置に吐出エネルギー発生素子である発熱抵抗体を設け、その発熱抵抗体に電流を流すことにより熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーを利用して、対応するノズルから液体を吐出させて記録を行っている。特に今日のように、高密度、高速記録の要請が高い状況においては、記録ヘッドの1回の主走査で複数ラインの記録を行うことが一般化しており、従って、多数の発熱素子を高密度に配設した記録ヘッドが採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように高密度、高速記録が行われると、記録ヘッドの位置的に近いノズルが非常に短い時間間隔で駆動されるため、そのノズルから吐出されるインクの状態が、隣接するノズルから吐出されるインクによる圧力波の影響を受けやすくなる。これにより、各ノズルから吐出されるインク量、インクの吐出速度等が安定せず、記録された画像品位が低下するという問題点があった。
【0005】
更に、記録シートを搬送する際、静電吸着法を用いて記録シートを吸着させて搬送させると、記録ヘッドから飛翔した各インク滴は、図12に示すように、記録シートに到着するまでの間に帯電される。その結果、近くを飛翔するインク滴同士が互いに反発しあい、そのインク滴の飛翔方向が干渉されるという事態が生じる。その結果、記録シート上でのインク滴の着弾位置がずれてしまい、その記録シート上に記録された画像の品位が低下してしまうという大きな問題点があった。
【0006】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録シートを静電吸着法を用いて搬送する装置において生じる隣接する記録要素間の相互影響を無くして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【0007】
また本発明の目的は、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【0008】
又本発明の目的は、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくすとともに、記録ヘッドの駆動用電源の容量の増大を防止したインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【0009】
又本発明の目的は、記録ヘッドの記録要素を複数のグループに分けて時分割駆動し、現駆動タイミングにおいて、前の駆動タイミングでインクを吐出した記録要素で発生した圧力波による影響をなくすようにしたンクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【0010】
又本発明の目的は、静電吸着法により被記録材を搬送する場合でも、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成を備える。即ち、
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択可能な第1選択手段と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を1グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第2選択手段と、
前記第2選択手段によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第1選択手段を用いて更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
【0016】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録方法は以下のような工程を備える。即ち、
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択する第1選択工程と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を1グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第2選択工程と、
前記第2選択工程によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第1選択工程によって更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動工程とを有することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
[実施の形態1]
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る記録可能な幅にノズル等の記録要素を配列した、いわゆるフルライン型の記録ヘッドユニット2100の外観斜視図、図1(b)は本実施の形態の記録ヘッド部分の拡大断面斜視図である。
【0023】
図1(a)及び図1(b)において、記録素子基板2001上に記録要素の構成要素の一つである熱エネルギー発生素子(発熱抵抗体)2009を配設し、その上にノズル(インク吐出口:記録要素)2010、液室2008を形成する天板2005が配設されている。更に、これら熱エネルギー発生素子2009を駆動するための駆動素子2004が記録素子基板2001上に実装されており、この駆動素子2004から記録素子基板2001上に配設された不図示の配線パターンを通じて熱エネルギー発生素子2009に電気的エネルギーが供給される。このような構成の記録ヘッドは、プリント基板2003とともにベースプレート2002上に固定されている。ここで記録ヘッドとプリント基板2003とはワイヤボンディング2006で電気的に接続されている。またプリント基板2003には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ2007が設けられている。記録に使用されるインクは、不図示のインクタンクとインク供給チューブを通じて液室2008に供給されている。そして記録の際には、電気コネクタ2007を介して入力された記録信号に応じた駆動信号がワイヤボンディング2006を通じて駆動素子2004に送られる。これにより駆動素子2004から出力される電気的なパルス信号に応じて熱エネルギー発生素子2009が駆動され、ノズル2010内でインクが発泡することにより、そのインク2010からインク滴が吐出される。
【0024】
図2は、本実施の形態の記録ヘッドユニット2100の回路配線を示す図である。
【0025】
本実施の形態では、駆動素子2004を28個(IC1〜IC28)使用しており、1個の駆動素子2004で256個の熱エネルギー発生素子2009の駆動を行っている。これら28個の駆動素子2004は、4個(ICi〜ICi+3)ずつで合計7つのブロックに分割されている。そして各ブロックに記録データ信号(SI1〜SI7)、データ信号転送クロック(CK)、ラッチ信号(LT)、EA,EB,EC,EG信号(後述)が入力されており、各々のブロックに属する駆動素子2004のチップイネーブルに当たる信号(SEL1〜SEL7)のそれぞれが、各ブロックごとに入力されている。また、熱エネルギー発生素子2009を駆動する電気的パルスのパルス幅を決定する信号(ENB1〜28)、信号D1−A1〜A28,D1−C1〜C28、及び電源ラインVDD、L−GND,P−GNDが、図中では示していないが、各配線を通して各々の駆動素子2004に入力されている。
【0026】
図3は、本実施の形態の駆動素子2004の構成を示すブロック図である。
【0027】
データ信号(SI)は、データ転送クロック(SCKI:図2のCK)に同期して、256ビットのシフトレジスタ301に順次転送されて記憶される。このシフトレジスタ301に保持された256ビットデータは、ラッチ信号(LT*:*は負論理の信号を示す)により256ビットのラッチレジスタ302に送られて格納される。EA*,EB*,EC*,EG*信号はいずれも負論理(low true)の信号で、8回の分散駆動をするために3−8のデコーダ303に入力されており、ラッチレジスタ302に格納された信号を8個のブロック単位で選択してドライバ304に出力している。こうして選択された信号は、熱エネルギー発生素子2009を駆動するパルス幅を与えるENB信号(ENBI)に応じて、その熱エネルギー発生素子に対応するトランジスタを駆動して熱エネルギー発生素子2009を駆動する。なお、ここで、EA*,EB*,EC*信号はそれぞれ1ビットの信号で、デコーダ303の出力(端子1〜8)のいずれをハイレベルにするかを決定し、EG*信号はこのデコーダ303の出力をイネーブルにするための信号である。
【0028】
本実施の形態では、1つの記録ヘッドユニット2100に“7168”個のノズルを600dpiの密度(42.5μm間隔)で配設し、これを4KHzの駆動周波数で駆動している。熱エネルギー発生素子2009は、そのサイズが約20μm×80μmの電気抵抗体であり、その抵抗値は約55Ωである。この熱エネルギー発生素子2009に10〜12V程度の電圧パルス(パルス幅3μs程度)を与えることにより、その熱エネルギー発生素子2009近傍のインクが加熱されて発泡し、そのノズルからインクを吐出することができる。このとき、単一の熱エネルギー発生素子2009に瞬間的に流れる電流は約200mA程度である。また、パルス信号の印加時に熱エネルギー発生素子2009に発生するインクの泡は、熱エネルギー発生素子2009にパルス信号が印加されてから約12μs後に、その発泡体積が最大となる。その後、インク泡が凝縮を始め、パルスの印加から約25μs後に消泡することが確認された。
【0029】
図4は、本実施の形態の記録ヘッドユニット2100のインク吐出タイミングを説明するための図である。
【0030】
実施の形態1においては、記録ヘッドユニット2100に配設された全てのノズル(7168個)を8(=N)個のグループに分割し、上述のEA*,EB*,EC*信号を用いて、各グループ毎の時分割駆動を行っている。そして記録の際は、まず第1のグループに属する、第1、9、17、…、7162番目(計896個)のノズルからインクを吐出させる。このとき、単一の熱エネルギー発生素子2009に流れる瞬時電流は約200mAである。ここでは、最大計896個の熱エネルギー発生素子2009を同時にオンさせるため、合計の瞬時電流は最大約180Aになる。続いて第2グループに属する、第5、第13、…、第7165番目のノズルからインクを吐出させ、以下同様に、第3、第4、…、第8のグループに属するノズルから順々にインクを吐出する。このとき、隣接するタイミングで駆動されるグループ間でのノズルの位置関係は、互いにN/2ドット(ここでは4ドット)分、或は{(N/2)−1}ドット(ここでは3ドット)分離れている。例えば、第2のグループに属する第5番目のノズルは、その前に吐出駆動される第1のグループに属する第1番目と第9番目のノズルから(N/2=)4ドット分離れており、その後に吐出駆動される第3のグループに属する第2番目と第10番目のノズルから{(N/2)−1=}3ドット分離れている。このように、互いに隣接するタイミングで駆動されるグループに属するノズル間の距離を互いにN/2ビット分、或は{(N/2)−1}ドット分とすることにより、直前のタイミングでインクを吐出したノズルからのインク滴の圧力波による、現タイミングでインクを吐出したノズルにおけるインク滴への影響を低減することができる。
【0031】
また、本実施の形態では、隣接するタイミングで駆動されるノズルグループ間でのインク吐出タイミングの時間間隔(以下、隣接遅延時間td)を約28μsに設定している。この隣接遅延時間tdは、1パスで画像形成するためには、ヘッドの駆動周期Tとグループ数Nとの間に、
td≦T/N
の関係が成立しなければならない。
【0032】
また、直前のタイミングでインクを吐出したノズルで発生した圧力波による影響を低減し、インク吐出速度、インク吐出量を安定させるためには、隣接遅延時間tdは少なくとも、熱エネルギー発生素子2009に電気的パルスを印加してから、発泡した泡が最大体積に到達するまでの時間tmax(約12μs)よりも大きくなければならない。
【0033】
tmax<td
更には、発泡した泡が凝縮するまでの時間tb(約25μs)よりも大きい方が、より望ましい。従って、その関係は、
tb<td
のようになる。
【0034】
図5は、本発明の実施の形態1に係るフルライン型記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【0035】
図において、500は制御部で、例えばマイクロプロセッサ等のCPU510、CPU510により実行される制御プログラムを記憶しているプログラムメモリ511、CPU510による処理の実行時、ワークエリアとして使用されて各種データを一時的に記憶するRAM512等を備えている。2100は前述した記録ヘッドユニット、501はモータドライバで、制御部500からの指示に基づいてシート送りモータ502の回転を制御して、記録に使用される記録シートの搬送を行っている。
【0036】
図6は、実施の形態1のインクジェット記録装置における制御処理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御プログラムはプログラムメモリ511に記憶されている。
【0037】
まずステップS1で、ホストコンピュータ等の外部機器からのプリントデータを入力し、1ライン分(ここでは7168画素)のデータの作成が終了するとステップS2に進み、その作成した画像データを、クロック信号CKに同期して記録ヘッドユニット2100の各駆動素子のシフトレジスタ301に送出する。こうして1ライン分の記録データがIC1〜IC28の各シフトレジスタ301に格納されるとステップS3に進み、ラッチ信号(LT*)を出力して各駆動素子のラッチ回路302に、その記録データをラッチする。次にステップS3に進み、シート送りモータ502を回転駆動して後述する静電吸着法を用いて記録シートを搬送し、記録シートが記録位置に到達するとステップS4に進む。ステップS4では、第1〜第7ブロックを選択する選択信号SEL1〜SEL7を全てハイレベルにして出力し、ステップS5で、グループ選択信号EA*,EB*,EC*を全て“1”(第1グループ選択)にして出力する。そしてステップS6に進み、ヒート信号(ENB1〜28)をハイレベルにして出力する。これにより、図4に示す第1グループの発熱抵抗体が駆動され、第1グループのノズルからのインクによる記録が行われる。
【0038】
次にステップS7に進み、1ラインの記録が終了したかどうかを調べ、終了していないときはステップS8に進み、所定時間(隣接遅延時間td)だけ待機してステップS9に進み、前述したグループ選択信号EA*,EB*,EC*を更新して、次に第2グループを選択する(EA*=0,EB*=EC*=1)ようにする。こうしてステップS6に進み、前述と同様にしてヒート信号(ENB1〜28)をハイレベルにし、次のノズルグループによる記録を行う。こうしてステップS7乃至S9において、順次グループを選択し、第8グループ(EA*,EB*,EC*=0)による記録が終了するとステップS7からステップS10に進み、1ページ分のプリント処理が終了したかを調べ、終了していればこの処理を終了するが、終了していないときはステップS11に進み、シート送りモータ502を回転駆動して記録シートを、例えば解像度に応じた1ドット分だけ搬送してステップS3に戻る。尚、この場合、ホスト等からのデータ受信、及び記録データの作成、およびその記録データのシフトレジスタ301へのデータ転送等は、例えば前のラインの記録中にバックグランドで実行されているため、ステップS3でラッチ信号を出力することにより次のラインの記録データがラッチ回路302にラッチされることになる。
【0039】
以上説明したように、記録ヘッドの複数ノズルをN個のグループに分けて時分割駆動を行い、前のタイミングでインクを吐出したノズルで発生した圧力波の影響による、インク吐出量、インク吐出速度への影響を低減して安定したインクの吐出を行うことにより、記録品位を高めることができる。
【0040】
ここで、本実施の形態の特徴は、上述した時分割駆動を行う場合、同時にインクを吐出するノズルの間隔を静電吸着法で記録シートを搬送する場合の静電気による影響が記録画像に影響を与えない間隔としたことである。このような本実施の形態について以下に説明する。
【0041】
図9は、記録シートを静電搬送する本発明のカラーインクジェット記録装置1200を説明するための図である。本実施の形態のカラーインクジェット記録装置1200では、記録ヘッドユニット2100が4本搭載されている。本実施の形態の記録ヘッドユニット2100は、ノズルの配列ピッチを63.5[μm]とした点以外は、前述の記録ヘッドユニット2100と同一の構成を有している。これら4本の記録ヘッドユニット2100には、それぞれ不図示のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のインクが供給されており、これら4色を用いてカラー記録を行うものである。給紙トレー1004に積載された記録シート1005は、シート搬送ベルト1002によって搬送され、カラー記録用ヘッドユニット2100の下を通過する際に、各記録ヘッドユニット2100から吐出されるインクにより記録が行われる。こうしてカラー画像が記録された記録シート1005は排紙トレー1003に積載される。
【0042】
シート搬送ベルト1002は、シート搬送ベルトローラ1001に巻回されており、このシート搬送ベルト1002上には、記録シート1005を確実に搬送することができるように、電極1012が配設されている。電極1012の端部には、給電部1013が配設されており、電極1012に高電位を印加するための電荷供給ユニット1010に配設された、導電性物質からなる電荷供給ブラシ1011が当接している。電荷供給ユニット1010に高電位を印加することで、電極1012に高電位が供給され、静電気により、記録シート1005を吸着して搬送することができるようになっている。
【0043】
ここでは、前述した記録ヘッドユニット2100をこのように静電吸着法によってシート搬送を行うカラーインクジェット記録装置1200に搭載したものである。
【0044】
このような静電吸着法を利用したシート搬送系の上でインクジェット方式での記録を行った場合、静電界によって、互いに近くを飛翔するインク滴が互いにその飛翔方向に影響を与え、記録品位が悪化することは前述した。
【0045】
本実施の形態の記録ヘッドユニット2100を設計するに先立ち、まず、図17に示すように、各々のノズルに配設された熱エネルギー発生素子2009を個別に駆動できる駆動回路を有する記録ヘッドユニット2100を作成し、隣接して駆動するノズルの距離、電極1012に印加する電圧と、記録ドットのズレ量との関係について実験、検討した。検討に際しては、ノズルが63.5[μm]のピッチで512個配設されている記録ヘッドユニットを使用した。その検討結果を図10に示す。
【0046】
図10において、横軸は同時に吐出する、隣接したノズル間の距離、横軸は記録シート上のインク付着位置ズレ量を示す。
【0047】
図10に示すように、シートの表面に与える電位を変化させても、2000Vまでの範囲では300[μm]以上話しておけばインクの位置ズレ量は15[μm]以下となり、ほとんど目立たない領域に入ることが確認された。
【0048】
次に、上記実験と同一条件で実際の画像を記録し、その記録品位を評価した。その結果を図18に示す。この評価での画像品位評価基準は、画像上にインク滴の着弾位置ズレによって、スジの発生を確認できないものを良好「○」、スジが発生したものを不良「×」とした。この結果を図10に示した条件と同一条件の各々のプロットポイントに重ねたものが図19である。
【0049】
図19では、プロットされた各々のポイントの右上に、「○」ないしは「×」の評価結果が記載されている。図19を見ると、記録ズレ量が、ノズルの配列ピッチ63.5[μm]の半分、31.75[μm]以下の領域においては、画像評価が「○」、即ち記録された画像の品位が良好であったことが確認できる。
【0050】
次に、上記実験結果を踏まえて、ノズル配列ピッチが70[μm]の記録ヘッドユニットを設計するに当たって、着弾位置ズレ量が70[μm]の半分、35[μm]以下となる同時にオンする隣接ノズル間の距離を実験的に求めた。ノズル間距離は140〜420[μm]、印加電圧は0〜3kVとし、その各々の条件に対して10回着弾位置ズレを測定し、平均値を算出した。
【0051】
その結果、図20で示すように隣接ノズル間距離が140[μm]では、シート表面電位が2kV以上の条件において着弾ズレ量が35[μm]以上であったが、280[μm]以上にすれば、印加電圧3kV以下の条件においても、着弾ズレ量を35[μm]以下に抑えることができることがわかった。また、この検討と同一の条件にて実際の画像を記録し、その画像品位を評価したところ、図20及び図21に示すように、着弾位置ズレ量が35[μm]以下の条件においては、良好な記録品位が得られることが確認された。
【0052】
上記の結果を基に、本実施の形態においては、同時にオンする隣接ノズル間距離を280[μm]とした記録ヘッドユニットを使用し、着弾位置ズレによる画像品位劣化の少ないインクジェット記録装置を提供することができた。
【0053】
また、先に説明した図1から図4のような記録ヘッドおよびブロック駆動の構成においても、2kVのシート表面電位の場合であっても良好な画像を保てるように、同時駆動される隣接ノズルの間隔を前述したように340μmとなるようにしており、これによりスジむらのない良好な画像を得ることができた。
【0054】
[実施の形態2]
本実施の形態2においては、ノズル配列ピッチが42.5[μm]という、第1の実施の形態よりも高密度にノズルの配列された記録ヘッドユニットを用いた実施の形態について説明をする。本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、インク滴の着弾位置ズレ量が、ノズル配列ピッチ42.5[μm]の半分、21.5[μm]以下となる条件を求めたところ、同時にオンする隣接ノズル間距離を300[μm]以上にすれば良いという結果が得られた。この結果に基づき、本実施の形態のノズル解像度600dpiの記録ヘッド(ノズルピッチp=42.5[μm])の場合、分割駆動の部ループ数Nを“8”とした。
【0055】
さらに本実施の形態によれば、吐出順序が隣接するグループのノズルの吐出タイミングの時間間隔を考慮し、隣接遅延時間tdを十分大きくすることにより、吐出順序が隣接するグループのノズルからのインク滴同士が記録シート1005うえに着弾するまでの間に、静電界による飛翔方向の相互干渉を防止することができる。
【0056】
これを図11を参照して説明する。
【0057】
図11は、実施の形態2において記録ヘッドから吐出されたインク滴3001、3002、3003が記録シート1005上の面に着弾するまでの間を飛翔している状態を図示したものである。第1のグループのノズルからのインク滴3001と第2グループのノズルからのインク滴3002の水平方向距離Lは、分割駆動のグループ数NとノズルピッチPを用いて、
L=P・N/2で表せる。
【0058】
また、これらの垂直方向距離VHは、インクの飛翔速度Vと隣接遅延時間tdを用いてV1=V・tdで表せる。
【0059】
従って、第1グループのノズルからのインク滴3001と第2グループのノズルからのインク滴3003との直線距離L1は、
L1=√{V2・td2 + (N・P/2)2}
となる。
【0060】
いま、静電界中で、インク滴3001がインク滴3002から受ける力F1は、この直線距離L1の2乗に比例するので、アルファを定数として、
F1=α・L12=α√{V2・td2+(N・P/2)2
で表せる。この力F1のうち、インク滴3001の着弾位置に影響を及ぼすのは、F1の水平方向成分F1xのみである。ここでF1xは、

Figure 0003814486
となる。
【0061】
同様に、第2グループのノズルからのインク滴3002が第3グループのノズルからのインク滴3003によって受ける力を考える。インク滴3002とインク滴3003との水平距離は、(N/2−1)・Pと表せるものと(N/2+1)・Pと表せるものとの2つがある。これらそれぞれについて、静電界中で受ける力の水平方向成分F2x,F3xを、F1xと同様に求めると、
F2x=[αP・{(N/2)−1}]√{V2・td2+{(N/2)−1}2×P2
F3x=[αP・{(N/2)+1}]√[V2・td2+{(N/2)+1}2×P2
となる。これらF1x,F2x,F3xを比べると、F3xが最大となっている。
【0062】
一方、同一グループのノズルからのインク滴の水平方向距離はN・Pで表せ、これらが静電電界中を飛翔中に互いに受ける力F0は、
F0=α・N2・P2
となる。前述のF3xをF0以下にするための条件は、上記の式より
√[V2・td2+{(N/2)+1}2×P2]≦2N2・P/(N+2)
となる。
【0063】
実際に、V=10[m/S],td=28[μs],N=8,P=42.5×10-6[m]として、N・P>300、
√[V2・td2+{(N/2)+1}2×P2]≦2N2・P/(N+2)
の両式を満たすような駆動方法を行ったところ、静電界によるインクの着弾位置ズレが15μm以下に収まり、良好な記録品位が得られることが確認された。
【0064】
このように実施の形態2によれば、前述の実施の形態1に記載した記録ヘッドを、静電吸着法を利用したインクジェット記録装置に搭載した際に、静電界によるインク滴の着弾位置ズレを極小にし、良好な記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供するものである。
【0065】
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の形態3を説明するための図である。実施の形態3は、記録ヘッドユニット2100の複数のノズルを8つの時分割駆動のグループに分割している点および静電搬送による影響を考慮して同時駆動を行うノズル間隔を確定する点については、前述の実施の形態1と同様である。実施の形態1と実施の形態2との相違点は、記録ヘッドユニット2100のノズルを更に第1〜7までの7つのブロックに分割し、同一グループに属する複数のノズルの駆動タイミングをさらに時分割した点にある。
【0066】
図7に示すように、第1グループの第1ブロックに属するノズルからインク吐出を行い、約4μsの遅延後、第1グループの第2ブロックのノズルからのインク吐出を行う。以下同様に、第1グループの第7ブロックまでのノズルを順次、それぞれ4μsの遅延をもって駆動してインク吐出を行う。尚、各グループの選択は前述の信号EA*,EB*,EC*により行われ、各ブロックの選択は信号SEL1〜SEL7により行われる。
【0067】
こうして第1グループのノズルによる記録が終了すると、次に、第2グループの第1ブロックのノズルによるインク吐出を行う。このように、同一グループに属する896個のノズルの駆動タイミングを7つに分割することにより、同時に駆動される熱エネルギー発生素子2009の個数を更に“128”個にまで減少させることができる。その結果、単一の熱エネルギー発生素子2009に瞬間的に流れる電流が約200mAであるから、瞬間的に流れる電流の合計を最大約25.6Aにまで低減化できる。
【0068】
この場合の処理を図8のフローチャートで示す。尚、この実施の形態3のインクジェット記録装置の構成は前述の実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。また図8において、前述の図6のフローチャートと共通する部分は同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0069】
この実施の形態3では、ステップS3の後ステップS4−1で、第1ブロックを選択し(SEL=1,SEL2-7=0)、ステップS5で、信号EA*,EB*,EC*=(1,1,1)として第1グループを選択する。そしてステップS6で,ENB1〜ENB28を出力して発熱抵抗体を駆動した後、ステップS6−1で、ここでは4μs待機してステップS6−2に進む。ここでは第1グループの全ブロックによる記録処理が終了したかを調べ、終了していないときはステップS6−3に進み、次のブロックを選択するための選択信号SELi(i=1〜7)を出力する。こうして第1グループのノズルによる記録が終了するとステップS6−2からステップS7に進み、前述したように1ライン(第1〜第8グループのノズルによる)の記録が終了したかを調べ、終了していないときはステップS8に、終了していればステップS10に進むように動作する。
【0070】
このように実施の形態3によれば、同一グループに属する複数のノズルを更に複数ブロックに分割し、ブロック単位で時分割駆動することにより、記録ヘッドに瞬間的に流れる最大電流値を減少させている。これにより、ヘッド電源及び電源用コンデンサ等にかかる負担を低減化し、より安定したインクの吐出を行うことができる。
【0071】
[実施の形態4]
図13乃至図15は、本発明の実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドを説明するための図であり、図13は実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図、図14は、そのインクジェット記録ヘッドのインク吐出機構を模式的に示した断面図、図15(a)は、そのインクジェット記録ヘッドの模式的上面図、図15(b)は図15(a)のA−A断面図、図15(c)は図15(a)のB−B断面図である。
【0072】
図13に示す実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドは、記録素子基板201の中央付近の表面側にインクを吐出するための吐出口202が複数開口しており、これら吐出口202から吐出されるインク滴によって記録を行うものである。
【0073】
図14および図15(a)〜15(c)に示すように、記録素子基板201上には、各々の吐出口202に対応して加熱用ヒータ204が形成されており、これら加熱用ヒータ204に通電加熱してインクを発泡させ、その運動エネルギーで記録液であるインクを吐出させる。
【0074】
加熱用ヒータ204からの配線は、各々、記録素子基板201上の駆動素子205の実装部に伸びており、ここに実装された駆動素子205に電気的に接続されている。駆動素子205は、異方性導電フィルムを介してCOB(chip on boad)の接続方法により、記録素子基板201に接続されている。また、駆動素子205には、トランジスタ回路の他にトランジスタを駆動するためのロジック回路が搭載されており、そのロジック回路を駆動する信号は、記録素子基板201を介してフレキシブルフィルム206に接続される。更に、このフレキシブルフィルム206は、ガラスエポキシ等の複合材料からなる回路基板207(図15(a))に接続されている。この回路基板207には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ208(図15(b))が搭載されている。
【0075】
駆動素子205及びフレキシブルフィルム206の電気的接続部は、電極部が露出すると吐出口202から飛散した液滴もしくはシートより跳ね返ったインク等が電極に付着して、電極やその下地金属を腐食するため、該電極部は封止性、イオン遮断性に優れた不図示のシリコン樹脂封止剤により被覆され、封止されている。
【0076】
また記録素子基板201の裏面側には、記録素子基板保持部材211及び支持部材212によって形成された、インクを保持するための共通液室210(図15(c))が、複数の吐出口202の配列長さとほぼ等しい長さで開口して形成されている。また記録素子基板201には、この裏面側のインクを表面側に供給するためのスリット203(図15(c))が設けられている。この共通液室210は、更にインク供給口215,216に連通しており、インク吐出時には、インクジェット記録ヘッド外部の不図示のインクタンクから、これら双方のインク供給口215,216を通じてインクの供給を受ける構成になっている。
【0077】
このインクジェット記録ヘッドにインクを充填する際は、インク供給口(流入)215からインクを加圧流入させ、共通液室210内の空気を、主にインク供給口(流出)216から抜くことで、共通液室210内に気泡を残さないで充填することができる。インクが共通液室210内に完全にインクが充填されるまでこの動作は続けられ、その間、気泡が混入したインクがインク供給口(流出)216から排出されるが、このインクはインク供給口(流入)215の上流にある元の不図示のインクタンクに戻すという、インクを循環させるタイプのインク供給流路構成になっている。
【0078】
図16は、実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッド基板の回路構成を示す図である。図において、各々の駆動トランジスタと、シフトレジスタおよびラッチが1対1に対応しない駆動ICを用いた駆動回路の例を示している。
【0079】
図示したように、駆動トランジスタ1600におけるドライバの個数は1つのIC当たり256個であり、それに対しシフトレジスタ1601及びラッチ1602は共に16ビットである。画像データ(SI)は、シフトレジスタ1601にシリアルで順次転送され、16ビットデータがシフトレジスタ1601に転送されて保持された後、この16ビットデータはラッチ1602に格納される。この16ビットラッチの各々の出力は、16本の信号線に接続されており、外部から制御入力されるデコーダ1603の出力信号とAND回路1604によりANDがとられている。更に、AND回路1604の出力信号とトランジスタを駆動するパルス幅を決定するENB信号(ENB0,ENB1)との論理積がAND回路1605により取られ、その出力信号でドライバ回路1600が駆動される。
【0080】
ここで実際に画像データを記録する際は、まず16ビットのシフトレジスタ1601にシリアルで画像データを順次入力し、16ビット分の画像データが転送されたところで、この画像データをラッチ回路1602にラッチする。次に、デコーダ1603に信号BE0*〜BE3*(*は負論理の信号を示す)を入力し、デコーダ1603の1番目のみをハイレベルにし、その他の出力をロウレベルにする(BE0*〜BE3*=1)。この状態でENB信号を印加すると、1番目、17番目、33番目…のトランジスタ素子が駆動されて、それに対応するノズルからインクが吐出される。
【0081】
次に、前述と同様に、信号BE0*〜BE3*を(1110)としてデコーダ1603の9番目の出力のみをハイレベル、その他の出力をロウレベルにする。そして同様にENB信号を印加すると、9番目、25番目、41番目、…のトランジスタ素子が駆動されて、それに対応するノズルからインクが吐出される。以下、デコーダ1603に入力する信号BE0*〜BE3*を順次切換えることにより、例えば以下のような順番で各ノズルを駆動してインクを吐出させることができる。
【0082】
1番、17番、33番、…
9番、25番、41番、…
2番、18番、34番、…
10番、26番、42番、…


16番、32番、48番、…
このように順次駆動することにより、前述の実施の形態と同様に本発明に適用できる。
【0083】
本発明は、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手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記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のプリント装置について説明したが、例えば特公平6−6357号公報等に記載されているような圧電方式のインクジェット記録方式においても同様の効果が得られる。かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0084】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0085】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0086】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても良い。
【0087】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さに記録要素を配したフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【0088】
加えて、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、あるいは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を用いてもよい。
【0089】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【0090】
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。
【0091】
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
【0092】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。
【0093】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0094】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMなどを用いることができる。
【0095】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【0096】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【0097】
以上説明したように本実施の形態によれば、隣接するノズルから吐出されるインク滴による影響を無くして高品位の画像を記録できるという効果がある。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録シートを静電吸着法を用いて搬送する装置において生じる隣接する記録要素間の相互影響を無くして、高品位の画像を記録できる。
【0099】
また本発明によれば、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できる。
【0100】
又本発明によれば、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくすとともに、記録ヘッドの駆動用電源の容量の増大を防止できるという効果がある。
【0101】
又本発明によれば、記録ヘッドの記録要素を複数のグループに分けて時分割駆動し、現駆動タイミングにおいて、前の駆動タイミングでインクを吐出した記録要素で発生した圧力波による影響をなくすことができる。
【0102】
又本発明によれば、静電吸着法により被記録材を搬送する場合でも、隣接する記録要素(ノズル)から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施の形態の記録ヘッドユニットを示す斜視図、(b)はその記録ヘッド部分の拡大断面斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドユニットの駆動回路図である。
【図3】本発明の実施の形態の駆動素子の回路図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドユニットの駆動順序を説明する模式図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態における記録ヘッドユニットの駆動順序を説明する模式図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の模式的斜視図である。
【図10】インクジェット記録装置によるドット位置のズレ量を説明する図である。
【図11】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置よるインクの飛翔状態を説明する図である。
【図12】従来の記録ヘッドからのインク滴の飛翔状態を説明する模式図である。
【図13】本発明の実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図14】本発明の実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドのインク吐出機構を模式的に示した断面図である。
【図15】本発明の実施の形態4に係るインクジェット記録ヘッドを説明する図で、(a)は模式的上面図、(b)は図15(a)のA−A断面図、(c)は図15(a)のB−B断面図である。
【図16】本実施の形態に係るインクジェットヘッド基板の回路構成を示す図である。
【図17】本発明の同時吐出ノズル間隔を変更を行うヘッドの等価回路を説明するための図である。
【図18】、
【図19】、
【図20】、
【図21】シート表面電位と同時駆動ノズル間隔の着弾ずれへの影響を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording method and apparatus for recording an image by driving a plurality of recording elements according to an image signal and causing ink to fly on a recording material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a recording device that selectively drives a recording element in accordance with a recording signal input from an external device such as a host computer and performs recording on a recording material (hereinafter referred to as a recording sheet), a wire dot method, a thermal transfer method Inkjet type printer devices are known. In particular, an ink jet printer that mounts an ink jet head and discharges ink from an ink discharge port (nozzle) of the head for recording can record high-definition images, and the price of the device is low. Therefore, it has attracted particular attention in recent years and is being widely used in various fields. In particular, a recording head in which a plurality of recording elements each having an ink ejection port, an ink liquid path, and an ejection energy generating element are arranged at a fine pitch is arranged in a direction (main scanning direction) perpendicular to the arrangement direction (sub-scanning direction) of the plurality of recording elements. The demand for inkjet printers for color recording or gradation recording for recording an image by scanning a plurality of recording heads in the main scanning direction is increasing rapidly.
[0003]
In the above-described recording head, a heating resistor, which is an ejection energy generating element, is provided at a position corresponding to each nozzle, and heat energy is generated by flowing current through the heating resistor, and this thermal energy is used to respond. Recording is performed by discharging a liquid from the nozzle. Particularly in today's high demands for high density and high speed recording, it is common to record multiple lines in a single main scan of the recording head. Is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When high-density and high-speed recording is performed in this way, the nozzles close to the position of the recording head are driven at very short time intervals, so the state of ink ejected from the nozzles is ejected from adjacent nozzles. It becomes easy to be influenced by the pressure wave by the ink. As a result, the amount of ink discharged from each nozzle, the ink discharge speed, and the like are not stable, and there is a problem in that the recorded image quality is lowered.
[0005]
Further, when the recording sheet is transported, if the recording sheet is attracted and transported by using an electrostatic adsorption method, each ink droplet flying from the recording head is required to reach the recording sheet as shown in FIG. Charged between. As a result, ink droplets flying in the vicinity repel each other, and the flight direction of the ink droplets interferes. As a result, the landing position of the ink droplet on the recording sheet is shifted, and there is a serious problem that the quality of the image recorded on the recording sheet is deteriorated.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional example, and eliminates the mutual influence between adjacent recording elements that occurs in an apparatus that conveys a recording sheet using an electrostatic adsorption method, and can perform high-quality image recording. It is an object to provide a method and apparatus.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording method and apparatus capable of recording a high-quality image without the influence of ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles).
[0008]
It is another object of the present invention to provide an ink jet recording method and apparatus that eliminates the influence of ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles) and prevents an increase in the capacity of a recording head driving power source. .
[0009]
Another object of the present invention is to divide the recording elements of the recording head into a plurality of groups and perform time-division driving so as to eliminate the influence of pressure waves generated by the recording elements that eject ink at the previous driving timing at the current driving timing. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording method and apparatus.
[0010]
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording method capable of recording a high-quality image without the influence of ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles) even when a recording material is conveyed by an electrostatic adsorption method. And providing an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the ink jet recording apparatus of the present invention has the following configuration. That is,
An inkjet recording apparatus that records an image by driving a recording element of a recording head according to an image signal and causing ink to fly to a recording material,
A first selection unit capable of dividing a plurality of recording elements of the recording head into a plurality of blocks with a plurality of continuous recording elements as a unit, and selecting a recording element for each block;
The plurality of blocksOf the recording elements arranged acrossA plurality of recording elements dispersed at a predetermined interval are set as one group, and a driving cycle is set as a plurality of groups.Number ofA second selection means for enabling each group to be selected in units of group periods divided by
The recording elements in the group selected by the second selection means are further selected in order by time-division in block units using the first selection means within the group period, and the image elements are selected in the selected recording elements. Drive means for energizing and driving in accordance with a signal.
[0016]
In order to achieve the above object, the ink jet recording method of the present invention comprises the following steps. That is,
An ink jet recording method for recording an image by driving a recording element of a recording head according to an image signal and causing ink to fly to a recording material,
Dividing a plurality of recording elements of the recording head into a plurality of blocks in units of a plurality of continuous recording elements, and selecting a recording element for each block unit; and
The plurality of blocksOf the recording elements arranged acrossA plurality of recording elements dispersed at a predetermined interval are set as one group, and a driving cycle is set as a plurality of groups.Number ofA second selection step in which each group can be selected in units of group periods divided by
The recording elements in the group selected by the second selection step are further selected in order by time-division in block units by the first selection step within the group period, and the selected recording elements are added to the image signal. And a driving step of driving by energizing accordingly.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
[Embodiment 1]
FIG. 1A is an external perspective view of a so-called full-line type recording head unit 2100 in which recording elements such as nozzles are arranged in a recordable width according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional perspective view of a recording head portion of the embodiment.
[0023]
1A and 1B, a thermal energy generating element (heating resistor) 2009, which is one of the constituent elements of a recording element, is disposed on a recording element substrate 2001, and nozzles (inks) are disposed thereon. (Discharge port: recording element) 2010 and a top plate 2005 forming a liquid chamber 2008 are disposed. Further, a drive element 2004 for driving these thermal energy generating elements 2009 is mounted on the recording element substrate 2001, and heat is transmitted from the drive element 2004 through a wiring pattern (not shown) disposed on the recording element substrate 2001. Electric energy is supplied to the energy generating element 2009. The recording head having such a configuration is fixed on the base plate 2002 together with the printed circuit board 2003. Here, the recording head and the printed circuit board 2003 are electrically connected by wire bonding 2006. The printed circuit board 2003 is provided with an electrical connector 2007 for inputting an electrical signal from the outside. Ink used for recording is supplied to the liquid chamber 2008 through an ink tank (not shown) and an ink supply tube. At the time of recording, a driving signal corresponding to the recording signal input via the electrical connector 2007 is sent to the driving element 2004 through the wire bonding 2006. As a result, the thermal energy generating element 2009 is driven in accordance with the electrical pulse signal output from the driving element 2004, and ink droplets are ejected from the ink 2010 by foaming ink in the nozzle 2010.
[0024]
FIG. 2 is a diagram showing circuit wiring of the recording head unit 2100 of the present embodiment.
[0025]
In the present embodiment, 28 drive elements 2004 (IC1 to IC28) are used, and 256 drive elements 2004 are driven by one drive element 2004. These 28 drive elements 2004 are divided into 7 blocks in total of 4 (ICi to ICi + 3). A recording data signal (SI1 to SI7), a data signal transfer clock (CK), a latch signal (LT), an EA, EB, EC, and an EG signal (described later) are input to each block, and the drive belonging to each block. Each of the signals (SEL1 to SEL7) corresponding to the chip enable of the element 2004 is input for each block. In addition, signals (ENB1 to 28) for determining the pulse widths of electric pulses for driving the thermal energy generating element 2009, signals D1-A1 to A28, D1 to C1 to C28, and power supply lines VDD, L-GND, P- Although not shown in the figure, the GND is input to each drive element 2004 through each wiring.
[0026]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the drive element 2004 of the present embodiment.
[0027]
The data signal (SI) is sequentially transferred to and stored in the 256-bit shift register 301 in synchronization with the data transfer clock (SCKI: CK in FIG. 2). The 256-bit data held in the shift register 301 is sent to and stored in the 256-bit latch register 302 by a latch signal (LT *: * indicates a negative logic signal). The EA *, EB *, EC *, and EG * signals are all negative logic (low true) signals, and are input to the decoder 303 of 3-8 to perform the distributed drive eight times. The stored signal is selected in units of 8 blocks and output to the driver 304. The signal thus selected drives a transistor corresponding to the thermal energy generation element in accordance with an ENB signal (ENBI) that gives a pulse width for driving the thermal energy generation element 2009 to drive the thermal energy generation element 2009. Here, each of the EA *, EB *, and EC * signals is a 1-bit signal, which determines which of the outputs (terminals 1 to 8) of the decoder 303 is set to a high level, and the EG * signal is the decoder. This is a signal for enabling the output of 303.
[0028]
In the present embodiment, “7168” nozzles are arranged at a density of 600 dpi (42.5 μm intervals) in one recording head unit 2100 and are driven at a driving frequency of 4 KHz. The thermal energy generating element 2009 is an electric resistor having a size of about 20 μm × 80 μm, and its resistance value is about 55Ω. By applying a voltage pulse of about 10 to 12 V (pulse width of about 3 μs) to the thermal energy generating element 2009, the ink in the vicinity of the thermal energy generating element 2009 is heated and foamed, and the ink can be ejected from the nozzle. it can. At this time, the current instantaneously flowing through the single thermal energy generating element 2009 is about 200 mA. Further, the bubble of ink generated in the thermal energy generating element 2009 when the pulse signal is applied reaches its maximum foam volume about 12 μs after the pulse signal is applied to the thermal energy generating element 2009. After that, it was confirmed that the ink bubbles began to condense and disappeared about 25 μs after the pulse application.
[0029]
FIG. 4 is a diagram for explaining the ink ejection timing of the recording head unit 2100 of the present embodiment.
[0030]
In the first embodiment, all the nozzles (7168) arranged in the recording head unit 2100 are divided into 8 (= N) groups, and the above-described EA *, EB *, and EC * signals are used. Time-division driving is performed for each group. When recording, ink is first ejected from the 1st, 9, 17,..., 7162th (total 896) nozzles belonging to the first group. At this time, the instantaneous current flowing through the single thermal energy generating element 2009 is about 200 mA. Here, since a maximum of 896 thermal energy generating elements 2009 are simultaneously turned on, the total instantaneous current becomes a maximum of about 180A. Subsequently, ink is ejected from the 5th, 13th,..., 7165th nozzles belonging to the second group, and in the same manner, the nozzles belonging to the 3rd, 4th,. Ink is ejected. At this time, the positional relationship of the nozzles between the groups driven at adjacent timing is N / 2 dots (here, 4 dots), or {(N / 2) -1} dots (here, 3 dots). ) Separated. For example, the fifth nozzle belonging to the second group is separated by (N / 2 =) 4 dots from the first and ninth nozzles belonging to the first group that are driven to discharge before that. Then, {(N / 2) −1 =} 3 dots are separated from the second and tenth nozzles belonging to the third group that are driven to perform ejection. As described above, the distance between the nozzles belonging to the groups driven at the timings adjacent to each other is set to N / 2 bits or {(N / 2) -1} dots, so that the ink can be used at the immediately preceding timing. The influence of the pressure wave of the ink droplet from the nozzle that ejects ink on the ink droplet at the nozzle that ejects ink at the current timing can be reduced.
[0031]
In the present embodiment, the time interval of ink ejection timing (hereinafter, adjacent delay time td) between nozzle groups driven at adjacent timings is set to about 28 μs. In order to form an image in one pass, the adjacent delay time td is between the head driving period T and the group number N.
td ≦ T / N
The relationship must be established.
[0032]
Further, in order to reduce the influence of the pressure wave generated by the nozzle that ejects ink at the immediately preceding timing and stabilize the ink ejection speed and the ink ejection amount, the adjacent delay time td is at least electrically connected to the thermal energy generating element 2009. It must be greater than the time tmax (approx. 12 μs) from when the target pulse is applied until the foamed foam reaches the maximum volume.
[0033]
tmax <td
Furthermore, it is more desirable that the time is longer than the time tb (about 25 μs) until the foamed bubbles are condensed. Therefore, the relationship is
tb <td
become that way.
[0034]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the ink jet recording apparatus including the full line type recording head according to Embodiment 1 of the present invention.
[0035]
In the figure, reference numeral 500 denotes a control unit, for example, a CPU 510 such as a microprocessor, a program memory 511 storing a control program executed by the CPU 510, and various data temporarily used as a work area when the CPU 510 executes processing. RAM512 etc. which memorize | store in are provided. Reference numeral 2100 denotes the recording head unit described above, and reference numeral 501 denotes a motor driver, which controls the rotation of the sheet feeding motor 502 based on an instruction from the control unit 500 and conveys a recording sheet used for recording.
[0036]
FIG. 6 is a flowchart showing a control process in the ink jet recording apparatus of the first embodiment, and a control program for executing this process is stored in the program memory 511.
[0037]
First, in step S1, print data from an external device such as a host computer is input, and when the creation of data for one line (here, 7168 pixels) is completed, the process proceeds to step S2, and the created image data is transferred to the clock signal CK. Synchronously with this, the data is sent to the shift register 301 of each drive element of the recording head unit 2100. When the recording data for one line is thus stored in each shift register 301 of IC1 to IC28, the process proceeds to step S3, where a latch signal (LT *) is output and the recording data is latched in the latch circuit 302 of each driving element. To do. In step S3, the sheet feeding motor 502 is rotationally driven to convey the recording sheet using an electrostatic adsorption method described later. When the recording sheet reaches the recording position, the process proceeds to step S4. In step S4, all the selection signals SEL1 to SEL7 for selecting the first to seventh blocks are output at a high level, and in step S5, all the group selection signals EA *, EB *, and EC * are set to “1” (first Group selection) and output. In step S6, the heat signals (ENB1 to 28) are set to high level and output. As a result, the first group of heating resistors shown in FIG. 4 are driven, and printing is performed with ink from the nozzles of the first group.
[0038]
Next, the process proceeds to step S7 to check whether or not the recording of one line has been completed. If not, the process proceeds to step S8, waits for a predetermined time (adjacent delay time td), and proceeds to step S9. The selection signals EA *, EB *, and EC * are updated, and then the second group is selected (EA * = 0, EB * = EC * = 1). In this way, the process proceeds to step S6, and the heat signals (ENB1 to 28) are set to the high level in the same manner as described above, and printing by the next nozzle group is performed. Thus, in steps S7 to S9, the groups are sequentially selected, and when the recording by the eighth group (EA *, EB *, EC * = 0) is completed, the process proceeds from step S7 to step S10, and the printing process for one page is completed. If it is not completed, the process is terminated. If it is not completed, the process proceeds to step S11, and the sheet feeding motor 502 is rotated to convey the recording sheet by, for example, one dot corresponding to the resolution. Then, the process returns to step S3. In this case, data reception from the host or the like, creation of recording data, data transfer to the shift register 301 of the recording data, and the like are performed in the background during recording of the previous line, for example. By outputting a latch signal in step S3, the recording data of the next line is latched by the latch circuit 302.
[0039]
As described above, the plurality of nozzles of the recording head are divided into N groups and time-division driving is performed, and the ink ejection amount and the ink ejection speed due to the influence of the pressure wave generated by the nozzle that ejects ink at the previous timing. The recording quality can be improved by reducing the influence on the ink and performing stable ink ejection.
[0040]
Here, the feature of the present embodiment is that when performing the above-described time-division driving, the influence of static electricity when the recording sheet is conveyed by the electrostatic adsorption method at the same time between the nozzles that eject ink simultaneously affects the recorded image. This is an interval that is not given. Such an embodiment will be described below.
[0041]
FIG. 9 is a diagram for explaining a color ink jet recording apparatus 1200 of the present invention that electrostatically conveys a recording sheet. In the color inkjet recording apparatus 1200 of the present embodiment, four recording head units 2100 are mounted. The recording head unit 2100 of the present embodiment has the same configuration as the recording head unit 2100 described above except that the nozzle arrangement pitch is 63.5 [μm]. These four recording head units 2100 are supplied with inks of yellow, magenta, cyan, and black (not shown), respectively, and perform color recording using these four colors. The recording sheets 1005 stacked on the paper feed tray 1004 are transported by the sheet transport belt 1002 and are recorded by ink ejected from each recording head unit 2100 when passing under the color recording head unit 2100. . The recording sheet 1005 on which the color image is recorded in this manner is stacked on the paper discharge tray 1003.
[0042]
The sheet conveying belt 1002 is wound around a sheet conveying belt roller 1001, and an electrode 1012 is disposed on the sheet conveying belt 1002 so that the recording sheet 1005 can be reliably conveyed. A power supply unit 1013 is disposed at the end of the electrode 1012, and a charge supply brush 1011 made of a conductive material, which is disposed in the charge supply unit 1010 for applying a high potential to the electrode 1012, comes into contact therewith. ing. By applying a high potential to the charge supply unit 1010, a high potential is supplied to the electrode 1012, and the recording sheet 1005 can be adsorbed and conveyed by static electricity.
[0043]
Here, the above-described recording head unit 2100 is mounted on the color ink jet recording apparatus 1200 that performs sheet conveyance by the electrostatic adsorption method in this way.
[0044]
When ink-jet recording is performed on a sheet conveyance system using such an electrostatic adsorption method, ink droplets that fly close to each other have an influence on the flight direction due to an electrostatic field, and the recording quality is low. As mentioned above, it gets worse.
[0045]
Prior to designing the recording head unit 2100 of the present embodiment, first, as shown in FIG. 17, the recording head unit 2100 having a drive circuit capable of individually driving the thermal energy generating elements 2009 arranged in each nozzle. The relationship between the distance between the nozzles that are driven adjacent to each other, the voltage applied to the electrode 1012 and the amount of displacement of the recording dots was examined and examined. In the examination, a recording head unit in which 512 nozzles were arranged at a pitch of 63.5 [μm] was used. The examination result is shown in FIG.
[0046]
In FIG. 10, the horizontal axis indicates the distance between adjacent nozzles that discharge simultaneously, and the horizontal axis indicates the amount of misalignment of the ink adhesion position on the recording sheet.
[0047]
As shown in FIG. 10, even if the potential applied to the surface of the sheet is changed, the ink misregistration amount is 15 [μm] or less if speaking over 300 [μm] in the range up to 2000 V, and the area is hardly noticeable. Confirmed to enter.
[0048]
Next, actual images were recorded under the same conditions as in the above experiment, and the recording quality was evaluated. The result is shown in FIG. As the image quality evaluation criteria in this evaluation, the case where the occurrence of streaks could not be confirmed due to the deviation of the landing position of the ink droplet on the image was judged as “good”, and the case where streaks occurred was judged as “bad”. FIG. 19 shows a result obtained by superimposing the result on each plot point under the same conditions as those shown in FIG.
[0049]
In FIG. 19, the evaluation result of “◯” or “×” is described at the upper right of each plotted point. Referring to FIG. 19, in the region where the recording deviation amount is half of the nozzle arrangement pitch 63.5 [μm] and 31.75 [μm] or less, the image evaluation is “◯”, that is, the quality of the recorded image. Can be confirmed.
[0050]
Next, in designing a recording head unit having a nozzle arrangement pitch of 70 [μm] based on the above experimental results, the landing position deviation amount is half of 70 [μm] and is not more than 35 [μm]. The distance between the nozzles was determined experimentally. The distance between the nozzles was 140 to 420 [μm], the applied voltage was 0 to 3 kV, the landing position deviation was measured 10 times for each condition, and the average value was calculated.
[0051]
As a result, as shown in FIG. 20, when the distance between adjacent nozzles was 140 [μm], the amount of landing deviation was 35 [μm] or more under the condition that the sheet surface potential was 2 kV or more, but it was 280 [μm] or more. In other words, it was found that the amount of landing deviation can be suppressed to 35 [μm] or less even under the condition where the applied voltage is 3 kV or less. Further, when an actual image was recorded under the same conditions as this examination and the image quality was evaluated, as shown in FIGS. 20 and 21, the landing position deviation amount was 35 [μm] or less. It was confirmed that good recording quality was obtained.
[0052]
Based on the above results, the present embodiment provides an ink jet recording apparatus that uses a recording head unit in which the distance between adjacent nozzles that are turned on at the same time is 280 [μm] and that has little image quality deterioration due to landing position deviation. I was able to.
[0053]
Further, in the configuration of the recording head and the block drive as shown in FIGS. 1 to 4 described above, the adjacent nozzles that are simultaneously driven so as to maintain a good image even when the sheet surface potential is 2 kV. As described above, the interval was set to 340 μm, and as a result, a good image with no streak could be obtained.
[0054]
[Embodiment 2]
In the second embodiment, an embodiment using a recording head unit in which nozzle arrangement pitch is 42.5 [μm] and nozzles are arranged at a higher density than in the first embodiment will be described. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the condition that the amount of landing position deviation of the ink droplet is half of the nozzle arrangement pitch 42.5 [μm] and 21.5 [μm] or less is obtained. As a result, it was found that the distance between adjacent nozzles that are simultaneously turned on should be 300 [μm] or more. Based on this result, in the case of the recording head having a nozzle resolution of 600 dpi (nozzle pitch p = 42.5 [μm]) according to the present embodiment, the number N of divided drive part loops is set to “8”.
[0055]
Furthermore, according to the present embodiment, ink droplets from the nozzles of the groups whose ejection order is adjacent are sufficiently increased by taking into account the time interval of the ejection timings of the nozzles of the groups whose ejection order is adjacent to each other. The mutual interference in the flight direction due to the electrostatic field can be prevented before the two land on the recording sheet 1005.
[0056]
This will be described with reference to FIG.
[0057]
FIG. 11 illustrates a state in which the ink droplets 3001, 3002, and 3003 ejected from the recording head in Embodiment 2 are flying until they land on the surface of the recording sheet 1005. The horizontal distance L between the ink droplet 3001 from the first group of nozzles and the ink droplet 3002 from the second group of nozzles is determined by using the number N of divided drive groups and the nozzle pitch P.
L = P · N / 2.
[0058]
These vertical distances VH can be expressed by V1 = V · td using the flying speed V of ink and the adjacent delay time td.
[0059]
Accordingly, the linear distance L1 between the ink droplet 3001 from the first group nozzle and the ink droplet 3003 from the second group nozzle is:
L1 = √ {V2・ Td2 + (N · P / 2)2}
It becomes.
[0060]
Now, the force F1 that the ink droplet 3001 receives from the ink droplet 3002 in an electrostatic field is proportional to the square of this linear distance L1, so that alpha is a constant.
F1 = α ・ L12= Α√ {V2・ Td2+ (N · P / 2)2}
It can be expressed as Of the force F1, only the horizontal component F1x of F1 affects the landing position of the ink droplet 3001. Where F1x is
Figure 0003814486
It becomes.
[0061]
Similarly, consider the force that ink drop 3002 from the second group of nozzles receives by ink drop 3003 from the third group of nozzles. There are two horizontal distances between the ink droplet 3002 and the ink droplet 3003: one that can be expressed as (N / 2-1) · P and one that can be expressed as (N / 2 + 1) · P. For each of these, when the horizontal components F2x and F3x of the force received in the electrostatic field are obtained in the same manner as F1x,
F2x = [αP · {(N / 2) −1}] √ {V2・ Td2+ {(N / 2) -1}2× P2]
F3x = [αP · {(N / 2) +1}] √ [V2・ Td2+ {(N / 2) +1}2× P2]
It becomes. When these F1x, F2x, and F3x are compared, F3x is the maximum.
[0062]
On the other hand, the horizontal distance of the ink droplets from the nozzles of the same group can be expressed by N · P, and the force F 0 that they receive each other while flying in the electrostatic field is
F0 = α · N2・ P2
It becomes. The condition for making F3x below F0 is as follows:
√ [V2・ Td2+ {(N / 2) +1}2× P2] ≦ 2N2・ P / (N + 2)
It becomes.
[0063]
Actually, V = 10 [m / S], td = 28 [μs], N = 8, P = 42.5 × 10-6As [m], N · P> 300,
√ [V2・ Td2+ {(N / 2) +1}2× P2] ≦ 2N2・ P / (N + 2)
When a driving method that satisfies both of these equations was performed, it was confirmed that the landing position deviation of the ink due to the electrostatic field was within 15 μm, and that good recording quality was obtained.
[0064]
As described above, according to the second embodiment, when the recording head described in the first embodiment is mounted on the ink jet recording apparatus using the electrostatic adsorption method, the landing position deviation of the ink droplet due to the electrostatic field is shifted. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus that can be minimized and perform good recording.
[0065]
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a diagram for explaining the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a plurality of nozzles of the recording head unit 2100 are divided into eight time-division driving groups and a nozzle interval for simultaneous driving is determined in consideration of the influence of electrostatic conveyance. This is the same as in the first embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the nozzles of the recording head unit 2100 are further divided into seven blocks from 1 to 7, and the drive timings of a plurality of nozzles belonging to the same group are further time-divided. It is in the point.
[0066]
As shown in FIG. 7, ink is ejected from the nozzles belonging to the first block of the first group, and after a delay of about 4 μs, ink is ejected from the nozzles of the second block of the first group. Similarly, the nozzles up to the seventh block of the first group are sequentially driven with a delay of 4 μs to perform ink ejection. Each group is selected by the signals EA *, EB *, and EC *, and each block is selected by signals SEL1 to SEL7.
[0067]
When printing by the nozzles of the first group is completed in this way, ink is then ejected by the nozzles of the first block of the second group. Thus, by dividing the drive timing of 896 nozzles belonging to the same group into 7, the number of thermal energy generating elements 2009 driven simultaneously can be further reduced to “128”. As a result, since the current that flows instantaneously through the single thermal energy generating element 2009 is about 200 mA, the total of the current that flows instantaneously can be reduced to a maximum of about 25.6 A.
[0068]
The process in this case is shown in the flowchart of FIG. The configuration of the ink jet recording apparatus according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted. Further, in FIG. 8, the same reference numerals are given to the portions common to the flowchart of FIG. 6 described above, and the description thereof is omitted.
[0069]
In the third embodiment, the first block is selected in step S4-1 after step S3 (SEL = 1, SEL2-7 = 0), and the signals EA *, EB *, EC * = ( The first group is selected as 1,1,1). In step S6, ENB1 to ENB28 are output to drive the heating resistor, and in step S6-1, here, the process waits for 4 μs and proceeds to step S6-2. Here, it is checked whether or not the recording process by all the blocks of the first group is completed. If not, the process proceeds to step S6-3, and a selection signal SELi (i = 1 to 7) for selecting the next block is sent. Output. When the recording by the first group of nozzles is thus completed, the process proceeds from step S6-2 to step S7, and as described above, it is checked whether the recording of one line (by the first to eighth group nozzles) has been completed. If not, the operation proceeds to step S8, and if completed, the operation proceeds to step S10.
[0070]
As described above, according to the third embodiment, a plurality of nozzles belonging to the same group are further divided into a plurality of blocks, and time-division driving is performed in units of blocks, thereby reducing the maximum current value that instantaneously flows in the recording head. Yes. As a result, the burden on the head power supply, the power supply capacitor, and the like can be reduced, and more stable ink ejection can be performed.
[0071]
[Embodiment 4]
13 to 15 are diagrams for explaining the ink jet recording head according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a schematic perspective view of the ink jet recording head according to the fourth embodiment, and FIG. FIG. 15A is a schematic top view of the ink jet recording head, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 15A. FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
[0072]
The inkjet recording head according to Embodiment 4 shown in FIG. 13 has a plurality of discharge ports 202 for discharging ink on the surface side near the center of the recording element substrate 201, and is discharged from these discharge ports 202. Recording is performed with ink droplets.
[0073]
As shown in FIG. 14 and FIGS. 15A to 15C, heating heaters 204 are formed on the recording element substrate 201 corresponding to the respective discharge ports 202, and these heating heaters 204 are formed. The ink is foamed by energizing and heating, and the ink as the recording liquid is ejected by the kinetic energy.
[0074]
Each wiring from the heater 204 extends to a mounting portion of the driving element 205 on the recording element substrate 201 and is electrically connected to the driving element 205 mounted thereon. The drive element 205 is connected to the recording element substrate 201 by a COB (chip on board) connection method through an anisotropic conductive film. In addition to the transistor circuit, the driving element 205 includes a logic circuit for driving the transistor, and a signal for driving the logic circuit is connected to the flexible film 206 via the recording element substrate 201. . Further, the flexible film 206 is connected to a circuit board 207 (FIG. 15A) made of a composite material such as glass epoxy. On the circuit board 207, an electrical connector 208 (FIG. 15B) for inputting an electrical signal from the outside is mounted.
[0075]
In the electrical connection portion of the driving element 205 and the flexible film 206, when the electrode portion is exposed, droplets scattered from the discharge port 202 or ink rebounding from the sheet adheres to the electrode and corrodes the electrode and its underlying metal. The electrode portion is covered and sealed with a silicon resin sealant (not shown) having excellent sealing properties and ion blocking properties.
[0076]
On the back side of the recording element substrate 201, a common liquid chamber 210 (FIG. 15C) formed by the recording element substrate holding member 211 and the support member 212 for holding ink is provided with a plurality of ejection ports 202. The opening is formed with a length substantially equal to the arrangement length of The recording element substrate 201 is provided with a slit 203 (FIG. 15C) for supplying the ink on the back side to the front side. The common liquid chamber 210 further communicates with ink supply ports 215 and 216. When ink is ejected, ink is supplied from an ink tank (not shown) outside the ink jet recording head through both ink supply ports 215 and 216. It is configured to receive.
[0077]
When filling the ink jet recording head with ink, the ink is pressurized and introduced from the ink supply port (inflow) 215, and the air in the common liquid chamber 210 is mainly extracted from the ink supply port (outflow) 216. The common liquid chamber 210 can be filled without leaving bubbles. This operation is continued until the ink is completely filled in the common liquid chamber 210, and during that time, the ink mixed with bubbles is discharged from the ink supply port (outflow) 216. Inflow) The ink supply flow path configuration is such that the ink is circulated back to the original ink tank (not shown) upstream of 215.
[0078]
FIG. 16 is a diagram illustrating a circuit configuration of the ink jet recording head substrate according to the fourth embodiment. In the figure, an example of a drive circuit using each drive transistor and a drive IC in which the shift register and the latch do not correspond one to one is shown.
[0079]
As shown in the drawing, the number of drivers in the driving transistor 1600 is 256 per IC, whereas the shift register 1601 and the latch 1602 are both 16 bits. Image data (SI) is serially transferred to the shift register 1601 and 16-bit data is transferred to and held in the shift register 1601, and then the 16-bit data is stored in the latch 1602. Each output of the 16-bit latch is connected to 16 signal lines, and is ANDed by an AND circuit 1604 with an output signal of a decoder 1603 which is externally input by control. Further, a logical product of the output signal of the AND circuit 1604 and the ENB signal (ENB0, ENB1) for determining the pulse width for driving the transistor is taken by the AND circuit 1605, and the driver circuit 1600 is driven by the output signal.
[0080]
When actually recording the image data, first, the image data is first serially input to the 16-bit shift register 1601, and when the 16-bit image data is transferred, the image data is latched by the latch circuit 1602. To do. Next, signals BE0 * to BE3 * (* indicates a negative logic signal) are input to the decoder 1603, only the first of the decoder 1603 is set to high level, and the other outputs are set to low level (BE0 * to BE3 *). = 1). When the ENB signal is applied in this state, the first, 17th, 33rd,... Transistor elements are driven, and ink is ejected from the corresponding nozzles.
[0081]
Next, as described above, the signals BE0 * to BE3 * are set to (1110), and only the ninth output of the decoder 1603 is set to the high level, and the other outputs are set to the low level. Similarly, when the ENB signal is applied, the ninth, 25th, 41st,... Transistor elements are driven and ink is ejected from the corresponding nozzles. Hereinafter, by sequentially switching the signals BE0 * to BE3 * input to the decoder 1603, for example, each nozzle can be driven in the following order to eject ink.
[0082]
# 1, # 17, # 33 ...
9th, 25th, 41st ...
2nd, 18th, 34th ...
# 10, # 26, # 42, ...
:
:
# 16, # 32, # 48, ...
By sequentially driving in this way, the present invention can be applied to the present invention in the same manner as the above-described embodiment.
[0083]
The present invention includes means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) that generates thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in an ink jet recording system, and the state of ink by the thermal energy. Although a printing apparatus that causes a change has been described, a similar effect can be obtained even in a piezoelectric inkjet recording system such as that described in Japanese Patent Publication No. 6-6357. According to such a system, it is possible to achieve higher recording density and higher definition.
[0084]
As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and applying a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface of the liquid, and as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. When the drive signal is pulse-shaped, the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve the discharge of liquid (ink) with particularly excellent responsiveness.
[0085]
As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
[0086]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid flow path or right-angle liquid flow path) of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting surface The configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which is disposed in a bending region, are also included in the present invention. In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Laid-Open No. 59-123670 which discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge portion of an electrothermal transducer, or an aperture for absorbing pressure waves of thermal energy is disclosed. A configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 disclosing a configuration corresponding to the discharge unit may be adopted.
[0087]
Furthermore, as a full line type recording head in which recording elements are arranged in a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification is used. Either a configuration satisfying the length or a configuration as a single recording head formed integrally may be used.
[0088]
In addition, the ink is integrated into the replaceable chip type recording head or the recording head itself, which can be electrically connected to the apparatus main body and supplied with ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. A cartridge type recording head provided with a tank may be used.
[0089]
In addition, it is preferable to add a recovery means for the recording head, a preliminary auxiliary means, etc. provided as a configuration of the recording apparatus of the present invention, since the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, capping means, cleaning means, pressurizing or suction means for the recording head, preheating means using a heating element different from this, or a combination thereof, or recording is used. Performing a preliminary discharge mode for performing another discharge is also effective for performing stable recording.
[0090]
In addition, as a form of the recording apparatus according to the present invention, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a transmission / reception function are provided as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer or the like. It may take the form of a facsimile machine.
[0091]
Note that the present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), or a device (for example, a copier, a facsimile device, etc.) including a single device. You may apply to.
[0092]
Another object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for implementing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores the storage medium. This can also be achieved by reading and executing the program code stored in.
[0093]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0094]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0095]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) operating on the computer based on the instruction of the program code. A case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
[0096]
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes a case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0097]
As described above, according to this embodiment, there is an effect that a high-quality image can be recorded without being affected by ink droplets ejected from adjacent nozzles.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high-quality image can be recorded by eliminating the mutual influence between adjacent recording elements that occurs in an apparatus that conveys a recording sheet using the electrostatic adsorption method.
[0099]
Further, according to the present invention, it is possible to record a high-quality image without the influence of ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles).
[0100]
Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles) and to prevent an increase in the capacity of the driving power for the recording head.
[0101]
Further, according to the present invention, the recording elements of the recording head are divided into a plurality of groups and time-division driven to eliminate the influence of the pressure wave generated by the recording element that ejects ink at the previous driving timing at the current driving timing. Can do.
[0102]
Further, according to the present invention, even when a recording material is conveyed by an electrostatic adsorption method, there is an effect that a high-quality image can be recorded without being affected by ink droplets ejected from adjacent recording elements (nozzles). is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a recording head unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged sectional perspective view of the recording head portion.
FIG. 2 is a drive circuit diagram of the recording head unit according to the embodiment of the invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a drive element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the driving order of the recording head unit according to the embodiment of the invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a control process of a control unit of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the drive order of the recording head unit in the embodiment of the invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a control process of a control unit of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a shift amount of a dot position by the ink jet recording apparatus.
FIG. 11 is a diagram for explaining a flying state of ink by the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a flying state of ink droplets from a conventional recording head.
FIG. 13 is a schematic perspective view of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.
14 is a cross-sectional view schematically showing an ink discharge mechanism of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention. FIG.
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention, in which FIG. 15A is a schematic top view, FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. These are BB sectional drawing of Fig.15 (a).
FIG. 16 is a diagram showing a circuit configuration of the inkjet head substrate according to the present embodiment.
FIG. 17 is a diagram for explaining an equivalent circuit of a head that changes the interval between the simultaneous ejection nozzles of the present invention.
FIG.
FIG.
FIG.
FIG. 21 is a diagram illustrating the influence of the sheet surface potential and the simultaneous driving nozzle interval on landing deviation.

Claims (8)

画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択可能な第1選択手段と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を1グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第2選択手段と、
前記第2選択手段によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第1選択手段を用いて更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
An inkjet recording apparatus that records an image by driving a recording element of a recording head according to an image signal and causing ink to fly to a recording material,
A first selection unit capable of dividing a plurality of recording elements of the recording head into a plurality of blocks with a plurality of continuous recording elements as a unit, and selecting a recording element for each block;
A plurality of recording elements dispersed at a predetermined interval among the recording elements arranged over the plurality of blocks can be selected as one group, and each group can be selected in units of a group period obtained by dividing the driving cycle by the number of groups. A second selection means,
The recording elements in the group selected by the second selection means are further selected in order by time-division in block units using the first selection means within the group period, and the image elements are selected in the selected recording elements. Driving means for energizing and driving according to the signal;
An ink jet recording apparatus comprising:
静電気による吸着力を利用して前記被記録材を搬送する搬送手段を更に有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。The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising a transport unit that transports the recording material using an adsorption force due to static electricity. 前記1グループとして選択される記録要素の所定間隔は、前記静電気力による着弾の位置ずれが前記記録ヘッドの記録要素の配列ピッチの1/2以下になる間隔であることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。 3. The predetermined interval between the recording elements selected as the one group is an interval in which a positional deviation of landing due to the electrostatic force is equal to or less than ½ of an arrangement pitch of the recording elements of the recording head. 2. An ink jet recording apparatus according to 1. 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。The recording head utilizes thermal energy to a recording head for ejecting the ink, according to claim 1 to 3, characterized in that it comprises a thermal energy converter for generating heat energy applied to the ink The ink jet recording apparatus according to any one of the above. 画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択する第1選択工程と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を1グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第2選択工程と、
前記第2選択工程によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第1選択工程によって更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動工程と、
を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
An ink jet recording method for recording an image by driving a recording element of a recording head according to an image signal and causing ink to fly to a recording material,
Dividing a plurality of recording elements of the recording head into a plurality of blocks in units of a plurality of continuous recording elements, and selecting a recording element for each block unit; and
A plurality of recording elements dispersed at a predetermined interval among the recording elements arranged over the plurality of blocks can be selected as one group, and each group can be selected in units of a group period obtained by dividing the driving cycle by the number of groups. A second selection step,
The recording elements in the group selected by the second selection step are further selected in order by time-division in block units by the first selection step within the group period, and the selected recording elements are added to the image signal. And a driving process for energizing and driving in response,
An ink jet recording method comprising:
静電気による吸着力を利用して前記被記録材を搬送する搬送工程を更に有することを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録方法。6. The ink jet recording method according to claim 5 , further comprising a transporting step of transporting the recording material using an electrostatic force. 前記1グループとして選択される記録要素の所定間隔は、前記静電気力による着弾の位置ずれが前記記録ヘッドの記録要素の配列ピッチの1/2以下になる間隔である事を特徴とする請求項に記載のインクジェット記録方法。 6. predetermined intervals of the recording elements to be selected as the one group, characterized in that positional deviation of landing by the electrostatic force is an interval which is 1/2 or less of the array pitch of the recording elements of said recording head The ink jet recording method described in 1. 前記記録ヘッドは、フルラインヘッドであ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。  The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head is a full line head.
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