JP4186869B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

この発明は、インクをノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。
従来、この種のインクジェット記録装置として、圧電素子などの電気機械変換素子または電気熱変換素子などのアクチュエータを駆動し、ノズルに連通した圧力室内の圧力を変化させることにより、圧力室内のインクをノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行うものが知られている。
近年、インクジェット記録装置に対して、より一層高い記録品質が求められるようになったため、ノズル数が増加し、高密度化する傾向にある。このようなインクジェット記録装置では、増加するノズルに対応するために、ドライバICを大きくするか、あるいは複数のドライバICを用いることになる。このうち、ドライバICを大きくすることは、その歩留まりの低さも関係して高価なICを用いることが必要となり、コスト面で不利である。これに対して、特開平8−258292号では、複数の独立したデコーダをそれぞれ独立して駆動することで、高速での記録出力を可能にしている。
特開平8−258292号公報(図6、図9参照)
しかし、複数のデコーダを用いることには問題がある。とりわけ、低コスト化の観点から、帰還制御のないアンプ回路を内蔵したドライバICを用いると、ドライバIC間でアンプ回路の有するON抵抗(導通状態での抵抗)の値に違いがあることがあり、これに対応してドライバICの出力電流、出力波形などの出力特性がばらついてしまうことがある。例えば、1つのノズル列を2つのグループに分割し、グループ1つに付き1つのドライバICを使って駆動したとすると、グループ間の吐出時のインク液滴速度やインク液滴体積の違いにより、グループ間で色調の変化や印刷のずれなどが生じ、グループ間に帯状の境界が形成されてしまういわゆるバンディングが発生してしまう。
図8は、出力特性が異なる2個のドライバICを使ってアクチュエータを駆動した場合の印刷状態を模式的に示す説明図である。例えば、ヘッド81のノズル列83がノズルN1〜N12を備えており、上半分のノズルN1〜N6はドライバIC80aに、下半分のノズルN7〜N12はドライバIC80bに接続されているとする。また、2つのドライバIC80aおよびドライバIC80bは出力特性が異なっており、その出力特性によって
ドライバIC80a:液滴体積が小さく、吐出タイミングが早い。
ドライバIC80b:液滴体積が大きく、吐出タイミングが遅い。
という傾向を有するとする。ヘッド81に対して、被記録媒体が図中の矢印Xが示す方向に相対移動するとして、ドライバIC80aで駆動されたノズル列N1〜N6による印刷状態は、ドット列82aで示すように、ドット径が小さく印刷される。また、ドライバIC80bで駆動されたノズルN7〜N12による印刷状態は、ドット列82bで示すように、ドット径が大きく、ドット列82aよりも図中の矢印Xと反対の方向にずれて印刷される。つまり、印刷領域の上半分が薄く、下半分が濃く印刷されるので、色の濃淡差が生じ、2つのドライバIC間で吐出タイミングに差があるので、印刷のずれも生じる。なお、各ドット列82a、82bが占有する面積はほぼ等しい。このように、印刷領域の上半分と下半分という幅広い範囲で印刷状態が異なるため、印刷領域中に前述のバンディングという現象が生じる。
このような現象を防ぐには、ドライバIC個々の出力特性を合わせる必要がある。その方法としては、
(1)ドライバICの出力特性を1つずつ測定し、特性が近い物を組み合わせる。
(2)ウエハの中の隣接した部位から作製したドライバICを選択する。
などが考えられるが、いずれも工数がかかり、高コストとなるため、現実的ではない。
そこで、この発明は、アクチュエータを駆動する複数の駆動回路を備えた記録品質の高いインクジェット記録装置を実現することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、請求項に記載の発明では、インクジェット記録装置が、搬送される被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが形成され、複数の前記ノズルが配列した互いに平行な複数のノズル列を有するヘッド本体と、前記ノズルからインクを吐出するために、前記ノズル毎に設けられた複数のアクチュエータと、前記ノズルからインクを吐出させるために、前記アクチュエータへ駆動信号を出力する複数のドライバICとを備えており、少なくとも前記ノズルの配列方向に沿うとともに、複数列のノズル列において各ノズル列におけるノズルとノズル列の配列方向に互いに最も近い位置にあるノズルとを2以上のグループに分配し、前記グループは前記複数のノズルが前記ドライバICの数より多い数に分配されており、互いに隣接する前記グループのうち、一方のグループに属したノズルに対応するアクチュエータには、1つのドライバICが接続され、他方のグループに属したノズルに対応するアクチュエータには別のドライバICが接続されている、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項に記載のインクジェット記録装置において、前記グループに属する複数のノズルの数が、前記複数のノズル列の数以下である、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項または請求項に記載のインクジェット記録装置において、前記グループに属する複数のノズルが、全て異なるノズル列に属するノズルから構成されている、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、前記グループが、前記複数のノズルを前記ノズルの配列方向および前記配列方向と交差する方向に沿って分配したものである、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、前記ヘッド本体を着脱可能に搭載するキャリッジを有し、前記複数のノズルが、前記被記録媒体の搬送方向に平行に配列して形成され、前記アクチュエータへ出力される前記駆動信号に対応して前記キャリッジが前記搬送方と直交する方向に往復移動する、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、前記複数のノズルが、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列して形成され、前記駆動信号に対応して前記被記録媒体が搬送される、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、駆動信号を出力する前記ドライバICの数は2個である、という技術的手段を採用する。
請求項に記載の発明では、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、前記複数のノズル列のうち、所定数のノズル列はそれぞれ異なる色のインクを吐出する、という技術的手段を採用する。
(請求項に記載の発明の効果)
前述のバンディングは、その印刷領域において、出力特性がそろったドライバICで駆動されるグループの数が少ないほど、また、バンディング間の間隔が広いほど目立つ。例えば、従来のように、2つのドライバICを備え、互いに隣接する複数のノズルが、ドライバICと同じ数の2つのグループに並びの中央で分割されている場合は、グループ間の境界は1つであるため、その境界を挟んで発生するバンディングが非常に目立つ。
互いに平行な複数のノズル列を有し、各ノズル列の複数のノズルがノズルの配列方向に沿って複数のグループに分配されており、グループ1つに付き1つのドライバICを有するインクジェット記録装置においてもバンディングの発生による記録品質低下の問題がある。
しかし、請求項に記載の発明によれば、複数のノズルが、複数のドライバICの数より多い数(例えば、3つ以上)のグループに分配されているため、グループ間の境界の数を従来よりも増加することができるとともに、境界間の間隔を狭くすることができる。
したがって、従来よりもバンディングが目立たないように印刷することができるため、記録品質の高いインクジェット記録装置を実現することができる。
(請求項に記載の発明の効果)
1つのグループに属するノズル数がノズル列の数以下(例えば、ノズル列が4列である場合は、4個以下)であるため、複数のノズルを非常に多くのグループに分配することができるので、各グループ間の境界に対応した部分に発生するバンディングの間隔を非常に狭くすることができる。
したがって、より一層バンディングが目立たないように印刷することができるため、記録品質のより一層高いインクジェット記録装置を実現することができる。
(請求項に記載の発明の効果)
グループに属する複数のノズルが、全て異なるノズル列に属するノズルから構成されている、つまりノズル列の配列方向に存在するノズルによりグループが形成されているため、各グループは、ノズル単位でノズルの配列方向に存在することになる。
したがって、例え、各グループ間の境界に対応した部分にバンディングが発生した場合であっても、バンディング間の間隔はノズル単位にしかならないため、バンディングを識別することができなくなるので、より一層記録品質を高めることができる。
(請求項に記載の発明の効果)
ノズルのグループが、複数のノズルをノズルの配列方向および配列方向と交差する方向に沿って分配したものであるため、グループ内の各ノズルにより印刷される印刷領域をノズルの配列方向および配列方向と交差する方向に分散させることができる。
したがって、例え、各グループ間の境界に対応した部分にバンディングが発生したとしても、そのバンディングが直線状に形成されることはないため、バンディングの存在を識別するのが困難となるので記録品質をより一層高めることができる。
(請求項に記載の発明の効果)
請求項に記載するような、ヘッド本体を着脱可能に搭載するキャリッジを有し、複数のノズルが、前記被記録媒体の搬送方向に平行に配列して形成され、アクチュエータへ出力される駆動信号に対応してキャリッジが搬送方と直交する方向に往復移動する構成のインクジェット記録装置においてもバンディングの発生による記録品質低下の問題がある。
しかし、そのようなインクジェット記録装置に対して、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載の発明を適用すれば、バンディングが目立たないように印刷することができるため、記録品質の高いインクジェット記録装置を実現することができる。
(請求項に記載の発明の効果)
請求項に記載するような、複数のノズルが、被記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列して形成され、駆動信号に対応して被記録媒体が搬送される構成のインクジェット記録装置においてもバンディングの発生による記録品質低下の問題がある。
しかし、そのようなインクジェット記録装置に対して、請求項ないし請求項のいずれか1つに記載の発明を適用すれば、バンディングが目立たないように印刷することができるため、記録品質の高いインクジェット記録装置を実現することができる。
(請求項に記載の発明の効果)
ドライバICの数を2個と必要最小限に抑えることができるため、インクジェット記録装置の製造コストを下げることができる。
(請求項に記載の発明の効果)
請求項に記載するように、各ノズル列のうち、所定数のノズル列はそれぞれ異なる色のインクを吐出する、いわゆるカラー印刷を行うインクジェット記録装置において駆動回路のばらつきが存在すると、各色毎にバンディングが発生するおそれがある。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のインクで印刷するインクジェット記録装置においてバンディングが発生したとすると、バンディングは、イエローで印刷された印刷領域中では目立たないが、ブラックで印刷された印刷領域中では目立つため、印刷領域全体として記録品質が低下してしまう。
しかし、上記のようなカラー印刷を行うインクジェット記録装置に対して請求項ないし請求項のいずれか1つに記載の発明を適用すれば、バンディングを目立たなくして記録品質を高めることができる。
次に、この発明を実施するための最良の形態について図1ないし図7を参照して説明する。図1は、発明を実施するための最良の形態に係るインクジェット記録装置の平面説明図である。図2は、図1に示すインクジェット記録装置に備えられたインクジェットヘッドの縦断面説明図である。図3は、図2に示すインクジェットヘッドをノズル面(図2において矢印Cで示す方向)から見た平面説明図である。図4は、図2に示すインクジェットヘッドをヘッドホルダ20の側面(図2において矢印Bで示す方向)から見た平面説明図である。図5は、ドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。図6は、ドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。図7は、発明を実施するための最良の形態による印刷状態の模式図である。
(インクジェット記録装置の主要構成)
図1に示すように、インクジェット記録装置1の内部には、2本のガイド軸6、7が設けられており、そのガイド軸6、7にはキャリッジ9が、ガイド軸6、7に沿って移動可能に取付けられている。キャリッジ9には記録用紙Pへインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッド3が着脱可能に搭載されている。記録用紙Pは図示しない搬送方法により図1において矢印Aで示す方向に搬送される。キャリッジ9は、モータ10により回転する無端ベルト11に取付けられており、モータ10の駆動により、ガイド軸6,7に沿って前記搬送方法と直交する方向に往復移動する。記録用紙Pに対して記録を行うときには、記録用紙Pの搬送とキャリッジ9の往復運動とが連動して行われる。
また、インクジェット記録装置1には、イエローインクが収容されたインクタンク5aと、マゼンタインクが収容されたインクタンク5bと、シアンインクが収容されたインクタンク5cと、ブラックインクが収容されたインクタンク5dとが備えられている。各インクタンク5a〜5dは、それぞれ可撓性のインク供給チューブ14a、14b、14c、14dによってインクジェットヘッド3と接続されている。インクジェットヘッド3にて使用される各色のインクは、インク供給チューブを介して各インクタンクから供給される。
キャリッジ9の移動方向の一端には、フラッシング部12が設けられており、他端にはメンテナンス部4が設けられている。インクジェットヘッド3は、気泡などを含んだ不良インクをフラッシング部12へ吐出してインクの吐出性能を良好な状態に維持する。また、メンテナンス部4では、気泡を含んだインクの吸引、ノズル面の払拭などを行い、インクの吐出性能を良好な状態に維持する。
(インクジェットヘッドの主要構成)
次に、インクジェットヘッド3の主要構成について説明する。なお、図2の説明では、ヘッド本体50が取り付けられている方向を下とする。
図2に示すように、ヘッドホルダ20は、板状部材から構成される側面部20aと、略四角形状の開口部20d(図3)が形成された底面部20bとにより箱状に形成されている。箱状の内部には、内部空間を上下に区画する区画部材20cが設けられている。底面部20bの開口部20dには、ノズル面52を露出するようにしてヘッド本体50が下向きに取り付けられている。
ヘッド本体50の上部には、ヘッド本体50へ供給するインクを貯留するバッファタンク21が、インク供給部材23a〜23dを介して取付けられている。
バッファタンク21には、図の左から、イエローインクを貯留するイエローインク用バッファ室22a、マゼンタインクを貯留するマゼンタインク用バッファ室22b、シアンインクを貯留するシアンインク用バッファ室22cおよびブラックインクを貯留するブラックインク用バッファ室22dが設けられている。ヘッド本体50がインクを吐出してインクが消費されると、バッファ室内に負圧が生じるので、インクタンク5a〜5d内(図1参照)のインクがバッファタンク21へ供給され、さらにインク供給部材23a〜23dを介してヘッド本体50に供給される。
また、バッファタンク21の内部には、所定量の空気が溜められており、その空気が、インクジェットヘッド3の移動・停止に伴う衝撃力を緩和し、ヘッド本体50の各圧力室内の圧力変動を防止して、各ノズルの均一な吐出性能を維持する役割をする。
図3に示すように、ヘッド本体50は長方形状であり、ノズル面52には、図左側から順に、イエローインク用ノズル列51a、マゼンタインク用ノズル列51b、シアンインク用ノズル列51cがおよびブラックインク用ノズル列51dがそれぞれ各1列ずつ設けられている。ノズル列51a〜51dはそれぞれ記録用紙Pの搬送方向に平行に配列して形成されている。また、インクが供給される上流側で各ノズル列の端部のノズル近傍には、各ノズルへインクを供給する長円状の開口部を有したイエローインク供給口27a、マゼンタインク供給口27b、シアンインク供給口27cおよびブラックインク供給口27dが、各インク供給部材23a〜23dに対応してそれぞれ設けられている。また、ヘッド本体50は、図2に示すように、ノズルが形成されたノズル面52と長円形に形成されたインク供給口27a〜27dとを有する流路部材32aと、圧電素子により構成された圧電アクチュエータ32bとを備えている。このうち、流路部材32aの内部には、各インク供給口27a〜27dからそれぞれが対応するノズルにインクを分配するためのインク流路が形成されている。
さらに、ヘッド本体50のノズル面52の裏面には、ノズル列51a〜51dに対応する位置に圧電アクチュエータ32b(図2参照)が設けられており、ノズル列51a〜51dの配列長さより幅が広い可撓性のフラットケーブル25a、25bと電気的に接続されている。フラットケーブル25aとフラットケーブル25bは互いに反対方向に延びており、ヘッド本体50の側方には、ノズル列の列方向に長手方向を有し、フラットケーブルの幅より短い角柱状に形成されたドライバIC26aおよびドライバIC26bがそれぞれ配設されている。
図2に示すように、フラットケーブル25aとフラットケーブル25bは、ノズル列51a〜51dの配列方向に沿って区画部材20cに形成されているスリット33a、33bにそれぞれ挿通されている。
区画部材20c上にはスリット33a、33bに隣接してプレート34a、34bがそれぞれ設けられており、その上面にドライバIC26a、26bがそれぞれフラットケーブル25a、25bを介して載置されている。これらのプレート34a、34bは弾性部材により構成され、ドライバIC26a、26bに対して押圧力を加えている。本実施の形態では、各プレート34a、34bはシリコンゴムで作られている。
ドライバIC26a、26bの上面には、ドライバIC26a、26bから発生した熱を放熱するための放熱部材としてのヒートシンク29、29がそれぞれ取り付けられている。各ヒートシンク29は、それぞれ接触部29aと、側面部29bおよびU字部29cから構成されている。各接触部29aはそれぞれ横長の板状に形成されているとともに、ドライバICの上面と接触する下面を備えており、その下面はドライバIC26a、26bの上面よりも十分大きい面積に形成されている。
各接触部29aは、それぞれプレート34によってドライバIC26a、26bが押圧されている。そのため、ドライバIC26a、26bと各接触部29aとが密着し、ドライバIC26a、26bで発生する熱のヒートシンク29への伝導性が向上するので、ヒートシンク29の放熱効率が高められている。
側面部29bは、接触部29aの短手方向の両端部のうち、ヘッドホルダ20の側面部20a側の端部から鉛直上方向に立設されており、その横長の板面をヘッドホルダ20の内側面に平行に間隙を有して配置されている。側面部29bはヘッドホルダ20の内側面に沿って上方に延長され、ヘッドホルダの上端部20eを逆U字型に屈曲して超えて、ヘッドホルダ20の外部で垂れ下がるように延長されたU字部29cを形成する。U字部29cの屈曲部には、フラットケーブルを挿通するための細長い孔状の貫通孔29dが形成されている。
ドライバIC26aに接続されたフラットケーブル25aは、側面部29bとヘッドホルダ20との間を通り、貫通孔29dに挿通され(図4)、バッファタンク21の上方に設けられている制御回路基板35へ接続されている。この接続は、制御回路基板35に設けられているコネクタ35aを介して行われている。フラットケーブル25bも同様に配設され、コネクタ35b(図2参照)を介して制御回路基板35へ接続されている。
ドライバIC26a、26bには、圧電アクチュエータ32bを駆動させるための駆動信号を出力し、同様の回路構成を有する駆動回路がそれぞれ内蔵されている。その駆動回路は、制御回路基板35から出力された制御信号を受信したタイミングで、印刷に必要な情報である印字データに基づく駆動信号を圧電アクチュエータ32bへ出力する。なお、印字データはパソコンのような上位機から入力されるデータであり、インクジェット記録装置内でイメージデータに展開されてからドライバIC26a、26bに入力されるものである。
(ドライバICとアクチュエータとの接続方法)
次に、ドライバIC26a、26bのチャンネルと各色毎に設けられた4列のノズル列のノズルに対応するアクチュエータとの接続方法について説明する。
図5に示すように、イエローインク用ノズル列51aのノズルに対応するアクチュエータの入力端子をイエローインク供給口27aに近い方から
Y1、Y2、Y3・・・・
と名付け、同様にマゼンタインク用ノズル列51bのノズルに対応するアクチュエータについては、マゼンタインク供給口27bに近い方から
M1、M2、M3・・・・
と名付け、同様にシアンインク用ノズル列51cのノズルに対応するアクチュエータについては、シアンインク供給口27cに近い方から
C1、C2、C3・・・・
と名付け、同様にブラックインク用ノズル列51dのノズルに対応するアクチュエータについては、ブラックインク供給口27dに近い方から
Bk1、Bk2、Bk3・・・・
と名付ける。
次に、ドライバIC26aのチャンネルはノズル列と平行に列状に設けられており、インク供給口に近い方から
a1、a2、a3・・・・
と名付ける。なお、図中では記号のaを省略し、数字のみで示してある。同様にドライバIC26bのチャンネルはインク供給口に近い方から
b1、b2、b3・・・・
と名付ける。なお、図中では記号のbを省略し、数字のみで示してある。
イエローインク用ノズル列51aでは、アクチュエータの入力端子Y1はチャンネルa1と接続され、ドライバIC26aによって駆動される。入力端子Y2はチャンネルb1と接続され、ドライバIC26bによって駆動される。入力端子Y3はチャンネルa5と接続され、ドライバIC26aによって駆動される。このように、イエローインク用ノズル列51aでは、奇数番目のアクチュエータの入力端子はドライバIC26aにより、偶数番目の入力端子はドライバIC26bにより、それぞれ駆動される。
なお、図5は、フラットケーブル25a、25bが接続されたヘッド本体50を、フラットケーブル側から見た状態を示す図である。そのため、アクチュエータの入力端子及び入力端子とドライバIC26a、26bのチャンネルとを結ぶ配線は見えない状態で配設されているものであるが、ここでは便宜的に説明を容易にするために実線で示してある。
図6には、縦の欄に示したノズル列と横の欄に示したアクチュエータの入力端子の番号との組合せに対応するドライバICのチャンネルを示してある。なお、Yはイエローインク用ノズル列51aに、Mはマゼンタインク用ノズル列51bに、Cはシアンインク用ノズル列51cに、Bkはブラックインク用ノズル列51dにそれぞれ対応する。例えば、シアンインク用ノズル列51cの3番目のアクチュエータの入力端子C3はドライバIC26aの6チャンネルであるa6と接続されている。
前述したイエローインク用ノズル列51a以外のノズル列でも、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26a、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26bにより、それぞれ駆動される。
ドライバIC26aに接続されるアクチュエータの入力端子は、図5に示すように、チャンネルa1は入力端子Y1、チャンネルa2は入力端子C1、チャンネルa3は入力端子Bk1、チャンネルa4は入力端子M1というように、各チャンネルが異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続されており、以下、同様に
Y→C→Bk→M
の順に周期性をもって接続される。
一方、ドライバIC26bは、チャンネルb1が入力端子C2、チャンネルb2が入力端子Y2、チャンネルb3が入力端子M2、チャンネルb4が入力端子Bk2というように、各チャンネルが異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続されており、以下、同様に
C→Y→M→Bk
の順に周期性をもって接続される。
このように接続すると、同一ノズル列において互いに隣接した両アクチュエータは、同じドライバICによって駆動されることはなく、千鳥状に交互に接続された異なるドライバICによって駆動されることになる。
(ドライバICの構造とその動作)
なお、本実施の形態で用いられているドライバIC26aは、図15に示すような概略的回路構成を有している。
このドライバIC26aは、上位機から入力された印字データをシリアルからパラレルに変換する変換回路90と、この変換回路90で変換されたデータを一時的に保持するラッチ回路92とで主要部が構成されている。さらに、ドライバIC26aは、ラッチ回路92で保持されている印字データを、所定のタイミングで出力するアンドゲート94と、この出力に基づいて対応するアクチュエータの入力端子に駆動信号を与えてアクチュエータを駆動するアンプ96とが備えられている。
これら主要部、アンドゲート94及びアンプ96は、同じチップ上に設けられてドライバIC26aが構成されている。このうち、アンドゲート94とアンプ96とが、チャンネル毎に接続して形成されおり、各ノズルに対応した個別のアンプ回路が構成されている。
図15に示すように、変換回路90には印字データと転送クロックが入力される。このうち、印字データは、先に説明したように、インクジェット記録装置内で予め展開されたイメージデータである。一方の転送クロックは、変換回路90に印字データの取り込みを指示するクロック信号である。ラッチ回路92には、ラッチ信号が入力される。このラッチ信号は、ラッチ回路92に変換回路90からのパラレルデータの取り込みを指示するクロック信号である。本実施の形態では、個別のアンプ回路を構成するアンドゲート94が、2つのグループに分けられている。そのため、例えば、Aグループに属するアンドゲート94(a、c、e、等)には、印字クロックAが入力され、Bグループに属するアンドゲート94(b、d、f、等)には、印字クロックBが入力される。いずれの印字クロックも、各アンドゲート94に対して、前段のラッチ回路92が保持している印字データを後段のアンプ96に出力するように指示するクロック信号である。アンプ96(a、b、c、等)は、アンドゲート94(a、b、c、等)が出力する信号を電力増幅するもので、アンドゲート94(a、b、c、等)の出力に同期して働く。アンプ96(a、b、c、等)は、対応するアンドゲート94(a、b、c、等)が出力する印字データに基づく駆動信号を、それぞれが対応するチャンネルに対して出力する。なお、ドライバIC26aに入力される転送クロック、ラッチ信号、印字クロックは、インクジェット記録装置内で生成されたものである。
図16に、ドライバIC26aの動作のタイミングチャートを示す。このタイミングチャートにおいて、時刻t1から時刻t2までの時間が印字サイクルLの1周期に相当する。印字サイクルの初期に入力される印字データは、転送クロックの同期して転送され、変換回路90に順次取り込まれる。変換回路90では、この時に取り込まれたい印字データにより、先に取り込んである印字データが順次書き換えられる。ラッチ信号は、印字サイクルLの変わり目(t1、t2等)に印可される信号である。そのため、ラッチ回路92は、変換回路90が直前の印字サイクル中に更新を完了した印字データを、変換回路90がデータの更新をする印字サイクル中保持している。
この印字サイクル中に、印字クロックA、Bが、アンドゲート94に所定の時間差を持って順に印可される。ともに、アクチュエータを駆動するのに必要なパルス幅を有する信号である。これにより、例えば、ラッチ回路92が保持する印字データがあるアクチュエータの駆動を意味するデータであれば、これに対応したアンドゲート94を介してこの印字データがアンプ96に印可されると、これらアンドゲート94とアンプ96が作る個別アンプ回路が導通状態となり、対応するチャンネルに対して駆動信号が出力される。一方、ラッチ回路92が保持する印字データがあるアクチュエータの非駆動を意味するデータであれば、これに対応したアンドゲート94を介してこの印字データがアンプ96に印可されると、対応する個別アンプ回路が非導通状態となり、対応するアクチュエータは駆動されない。
この時、印字クロックA、Bには所定の時間差があるので、各グループに対応するアクチュエータの同等の時間差を持ってそれぞれ駆動されることになる。これにより、グループ毎に異なるタイミングで電流が流れることになり、全体的には、同時に流れる電流が少なくなる。そのため、アクチュエータとドライバICとを結ぶ配線に要求される電流容量を下げることができている。さらに、回路の設計上の自由度も高くなっている。
また、各個別アンプ回路が導通状態となったとき、対応するチャンネルを介してアクチュエータに駆動信号を出力するが、アクチュエータは一種の容量(コンデンサ)としても動作するので、駆動信号が印可される始めと終わりのタイミング(立ち上がり時と立ち下がり時)で、それぞれ充電電流と放電電流が流れる。各個別アンプ回路は、この電流の供給源としても働く。さらに、この導通状態にあるとき、個別アンプ回路は短絡状態になるわけではなく、実効的には、それらの製造方法(例えば、不純物拡散法、イオン注入法等)に起因する所定の抵抗値を有する抵抗体となる。ドライバIC26aがワンチップ上に形成されていることから、この抵抗はドライバIC26aの固有のものであり、個別アンプ回路が導通状態となったときには、対応するアクチュエータに対して、この固有抵抗を介して電流が供給されることになる。ここで用いたドライバIC26aは、複数の個別アンプ回路を備えているが、上述のようにワンチップ上に同時的に作りつけられているので、それぞれの抵抗値は比較的揃っている。しかし、他のドライバICとこの抵抗値について比較した場合には、製法が同じでも製造条件のばらつきにより、印刷状態の差異として認識できてしまう程の違いがあることがある。
なお、本実施の形態で用いられているドライバIC26bも、上述したドライバIC26aと同じ回路構成を有している。
これらのドライバIC26a、26bを組み合わせて、実際に、被記録媒体に印刷したときの印刷状態について以下に説明する。
(印刷状態)
図7に模式的に示すように、ブラックインク用ノズル列51dについて、アクチュエータBk1〜12までを考えると、アクチュエータBk1、Bk3など奇数番目のアクチュエータはドライバIC26aと接続されており、アクチュエータBk2、Bk4など偶数番目のアクチュエータはドライバIC26bに接続されている。
図8の場合と同様に、ヘッド本体50のノズル面52に対して、被記録媒体が図中の矢印Yで示す方向に相対移動しながら印刷されているとする。2つのドライバIC26aおよびドライバIC26bは出力特性が異なっており、その出力特性によって
ドライバIC26a:液滴体積が小さく、吐出タイミングが早い。
ドライバIC26b:液滴体積が大きく、吐出タイミングが遅い。
という傾向を有するとする。この傾向は、主に各ドライバIC26a、26bの有する固有抵抗の違いに起因するものである。
ドット列72aは、ドライバIC26aで駆動される奇数番目のアクチュエータで印刷され、ドット径が小さくなる。また、ドット列72bは、ドライバIC26bで駆動される偶数番目のアクチュエータで印刷され、ドット径が大きく、ドット列72aよりも図中の矢印Yと反対の方向にずれている。そのため、ドット列72aは印刷の密度が小さいため薄く印刷され、ドット列72bは印刷の密度が大きいため濃く印刷される。しかし、被記録媒体の移動方向と直交する方向に見た場合、ドット列72aとドット列72bとは、1ドット分の印刷幅という非常に細かい周期で交互に出現する。そのため、全体として見ると、肉眼ではほとんど識別することができなくなる。
なお、印刷のずれは、ドライバIC26a、26b間の吐出タイミングの違いに相当する印刷位置のずれである。そのため、被記録媒体の移動方向(矢印:Y方向)に見た場合、ドット間隔の1つ分以下と非常に小さいため、全体として見ると、肉眼ではほとんど識別することができなくなる。
つまり、個々のインク液滴の大きさや吐出タイミングのずれに起因する位置ずれの度合いは変わらないが、アクチュエータ1個おきに異なるドライバICを駆動して、印刷するために、色の濃淡差や吐出位置のずれが、1ドット分の印刷幅という非常に細かい周期で変動するため、全体として見ると、肉眼ではほとんど識別することができなくなる。
[最良の形態による効果]
(1)以上のように、上記最良の形態のインクジェット記録装置1を使用すれば、ノズルのグループが、ノズル1個毎、つまり最小の単位で分割されているため、1つのグループによる印刷幅は最も狭くなる。
したがって、例え出力特性に差があるドライバICを用いることで、各グループ間の境界に対応する部分にバンディングが発生したとしても、最早、肉眼ではバンディングの存在を識別することができなくなるため、記録品質をより一層高めることができる。また、出力特性がそろった高価なドライバICを用いる必要はなくなる。
しかも、ドライバICの数を2個と必要最小限に抑えることができるため、インクジェット記録装置の製造コストを下げることができる。
(2)また、特にブラックで印刷した印刷領域でもバンディングが目立つことがないため、全体として記録品質の高いカラー印刷を行うことができる。
[他の実施形態1]
次に、この発明の他の実施形態1について図9および図10を参照して説明する。図9は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。図10は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。
なお、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、前述の最良の形態と同じ構造であるため、その同じ部分の説明を省略し、同じ構造については同じ符号を用いるものとする。
(ドライバICとアクチュエータとの接続方法)
それぞれの色に対応して、4つのアクチュエータがグループnを作るとする。このとき、自然数nに対して、各アクチュエータに対応する入力端子Y(n−1)、M(n−1)、Cn、Bknもグループnを作るとする。n=1の場合、Y(n−1)、M(n−1)に対応するアクチュエータの入力端子が存在しないため、入力端子M1および入力端子Bk1でグループ1(図中ではG1と示す。以下、同様。)を形成する。
図9に示すように、グループ2はY1、M1、C2、Bk2と、2つの番号にまたがったアクチュエータの入力端子から形成され、グループ3以後は同様なグループが繰り返し形成される。
図10に示すように、ドライバIC26aは、チャンネルa1は入力端子Y1、チャンネルa2は入力端子M1、チャンネルa3は入力端子C2、チャンネルa4は入力端子Bk2というように、各チャンネルが異なる色のアクチュエータの入力端子に順番に接続されており、以下、同様に
Y→M→C→Bk
の順に周期性をもって接続される。
一方、ドライバIC26bは、チャンネルb1が入力端子C1、チャンネルb2が入力端子Bk1に接続されており、チャンネルb3以後はドライバIC26aと同様に
Y→M→C→Bk
の順に周期性をもって異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続される。
イエローインク用ノズル列51aおよびマゼンタインク用ノズル列51bでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26a、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26bと接続される。シアンインク用ノズル列51cおよびブラックインク用ノズル列51dでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26b、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26aと接続される。
つまり、同一グループに属するアクチュエータは2つの番号にまたがって配置されており、そのアクチュエータに対して、いずれのノズル列においても、駆動するドライバICが交互に入れ替わる。
[他の実施形態1による効果]
(1)以上のように、上記インクジェット記録装置を使用すれば、グループに属する複数のノズルが、全て異なるノズル列に属するノズルから構成されている、つまりノズル列の配列方向に存在するノズルによりグループが形成されているため、各グループは、ノズル単位でノズルの配列方向に存在することになる。また、同一グループに属するノズルは2つの番号にまたがって配置されているので、グループに属するノズルによる印刷ドットがより一層広い範囲に分散している。
したがって、例え、各グループ間の境界に対応した部分にバンディングが発生した場合であっても、バンディング間の間隔はノズル単位にしかならないため、バンディングを識別することができなくなるので、より一層記録品質を高めることができる。
(2)さらに、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、最良の形態のインクジェット記録装置と同様の構成であるため、前述した最良の形態の(2)の効果も奏することができる。
[他の実施形態2]
次に、この発明の他の実施形態2について図11および図12を参照して説明する。図11は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。図12は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。
なお、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、前述の最良の形態と同じ構造であるため、その同じ部分の説明を省略し、同じ構造については同じ符号を用いるものとする。
(ドライバICとアクチュエータとの接続方法)
上述の他の実施形態1と同様に、自然数nに対して、4つの入力端子Y(n−2)、M(n−1)、C(n−1)、Bknがグループnを作るとする。n=1の場合、Y(n−2)、M(n−1)、C(n−1)に対応するアクチュエータの入力端子が存在しないため、入力端子Bk1のみでグループ1(図中ではG1と示す。以下、同様。)を形成し、n=2の場合、入力端子M1、C1、Bk2でグループ2を形成する。
図11に示すように、グループ3は、Y1、M2、C2、Bk3と、3つの番号にまたがったアクチュエータの入力端子から形成され、グループ4以後は同様なグループが繰り返し形成される。
図12に示すように、ドライバIC26aは、チャンネルa1はブラックインクを吐出するアクチュエータの入力端子Bk1に接続されており、チャンネルa2以後は
Y→C→Bk→M
の順に周期性をもって異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続される。
一方、ドライバIC26bは、チャンネルb1が入力端子C1、チャンネルb2が入力端子M1、チャンネルb3が入力端子Bk1に接続されており、チャンネルb4以後は
C→Y→M→Bk
の順に周期性をもって異なる色のアクチュエータに対応した入力端子と順番に接続される。
イエローインク用ノズル列51aおよびブラックインク用ノズル列51dでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26a、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26bと接続される。マゼンタインク用ノズル列51bおよびシアンインク用ノズル列51cでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26b、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26aと接続される。
つまり、同一グループに属するアクチュエータは3つの番号にまたがって配置されており、そのアクチュエータに対して、いずれのノズル列においても、駆動するドライバICが交互に入れ替わる。
[他の実施形態2による効果]
(1)以上のように、上記インクジェット記録装置を使用すれば、グループに属する複数のノズルが、全て異なるノズル列に属するノズルから構成されている、つまりノズル列の配列方向に存在するノズルによりグループが形成されているため、各グループは、ノズル単位でノズルの配列方向に存在することになる。また、同一グループに属するノズルは3つの番号にまたがって配置されているので、グループに属するノズルによる印刷ドットがより一層広い範囲に分散している。
したがって、例え、各グループ間の境界に対応した部分にバンディングが発生した場合であっても、バンディング間の間隔はノズル単位にしかならないため、バンディングを識別することができなくなるので、より一層記録品質を高めることができる。
(2)さらに、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、最良の形態のインクジェット記録装置と同様の構成であるため、前述した最良の形態の(2)の効果も奏することができる。
[他の実施形態3]
次に、この発明の他の実施形態2について図13および図14を参照して説明する。図13は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。図14は、この実施形態におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。
なお、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、前述の最良の形態と同じ構造であるため、その同じ部分の説明を省略し、同じ構造については同じ符号を用いるものとする。
(ドライバICとアクチュエータとの接続方法)
前述の他の実施形態1と同様に、自然数nに対して、4つの入力端子Y(n−3)、M(n−2)、C(n−1)、Bknがグループnを作るとする。n=1の場合、Y(n−3)、M(n−2)、C(n−1)に対応するアクチュエータの入力端子が存在しないため、ブラックインクを吐出するアクチュエータの入力端子Bk1のみでグループ1(図中ではG1と示す。以下、同様。)を形成し、n=2の場合、入力端子C1、Bk2でグループ2を形成するとする。n=3の場合、入力端子M1、C2、Bk3でグループ2を形成するとする。
図13に示すように、グループ4はY1、M2、C3、Bk4と、4つの番号にまたがったアクチュエータの入力端子から形成され、グループ5以後は同様なグループが繰り返し形成される。
図14に示すように、ドライバIC26aに接続されるアクチュエータの入力端子は、チャンネルa1は入力端子Bk2、チャンネルa2は入力端子C1に接続されており、チャンネルa3以後は
Y→Bk→C→M
の順に周期性をもって異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続される。
一方、ドライバIC26bに接続されるアクチュエータは、チャンネルb1が入力端子Bk1、チャンネルb2が入力端子C2、チャンネルb3が入力端子M1、チャンネルb4が入力端子Bk3に接続されており、チャンネルb5以後は
C→M→Y→Bk
の順に周期性をもって異なる色のアクチュエータの入力端子と順番に接続される。
イエローインク用ノズル列51aおよびシアンインク用ノズル列51cでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26a、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26bと接続される。マゼンタインク用ノズル列51bおよびブラックインク用ノズル列51dでは、奇数番目のアクチュエータはドライバIC26b、偶数番目のアクチュエータはドライバIC26aと接続される。
つまり、同一グループに属するアクチュエータは4つの番号にまたがって配置されており、そのアクチュエータに対して、いずれのノズル列においても、駆動するドライバICが交互に入れ替わる。
[他の実施形態3による効果]
(1)以上のように、上記インクジェット記録装置を使用すれば、ノズルのグループが、複数のノズルをノズルの配列方向および配列方向と交差する方向に沿って分割したものであるため、グループ内の各ノズルにより印刷される印刷領域をノズルの配列方向および配列方向と交差する方向に分散させることができる。つまり、同一グループに属するノズルは、ノズルの配列する方向にも配列方向と交差する方向にも存在しない。
したがって、例え、各グループ間の境界に対応した部分にバンディングが発生したとしても、そのバンディングが直線状に形成されることはないため、バンディングの存在を識別するのが困難となるので記録品質をより一層高めることができる。
(2)さらに、ドライバICとアクチュエータとの接続方法以外は、最良の形態のインクジェット記録装置と同様の構成であるため、前述した最良の形態の(2)の効果も奏することができる。
[その他の実施形態]
(1)同じノズル列であって、同じグループに属するノズルの数は、2個以上の所定の個数単位でもよい。この構成を用いた場合、ノズルのグループが、ノズルの所定の個数単位で分割されるため、各グループ間の境界を等間隔にすることができ、例え、各境界に対応する部分にバンディングが発生した場合であっても、等間隔でバンディングが発生することになるので、一部の間隔が広くなってしまい、バンディングが目立ってしまうおそれがない。
(2)複数のノズルを、複数のドライバICの数より多い数(例えば、3つ以上)のグループに分割してもよい。例えば、1つのグループに属するノズル数をノズル列の数以下(例えば、ノズル列が4列である場合は、4個以下)にしてもよい。この構成を使用した場合でも、複数のノズルを非常に多くのグループに分割することができるので、各グループ間の境界に対応した部分に発生するバンディングの間隔を非常に狭くすることができ、前記各実施形態と同じ効果を奏することができる。
(3)ドライバICの個数は3個以上でもよい。この構成を使用した場合でも、ノズル列をドライバICの数に分割する場合に比べて、同じドライバICで駆動される1グループ当たりのノズル数が減少し、印刷幅が狭くなるため、ドライバICの出力特性が隣接するグループのドライバICの出力特性が異なることにより、液滴体積やインクの吐出タイミングにばらつきが生じても、その部分の幅が狭いために色の濃淡差やバンディング等が目立たずに認識しにくくなり、前記各実施形態と同じ効果を奏することができる。
(4)インクジェット記録装置として、ノズル列が記録用紙Pの搬送方向と直交する方向に配列して形成されているヘッドが備えられたインクジェット記録装置を用いてもよい。この構成を使用した場合でも、ノズル列をグループに分割する構成は変わらないので、前記各実施形態と同じ効果を奏することができる。
(5)インクジェット記録装置として、アクチュエータに対して被記録媒体を相対移動することで記録を行う固定ヘッドタイプのインクジェット記録装置を用いてもよい。固定ヘッドの場合、ヘッドと被記録媒体との相対移動は、単に被記録媒体が搬送されることだけで実現されている。そのため、1つのヘッドに対して、複数のドライバICを用いた場合、ヘッド自体が移動しないことから、ノズル配列とドライバICとの特定の接続形態に起因するバンディングのような印刷上の不具合を生じやすい。しかし、配列している複数のノズルを複数のグループ毎にまとめて、さらに、これまで説明してきたように、隣接したグループは異なるドライバICに接続されるという構成をとることで、前記各実施形態と同じ効果を奏することができる。
(6)アクチュエータは圧電アクチュエータ以外、例えば、電気熱変換素子を用いてもよい。この構成を使用した場合でも、隣接したグループは異なるドライバICに接続されるという構成は変わらないので、前記各実施形態と同じ効果を奏することができる。
[各請求項と実施形態との対応関係]
(請求項1)
記録用紙Pが被記録媒体に、圧電アクチュエータ32bがアクチュエータにそれぞれ対応する。
発明を実施するための最良の形態に係るインクジェット記録装置の平面説明図である。 図1に示すインクジェット記録装置に備えられたインクジェットヘッドの縦断面説明図である。 図2に示すインクジェットヘッドをノズル面(図2において矢印Cで示す方向)から見た平面説明図である。 図2に示すインクジェットヘッドをヘッドホルダ20の側面(図2において矢印Bで示す方向)から見た平面説明図である。 ドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。 ドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態による印刷状態の模式図である。 出力特性が異なる2個のドライバICを使ってアクチュエータを駆動した場合の印刷状態を模式的に示す説明図である。 他の実施形態1におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。 他の実施形態1におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。 他の実施形態2におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。 他の実施形態2におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。 他の実施形態3におけるドライバICとアクチュエータとの接続方法の説明図である。 他の実施形態3におけるドライバICとアクチュエータとの接続の組合せを示す説明図である。 ドライバICの回路構成を示す概略図である。 ドライバICの動作を示すタイミングチャートである。
符号の説明
1 インクジェット記録装置
3 インクジェットヘッド
25a フラットケーブル
25b フラットケーブル
26a ドライバI
26b ドライバI
32b 圧電アクチュエータ(アクチュエータ)
50 ヘッド本体
51a〜51d ノズル列
52 ノズル面
P 記録用紙(被記録媒体)

Claims (8)

  1. 搬送される被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが形成され、複数の前記ノズルが配列した互いに平行な複数のノズル列を有するヘッド本体と、
    前記ノズルからインクを吐出するために、前記ノズル毎に設けられた複数のアクチュエータと、
    前記ノズルからインクを吐出させるために、前記アクチュエータへ駆動信号を出力する複数のドライバICとを備えており、
    少なくとも前記ノズルの配列方向に沿うとともに、複数列のノズル列において各ノズル列におけるノズルとノズル列の配列方向に互いに最も近い位置にあるノズルとを2以上のグループに分配し、前記グループは前記複数のノズルが前記ドライバICの数より多い数に分配されており、
    互いに隣接する前記グループのうち、一方のグループに属したノズルに対応するアクチュエータには、1つのドライバICが接続され、他方のグループに属したノズルに対応するアクチュエータには別のドライバICが接続されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記グループに属する複数のノズルの数が、前記複数のノズル列の数以下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. 前記グループに属する複数のノズルが、全て異なるノズル列に属するノズルから構成されていることを特徴とする請求項または請求項に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記グループが、前記複数のノズルを前記ノズルの配列方向および前記配列方向と交差する方向に沿って分配したものであることを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記ヘッド本体を着脱可能に搭載するキャリッジを有し、
    前記複数のノズルが、前記被記録媒体の搬送方向に平行に配列して形成され、前記アクチュエータへ出力される前記駆動信号に対応して前記キャリッジが前記搬送方と直交する方向に往復移動することを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記複数のノズルが、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列して形成され、前記駆動信号に対応して前記被記録媒体が搬送されることを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
  7. 駆動信号を出力する前記ドライバICの数は2個であることを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記複数のノズル列のうち、所定数のノズル列はそれぞれ異なる色のインクを吐出することを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
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