JP4322323B2

JP4322323B2 - カラー記録装置

Info

Publication number: JP4322323B2
Application number: JP07965698A
Authority: JP
Inventors: 智幸久保
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11268306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、コピー機等に適用される、カラー記録装置に係り、特に、その記録ヘッド駆動電源の簡略化技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット方式やサーマル熱転写方式等により複数色のインクをそれぞれ噴射してカラー画像を記録するカラー記録装置がある。この記録装置には、複数の記録ヘッド（印字ヘッド）を持つヘッドドライバが備えられ、このヘッドドライバは、画像データに基づいて印字ヘッドのアクチュエータに対して所定の駆動電圧を印加して、該印字ヘッドを駆動する。複数色の印字ヘッドとして、例えば、フルカラーの場合、イエロー、マゼンタ、シアン及び黒の４色のインクのヘッドを用いる。
【０００３】
ところで、この種のカラー記録装置における各色の印字ヘッドは、その出力特性にバラツキがあり、また、インク自身もその色・種類によって物性が異なることから、１つの駆動電圧で複数の印字ヘッドを駆動してカラー画像記録を行った時に、カラーバランスが崩れたり、色の階調再現性が悪くなったりすることがある。そこで、印字ヘッドの駆動を、印字ヘッドの記録特性に合わせるように制御することが知られている。例えば、印字ヘッドとして、圧電素子の電気−機械変換作用を利用して圧力波を発生させ、吐出口からインクを噴射するヘッドを用いる場合、圧電素子への印加電圧を印字ヘッドの記録特性に合わせて制御することで、吐出されるインク滴の大きさを制御し、もって、カラーバランス等の補正を行うことが知られている（例えば、特開平２−１６７７５５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来装置においては、印字ヘッドの記録特性に合わせて複数色の印字ヘッドの個々に対して適正な駆動電圧を印加するために、印字信号を変換させるテーブルを複数もっておき、印字ヘッドの吐出特性の情報から適切な印加電圧を選択・設定するといった複雑な構成を必要とし、もしくは、記録ヘッド毎に駆動電圧を設定するために電源を複数系統に増大するとなると、電源系の回路規模が大きくなり、記録装置のコスト高につながってしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題を解消するために成されたものであって、カラー記録での各色のヘッド駆動のタイミングをずらして、それぞれの色毎に駆動電圧を設定することで電源回路が１系統で済み、コスト低減が図れ、しかも、各色のヘッド毎に適正な駆動電圧を印加することが可能で、カラー記録品質を向上し得るカラー記録装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、インクが充填されるインク室と、前記インク室内のインクに圧力を与えてノズルからインクを噴射させるアクチュエータとを有し、複数の色のインク毎に設けられた記録ヘッドと、前記各記録ヘッド用の駆動電圧を出力する駆動電圧源と、前記駆動電圧源から出力される駆動電圧を可変するための電圧変換データを前記駆動電圧源に対して出力する電圧変換テーブルと、１ドット単位の噴射指令に応じて、前記駆動電圧源からの駆動電圧を前記各記録ヘッドのアクチュエータに印加するドライバと、画像データに基づいて１ドット単位の噴射指令を前記ドライバに対して出力する制御手段とを備えたカラー記録装置において、前記駆動電圧源は、前記複数の色のインク毎に適した前記駆動電圧を出力する１つの駆動電圧源であり、前記制御手段は、前記ドライバに対して前記各記録ヘッド毎に時間タイミングをずらしてクロック信号を発生する一方、各クロック信号に同期して前記電圧変換テーブルに対して、各色に対応したテーブルデータ選択信号を出力し、前記電圧変換テーブルは、前記テーブルデータ選択信号に基づいて、前記駆動電圧源に、前記各記録ヘッドのノズルから噴射されるインクの物性に応じてそれぞれ設定された前記電圧変換データを出力し、前記駆動電圧源は、前記電圧変換データに基づいて、前記ドライバを介して前記各記録ヘッドに、前記駆動電圧をそれぞれ出力し、前記ドライバは、前記駆動電圧及び前記クロック信号が入力され、前記各記録ヘッドに対して、設定された前記駆動電圧を、前記クロック信号に同期して前記各記録ヘッド毎にタイミングをずらして印加するものである。
【０００７】
本発明によれば、制御手段は１つの駆動電圧源からドライバを介して各色の記録ヘッド毎にタイミングをずらして、各記録ヘッドのノズルから噴射されるインクの物性に応じた駆動電圧を印加するので、記録ヘッド毎に別個の駆動電圧源を用いる場合に比し、駆動電源が１つで済み、コスト低減が図れ、しかも、各記録ヘッドのノズルから噴射されるインクの物性に応じて最適な駆動電圧を印加することができるので、カラー記録品質を保持でき、良好なカラーバランス、色階調再現を得ることが可能となる。
【０００８】
【０００９】
さらに、制御手段から噴射指令の各色に対応して選択信号が出力され、これに基づいて電圧変換テーブルから各色に対応した電圧変換データが出力され、このデータに基づいて駆動電圧源は所定の駆動電圧をヘッドに印加する。従って、１つの電圧変換テーブルを持つだけで、簡素な電源系でもって容易に各色のヘッドのノズルから噴射されるインクの物性に適した駆動電圧を印加することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカラー記録装置において、電圧変換テーブルの前記電圧変換データは外部から任意に書き替え可能とされているものである。本発明によれば、上記の作用効果に加えて、各色の記録ヘッドの出力特性に合わせて、電圧変換テーブルの電圧変換データを書き替えることができるので、記録ヘッドやインクの交換時においても容易に対応することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、カラー記録装置の一実施形態によるインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。インクジェットプリンタの制御装置は、１チップ構成のマイクロコンピュータ１１（ＣＰＵ），ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３を備えている。マイクロコンピュータ１１には、ユーザが印字の指示などを行うための操作パネル１４，印字ヘッドが搭載されたキャリッシジモータ５０６を駆動するためのモータ駆動回路１５，被記録媒体としての記録用紙を搬送するＬＦモータ５１０を駆動するためのモータ駆動回路１６，記録用紙の先端を検出するペーパーセンサ１７，記録用紙に印字する際の原点位置を検出する原点センサ１８などが接続されている。
【００１２】
印字ヘッド６０（記録ヘッド）は、ヘッドドライバ２１（ドライバ）によって駆動され、ヘッドドライバ２１は制御回路２２（制御手段）によって制御され、印字ヘッド６０に適した駆動信号を生成して各ヘッドに印加する。印字ヘッド６０は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の４色のヘッド６１〜６４から成り、各ヘッドに設けられたインク室内の電極（図示なし）にヘッドドライバ２１から駆動電圧が印加される。マイクロコンピュータ１１とＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３，制御回路２２とは、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。マイクロコンピュータ１１は、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラムに従い、印字開始信号およびリセット信号を生成し、各信号を制御回路２２へ転送する。
【００１３】
ヘッドドライバ２１には、印字ヘッド６０用の駆動電圧を発生する駆動電源３０（駆動電圧源）が接続され、この駆動電源３０からヘッドドライバ２１を介して印字ヘッド６０に所定の駆動電圧を印加する。この駆動電源３０には、電圧変換テーブル３１が接続され、この電圧変換テーブル３１は、制御回路２２から出力される２ビットのテーブルデータ選択信号（図２、図３参照）に基づいて８ビットの電圧変換データ（後記表１参照）を駆動電源３０に出力する。また、電圧変換テーブル３１は、マイクロコンピュータ１１からの書き替えデータを受けて、テーブルのデータを任意に書き替え可能とされている。
【００１４】
制御回路２２は、ゲートアレイにより構成され、印字開始信号およびリセット信号に従い、イメージメモリ２５に記憶されている画像データに基づいて、その画像データを被記録媒体に形成するための印字データ，その印字データと同期する転送クロック，ストローブ信号，印字クロックを生成し、キャリッジエンコーダ信号に同期してそれら各信号をヘッドドライバ２１へ転送する。これにより、制御回路２２は、画像データに基づく１ドット単位のインク噴射指令をヘッドドライバ２１に対して出力することになり、ヘッドドライバ２１は、その１ドット単位の噴射指令に応じて、駆動電源３０から出力される駆動電圧を各印字ヘッド６０のアクチュエータに印加する。また、マイクロコンピュータ１１は、パーソナルコンピュータなどの外部機器からセントロ・インターフェース２０を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ２５に記憶させる。
【００１５】
図２は、駆動電源３０とヘッドドライバ２１の詳細構成を示すブロック図である。ヘッドドライバ２１は、例えば、各色の印字ヘッド６０がそれぞれ６４室のインク室を有している６４チャンネル・マルチノズルヘッドを駆動するものである。ヘッドドライバ２１は、４色のヘッドに対応した回路を有し、詳細は図示していないが、各々、シリアル−パラレル変換器，データラッチ，ＡＮＤゲート，出力回路を備え、制御回路２２からの転送クロックと同期してシリアル転送されてくる印字データを入力し、転送クロックの立ち上がりに従って、印字データを各パラレルデータに変換することにより、印字データのシリアル−パラレル変換を行う。
【００１６】
上記駆動電源３０からの駆動電圧は、ヘッドドライバ２１の各出力回路に付与され、これを介して、制御回路２２の印字データ信号発生回路２７からの各色のクロック信号に同期して各ヘッド６１〜６４に印加されるようにしている。ここに、制御回路２２の印字データ信号発生回路２７は、各記録ヘッド６１〜６４毎に時間タイミングをずらしてクロック信号を発生する。また、駆動電源３０は、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器およびアンプから成り、電圧変換テーブル３１から出力される各色毎に予め設定された８ビットの電圧変換データを受け、それをＤ／Ａ変換してアンプを作動させ、各色の印字ヘッド６１〜６４に応じて可変された設定の駆動電圧を出力するものである。
【００１７】
次に、上記のように構成された本実施形態のインクジェットプリンタにおいて、マイクロコンピュータ１１、制御回路２２、駆動電源３０、及びヘッドドライバ２１による印字ヘッド６０を駆動する動作について、図３、図４を参照して説明する。図３は、動作のタイミングチャート、図４は、駆動電源特性を示す。
制御回路２２からは、図３に示すように、各色のクロック信号に対応して２ビットのテーブルデータ選択信号が出力され、電圧変換テーブル３１に与えられる。テーブルデータ選択信号は、各色の印字ヘッド６１〜６４に対応した最適な駆動電圧が駆動電源３０から出力されるように、各色毎に予め設定されている。このテーブルデータ選択信号に基づいて電圧変換テーブル３１から８ビット電圧変換データが駆動電源３０に入力される。駆動電源３０は、その電圧変換データのアナログ値の駆動電圧を生成し、ヘッドドライバ２１に出力する。この駆動電圧は各色のクロック信号に同期して選択的に印字ヘッド６１〜６４に印加される。下記の表に、電圧変換テーブル３１が出力する８ビットの電圧変換データと、それによる駆動電源３０からの駆動電圧を示す。
【００１８】
【表１】
８ビット電圧変換データ最適駆動電圧
ブラックＥ６ｈ２８．５（Ｖ）
イエローＤ５ｈ２７．２（Ｖ）
シアンＥ０ｈ２８．０（Ｖ）
マゼンタＤ９ｈ２７．６（Ｖ）
【００１９】
ここに、制御回路２２の印字データ信号発生回路２７は、マイクロコンピュータ１１から与えられるタイミング信号（印字開始信号）を基に、図３に示したように、各印字ヘッド６１〜６４毎に時間タイミングをずらしてクロック信号を発生する。これにより、１つの駆動電源３０から各印字ヘッド６１〜６４毎に所定の駆動電圧を印加することができるようにしており、従って、電源系統が増大せず、簡略化できコスト低減が図れる。しかも、容易に各色の印字ヘッド６１〜６４の特性に合った最適な駆動電圧を印加することができ、良好なカラーバランス、色階調再現での記録が可能となる。
【００２０】
また、電圧変換テーブル３１のデータはマイクロコンピュータ１１からの書き替えデータ２６により任意に書き替え可能とされている。このため、印字ヘッド６０やインクの交換時において、交換後の印字ヘッド６０の特性に合わせたものに対応することが容易に行える。さらにまた、各色のインクの物性や、その温度条件等に対する物性の変動特性を考慮して設定した各色のヘッドに対する適正駆動電圧に関する情報をＲＯＭ１２又はＲＡＭ１３に予め格納しておき、マイクロコンピュータ１１は、この情報に基づいて電圧変換テーブル３１に対して書き替えデータを出力するようにしてもよい。
【００２１】
また、上記のように印字クロック信号のタイミングを各色毎にずらすことから、印字品質上で支障がある場合には、各色の印字ヘッド６１〜６４の夫々のノズル位置を、上記タイミングのずれを考慮して、ずらして配置しておくことが考えられる。ただし、信号のタイミングをずらしても、ラインヘッドを使用するものにおいては、１ライン毎に用紙送りを停止する、又はキャリッジの移動速度が各ヘッドの駆動タイミングのずれに対して十分に遅いような場合は、印字品質上で特に支障はなく、印字ヘッドのノズル位置をずらす必要はない。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、（１）上記実施形態では、印字ヘッドとして、圧電材料を用いたアクチュエータを使用したものを示し、この場合、印字ヘッドの構成が簡略化され、耐久性の向上及び製造コストの低減を図ることができるが、本発明は、この圧電方式に限られず、サーマルヘッド方式や、バブルジェット方式等、各種駆動方式の記録ヘッドに対して同様に適用することができる。
（２）本発明は、上記実施形態ではフルカラー記録装置の場合を示したが、２色以上の印字ヘッドを用いるモノカラー記録装置などにおいても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態によるインクジェットプリンタの記録ヘッドを駆動する電源系のブロック図。
【図３】記録ヘッド駆動のための信号のタイミングチャートを示す図。
【図４】駆動電源の駆動電圧特性を示す図。
【符号の説明】
１１・・・マイクロコンピュータ２１・・・ヘッドドライバ
２２・・・制御回路３０・・・駆動電源３１・・・電圧変換テーブル
６０，６１〜６４・・・印字ヘッド（記録ヘッド）

Claims

インクが充填されるインク室と、前記インク室内のインクに圧力を与えてノズルからインクを噴射させるアクチュエータとを有し、複数の色のインク毎に設けられた記録ヘッドと、
前記各記録ヘッド用の駆動電圧を出力する駆動電圧源と、
前記駆動電圧源から出力される駆動電圧を可変するための電圧変換データを前記駆動電圧源に対して出力する電圧変換テーブルと、
１ドット単位の噴射指令に応じて、前記駆動電圧源からの駆動電圧を前記各記録ヘッドのアクチュエータに印加するドライバと、
画像データに基づいて１ドット単位の噴射指令を前記ドライバに対して出力する制御手段とを備えたカラー記録装置において、
前記駆動電圧源は、前記複数の色のインク毎に適した前記駆動電圧を出力する１つの駆動電圧源であり、
前記制御手段は、前記ドライバに対して前記各記録ヘッド毎に時間タイミングをずらしてクロック信号を発生する一方、各クロック信号に同期して前記電圧変換テーブルに対して、各色に対応したテーブルデータ選択信号を出力し、
前記電圧変換テーブルは、前記テーブルデータ選択信号に基づいて、前記駆動電圧源に、前記各記録ヘッドのノズルから噴射されるインクの物性に応じてそれぞれ設定された前記電圧変換データを出力し、
前記駆動電圧源は、前記電圧変換データに基づいて、前記ドライバを介して前記各記録ヘッドに、前記駆動電圧をそれぞれ出力し、
前記ドライバは、前記駆動電圧及び前記クロック信号が入力され、前記各記録ヘッドに対して、設定された前記駆動電圧を、前記クロック信号に同期して前記各記録ヘッド毎にタイミングをずらして印加することを特徴とするカラー記録装置。
前記電圧変換テーブルの前記電圧変換データは外部から任意に書き替え可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のカラー記録装置。