JP5436369B2 - 記録装置及び記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は記録装置及び記録方法に係り、特に駆動波形データに識別データを埋め込む技術に関する。
インクジェット方式による印刷において、外部からプリントヘッド制御基板に波形データを転送し、プリントヘッド制御基板において同波形データの定義に従ってアクチュエータへの駆動波形を生成するシステムが知られている。
上記のようなシステムにおいて、人的ミスにより所望の色とは異なる波形データを転送してしまう場合や、ノイズや装置不調により波形データの転送に失敗する場合がある。このような場合には、プリントヘッド制御基板が、異なる色の波形データや転送不良時の波形データ等の不正確な波形データを保持することになり、その結果、異常な駆動波形が生成されてしまうという問題点が発生する。このようなデータ転送に係る問題点を回避するためには、波形データに付加情報を紐付けし、付加情報により波形データを管理する必要がある。
特許文献1には、各印字データに、階調データ(1ライン分のデータ)と、階調データの色及び階調データのビット数を示すヘッダーが付加されており、同ヘッダーをプリンタ内の解析部で解釈することで、生成する駆動波形を判断する技術が記載されている。この技術によれば、色毎に階調情報が異なる印字データが含まれる場合にも印刷を実行できるようになる。
特開2007−237527号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、ヘッダー付加分のデータ容量が必要となるという欠点がある。また、ヘッダーデータだけでは、波形の認識が可能となっても、ヘッダー以降のデータの確認はできないため、全データの転送が間違いなくできたか否かを確認することができない。したがって、データ転送が失敗したときに不正確な印刷を実行し、吐出部への異常負荷や損紙が発生するというリスクがある。
また、データ量を増やさずにデータの転送が正確に行われたか否かを検知するその他の対応策として、波形データを圧縮してヘッダーデータを付加する方法が考えられる。しかし、この場合には、処理が複雑化するというデメリットが生じる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、データ量とデータ処理量を増やすことなく駆動波形を認識する記録装置及び記録方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の記録装置は、記録素子を駆動して記録媒体上に記録を行う記録装置において、前記記録素子を駆動させるための駆動波形の所定時間毎の波形値情報を有する駆動波形データであって、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも2つの波形値情報に当該駆動波形データの識別情報が埋め込まれた駆動波形データを取得する取得手段と、前記駆動波形データから前記識別情報を抽出し、前記抽出した識別情報を解釈する解析手段と、入力された波形値情報に基づいて駆動波形を生成する波形生成手段であって、前記駆動波形データの所定時間毎の波形値情報が該所定時間毎に順に入力される波形生成手段と、前記生成された駆動波形により前記記録素子を駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、記録素子を駆動させるための駆動波形の所定時間毎の波形値情報を有する駆動波形データであって、所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも2つの波形値情報に当該駆動波形データの識別情報が埋め込まれた駆動波形データを取得し、駆動波形データから識別情報を抽出し、抽出した識別情報を解釈するようにしたので、データ量とデータ処理量を増やすことなく駆動波形を認識することができる。
請求項2に示すように請求項1に記載の記録装置において、前記識別情報は、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも先頭と末尾の波形値情報に埋め込まれていることを特徴とする。
これにより、適切に駆動波形を認識することができる。
請求項3に示すように請求項1又は2に記載の記録装置において、前記識別情報は、前記波形値情報のバイアス値とは異なる値の情報であることを特徴とする。
これにより、適切に駆動波形を認識することができる。
請求項4に示すように請求項1から3のいずれかに記載の記録装置において、前記解析手段の解釈結果に基づいて、前記取得した駆動波形データが正常であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記取得した駆動波形データが正常でないと判定した場合に、その旨をユーザに告知する告知手段と、を備えたことを特徴とする。
これにより、ユーザは、駆動波形データが正常でないことを知ることができる。
請求項5に示すように請求項1から4のいずれかに記載の記録装置において、記録する色毎の記録素子を有するとともに、前記識別情報は前記記録素子の色情報を含み、前記駆動手段は、前記解析手段が解釈した色情報に基づいた記録素子を駆動することを特徴とする。
これにより、各色の記録素子に応じた駆動波形を用いることができる。
請求項6に示すように請求項1から5のいずれかに記載の記録装置において、前記識別情報は、前記駆動波形データのバージョン情報を含むことを特徴とする。
これにより、駆動波形データのバージョンを認識することができる。
請求項7に示すように請求項4に記載の記録装置において、前記判定手段は、前記識別情報に基づいて誤り検出を行う誤り検出手段を備えたことを特徴とする。
これにより、適切に取得した駆動波形データが正常であるか否かを判定することができる。
請求項8に示すように請求項1から7のいずれかに記載の記録装置において、前記波形生成手段は、生成する駆動波形に前記識別情報が反映されない出力応答特性を有することを特徴とする。
これにより、識別情報の有無に寄らずに駆動波形を生成することができる。
請求項9に示すように請求項1から8のいずれかに記載の記録装置において、前記記録素子の製造ばらつきを吸収するために前記駆動波形データを補正する補正手段を備えたことを特徴とする。
これにより、記録素子の製造ばらつきを吸収することができる。
請求項10に示すように請求項1から9のいずれかに記載の記録装置において、前記識別情報を埋め込む前の波形値情報を再現させる再現手段を備えたことを特徴とする。
これにより、波形生成手段の応答速度が速い場合であっても、適切に駆動波形を生成することができる。
前記目的を達成するために請求項11に記載の記録方法は、記録素子を駆動して記録媒体上に記録を行う記録方法において、前記記録素子を駆動させるための駆動波形の所定時間毎の波形値情報を有する駆動波形データであって、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも2つの波形値情報に当該駆動波形データの識別情報が埋め込まれた駆動波形データを取得する取得工程と、前記駆動波形データから前記識別情報を抽出し、前記抽出した識別情報を解釈する解析工程と、入力された波形値情報に基づいて駆動波形を生成する波形生成手段に、前記駆動波形データの所定時間毎の波形値情報を該所定時間毎に順に入力する波形生成工程と、前記生成された駆動波形により前記記録素子を駆動する駆動工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、データ量とデータ処理量を増やすことなく駆動波形を認識することができる。
インクジェット描画装置の構成例を示す全体構成図 ヘッドの構造例を示す平面透視図 ヘッドの他の構造例を示す平面透視図 液滴吐出素子の立体的構成を示す断面図 インクジェット描画装置のシステム構成を示す要部ブロック図 プリント制御部280、ヘッドドライバ284、及びヘッド250の各部の構成の詳細を示す図 駆動波形を生成するための駆動波形データのデータ構成を示す図 駆動波形データの各アドレスを時間軸としたときのタイムチャートを示す図 駆動波形データの転送処理を示すフローチャート 駆動波形の生成処理を示すフローチャート 駆動波形の生成処理を示すフローチャート IDデータの補間前後の駆動波形データのデータ構成を示す図
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。
<インクジェット描画装置の構成例>
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット描画装置の構成例を示す全体構成図である。同図に示すように、本例のインクジェット描画装置100は、主として、給紙部112、処理液付与部(プレコート部)114、描画部116、乾燥部118、定着部120、及び排紙部122から構成されている。
インクジェット描画装置100は、描画部116の圧胴(描画ドラム170)に保持された記録媒体124(以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するシングルパス方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体124上に処理液(ここでは凝集処理液)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体124上に画像形成を行う2液反応(凝集)方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
(給紙部)
給紙部112には、枚葉紙である記録媒体124が積層されており、給紙部112の給紙トレイ150から記録媒体124が一枚ずつ処理液付与部114に給紙される。記録媒体124として、紙種や大きさ(用紙サイズ)の異なる複数種類の記録媒体124を使用することができる。給紙部112において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ(不図示)を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ150に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体124として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
(処理液付与部)
処理液付与部114は、記録媒体124の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部116で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
処理液付与部114は、給紙胴152、処理液ドラム(「プレコート胴」とも言う)154、及び処理液塗布装置156を備えている。処理液ドラム154は、記録媒体124を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム154は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)155を備え、この保持手段155の爪と処理液ドラム154の周面の間に記録媒体124を挟み込むことによって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム154は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体124を処理液ドラム154の周面に密着保持することができる。
処理液ドラム154の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置156が設けられる。処理液塗布装置156は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム154上の記録媒体124に圧接されて計量後の処理液を記録媒体124に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置156によれば、処理液を計量しながら記録媒体124
に塗布することができる。
本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体124は、処理液ドラム154から中間搬送部126を介して描画部116の描画ドラム170へ受け渡される。
(描画部)
描画部116は、描画ドラム(「描画胴」或いは「ジェッティング胴」とも言う)170、用紙抑えローラ174、及びインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yを備えている。描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備える。描画ドラム170に固定された記録媒体124は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yからインクが付与される。
インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yはそれぞれ、記録媒体124における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)であり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列(2次元配列ノズル)が形成されている。各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yは、記録媒体124の搬送方向(描画ドラム170の回転方向)と直交する方向に延在するように設置される。
インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yの吐出タイミングは、描画ドラム170に配置された回転速度を検出するエンコーダ(不図示)に同期させる。これにより、高精度に着弾位置を決定することができる。
描画ドラム170上に密着保持された記録媒体124の記録面に向かって各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部114で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体124上での色材流れなどが防止され、記録媒体124の記録面に画像が形成される。
なお、本例では、MKCYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
描画部116で画像が形成された記録媒体124は、描画ドラム170から中間搬送部128を介して乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。
(乾燥部)
乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図1に示すように、乾燥ドラム(「乾燥胴」とも言う)176、及び溶媒乾燥装置178を備えている。乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備え、この保持手段177によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
溶媒乾燥装置178は、乾燥ドラム176の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ180と、各ハロゲンヒータ180の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル182とで構成される。
各温風噴出しノズル182から記録媒体124に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ180の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
また、乾燥ドラム176の表面温度は50℃以上に設定されている。記録媒体124の裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム176の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム176の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75度以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。
乾燥ドラム176の外周面に、記録媒体124の記録面が外側を向くように(即ち、記録媒体124の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)記録媒体124を保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体124のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体124は、乾燥ドラム176から中間搬送部130を介して定着部120の定着ドラム184へ受け渡される。
(定着部)
定着部120は、定着ドラム(「定着胴」とも言う)184、ハロゲンヒータ186、定着ローラ188、及びインラインセンサ190で構成される。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
定着ドラム184の回転により、記録媒体124は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ186による予備加熱と、定着ローラ188による定着処理と、インラインセンサ190による検査が行われる。
ハロゲンヒータ186は、所定の温度(例えば、180℃)に制御される。これにより、記録媒体124の予備加熱が行われる。
定着ローラ188は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体124を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ188は、定着ドラム184に対して圧接するように配置されており、定着ドラム184との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体124は、定着ローラ188と定着ドラム184との間に挟まれ、所定のニップ圧(例えば、0.15MPa)でニップされ、定着処理が行われる。
また、定着ローラ188は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度(例えば60〜80℃)に制御される。この加熱ローラで記録媒体124を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのTg温度(ガラス転移点温度)以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体124の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
なお、図1の実施形態では、定着ローラ188を1つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みやラテックス粒子のTg特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。
一方、インラインセンサ190は、記録媒体124に記録された画像(テストパターンなども含む)について、吐出不良チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、CCDラインセンサなどが適用される。
上記の如く構成された定着部120によれば、乾燥部118で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ188によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体124に固定定着させることができる。また、定着ドラム184の表面温度は50℃以上に設定されている。定着ドラム184の外周面に保持された記録媒体124を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。
なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子(熱可塑性樹脂粒子)を含んだインクに代えて、UV露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット描画装置100は、ヒートローラによる熱圧定着部(定着ローラ188)の代わりに、記録媒体124上のインクにUV光を露光するUV露光部を備える。このように、UV硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ188に代えて、UVランプや紫外線LD(レーザダイオード)アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。
(排紙部)
図1に示すように、定着部120に続いて排紙部122が設けられている。排紙部122は、排出トレイ192を備えており、この排出トレイ192と定着部120の定着ドラム184との間に、これらに対接するように渡し胴194、搬送ベルト196、張架ローラ198が設けられている。記録媒体124は、渡し胴194により搬送ベルト196に送られ、排出トレイ192に排出される。搬送ベルト196による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体124は無端状の搬送ベルト196間に渡されたバー(不図示)のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト196の回転によって排出トレイ192の上方に運ばれてくる。
また、図1には示されていないが、本例のインクジェット描画装置100には、上記構成の他、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体124の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
<インクジェットヘッドの構成例>
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
図2(a) はヘッド250の構造例を示す平面透視図であり、図2(b)はその一部の拡大図である。また、図3はヘッド250の他の構造例を示す平面透視図、図4は記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル251に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図2中のA−A線に沿う断面図)である。
図2に示すように、本例のヘッド250は、インク吐出口であるノズル251と、各ノズル251に対応する圧力室252等からなる複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)253をマトリクス状に2次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影(正射影)される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
記録媒体124の送り方向(矢印S方向)と略直交する方向(矢印M方向)に記録媒体124の描画領域の全幅Wmに対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図2(a) の構成に代えて、図3(a)に示すように、複数のノズル251が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール250’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体124の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成する態様や、図3(b)に示すように、ヘッドモジュール250”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様もある。
なお、記録媒体124の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体124の面上の一部が描画領域となっている場合(例えば、用紙の周囲に非描画領域(余白部)を設ける場合など)には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。
各ノズル251に対応して設けられている圧力室252は、その平面形状が概略正方形となっており(図2(a)、(b) 参照)、対角線上の両隅部の一方にノズル251への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口(供給口)254が設けられている。なお、圧力室252の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
図4に示すように、ヘッド250は、ノズル251が形成されたノズルプレート251Aと圧力室252や共通流路255等の流路が形成された流路板252P等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート251Aは、ヘッド250のノズル面(インク吐出面)250Aを構成し、各圧力室252にそれぞれ連通する複数のノズル251が2次元的に形成されている。
流路板252Pは、圧力室252の側壁部を構成するとともに、共通流路255から圧力室252にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口254を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図4では簡略的に図示しているが、流路板252Pは一枚又は複数の基板を積層した構造である。
ノズルプレート251A及び流路板252Pは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
共通流路255はインク供給源たるインクタンク(不図示)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路255を介して各圧力室252に供給される。
圧力室252の一部の面(図4において天面)を構成する振動板256には、個別電極257を備えたピエゾアクチュエータ258が接合されている。本例の振動板256は、ピエゾアクチュエータ258の下部電極に相当する共通電極259として機能するニッケル(Ni)導電層付きのシリコン(Si)から成り、各圧力室252に対応して配置されるピエゾアクチュエータ258の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼(SUS)など、金属(導電性材料)によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
個別電極257に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ258が変形して圧力室252の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル251からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ258が元の状態に戻る際、共通流路255から供給口254を通って新しいインクが圧力室252に再充填される。
かかる構造を有するインク室ユニット253を図2(b)に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル251が一定のピッチP=Ls/tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
また、本発明の実施に際してヘッド250におけるノズル251の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図2で説明したマトリクス配列に代えて、V字状のノズル配列、V字状配列を繰り返し単位とするジグザク状(W字状など)のような折れ線状のノズル配列なども可能である。
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギー)を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ(圧電素子)に限らず、サーマル方式(ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式)におけるヒータ(加熱素子)や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(エネルギー発生素子)を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
<制御系の説明>
図5は、インクジェット描画装置100のシステム構成を示す要部ブロック図である。
インクジェット描画装置100は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278、プリント制御部280、画像バッファメモリ282、ヘッドドライバ284等を備えている。
通信インターフェース270は、ホストコンピュータ286から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース270にはCAN(Controller Area Network)、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワーク等のシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ286から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット描画装置100に取り込まれ、一旦メモリ274に記憶される。
メモリ274は、通信インターフェース270を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ272を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ274は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ272は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット描画装置100の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ272は、通信インターフェース270、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278等の各部を制御し、ホストコンピュータ286との間の通信制御、メモリ274の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ288やヒータ289を制御する制御信号を生成する。
ROM290には各種制御プログラムや各種のパラメータ等が格納されており、システムコントローラ272の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。
メモリ274は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ276は、システムコントローラ272からの指示に従ってモータ288を駆動するドライバである。図5では、装置内の各部に配置される様々なモータを代表して符号288で図示している。
ヒータドライバ278は、システムコントローラ272からの指示に従って、ヒータ289を駆動するドライバである。図5では、装置内の各部に配置される様々なヒータを代表して符号289で図示している。
プリント制御部280は、システムコントローラ272の制御に従い、メモリ274内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドット画像データ)をヘッドドライバ284に供給する制御部である。
ドット画像データは、一般に多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット描画装置100で使用するインクの各色の色データ(本例では、MKCYの色データ)に変換する処理である。
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータ(本例では、MKCYのドットデータ)に変換する処理である。
プリント制御部280において所要の信号処理が施され、得られたドットデータに基づいて、ヘッドドライバ284を介してヘッド250のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
プリント制御部280には画像バッファメモリ282が備えられており、プリント制御部280における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ282に一時的に格納される。また、プリント制御部280とシステムコントローラ272とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
ヘッドドライバ284には、ヘッド250の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
本例に示すインクジェット描画装置100は、ヘッド250の各ピエゾアクチュエータ258に対して、共通の駆動電力波形信号を印加し、各ピエゾアクチュエータ258の吐出タイミングに応じて各ピエゾアクチュエータ258の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、各ピエゾアクチュエータ258に対応するノズル251からインクを吐出させる駆動方式が採用されている。
印字検出部224は、インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yの各ヘッドにおいて記録媒体124に記録された画像の読み取り、読取データの処理等を行い、所定の情報をシステムコントローラ272へ提供する機能ブロックである。印字検出部224は、図1に図示したインラインセンサ190が含まれる。
エンコーダ277は、描画ドラム170の回転速度を検出するものであり、例えば光電方式のロータリエンコーダが用いられる。システムコントローラ272は、エンコーダ277からの信号に基づいて描画ドラム170の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて各色のインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのノズル251の吐出タイミング信号を生成し、プリント制御部280へ供給する。プリント制御部280では所定パルス数の遅延をカウントして、図1に示す定着ドラム184のエンコーダ信号を生成する。
なお、図5で説明したシステムコントローラ272が担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ286側に搭載する態様も可能である。
図6は、図5に示すプリント制御部280、ヘッドドライバ284、及びヘッド250の各部の構成の詳細を示す図である。
プリント制御部280は、メモリ302、PLD304、及びD/Aコンバータ306を備えている。メモリ302には、ピエゾアクチュエータ258を駆動するための駆動波形データが記憶されている。この駆動波形データは、PLD304により順次読み出され、D/Aコンバータ306によりアナログ信号に変換される。
ヘッドドライバ284は、オペアンプ310及びブースト回路312を備えている。ブースト回路312は、プッシュプル接続された2つのパワートランジスタ326、328からなるプッシュプル回路と、抵抗器318、320及びダイオード322、324から構成されるオペアンプ310の出力信号をブースト回路312のバイアス信号(入力信号)に変換するバイアス回路と、抵抗器314、316を含む帰還回路と、を含んでいる。
プリント制御部280のD/Aコンバータ306から出力されたアナログ信号は、ヘッドドライバ284のオペアンプ310に入力され、増幅される。オペアンプ310により増幅された信号は、ブースト回路312により、ピエゾアクチュエータ258の駆動に必要な大きな出力電流を流せるように電力増幅される。
ヘッド250の各ピエゾアクチュエータ258の個別電極には、それぞれスイッチ素子330が接続されており、ブースト回路312の出力はスイッチ素子330を介してピエゾアクチュエータ258の個別電極と接続されている。
スイッチ素子330のオンオフ切り換えは、プリント制御部280において生成された画像データ(ドットデータ)により行われる。
スイッチ素子330に入力される駆動波形の吐出タイミングに応じて、各スイッチ素子330のオンオフを切り換えることで、各ピエゾアクチュエータ258に対応するノズル251からインクを吐出させることができる。
なお、各色に対応するヘッド250のピエゾアクチュエータ258をそれぞれ異なる駆動波形で駆動する場合には、プリント制御部280、ヘッドドライバ284を色毎に設ければよい。
<第1の実施形態>
次に、本発明の第1の実施形態に係る駆動波形データについて説明する。
図7は、本実施形態に係る駆動波形を生成するための駆動波形データのデータ構成を示す図であり、図8は、当該駆動波形データのタイムチャートを示す図である。
図7、図8に示すように、駆動波形データは、駆動波形の所定時間毎の波形値情報を示す1024個のデータからなり、各データはそれぞれ1バイトで表されている。ここでは、駆動波形のバイアス値は「0x20」で表され、駆動波形の最大値は「0xdf」で表されている。
さらに、駆動波形データには、所定の間隔で駆動波形のIDデータが埋め込まれている。このIDデータは、インクの色毎に固有の色情報からなり、1バイトで表されている。また、駆動波形(波形値情報)のバイアス値(ここでは0x20)とは異なるものが用いられる。
例えば、C=0x80、M=0x81、Y=0x82、K=0x83のように設定される。これらのIDデータの値は、駆動波形のバイアス値と異なる値であればよく、この例に限定されるものではない。
ここでは、駆動波形データの先頭及び末尾、及びデータの先頭から100個おきにIDデータが埋め込まれている。即ち、データの先頭から0番目、100番目、200番目、・・・、900番目、1000番目、及び1023番目に本駆動波形データのIDデータである「0x80」が記録されている。
なお、IDデータは、色情報ではなく駆動波形データのバージョン情報であってもよい。また、色情報とバージョン情報が混在してもよい。
次に、この駆動波形データの取得処理について説明する。図9は、駆動波形データの転送処理を示すフローチャートである。
最初に、ホストコンピュータ286において、これから転送する駆動波形データ内の所定の位置に、1バイトのIDデータを書き込む(ステップS1)。ここでは、図7に示したように、駆動波形データの先頭及び末尾、及びデータの先頭から100個おきにIDデータを書き込む。IDデータの書き込みは、当該所定位置にすでに存在する波形値情報に代えて、IDデータを上書きすればよい。
次に、ホストコンピュータ286は、この駆動波形データを、通信インターフェース270を介してプリント制御部280のメモリ302に転送(アップロード)する(ステップS2)。
PLD304は、メモリ302に転送(ダウンロード)された駆動波形データの所定の位置からデータ(IDデータ)を読み出す(ステップS3)。PLD304は、予め駆動波形データ内からデータを読み出す位置が決められており、ここでは、データの先頭から0番目、100番目、200番目、・・・、900番目、1000番目、及び1023番目のデータを読み出す。
また、PLD304は、ホストコンピュータ286から通信インターフェース270を介して正しいIDデータ及びチェックサム結果を取得する(ステップS4)。なお、正しいIDデータ及びチェックサム結果は、ホストコンピュータ286から取得するのではなく、予めプリント制御部280内に設けた参照用メモリに記憶させておいてもよい。
続いて、PLD304は、メモリ302に記憶した駆動波形データから読み出した各IDデータに基づいて、色情報の確認及びチェックサムの実施を行う。この結果とホストコンピュータ286から取得した正しいIDデータ及びチェックサム結果との比較をすることで、色情報及びチェックサム結果が正しいか否かの判定を行う(ステップS5)。
結果が正しい場合は、正しい駆動波形データの取得が完了し、処理を終了する。結果が正しくない場合は、正しい駆動波形データの取得ができていないので、結果が正しくない旨をホストコンピュータ286に通知して処理を終了する(ステップS6)。この通知が送られた場合には、ホストコンピュータ286は、表示を行う等により、ユーザに駆動波形データの通信にエラーが発生した旨を告知する。この場合、ユーザはもう一度駆動波形データの転送処理を最初から行う必要がある。
なお、エラーが発生した旨のユーザへの告知は、ホストコンピュータ286が行うのではなく、インクジェット描画装置100が直接行ってもよい。
このように、読み出したIDデータを用いてチェックサムを実施することで、データの転送の成否判断が可能である。なお、誤り検出の手法はチェックサムに限定されず、他の手法を用いてもよい。
また、IDデータは、少なくとも駆動波形データの先頭と末尾(ここでは、データの0番目と1023番目)の2箇所に埋め込まれていればよい。この2箇所のIDデータがあれば、駆動波形データの全てが転送されたこと、及び駆動波形データが正常に転送できたことの確認が可能である。また、その他の位置にIDデータを格納する場合には、本実施形態に示した100番目毎に限定されるものではない。
次に、この駆動波形データを用いた駆動波形の生成処理について説明する。図10は、本実施形態に係る駆動波形の生成処理を示すフローチャートである。
最初に、PLD304が、ホストコンピュータ286から通信インターフェース270を介して駆動するヘッド250の製造ばらつき補正倍率値を取得する(ステップS11)。この製造ばらつき補正倍率値は、ヘッド250の製造ばらつきによるピエゾアクチュエータの特性のばらつきを、駆動波形において吸収するためのものである。
なお、ここでは補正倍率値をホストコンピュータ286から取得しているが、予めプリント制御部280内に設けた参照用メモリに記憶させておいてもよい。
次に、PLD304は、メモリ302に保持している駆動波形データに、ステップS11において取得した補正倍率値を乗算する(ステップS12)。これにより、ヘッド250の製造ばらつきに寄らずに、それぞれのインク色に適した駆動波形を生成することができる。また、PLD304は、この補正後の駆動波形データに基づいて、チェックサムを実施する。
さらに、PLD304は、ホストコンピュータ286から通信インターフェース270を介して補正後の正しいチェックサム結果を取得する(ステップS13)。補正後の正しいチェックサム結果は、ホストコンピュータ286から取得するのではなく、図9のステップS4において取得したチェックサム結果と、ステップS12において取得した補正倍率値を乗算して算出してもよい。
補正倍率値を乗算した後に実施したチェックサム結果と、ステップS13において取得した補正後の正しいチェックサム結果と比較することで、チェックサム結果が正しいか否かの判定を行う(ステップS14)。
チェックサム結果が正しくない場合には、正しい製造ばらつきの補正ができていないので、結果が正しくない旨をホストコンピュータ286に通知して処理を終了する(ステップS15)。この通知が送られた場合には、ホストコンピュータ286又はインクジェット描画装置100は、ユーザに製造ばらつきの補正処理にエラーが発生した旨を告知する。この場合、ユーザはステップS11から再びやり直す必要がある。
チェックサム結果が正しい場合には、補正処理後の駆動波形データをD/Aコンバータ306によりD/A変換し(ステップS16)、ヘッドドライバ284により駆動波形を生成する(ステップS17)。
即ち、PLD304により、メモリ302から所定の周波数で波形値データが先頭から順に読み出され、D/Aコンバータ306に入力される。D/Aコンバータ306は、入力されたデータを逐次アナログ信号に変換し、ヘッドドライバ284に入力する。その結果、ヘッドドライバ284では、駆動波形データの波形値データに応じた電圧の波形が生成され、各ピエゾアクチュエータ258の個別電極に供給可能に各スイッチ素子330に入力される。
各スイッチ素子330は、出力すべき画像データに応じてオンオフされ、各ピエゾアクチュエータ258の駆動を制御する。その結果、画像データに応じてノズルからインクが吐出され、記録媒体上に画像が形成される。
ここで、ヘッドドライバ284のオペアンプ310は、駆動波形データの転送速度(D/Aコンバータ306からの出力周波数)に対して十分応答速度が遅い。したがって、駆動波形データに書き込まれているIDデータは、データ量が十分小さいため、駆動波形生成に影響を及ぼさない。その結果、本実施形態における駆動波形データによって生成される駆動波形は、IDデータが埋め込まれていない駆動波形データを入力した場合と同じ波形となる。
このように、波形値情報にIDデータを埋め込むことにより、データ量を増やすことなく駆動波形データの認識が可能となる。またIDデータを2つ以上含むため、チェックサムを実施することができ、駆動波形データの転送エラー等の検出が可能となる。さらに、波形値情報に埋め込まれたIDデータは、駆動波形の生成に影響を及ぼさないため、データ処理量を増やすことなく駆動波形の生成が可能となる。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係る駆動波形の生成処理について説明する。図11は、本実施形態に係る駆動波形の生成処理を示すフローチャートである。なお、図10に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
まず、PLD304が、ホストコンピュータ286から通信インターフェース270を介して駆動するヘッド250の製造ばらつき補正倍率値を取得し(ステップS11)、メモリ302に保持している駆動波形データに、この補正倍率値を乗算する(ステップS12)。
次に、ホストコンピュータ286から通信インターフェース270を介して補正後の正しいチェックサム結果を取得し(ステップS13)、チェックサム結果が正しいか否かの判定を行う(ステップS14)。
ここで、チェックサム結果が正しい場合には、PLD304は、駆動波形データの各IDデータが埋め込まれている位置の波形値データを、その前後の波形値データを用いて補間する(ステップS21)。
例えば、図12(a)に示すように、先頭から100番目にIDデータ「0x80」が記録されているとする。この場合は、その前後の波形値データである99番目の波形値データ「0x20」と101番目の波形値データ「0x22」から、その中間値である「0x21」を算出し、この算出した中間値で100番目の波形値データを補間する。
また、データの先頭の0番目及び末尾の1023番目のデータは、前後のうち一方のデータしかないため、その一方のデータと同じ値とする。例えば、0番目の波形値データは、1番目の波形値データ「0x20」と同じ値として補間する。同様に、1023番目の波形値データは、1022番目の波形値データ「0x20」と同じ値として補間する。
このように補間して算出した波形値を、IDデータ上に上書きし、IDデータを補間した駆動波形データを生成する(ステップS22)。この補間後の駆動波形データは、補間前の駆動波形データとは区別してメモリ302に記憶させる。
この補間後の駆動波形データをD/Aコンバータ306によりD/A変換し(ステップS16)、ヘッドドライバ284により駆動波形を生成する(ステップS17)。
このように、IDデータが埋め込まれた位置の波形値を、前後の波形値データから算出し、IDデータ埋め込み前の駆動波形データを再現することで、駆動波形データのデータ量を増やすことなく、波形データの認識と補間が可能となる。また、補間後の駆動波形データを用いれば、オペアンプ310の応答特性が速い場合であっても、所望の駆動波形の生成を行うことができる。
〔他の装置への応用例〕
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルタ製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得るインクジェットシステムにも広く適用できる。
100…インクジェット描画装置、250…インクジェットヘッド、280…プリント制御部、284…ヘッドドライバ、302…メモリ、304…PLD、306…D/Aコンバータ、310…オペアンプ、312…ブースト回路、258…ピエゾアクチュエータ、330…スイッチ素子

Claims (11)

  1. 記録素子を駆動して記録媒体上に記録を行う記録装置において、
    前記記録素子を駆動させるための駆動波形の所定時間毎の波形値情報を有する駆動波形データであって、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも2つの波形値情報に当該駆動波形データの識別情報が埋め込まれた駆動波形データを取得する取得手段と、
    前記駆動波形データから前記識別情報を抽出し、前記抽出した識別情報を解釈する解析手段と、
    入力された波形値情報に基づいて駆動波形を生成する波形生成手段であって、前記駆動波形データの所定時間毎の波形値情報が該所定時間毎に順に入力される波形生成手段と、
    前記生成された駆動波形により前記記録素子を駆動する駆動手段と、
    を備えたことを特徴とする記録装置。
  2. 前記識別情報は、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも先頭と末尾の波形値情報に埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記識別情報は、前記波形値情報のバイアス値とは異なる値の情報であることを特徴とする請求項1又は2に記載の記録装置。
  4. 前記解析手段の解釈結果に基づいて、前記取得した駆動波形データが正常であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段が前記取得した駆動波形データが正常でないと判定した場合に、その旨をユーザに告知する告知手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の記録装置。
  5. 記録する色毎の記録素子を有するとともに、前記識別情報は前記記録素子の色情報を含み、
    前記駆動手段は、前記解析手段が解釈した色情報に基づいた記録素子を駆動することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の記録装置。
  6. 前記識別情報は、前記駆動波形データのバージョン情報を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の記録装置。
  7. 前記判定手段は、前記識別情報に基づいて誤り検出を行う誤り検出手段を備えたことを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
  8. 前記波形生成手段は、生成する駆動波形に前記識別情報が反映されない出力応答特性を有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の記録装置。
  9. 前記記録素子の製造ばらつきを吸収するために前記駆動波形データを補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の記録装置。
  10. 前記識別情報を埋め込む前の波形値情報を再現させる再現手段を備えたことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の記録装置。
  11. 記録素子を駆動して記録媒体上に記録を行う記録方法において、
    前記記録素子を駆動させるための駆動波形の所定時間毎の波形値情報を有する駆動波形データであって、前記所定時間毎の波形値情報のうち少なくとも2つの波形値情報に当該駆動波形データの識別情報が埋め込まれた駆動波形データを取得する取得工程と、
    前記駆動波形データから前記識別情報を抽出し、前記抽出した識別情報を解釈する解析工程と、
    入力された波形値情報に基づいて駆動波形を生成する波形生成手段に、前記駆動波形データの所定時間毎の波形値情報を該所定時間毎に順に入力する波形生成工程と、
    前記生成された駆動波形により前記記録素子を駆動する駆動工程と、
    を備えたことを特徴とする記録方法。
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