JP6163959B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、吐出口から液体を吐出させる液体吐出装置に関する。

複数のノズルがマトリックス状に配置されたヘッドを用紙に対して相対移動させつつ、ノズルからインク滴を吐出することで用紙に画像を印刷するプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。ヘッドと用紙との相対移動速度を変化させたり、インク滴の吐出周期を変化させたりすることで、移動方向に関する印刷画像の解像度を調整することができる。

特開２００１−３８９６１号公報

特許文献１のプリンタにおいて、各色のノズルアレイは複数のノズルＮｚが千鳥状に配列されている。そのため、各色のノズルアレイにおいて、移動方向に関するノズル間のピッチが、ドット間距離の整数倍にならない解像度については、ドットの移動方向における位置ずれが発生して印刷画像の画質が低下する。

本発明の目的は、移動方向に関するノズル間のピッチが、ドット間距離の整数倍にならない解像度であっても、移動方向に関するドットのずれが発生するのを低減することができる液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面と、前記複数の吐出口の各々に対応して設けられた液体を吐出させるための圧力を付与する複数の圧力付与手段と、を有する記録ヘッドと、前記複数の圧力付与手段に駆動信号を供給するドライバＩＣと、制御手段とを備えており、前記複数の吐出口は、前記搬送方向に直交する直交方向に配列された吐出口列を複数有するとともに、これら複数の吐出口列が前記搬送方向に関して互いに異なる位置に配置されており、前記制御手段は、前記複数の吐出口列のいずれか一つの吐出口列から前記複数の吐出口列のすべての列までのそれぞれの前記搬送方向に関する距離を記録すべき画像解像度における前記搬送方向に隣接する２つのドットのドット間距離で除したときの余りが、互いに異なる複数の所定範囲内に属する場合には、前記複数の所定範囲の各々毎に、前記余りが属する吐出口列に含まれる吐出口に対応する前記圧力付与手段に対して供給する前記駆動信号として、記録媒体が前記ドット間距離を搬送されるのに要する基準時間と、前記複数の所定範囲内の各々に属する前記余りを代表する代表値とを乗じて得られる第１時間、及び前記基準時間から前記第１時間を差し引いて得られる第２時間、のいずれかの時間だけ駆動開始の基準タイミングから遅延させた信号が供給されるように、前記ドライバＩＣを制御する。

本発明によると、吐出口列間の搬送方向に関する離隔距離が、ドット間距離の整数倍でなくても、駆動開始タイミングの基準タイミングからの遅延時間を調整するという簡単な構成で、ドットのずれが発生するのを抑制することができる。これにより、より多彩な解像度で画像記録が可能となる。

本発明の実施形態に係るインクジェット式プリンタ内部を示す概略側面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの上面図である。 図１に示すプリンタの機能ブロック図である。 図３に示す画像処理回路の機能ブロック図である。 印刷制御回路の機能ブロック図である。 図５に示すノズル列別マップの内容を説明するための図である。 図５に示す副走査解像度設定レジスタが記憶するテーブルを示す図である。 ドライバＩＣの機能ブロック図である。 吐出グループ１〜吐出グループ４に対応する駆動信号ｗａｖｅ１〜ｗａｖｅ４と吐出周期との関係を示す図である。

本発明の好適な実施形態に係るインクジェット式プリンタ１の概略構成について説明する。

図１に示すように、プリンタ１は、共に直方体形状の上筐体１１及び下筐体１２を有している。なお、図１における左側面が正面３となっている。なお、図１における右側面が背面４となっている。上筐体１１は下面が開口し、下筐体１２は上面が開口している。上筐体１１は、下筐体１２に対して回動軸１３を中心に回動可能に連結されている。上筐体１１の上面には、排紙部１５が設けられている。排紙部１５には、印刷が完了した用紙Ｐが順に排出される。

さらに、プリンタ１の内部空間には、インクジェットヘッド２と、用紙トレイ２０と、用紙搬送機構３０と、プラテン９とが配置されている。

図１及び図２に示すように、インクジェットヘッド２は、概ね直方体形状を有しており、その下面に、インク滴が吐出される複数のノズル８が形成された吐出面２ａを有している。図示しないインクタンクからインクが供給される。インクジェットヘッド２に供給されたインクは、共通インク室、共通インク室と連通する複数の圧力室を経由してノズル８に至る。アクチュエータユニット８０ａに含まれるアクチュエータ（後述）が駆動されることによって、圧力室に貯留されたインクに圧力を付与され、ノズル８からインク滴が吐出される。なお、図２はインクジェットヘッド２の上面図であるが、説明の都合上ノズル８は実線で示している。

図２に示すように、複数のノズル８が同一の４つのノズルユニット８０（図１中左方から右方に向かって順にｕ１〜ｕ４）を形成している。ノズルユニット８０は、台形の区画を有しており、その区画内において、複数のノズル８がマトリックス状に且つ主走査方向に関して互いに異なる位置に（Ｌだけずれて）配置されている。各ノズルユニット８０においては、主走査方向に配列された複数のノズル８が１つのノズル列８ａを形成しており、１６列のノズル列８ａが互いに平行に且つ副走査方向に配列されている（図２においては模式的に８列のみ示している）。４つのノズルユニット８０は、長辺側と短辺側とが副走査方向に関して順に反転するように、主走査方向に沿って千鳥状に配置されている。具体的には、ノズルユニットｕ１とノズルユニットｕ３が副走査方向に同じで主走査方向に異なる位置に配置され、ノズルユニットｕ２とノズルユニットｕ４が副走査方向に同じで主走査方向に異なる位置に配置されている。ノズルユニット８０毎に１つのアクチュエータユニット８０ａが用いられている。アクチュエータユニット８０ａは、ノズルユニット８０に配置されているノズル８の数だけ、アクチュエータを備える。また、アクチュエータユニット８０ａごとに当該アクチュエータユニット８０ａを制御するドライバＩＣ８０ｂが設けられている（図８参照）。ノズルユニット８０と、これに対応するアクチュエータユニット８０ａ及びドライバＩＣ８０ｂとが一つのヘッドユニットを形成している。

用紙トレイ２０は、積層された複数の用紙Ｐを保持可能であり、下筐体１２の底面に着脱自在に配置されている。

プラテン９は、用紙を支持するための板部材であり、上筐体１１が閉位置にあるとき、インクジェットヘッド２の吐出面２ａと対向するように下筐体１２に固定されている。

用紙搬送機構３０は、用紙トレイ２０からインクジェットヘッド２とプラテン９との間を通過して排紙部１５まで至る用紙Ｐの搬送経路を構成するものである。用紙搬送機構３０は、ピックアップローラ３１と、ニップローラ３２ａ〜３２ｅと、ガイド３３ａ〜３３ｄとを含んでいる。ピックアップローラ３１は、用紙トレイ２０に積層されている用紙Ｐを上方から１枚ずつ送出する。ニップローラ３２ａ〜３２ｅは、搬送経路に沿って配置されており、用紙Ｐに搬送力を付与する。ガイド３３ａ〜３３ｄは、搬送経路においてピックアップローラ３１及びニップローラ３２ａ〜３２ｅの間にそれぞれ配置されており、ニップローラ３２ａ〜３２ｅによって搬送力が付与された用紙Ｐが次のニップローラ３２ａ〜３２ｅに到達するまで当該用紙Ｐをガイドする。用紙搬送機構３０によって搬送された用紙Ｐは、インクジェットヘッド２とプラテン９との間を通過する際に、インクジェットヘッド２の吐出面２ａに開口するノズル８から吐出されたインク滴によって画像が印刷される。画像が印刷された用紙Ｐは、用紙搬送機構３０によってさらに搬送され、排紙部１５に排出される。

図３に示すようにプリンタ１は制御部１ｐを有している。制御部１ｐは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、Ｉ／Ｏ制御回路４４と、画像処理回路４５と、印刷制御回路４６とを有する。これらはバスにより互いに通信可能に接続されている。Ｉ／Ｏ制御回路４４は、用紙搬送機構３０と、印刷制御回路４６は、１つのインクジェットヘッド２と、それぞれ電気的に接続されている。

ＲＯＭ４２には、プリンタ１を制御するための制御プログラム４２ａ（ファームウェア）や各種設定、初期値等が記憶されている。ＲＡＭ４３は、制御プログラム４２ａが読み出される作業領域として、あるいはデータを一時的に記憶する記憶領域（メインメモリ）として利用される。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２から読み出した制御プログラム４２ａや図示しない各種センサから送られる信号に従って、その処理結果をＲＡＭ４３に記憶させながら、プリンタ１を制御する。このとき、制御プログラム４２ａによってＣＰＵ４１がＲＩＰ（Raster image processor）として機能する。ＲＩＰは、印刷すべき画像を示すページ記述言語などで示された画像データ（図示しない内部メモリ或いはメインメモリに記憶されていてもよいし、ホストコンピュータから受信してもよい）を、ページ記述言語が示す解像度のラスターデータに変換してＲＩＰデータとしてメインメモリ上に展開し、画像処理回路４５に出力する。ＲＩＰデータは、主走査方向及び副走査方向に関してマトリックス状に配置された画素それぞれについて０〜２５５の２５６階調で示された階調値（多値データ）を含んでいる。

Ｉ／Ｏ制御回路４４は、複数の入出力端子を有しており、ＣＰＵ４１からの指示により出力端子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったり、入出端子への入力信号をＣＰＵ４１に出力したりするためのものである。Ｉ／Ｏ制御回路４４には、用紙搬送機構３０や図示しない各種装置が接続されている。ＣＰＵ４１は、Ｉ／Ｏ制御回路４４を介してこれら用紙搬送機構３０や各種装置を制御する。

図４に示すように、画像処理回路４５は、ＲＩＰデータ受信部５１と、現ライン階調値ラインバッファ５２と、誤差マトリックス演算部５６と、加算器５７と、値量子化部５８と、１ライン前誤差ラインバッファ５９と、２ライン前誤差ラインバッファ６０と、ＬＶＤＳ送信部６１とを有している。

ＲＩＰデータ受信部５１は、ＣＰＵ４１から出力されたＲＩＰデータを受信して記憶する。ＲＩＰデータ受信部５１は、受信したＲＩＰデータを、主走査方向に配列された複数の画素からなる複数の画素列のうち用紙搬送方向に関する下流側から順に画素列（ライン）単位で階調値群を出力する。現ライン階調値ラインバッファ５２は、ＲＩＰデータ受信部５１から出力された処理対象となるラインの階調値を記憶する。

１ライン前誤差ラインバッファ５９は、量子化部５８が直近に量子化行ったときの階調値データを含めて一ラインの画素数分前までの階調値データに関して、量子化部５８が量子化を行ったときに出力した誤差値を記憶する。２ライン前誤差ラインバッファ６０は、量子化部５８が直近に量子化行ったときの階調値データより一ラインの画素数分前の階調値データから、その階調値を含めてさらに１ラインの画素数分前までの階調値データに関して、量子化部５８が量子化を行ったときに出力した誤差値を記憶する。量子化部５８が処理対象となる注目画素に係る階調値量を量子化したときに（後述）、量子化に伴う量子化誤差は、１ライン前誤差ラインバッファ５９及び誤差マトリックス演算部５６に入力される。１ライン前誤差ラインバッファ５９及び２ライン前誤差ラインバッファ５９は、１ラインの画素数分の段数を持つシフトレジスタであり、１ライン前誤差ラインバッファ５９に量子化誤差が入力されるたび、記憶している誤差値がシフトする。また、前誤差ラインバッファ５９に量子化部５８が処理対象となる注目画素に係る階調値量を量子化したときの誤差値が入力されると、１ライン前誤差バッファは誤差マトリックス演算部５６においてｊの位置に該当する誤差値を誤差マトリックス演算部５６に出力する。同様に２ライン前誤差バッファは誤差マトリックス演算部５６においてｅの位置に該当する誤差値を誤差マトリックス演算部５６に出力する。

誤差マトリックス演算部５６は、フリップフロップ回路、乗算器及び加算器により構成される。注目画素に対して、a〜ｍの位置関係にある周辺画素の量子化誤差が保持され、これら量子化画素に対して予め定められた重み付けの係数をそれぞれかけ合わせた合計値（すなわち注目画素に分配された量子化誤差の合計）を加算器５７へ出力する。周辺画素ａ〜ｍは、現ライン（画素ｋ〜ｍ）、１つ前に処理したラインの一部（画素ｆ〜ｊ）、２つ前に処理したラインの一部（画素ａ〜ｅ）を含んでいる。なお、周辺画素の構成は任意のものであってよい。例えば、現ラインの数画素のみで構成されていてもよい。この場合、処理が簡素化されるため回路構成が簡略化される。加算器５７は、各画素について、現ラインバッファ５２から入力された階調値と誤差マトリックス演算部５６から入力された量子化誤差値の合計を加算して、量子化部５８に出力する。

量子化部５８は、加算器５７から入力された階調値と誤差マトリックス演算部５６から入力された量子化誤差値の合計を、３つの閾値を用いて４値の量子化階調値または１つの閾値を用いて２値の量子化階調値を生成する。本実施形態において、量子化部５８は、周辺画素ａ〜ｍについて、量子化の前後の差の平均が最も小さくなるように量子化階調値を決定する平均誤差最小法を用いて量子化を行う。なお、誤差拡散法など他の手法を用いて量子化を行ってもよい。量子化部５８は、生成した量子化階調値をＬＶＤＳ送信部６１に出力すると共に、量子化したときに発生する誤差値を１ライン前誤差ラインバッファ５９及び誤差マトリックス演算部５６へ出力する。

ＬＶＤＳ送信部６１は、入力された量子化階調値を順にシリアル信号に変換し、シリアル信号をさらにＬＶＤＳ（Low voltage differential signaling）により差動信号に変換して送信するドライバである。ＬＶＤＳ送信部６１が送信した差動信号は、印刷制御回路４６のＬＶＤＳ受信部７１に受信される。

印刷制御回路４６について、図５を参照しつつ詳細に説明する。図５に示すように、印刷制御回路４６は、ＬＶＤＳ受信部７１と、ＬＶＤＳ送信部７２と、並び替え部７３と、副走査解像度設定レジスタ７５と、ラッチタイミング設定レジスタ７６と、ｆｉｒｅ波形設定レジスタ７７と、ｆｉｒｅ波形生成回路７８と、ＣＰＵインターフェース７９とを有している。ＬＶＤＳ受信部７１は、画像処理装置４５が有するＬＶＤＳ送信部６１（図４参照）から送信された差動信号を受信するＬＶＤＳのレシーバである。ＬＶＤＳ受信部７１は、受信した差動信号を量子化階調値に順に変換して並び替え部７３に出力する。

並び替え部７３は、ノズル列分配回路７３ａと、ノズルマップ７３ｂと、ｓｉｎ信号生成回路７３ｄとを含んでいる。ノズル列分配回路７３ａは、ＬＶＤＳ受信部７１から入力された量子化階調値を、対応するノズル８の位置関係に合わせて並び替える。ノズルマップ７３ｂは、互いに異なるノズル列８ａに対応する１６個の１〜１６ノズル列マップ７３ｃを含んでいる。なお、１〜１６ノズル列マップ７３ｃは、奇数番目のノズルユニットｕ１、ｕ３に関しては（図２参照）用紙搬送方向に関する下流側から順に配置されたノズル列８ａにそれぞれ対応している。一方、偶数番目のノズルユニットｕ２、ｕ４に関しては用紙搬送方向に関する上流側から下流側に配置されたノズル列８ａにそれぞれ対応している。ノズル列分配回路７３ａによって、ノズル８の位置関係に合わせて並び替えられた各量子化階調値は、当該ノズル８が属するノズル列８ａに対応するノズル列マップ７３ｃに分配される。

また、１〜１６ノズル列マップ７３ｃには、設定された解像度における階調値と波形選択信号ｓｉｎ（後述）の対応関係を記憶する。図６に示すように、吐出面２ａにおいて用紙搬送方向の最も下流側に位置するノズル列８ａ（奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）の１列目のノズル列８ａ）から各ノズル列８ａまでの用紙搬送方向に関する距離である相対距離を、選択可能な副走査方向解像度（本実施形態においては３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、７５０ｄｐｉ）のそれぞれのピッチ（隣接する２つのドットのドット間距離）で除した値を列間ドット数として定義すると、副査方向解像度が７２０ｄｐｉ及び７５０ｄｐｉである場合は列間ドット数において小数点以下の数値を有するノズル列８ａが存在する。小数点以下の数値が本実施形態において、小数点以下の数値は、相対距離を副走査方向解像度のピッチで除した余りに対応する値である。一方、副走査方向解像度が３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉの場合は、列間ドット数が整数となるようにノズル８の配置が決定されている。ドット間距離は１吐出周期において用紙が搬送される距離と一致するため、副走査方向解像度が３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉの場合は、各ノズル８から同じタイミングでインク滴を吐出させることで用紙の所定の位置にドットを形成することができる。しかしながら、副走査方向解像度が７２０ｄｐｉ、７５０ｄｐｉの場合は、列間ドット数が整数にならず、余りが存在するため、各ノズル８から同じタイミングでインク滴を吐出させると、所定の位置から余りの分ずれた位置にドットが形成されることになる。

そこで、本実施形態では副走査方向解像度が７２０ｄｐｉ、７５０ｄｐｉの場合は、ノズル列８ａを余りが互いに異なる複数の所定範囲内に対応した複数の吐出グループに分類する。そして、同じ吐出グループに属するノズル列８ａごとに遅延時間を定めている。本実施形態において、副走査方向解像度が７５０ｄｐｉの場合は、小数点以下の値が０、０．５のいずれかとなるので、小数点以下が０のときは吐出グループ１（当該グループの所定範囲の代表値：０）に、小数点以下が０．５のときは吐出グループ２（当該グループの所定範囲の代表値：０．５×７５０ｄｐｉのピッチ）に分類される。副走査方向解像度が７５０ｄｐｉの場合は、奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）が含むノズル列８ａ（ノズル列１、ノズル列２・・・ノズル列１６）の小数点以下の値は、そのノズル列８ａと同じノズル列８ａに該当し、かつ偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、ｕ４）が含むノズル列８ａ（ノズル列１、ノズル列２・・・ノズル列１６）の小数点以下の値と同じである。

一方、副走査方向解像度が７２０ｄｐｉの場合は、奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）が含むノズル列８ａは、小数点以下の値が０、０．４、０．６、０．８であり、偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、ｕ４）が含むノズル列８ａは、の小数点以下の値が０．２、０．４、０．６、０．８のいずれかとなる。奇数番目のノズルユニット８０については小数点以下の値が０のときはグループ１、０．４のときはグループ２、０．６のときはグループ４、０．８のときはグループ３とする。そして、偶数番目のノズルユニット８０については小数点以下の値が０．２のときはグループ５、０．４のときはグループ７、０．６のときはグループ８、０．８のときはグループ６とする。

本実施形態において、副走査方向解像度が７２０ｄｐｉ及び７５０ｄｐｉの場合、各所定範囲はいずれも幅をもたない１つの値に等しくなり、代表値は当該値そのものとなる。

副走査解像度設定レジスタ７５は、図７に示す様に、３００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、並びに７５０ｄｐｉの解像度ごとに、各ノズル列が属する吐出グループと、その吐出グループにおいて各階調に対して設定される波形選択信号ｓｉｎを記憶している。７２０ｄｐｉ、及び７５０ｄｐｉのときは、同じ階調値であっても異なる吐出グループに属するノズル列８ａには異なる波形選択信号ｓｉｎが割り当てられる。異なる吐出グループに属するノズル列８ａは異なる遅延時間の駆動信号（後述）を選択する必要があるためである。７５０ｄｐｉの場合は、吐出グループの数が２つあり、設定可能な階調値は吐出無し、小滴、中滴、大滴の４階調であるため、波形選択信号ｓｉｎは吐出無し（２つの吐出グループに共通）、吐出グループ１の小滴、中滴、大滴、及び吐出グループ２の小滴、中滴、大滴の、計７つが設定され得る。一方、７２０ｄｐｉの場合は、奇数番目のノズルユニット８０、及び偶数番目のノズルユニット８０のそれぞれにおいて、吐出グループの数が４つあり、設定可能な階調値は吐出無し、中滴、の２階調であるため、波形選択信号ｓｉｎは吐出無し（４つの吐出グループに共通）、吐出グループ１の中滴、吐出グループ２の中滴、吐出グループ３及び吐出グループ４の中滴の計５つが設定され得る。なお、７２０ｄｐｉでは、奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）が含むノズル列８ａ（ノズル列１、ノズル列２・・・ノズル列１６）の吐出グループと、偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、ｕ４）が含むノズル列８ａ（ノズル列１、ノズル列２・・・ノズル列１６）の吐出グループは、互いに異なるが（図６参照）、吐出グループ１と吐出グループ５の、吐出グループ２と吐出グループ６の、吐出グループ３と吐出グループ７の、及び吐出グループ４と吐出グループ８のそれぞれは、各階調値に対して同じ波形選択信号ｓｉｎを設定してよい。これは、吐出グループ１〜４が属するノズルユニット８０（奇数番目のノズルユニット８０）と、吐出グループ５〜８が属するノズルユニット８０（偶数番目のノズルユニット８０）とが異なること、及び、吐出グループ１〜４が属するノズルユニット８０（奇数番目のノズルユニット８０）が含むドライバＩＣ８０ｂには吐出グループ１〜４に対応する駆動信号のみが入力され、吐出グループ５〜８が属するノズルユニット８０（偶数番目のノズルユニット８０）が含むドライバＩＣ８０ｂには吐出グループ５〜８に対応する駆動信号のみが入力される、ということによるためである。

副走査解像度設定レジスタ７５は、ＣＰＵ ＩＦ７９を介して解像度を示す情報をＣＰＵ４１から受信すると、受信した情報が示す解像度を記憶する。そして、その解像度に紐づけて記憶している階調値と波形選択信号ｓｉｎの対応情報を、ノズル列マップ７３ｃにそれぞれ記憶させる。

ｓｉｎ信号生成回路７３ｄは、１〜１６ノズル列マップ７３ｃの順に、量子化階調値及び階調値と波形選択信号ｓｉｎの対応を読み出し、波形選択信号ｓｉｎを生成する。波形選択信号ｓｉｎは、対応するノズル８から所望のインク滴が所望のタイミングで吐出されるようにアクチュエータユニット２ｂを駆動するための駆動信号を選択するための３ビット信号である。波形選択信号ｓｉｎにより、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉの場合は、４種類（吐出無し、小滴、中滴、大滴）の量子化階調値及によって得られる４種類の駆動信号のいずれかを選択することが可能となる。７５０ｄｐｉの場合は、４種類（吐出無し、小滴、中滴、大滴）の量子化階調値及び２種類の遅延時間（遅延グループ）の組み合わせによって得られる７種類の駆動信号（駆動信号の数の算出方法は上述）のいずれかを選択することが可能となる。７２０ｄｐｉの場合は、２種類（吐出無し、中滴）の量子化階調値及び４種類の遅延時間（遅延グループ）の組み合わせによって得られる５種類の駆動信号（駆動信号の数の算出方法は上述）のいずれかを選択することができる。生成された波形選択信号ｓｉｎは、シリアル形式でＬＶＤＳ送信部７２を介して差動信号としてドライバＩＣ８０ｂに図示しないクロックと同期してそれぞれ出力される。

ラッチタイミング設定レジスタ７６は、波形選択信号ｓｉｎを１６個のノズル列ラッチ回路８５にそれぞれラッチするためのｓｔｒｂ１〜１６が、ラッチ回路８３をラッチするｓｔｒｂからどれだけ遅延するかを表す遅延時間を記憶する。波形選択信号ｓｉｎをラッチするためのタイミングは、副走査方向解像度が７２０ｄｐｉ及び７５０ｄｐｉの場合は、各吐出グループに属するノズル列毎に定められている。ラッチタイミング設定レジスタ７６は、ＣＰＵ ＩＦ７９を介してＣＰＵ４１によって書き換えられる。記憶されたタイミングデータはＬＶＤＳ送信部７２を介して図示しないクロックと同期してドライバＩＣ８０ｂに出力される。

ｆｉｒｅ波形設定レジスタ７７は、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、及び７５０ｄｐｉの解像度ごとに、駆動信号の波形を生成するための波形パターンのいずれかをＣＰＵ４１からに入力に応じて記憶可能である。なお、本実施形態では、各解像度において搬送速度は一定であるので、副走査方向解像度が高くなるにつれて、吐出周期は短くなる。３００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉに対しては、吐出無し、小滴、中滴、大滴に対応する４種類、７５０ｄｐｉに対しては、吐出なし、吐出グループ１に対応した遅延時間の小滴、中滴、大滴、及び、吐出グループ２に対応した遅延時間の小滴、中滴、大滴の計７種類、７２０ｄｐｉに対しては、吐出なし、吐出グループ１に対応した遅延時間の中滴、吐出グループ２に対応した遅延時間の中滴、吐出グループ３に対応した遅延時間の中滴、吐出グループ４に対応した遅延時間の中滴の計５種類の波形パターンを記憶する。ＣＰＵ ＩＦ７９を介してＣＰＵ４１から、解像度に対応した駆動波形パターンを受信すると、受信した波形パターンを記憶する。

ｆｉｒｅ波形生成回路７８は、ｆｉｒｅ波形設定レジスタ７７を参照し、駆動信号の波形データ信号を生成する。生成された駆動信号の波形データは、シリアル形式でＬＶＤＳ送信部７２を介して差動信号として図示しないクロックと同期してドライバＩＣ８０ｂに出力される。なお、駆動信号の波形パターンは、７２０ｄｐｉの場合奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、u３）同士で共通であり、偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、ｕ４）同士で共通であるが、奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）と偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、u４）との間では互いに異なる。したがって、生成された波形データは、奇数番目のノズルユニット８０（ｕ１、ｕ３）に関する波形データを対応するドライバＩＣ８０ｂに一括して出力し、これとは別経路で偶数番目のノズルユニット８０（ｕ２、ｕ４）に関する波形データを対応するドライバＩＣ８０ｂに一括して出力する。一方、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、及び７２０ｄｐｉの場合、すべてのノズルユニット８０で共通である。

ドライバＩＣ８０ｂについて、図８を参照しつつ詳細に説明する。図８に示すように、ドライバＩＣ８０ｂは、ＬＶＤＳ受信部８１と、シフトレジスタ８２と、ラッチ回路８３と、同期回路８４と、１６個のノズル列ラッチ回路８５と、ｓｉｎラッチタイミング遅延情報レジスタ８６と、ノズル列ラッチタイミング生成回路８７と、ｆｉｒｅ復元回路８８と、ノズルユニット８０に形成されたノズル８の数だけのマルチプレクサ８９と、ドライバ９０とを含んでいる。

ＬＶＤＳ受信部８１は、ＬＶＤＳ送信部７２から送信された差動信号を図示しないクロックに同期して受信するＬＶＤＳのレシーバである。ＬＶＤＳ受信部８１は、受信した差動信号を波形選択信号ｓｉｎ、及び駆動波形データに変換する。波形選択信号ｓｉｎは、シフトレジスタ８２、同期回路８４、及び、ｓｉｎラッチタイミング遅延情報レジスタ８６に出力され、波形データはｆｉｒｅ復元回路８８に出力される。同期回路８４は、波形選択信号ｓｉｎにおいて特定の周期ごとに表れる特殊パターンから、同期信号ｓｙｎｃとストローブ信号ｓｔｒｂとを生成する。同期信号ｓｙｎｃは波形選択信号ｓｉｎのデータ転送タイミング（吐出周期）を決定する。ストローブ信号ｓｔｒｂはノズルユニット８０単位での波形選択信号ｓｉｎのラッチタイミングを決定する。

シフトレジスタ８２は、同期信号ｓｙｎｃを基準にして、ＬＶＤＳ受信部８１から入力された波形選択信号ｓｉｎを順に記憶する。ラッチ回路８３は、ストローブ信号ｓｔｒｂを基準にして、シフトレジスタ８２にノズルユニット８０に関する全ての波形選択信号ｓｉｎが記憶されたとき、シフトレジスタ８２に記憶された全ての波形選択信号ｓｉｎをラッチする。

ｓｉｎラッチタイミング遅延情報レジスタ８６は、ＬＶＤＳ受信部８１から印刷ジョブ開始前に入力された波形選択信号ｓｉｎの特殊パターンから、ｓｔｒｂ１−１６のｓｔｒｂからの遅延時間を生成しノズル列ラッチタイミング生成回路８７へ出力する。ノズル列ラッチタイミング生成回路８７は、各ノズル列８ａについて、ｓｉｎラッチタイミング遅延情報レジスタ８６から入力された遅延時間に基づいてストローブ信号ｓｔｒｂを遅延させた、ノズル列ストローブ信号ｓｔｒｂ１〜１６を生成する。ノズル列ストローブ信号ｓｔｒｂ１〜１６は、対応するノズル列ラッチ回路８５に出力される。ノズル列ラッチ回路８５は、対応するノズル列ストローブ信号ｓｔｒｂ１〜１６を基準に、ラッチ回路８３にラッチされた波形選択信号ｓｉｎを対応するノズル列８ａ単位でラッチする。ノズル列ストローブ信号ｓｔｒｂ１〜１６の遅延時間は、１吐出周期未満となるため、ストローブ信号ｓｔｒｂにより、ラッチ回路８３が記憶している波形選択信号ｓｉｎが書き換わる前に、ノズル列ラッチ回路８５が当該波形選択信号ｓｉｎをラッチする。

ｆｉｒｅ復元回路８８は、ＬＶＤＳ受信部８１から入力された波形データを順に記憶して、３００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの場合は４種類の駆動信号ｗａｖｅ１〜４、７２０ｄｐｉの場合は５種類の駆動信号ｗａｖｅ１〜５、７５０ｄｐｉの場合は７種類の駆動信号ｗａｖｅ１〜７を生成する。生成された駆動信号は、ノズルユニット８０に形成されたノズル８の数だけのマルチプレクサ８９にそれぞれ出力される。マルチプレクサ８９は、ノズル列ラッチ回路８５にラッチされた波形選択信号ｓｉｎに基づいて、駆動信号のいずれかを選択してドライバ９０に出力する。ドライバ９０は、ノズルユニット８０に形成されたノズル８の数だけのマルチプレクサ８９から入力された駆動信号を、所望の駆動電圧でアクチュエータユニット８０ａに出力する。アクチュエータユニット８０ａは入力された駆動信号に従って各アクチュエータを駆動させ、ノズル８からインク滴を吐出させる。ノズル列８ａの位置によって決定される遅延時間だけインク滴の吐出タイミングを遅延させることができる。図９の例においては、副走査方向解像度が７２０ｄｐｉで吐出周期が５０μｓｅｃとする。ｗａｖｅ１は、小滴で吐出グループ１の駆動信号を、ｗａｖｅ２は、小滴で吐出グループ２の駆動信号を、ｗａｖｅ３は、小滴で吐出グループ３の駆動信号を、ｗａｖｅ４は、小滴で吐出グループ４の駆動信号をそれぞれ示している。図９に示すように、吐出グループ１の遅延時間は０μｓとなる。吐出グループ２の遅延時間は５０μｓｅｃ×（１−０．４）＝３０μｓとなる。吐出グループ３の遅延時間は５０μｓｅｃ×（１−０．８）＝１０μｓとなる。吐出グループ４の遅延時間は５０μｓｅｃ×（１−０．６）＝２０μｓとなる。本実施形態では、用紙搬送方向の最も下流側に位置するノズル列８ａを基準として各ノズル列８ａまでの用紙搬送方向に関する距離である相対距離を定義している。そのため、全てのノズル列８ａのノズルから液滴を吐出するタイミングが同時である場合は、相対距離を副走査方向解像度のピッチで除した余りに副走査方向解像度のピッチを乗じて得られる距離だけ、各ノズル列８ａが含むノズルから吐出される液滴により形成されるドットは基準となるノズル列８ａが含むノズルから吐出される液滴により形成されるドットに対して搬送方向上流にずれている事になる。しかし、液滴の吐出タイミングを早めることは一般に難しい。そこで、相対距離を副走査方向解像度のピッチで除した余りに、副走査方向解像度のピッチを乗じて得られる距離だけ搬送方向上流にずれているドットより、副走査方向に一ドット分搬送方向下流に存在するドットを搬送方向上流にずらすことで、基準となるノズル列８ａが含むノズルから吐出されるドットと副走査方向における着弾位置を揃えている。

以上、詳細に説明したように本実施形態のプリンタ１によると、ノズル列８ａ間の用紙搬送方向に関する離隔距離が、ドット間距離の整数倍でなくても、駆動信号の遅延時間を調整するという簡単な構成で、ドットのずれが発生するのを抑制することができる。これにより、より多彩な解像度での印刷が可能となる。

また、制御部１ｐは、ドライバＩＣ８０ｂとの間に接続されている信号線を介して出力される波形選択信号ｓｉｎによって、各吐出グループに対していずれの駆動信号を用いるべきかを指定することできるため、簡易な構成で使用すべき駆動信号を指示することができる。

さらに、ノズルマップ７３ｂにおいてノズル列８ａと吐出グループとが関連付けられているため、用いるべき駆動信号を素早く決定することができる。

加えて、ラッチ回路８３が記憶している波形選択信号ｓｉｎが書き換わる前に、ノズル列ラッチ回路８５が当該波形選択信号ｓｉｎをラッチするため、駆動信号の遅延時間が長い場合に、駆動信号を用いる前に波形選択信号ｓｉｎが書き変わるのを防止することができる。

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、上述の実施形態では、４つのノズルユニット８０が、それぞれ台形の区画を有しており、長辺側と短辺側とが副走査方向に関して順に反転させつつ、主走査方向に沿って千鳥状に配置されている構成であるが、ノズルユニット８０（これを含むヘッドユニット）の形状は任意のものであってよいし、ノズルユニットが千鳥状に配列されていなくてもよく直線状に配列されていてもよい。ノズルユニットの数も任意であってよく、１〜３でもよいし、５以上であってもよい。

また、上述の実施形態では、用紙搬送方向の最も下流側に位置するノズル列８ａを基準としていた。しかし、用紙搬送方向の最も上流側に位置するノズル列８ａを基準として、各ノズル列８ａまでの用紙搬送方向に関する距離である相対距離を定義してもよい。その場合、相対距離を副走査方向解像度のピッチで除した余りに、副走査方向解像度のピッチを乗じて得られる距離だけ、各ノズル列８ａが含むノズルから吐出されるドットは基準となるノズル列８ａが含むノズルから吐出されるドットに対して搬送方向下流にずれている事になる。そこで、相対距離を副走査方向解像度のピッチで除した余りに、一吐出周期を乗じて得られる時間だけ、各ノズル列からの吐出を遅延させればよい。また、基準となるノズル列は、搬送方向において、必ずしも最も上流または最も下流でなくてもよい。その場合、基準となるノズル列８ａよりも搬送方向上流に存在するノズル列８ａに対しては上述の実施形態と同様の方法で遅延時間を求め、搬送方向下流に存在するノズル列８ａに対しては、上述の変形例と同様の方法で遅延時間を求めればよい。

さらに、上述の実施形態において、副走査方向解像度設定レジスタが記憶するテーブルに従いノズルマップ７３ｂを書替える構成であるが、ＣＰＵ４１がノズル８の配置位置情報から設定された解像度における、各ノズル列８ａの吐出グループ及び各吐出グループに対応する遅延時間を決定してもよい。

加えて、上述の実施形態において、ノズル列ラッチ回路８５が波形選択信号ｓｉｎをラッチする構成であるが、ノズル列ラッチ回路８５を有することなくラッチ回路８３がラッチしている波形選択信号ｓｉｎに基づいて駆動波形を選択する構成であってもよい。上述した実施形態では、複数の所定範囲はいずれも幅をもたないものであったが、それぞれが０．１ドット程度の幅を持つ互いに異なる範囲となってもよい。その場合、代表値は、所定範囲内の値であれば端値、中央値など任意の値とすることができる。

上述の実施形態では、副走査解像度設定レジスタ７５がノズル列マップ７３ｃを書き換える構成であったが、ＣＰＵ４１が直接書き換える構成であってもよい。その場合は、図７に示すテーブルをＲＯＭ４２等に記憶している構成としてもよい。

上述の実施形態では、プリンタ１は３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、及び７５０ｄｐｉの４つの解像度のいずれかで印刷を行うことが可能であったが、解像度の数はこれより多くても少なくてもよい。また、ノズル列８ａ間の距離がピッチの整数倍となる解像度（上述の実施形態では３００ｄｐｉと６００ｄｐｉ）については印刷を行わない構成としてもよい。

上述の実施形態では、印刷制御回路４６がドライバＩＣ８０ｂへ駆動波形ＦＩＲＥを送信し、ドライバＩＣは受信した駆動波形ＦＩＲＥに従い駆動信号ｗａｖｅを復元する構成であった。しかし、印刷制御回路４６は、基準となる吐出周期を示すタイミング信号、各吐出グループのタイミング信号からの遅延時間、及び設定された解像度における階調値をドライバＩＣ８０ｂへ送信する構成としてもよい。その場合、ドライバＩＣ８０ｂは複数の吐出グループのそれぞれに対して、対応する遅延時間の駆動信号を各階調値ごとに生成して（ただし、吐出なしの駆動信号は複数の吐出グループに対して１つでよい）、マルチプレクサに入力する。

さらに、インクジェットプリンタに本発明を適用した例について説明したが、本発明は、液滴を記録媒体に吐出して画像を記録するあらゆる装置、例えば、複写機やファクシミリに適用可能である。

１…インクジェット式プリンタ
１ｐ…制御部
２…インクジェットヘッド
２ａ…吐出面
２ｂ…アクチュエータユニット
８…ノズル
８ａ…ノズル列
７１…ＬＶＤＳ受信部
７２…ＬＶＤＳ送信部
７３…並び替え部
７３ａ…ノズル列分配回路
７３ｂ…ノズルマップ
７３ｃ…１〜１６ノズル列マップ
７３ｄ…ｓｉｎ信号生成回路
７５…副走査解像度設定レジスタ
７６…ラッチタイミング設定レジスタ
７７…ｆｉｒｅ波形設定レジスタ
７８…ｆｉｒｅ波形生成回路
８０…ノズルユニット
８０ａ…アクチュエータユニット
８０ｂ…ドライバＩＣ
８１…ＬＶＤＳ受信部
８２…シフトレジスタ
８３…ラッチ回路
８４…同期回路
８５…ノズル列ラッチ回路
８６…ｓｉｎラッチタイミング遅延情報レジスタ
８７…ノズル列ラッチタイミング生成回路
８８…ｆｉｒｅ復元回路
８９…マルチプレクサ
９０…ドライバ

Claims (5)

1. 記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
   液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面と、前記複数の吐出口の各々に対応して設けられた液体を吐出させるための圧力を付与する複数の圧力付与手段と、を有する記録ヘッドと、
   前記複数の圧力付与手段に駆動信号を供給するドライバＩＣと、
   制御手段とを備えており、
   前記複数の吐出口は、前記搬送方向に直交する直交方向に配列された吐出口列を複数有するとともに、これら複数の吐出口列が前記搬送方向に関して互いに異なる位置に配置されており、
   前記制御手段は、
   前記複数の吐出口列のいずれか一つの吐出口列から前記複数の吐出口列のすべての列までのそれぞれの前記搬送方向に関する距離を記録すべき画像解像度における前記搬送方向に隣接する２つのドットのドット間距離で除したときの余りが、互いに異なる複数の所定範囲内に属する場合には、前記複数の所定範囲の各々毎に、前記余りが属する吐出口列に含まれる吐出口に対応する前記圧力付与手段に対して供給する前記駆動信号として、記録媒体が前記ドット間距離を搬送されるのに要する基準時間と、前記複数の所定範囲内の各々に属する前記余りを代表する代表値とを乗じて得られる第１時間、及び前記基準時間から前記第１時間を差し引いて得られる第２時間、のいずれかの時間だけ駆動開始の基準タイミングから遅延させた信号が供給されるように、前記ドライバＩＣを制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御手段は、
   前記余りが互いに異なる複数の所定範囲内に属する場合には、駆動開始の基準タイミングからの遅延時間が互いに異なる複数の信号が供給されるよう、前記ドライバＩＣを制御し、
   前記ドライバＩＣとの間に接続されている信号線を介して出力される選択信号によって、前記複数の所定範囲の各々毎に、前記余りが属する吐出口列に含まれる吐出口に対応する前記圧力付与手段に対して、いずれの前記信号を前記駆動信号として供給すべきかを指定することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記記録ヘッドは、前記複数の吐出口の一部の複数の吐出口、当該複数の吐出口に対応する前記圧力付与手段、及び、当該圧力付与手段に駆動信号を供給する前記ドライバＩＣを含むヘッドユニットを複数備え、
   前記複数のヘッドユニットが前記直交方向に千鳥状に配列されており、
   前記制御部が、前記直交方向における一端にあるヘッドユニットから数えて奇数番目に配置されたヘッドユニットが含む前記ドライバＩＣに供給する前記複数の駆動信号のそれぞれと、偶数番目に配置された前記ヘッドユニットが含む前記ドライバＩＣに供給する前記複数の駆動信号のそれぞれとは前記遅延時間が異なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記制御手段は、
   各吐出口列と前記吐出口列の余りが属する前記所定範囲とが関連付けされたテーブルを記憶しており、
   各吐出口について、前記テーブルから決定される前記吐出口を含む前記吐出口列の余りが属する所定範囲と、前記吐出口から吐出すべき液体の体積とに基づいて、前記遅延時間と吐出すべき液体の体積との組み合わせが互いに異なる複数の信号のうちの一つの信号を決定し、決定した前記信号を示す前記選択信号を前記ドライバＩＣに出力することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
5. 前記制御手段は、前記選択信号を前記吐出周期毎に前記ドライバＩＣに出力し、
   前記ドライバＩＣは、
   前記制御手段から受信した前記選択信号をラッチする第１ラッチ回路と、
   前記第１ラッチ回路にラッチされた前記選択信号を、少なくとも前記吐出周期が経過してラッチしている内容が書き変わる前にラッチする第２ラッチ回路と、
   前記第２ラッチ回路にラッチされた前記選択信号に基づいて選択した信号を前記駆動信号として前記圧力付与手段へ供給させる駆動回路とを有しており、
   前記第２ラッチ回路がラッチするタイミングは、前記所定範囲毎に決定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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