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JP4576917B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、オンデマンド方式インクジェット記録装置に係り、特に複数ノズルで記録する高速インクジェット記録装置に関する。
高速印刷するインクジェット記録装置として、複数ノズルを配置した記録ヘッドを有するマルチノズルインクジェット記録装置が提案されている。多数のノズルを備えることにより、用紙等の記録媒体に高密度に記録しても高速で記録することができる。
インクジェット記録装置は連続方式とオンデマンド方式に分けられる。オンデマンド方式のインクジェット記録装置は、圧電素子や発熱素子へ駆動電圧を選択的に印加することによりノズルを開口とするインク室中のインクに圧力を加えてインク滴を吐出する記録ヘッドを備える(例えば、特許文献1参照)。オンデマンド方式は連続方式に比べ構造が簡易なため、数百、数千ノズルを高密度に配置することができる。
しかしながら、マルチノズルインクジェット記録装置には、多くのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度や重量がノズル毎に大きくばらついてしまうという問題がある。吐出速度がばらつくと、記録媒体における着地位置がばらつくことになり、特に文字図表等の線画において画質劣化が目立つ。一方、重量がばらつくと、記録媒体におけるドットの面積がばらつくことになり、特に網点による中間調画像において画像濃度むらが発生する。
近年、高品質な画像記録への要求が高まり、前記着地位置及びドット面積に対し、より高い精度が求められている。そこで、各ノズルの圧電素子や発熱素子に印加する駆動電圧波形を個別に微調整することにより、吐出速度又は液滴重量をノズル毎に補正する技術が提案されている。
補正の仕方としては、任意の駆動電圧波形を発生する複数の駆動波形発生装置を設け、所望の液滴重量又は吐出速度が得られる適当な駆動電圧波形を各ノズル毎に選択し、選択された駆動電圧波形を対応の駆動波形発生装置から各ノズルに印加する技術がある(例えば、特許文献2参照。)。
また、複数の駆動電圧波形を発生することのできる駆動波形発生装置を一つだけ設け、当該駆動波形発生装置を全ノズル共通に使用する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照)。この技術では、全ノズルに同時に駆動電圧波形を印加すると、全ノズルに同一の駆動電圧波形が印加されてしまうため、各ノズルに個別の駆動電圧波形を印加しつつ、全ノズルから同時にインクを吐出することはできない。従って、時分割法により1ノズルずつ順次吐出していき、そのときに吐出するノズルにおいて所望の液滴重量又は吐出速度が得られる適当な駆動電圧波形を生成し印加するようになっている。また、これら2つの技術はお互いに複合させることが可能である。
特開2002−273890号公報 特開平9−11457号公報 特開平4−316851号公報
しかしながら、前述した従来の補正方法は、いずれも吐出速度か液滴重量のいずれか一方しか補正できず、両者を同時に補正することはできなかった。従って、速度ばらつきを抑えると、逆に重量ばらつきが増加してしまう場合もあった。吐出速度と液滴重量間の特性は、ヘッドやインク、駆動系等の特性によるが、吐出速度と液滴重量とを同時に調整できるようにヘッド等の特性を設計することは難しい。この結果、着地位置精度が重要視される高精度プリンタ等では吐出速度を均一にし、薄膜塗工のように重量精度が要求される場合は液滴重量を均一にするようになっている。
本発明は、液滴吐出速度制精度と液滴重量精度のいずれかを選択的に優先させることにより、高品質な画像を記録可能なマルチノズルインクジェット記録装置の提供を目的とする。
前記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、複数のノズルを備えるノズルモジュールと、記録媒体を該ノズルモジュールに対し相対的に搬送する搬送手段と、を備え、該ノズルモジュールから該記録媒体上の画素位置にインク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記ノズルの共通電極に駆動電圧を印加する波形生成手段と、記録すべき画素の種類に対応するスイッチパルス幅データを出力する画像認識手段と、該スイッチパルス幅データに基づきスイッチパルスを出力するパルス幅変調手段と、該スイッチパルスに応じて該ノズルの個別電極を選択的に接地させるスイッチ手段と、を更に備え、前記画像認識手段は、各ノズル毎に、全ノズルの液滴吐出速度が均一になるような第1のスイッチパルス幅データと、全ノズルの液滴吐出重量が均一になるような第2のスイッチパルス幅データとが格納された記憶手段を備え、前記画像の種類に応じて該第1のスイッチパルス幅データと該第2のスイッチパルス幅データのいずれかを選択して出力することを特徴としている。かかる構成によれば、スイッチパルスに応じた駆動電圧が各ノズルに印加される。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置であって、前記画像認識手段は、前記画素の種類として、黒べた画像内部の黒画素か、それ以外の黒画素か、或いは白画素か、を検出し、検出した画素の種類に応じたスイッチパルス幅データを出力することを特徴としている。
請求項記載の発明は、請求項1または2に記載のインクジェット記録装置であって、前記画像認識手段は、画素の種類が黒べた画像内部の黒画素の場合は、第1のスイッチパルス幅データを、それ以外の黒画素の場合は第2のスイッチパルス幅データを出力することを特徴としている。
請求項記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1に記載のインクジェット記録装置であって、前記スイッチパルス幅データを所定ライン数だけ遅延させるスイッチパルス幅データ並び替え手段を更に備え、前記複数のノズルの配列方向は前記搬送手段による記録媒体の搬送方向に対し所定角度傾斜していることを特徴としている。
請求項記載の発明は、請求項に記載のインクジェット記録装置であって、前記スイッチパルス幅データ並び替え手段は、複数のFIFOメモリを用いて前記スイッチパルス幅データを遅延させることを特徴としている。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至のいずれか1に記載のインクジェット記録装置であって、前記ノズル毎のスイッチパルス幅データを順次格納し、一括して出力するシフトレジスタと、該シフトレジスタから一括して出力されたスイッチパルス幅データを格納し、当該スイッチパルス幅データをパルス幅変調手段へ出力するラッチと、を更に備えることを特徴としている。
以上より、本発明によれば、記録すべき画素の種類に応じて画素毎に自動的に各ノズルに印加される駆動電圧を制御できる。ここで、記録すべき画素の種類が黒べた画像内部の黒画素の場合は全ノズルの液滴重量が均一になるようなスイッチパルス幅データを出力すれば、インク滴の重量をノズル間で一定にできるため、濃度むらによる用紙搬送方向の縞模様等画質の劣化を防止して、良好な画像を形成できる。一方、記録すべき画素の種類がそれ(黒べた画像内部の黒画素)以外の黒画素の場合は、全ノズルの液滴吐出速度が均一になるようなスイッチパルス幅データを出力すれば、インク滴の速度をノズル毎に一定にすることができるので、高速でも着地位置ばらつきのない高品質な画像を記録でき、特に文字図表等を高品質に印刷できる。
また、前記スイッチパルス幅データを所定ライン数だけ遅延させるスイッチパルス幅データ並び替え手段を更に備えれば、ヘッドモジュールが用紙搬送方向に対して傾斜配置されている場合であっても、記録すべき画素の種類に応じたスイッチパルス幅データを出力させて、高品質な画像を記録できる。
本発明の第1の実施の形態によるインクジェット記録装置について図1乃至図10を参照しながら説明する。
図1に、本実施の形態によるインクジェット記録装置10を備えるインク吐出システム1の全体構成を示す。インク吐出システム1の全体構成は一般的なインクジェット記録システムと同様であり、図1に示すように、インクジェット記録装置10と、PC等の制御装置20とを備える。
インクジェット記録装置10はインクジェットヘッドモジュール(以下、「ヘッドモジュール」と称する。)103と、用紙搬送装置105と、インクジェットヘッド駆動回路(以下、「駆動回路」と称する。)102と、インクタンク104とを備える。ヘッドモジュール103には複数(本実施の形態では256個)のノズル300が一列に形成されている。用紙搬送装置105は記録用紙106を矢印Aで示す用紙搬送方向へ搬送すると共に、用紙位置検出信号ENCを出力する。用紙搬送方向Aはノズル300の配列方向に直交している。駆動回路102はヘッドモジュール103へ全ノズル300に共通の駆動電圧VCOMと、ノズル300毎に個別の駆動電圧VNOZを送ることにより、ヘッドモジュール103を動作させ、記録用紙106上に画像を形成させるものである。インクタンク104はパイプを介してヘッドモジュール103へインクを供給するものである。
制御装置20はラッチイネーブル信号LEと、データクロックCLKと、吐出データDATを、駆動回路102へ出力する。ラッチイネーブル信号LEは、用紙位置検出信号ENCに同期して、記録するライン毎に送信される。吐出データDATはノズル300毎のシリアルデータで、データクロックCLKに同期して送信され、「1」が吐出、「0」が非吐出を表す。
図5に、吐出データDATの転送順序を示す。ラッチイネーブル信号LEが生成されると、記録すべき画像の最初のライン(ライン1)の吐出データが、左から右に向かって256データ送られる。1ライン分のデータ送信が終わると再びラッチイネーブル信号LEが生成され、次のライン用に256データが送られる。以降、同様に吐出データDATが送られる。
ヘッドモジュール103について詳述する。図1及び図3に示すように、本実施の形態におけるヘッドモジュール103には、前記256個のノズル300と、各ノズル300にインクを供給する共通インク供給路308が形成されていて、オリフィスプレート312と、加圧室プレート311と、リストリクタプレート310と、振動板303と、圧電素子固定基板306と、支持板313とを備える。これら256個のノズル300には順にノズルアドレス0〜255が割り振られている。各ノズル300は、オリフィスプレート312に形成されたノズル孔301と、加圧室プレート311に形成された加圧室302と、リストリクタプレート310に形成されたリストリクタ307とを有する。リストリクタ307は、共通インク供給路308と加圧室302とを連結し、加圧室302へのインク流量を制御するものである。
各ノズル300は更に圧電素子304を備え、圧電素子304は圧電素子固定基板306に固定されている。圧電素子304はシリコン接着剤等の弾性材料309により振動板303に連結されていて、一対の信号入力端子305a、305bを有する。圧電素子304は、信号入力端子305a、305b間に電圧が印加されると伸縮し、印加されなければ変形しないよう形成されている。支持板313は振動板303を補強するものである。
振動板303、リストリクタプレート310、加圧室プレート311、支持板313は、例えばステンレス材から作られ、オリフィスプレート312はニッケル材から作られている。また、圧電素子固定基板306は、セラミックス、ポリイミドなどの絶縁物から作られている。
かかる構成において、インクタンク104から供給されたインクは、上から下に向かって流れ、共通インク供給路308を介して各リストリクタ307に分配され、加圧室302及びノズル孔301へ供給される。信号入力端子305a、305b間に電圧が印加されると圧電素子304が変形し、加圧室302内のインクの一部がノズル孔301から吐出する。
図2に示すように、信号入力端子305aはその片側が全ノズル内部でつながっており、駆動電圧VCOMが印加され、信号入力端子305bは、各ノズル個別になっており、駆動電圧VNOZ1〜256が印加される。
駆動回路102について図2を参照して説明する。駆動回路102は、画像認識手段201と、シフトレジスタ203と、ラッチ204と、パルス幅変調(PWM)手段205と、波形生成手段208と、256個のスイッチ207とを備える。スイッチ207は圧電素子304(ノズル300)に1対1で対応している。
画像認識手段201は制御装置20からの吐出データDATに基づき、各ノズル300に対応する8bitのスイッチパルス幅データ202を作成し、これをデータクロックCLKに同期して順次シフトレジスタ203に蓄積する。256ノズル分のスイッチパルス幅データ202が揃うと、ラッチイネーブル信号LEに同期してラッチ204に一括して格納され、PWM手段205に入力される。PWM手段205はスイッチパルス幅データ202に基づき、各ノズル毎のスイッチパルス206を対応のスイッチ207のスイッチ端子207aへ出力する。各スイッチ207の上側は、対応のノズル300の信号入力端子305bに接続されていて、各スイッチ207の下側は接地されている。スイッチ207は、スイッチ端子207aに1が入力されていれば(スイッチパルス206が1なら)閉じ、0が入力されていれば(スイッチパルス206が0なら)開放するように構成されている。その結果、ノズル300の信号入力端子305bには駆動電圧VNOZ1〜VNOZ256がそれぞれ印加されるのである。詳細は後述する。
波形生成手段208は、ラッチイネーブル信号LEに同期して、駆動電圧VCOMを生成し、各ノズル300の信号入力端子305aに印加するものである。
画像認識手段201について図4を参照して説明する。画像認識手段201はバイナリカウンタ401と、メモリ403と、FIFOメモリ405、407と、フリップフロップ404a〜404fとを備える。
バイナリカウンタ401はラッチイネーブル信号LEによってクリアされ、データクロックCLKを計数してノズルアドレス402を生成し、これをメモリ403へ出力する。ノズルアドレス402は始めが0で1番目のノズル300を示し、最後は255で256番目のノズル300を示す。
吐出データDATは、データクロックCLKに同期してフリップフロップ404a及びFIFOメモリ405に入力されると共に、メモリ403へ入力される。FIFOメモリ405はラッチイネーブル信号LEによって内部のアドレスカウンタが0にクリアされ、データクロックCLKに同期して吐出データDATを入力すると同時に、1ライン前に入力した吐出データDAT−1を出力する。
データクロックCLKに同期して出力された吐出データDAT−1は、フリップフロップ404b及びFIFOメモリ407に入力されると共に、メモリ403へ入力される。FIFOメモリ407はラッチイネーブル信号LEによって内部のアドレスカウンタが0にクリアされ、データクロックCLKに同期して吐出データDAT−1を入力すると同時に、1ライン前に入力した吐出データDAT−2を出力する。このように出力された吐出データDAT−2は、フリップフロップ404cに入力されると共に、メモリ403に入力される。
このような構成により、吐出データD11、D12、D13、D21、D22、D23、D31、D32、D33が得られ、メモリ403にアドレスとして一括して入力される。つまり、図5に示す記録画像の、縦3×横3画素からなる領域Rの各画素に対応する吐出データD11、D12、D13、D21、D22、D23、D31、D32、D33が、一括してメモリ403のアドレスとして入力されるのである。このとき、ノズルアドレス402がNadの時、Nad+1番目のノズルの吐出データがD33として入力される。
メモリ403には図6に示すスイッチパルス幅データTpが予め格納されている。本実施の形態では、(1)べた画像の内部の黒ドットの場合と、(2)それ以外の黒ドットの場合と、(3)白ドットの場合のそれぞれについて、スイッチパルス幅データTpが各ノズル毎に格納されている。べた画像の内部の黒ドットの場合(1)とは、信号D11〜D33が全て“1”、つまり、図5に示す領域Rの9つ全ての画素が黒ドットである場合をいう。それ以外の黒ドットの場合(2)とは、吐出データD22が“1”であるが、吐出データD11〜D21、D23〜D33の内、少なくとも1つが“0”である場合をいう。それ以外の場合(3)とは、吐出データD22が“0”である場合をいう。
そして、本実施の形態では、(1)べた画像の内部の黒ドットの場合の各ノズル300のスイッチパルス幅データ202(図2)を“Tp1−w”〜“Tp256−w”とし、(2)それ以外の黒ドットの場合の各ノズル300のスイッチパルス幅データ202を“Tp1−v”〜“Tp256−v”とし、(3)白ドットの場合の各ノズル300のスイッチパルス幅データ202を“0”としている。
メモリ403は、前記ノズルアドレス402と吐出データD11〜D33に基づきスイッチパルス幅データTpを選択し、これを8bitのスイッチパルス幅データ202として出力するのである。なお、これらスイッチパルス幅データTpの設定方法については後述する。
次に、PWM手段205について図7を参照して説明する。PWM手段205は、ノズル300に1対1で対応する256個のマグニチュードコンパレータ701と、バイナリカウンタ702とを備える。ラッチ204(図2)から出力された8bitのスイッチパルス幅データ202は、対応のマグニチュードコンパレータ701の入力Aに入力される。バイナリカウンタ702はラッチイネーブル信号LEでクリアされ、高周波クロックHR−CLKを0から255まで計数して各コンパレータ701の入力Bへ信号703を出力する。コンパレータ701は、入力AとBの大小を比較してスイッチパルス206を生成する。スイッチパルス206は、A>Bの時“1”、A<=Bの時“0”となる。
次に、波形生成手段208の構成について図8を参照して説明する。波形生成手段208は、バイナリカウンタ801と、波形メモリ802と、公知のデジタルアナログ(D/A)コンバータ805と、オペアンプ回路806と、増幅器807とを備える。バイナリカウンタ801はラッチイネーブル信号LEでクリアされ、高周波クロックHR−CLK2を計数して波形メモリ802に出力する。出力波形メモリ802には出力波形データ804が予め格納されていて、これをD/Aコンバータ805へ出力する。D/Aコンバータ805は出力波形データ804をアナログ信号へ変換する。当該アナログ信号はオペアンプ回路806及び増幅器807を通して増幅され、駆動電圧VCOMとして各ノズル300の信号入力端子305aに印加される。
図9に、駆動回路102の動作タイミングチャートを示す。記録が開始すると、制御装置20は、まず用紙搬送装置105を起動し、用紙搬送装置105は記録用紙106の搬送を開始すると共に用紙位置検出信号ENCを出力する。用紙位置検出信号ENCを受信した制御装置20は、用紙位置検出信号ENCに同期して、記録するライン毎にラッチイネーブル信号LEを送信する。本実施の形態におけるラッチイネーブル信号LEは10KHzの短いパルス信号とする。そして、制御装置20はデータクロックCLK及び吐出データDATの送信を開始する。本実施の形態ではデータクロックCLKの周波数は5MHzとする。従って全ノズル300分の256個の吐出データDATを送信するには51.2μsかかる。
図9には、現在記録中のラインの1番目(ノズルアドレス402=0)から9番目(ノズルアドレス402=8)までの吐出データDATの具体例を示す。本例では、現在、制御装置20から転送される吐出データDATを001111100…としている。従って、吐出データD33も001111100…となる。吐出データD32は1ドット分遅れて000111110…となり、吐出データD31は2ドット分遅れて000011111…となる。
また、現在転送中のD23、D22、D21はそれぞれ1ライン前に制御装置20から送られた吐出データDAT−1であり(本実施の形態では現在転送中の吐出データDATと同じとする)、D13、D12、D11はそれぞれ2ライン前に送られた吐出データDAT−2となる(本実施の形態では現在転送中の吐出データDATと同じとする)。それ以前(3ライン以前)に送られた吐出データは全て0と仮定する。
そすると、本例においては、スイッチパルス幅データ202は、図6に基づき、1番目ノズルから3番目ノズル(ノズルアドレス402=0〜2)までは“0”、4番目ノズル(ノズルアドレス402=3)は“Tp4−v”、5番目ノズルから7番目ノズル(ノズルアドレス402=4〜6)まではそれぞれ“Tp5−w”、“Tp6−w”、“Tp6−w”、8番目ノズル(ノズルアドレス402=7)はTp8−v、9番目ノズル以降は0となる。前述したように、これらのスイッチパルス幅データ202は、ラッチ204にラッチイネーブル信号LE(LE2)でラッチされるため、実際に吐出を制御するのは次のラインになる。
次に、PWM手段205の動作について、ここでは5番目のノズル300(ノズルアドレス402=4)に着目して説明する。なお、図9において、LE1からLE2までの区間をラインn、LE2から次のLE(図示せず)までの区間をライン(n+1)と定義する。図9に示すように、コンパレータ701の入力A(図7)には、スイッチパルス幅データ202として、ラインnではTp5−vが、ライン(n+1)ではTp5−wが入力される。また、バイナリカウンタ702の出力信号703(図7)が、図9に示すように0から255までカウントアップする。その結果、コンパレータ701は入力Aと入力Bの大小を比較して、図9に示すようなスイッチパルス206を出力する。
また、波形生成手段208は図9に示す駆動電圧VCOMを出力する。この結果、圧電素子304(図2)をコンデンサとみなせば、個別電極(端子305b)側の電位は図9に示す電位VNOZ5になり、駆動電圧VCOMと電位VNOZ5との差(VCOM−VNOZ5)が電圧Vとして圧電素子304に印加される。つまり、前述したように、スイッチパルス206は対応のスイッチ207のスイッチ端子207aに出力され、スイッチ207はスイッチ端子207aに1が印加されているときのみ閉じるように構成されているため、スイッチパルス206の時間幅に応じた電圧Vが圧電素子304に印加されるのである。
この駆動波形(電圧V)は台形波形と呼ばれる公知の波形であり、電圧Vが降下すると加圧室302が広がりメニスカスがノズル孔301内に引き込まれ、電圧Vが上昇すると(この電位差を吐出電圧Vfとする)加圧室302が収縮しメニスカスが外に動きインク滴が吐出される。ノズル300から吐出されるインク滴の吐出速度vや液滴重量wは、吐出電圧Vfによって変化する。
図10に、ノズル300の吐出電圧Vfに対するインク滴の吐出速度v及び重量w特性を示す。図10(a)には、吐出電圧Vfをある一定値に固定して各ノズル300(1番目〜256番目)からインク滴を吐出させた場合の吐出速度v及び液滴重量wを示す。両端のノズル300の吐出速度vが速く、液滴重量wは逆に少なくなっているのが分かる。図10(b)は、インク滴の吐出速度vが一定になるように吐出電圧Vfを調整した場合で、このときの吐出電圧を特にVf−vと呼ぶ。一般に吐出電圧Vfを大きくすると吐出速度vも液滴重量wも大きくなるため、ノズル間における液滴重量wのばらつきが、図10(a)の場合と比較して大きくなっている。図10(c)は、液滴重量wが一定になるように吐出電圧Vfを調整した場合で、この場合の吐出電圧を特にVf−wと呼ぶ。一般に吐出電圧Vfを大きくすると吐出速度vも液滴重量wも大きくなるため、ノズル間における吐出速度vのばらつきが図10(a)の場合と比較して大きくなっている。
メモリ403に格納された“Tp1−v”〜“Tp256−v”及び“Tp1−w”〜“Tp256−w”は、これらノズル毎の吐出電圧Vf−v及びVf−wに対応するスイッチパルス幅データTpである。
このように、本実施の形態によれば、べた画像印刷の場合((1)の場合)にはインク滴の重量をノズル間で一定にできるため、濃度むらによる用紙搬送方向Aの縞模様等画質の劣化を防止して、良好な画像を形成できる。また、単に黒べた大領域だけでなく、網点中間調画像の網点も同様に同重量で記録できるため、中間調画像の画質も向上できる。また、文字図表等の印刷時((2)の場合)にはインク滴の速度をノズル毎に一定にすることができるので、高速でも着地位置ばらつきのない高品質な画像を記録できる。更に、本実施の形態においては、液滴重量精度を優先させる場合と、吐出速度精度とを優先させる場合とを、画素毎に、しかも自動的に切り替えることができるので、複合した画像においても高品質な画像が得られる。
次に、本発明の第2の実施の形態によるインク吐出システムについて図11乃至図13を参照して説明する。なお、ここでは前述した第1の実施の形態によるインク吐出システムと異なる特徴についてのみ説明し、共通部分については説明を省略する。
図11に示すように、本実施の形態におけるインク吐出システムでは、ヘッドモジュール103がy(紙面縦)方向つまり用紙搬送方向Aに対し時計周りにθ(tanθ=1/4)だけ傾けて配置されている。このようなヘッドモジュール103の取り付け方を傾斜配置と呼ぶが、これはノズル300のノズル列方向におけるピッチPnが大きすぎる場合に高密度で記録するための一般的な手法である。用紙搬送方向Aにおける記録ピッチをPpとすると、
Pp = Pn sinθ
として表される。図11では誇張されているが、本実施の形態におけるヘッドモジュール103は、x方向、y方向における記録ピッチが1:4の割合となるよう配置されている。さらに、同様のヘッドモジュール103を図11に示すようにx方向に並べれば広い記録幅を確保できるが、ここではヘッドモジュール103が1個であると仮定して説明する。
本実施の形態におけるインク吐出システムは、前記駆動回路102に代えて、図12に示す駆動回路1102を備える。駆動回路1102は駆動回路102とほぼ同様の構成を有するが、ラッチ204とPWM手段205の間にスイッチパルス幅データ並び替え手段1200を備える点で異なる。
図13に、スイッチパルス幅データ並び替え手段1200の具体的構成を示す。図13に示すように、スイッチパルス幅データ並び替え手段1200は255個のFIFOメモリ2001〜2255を備え、それぞれ4ライン分(LEで4回分)のデータ容量を有する。
ラッチ204は、第1ノズルから第256ノズルまでの256×8ビットのラッチ出力1202(スイッチパルス幅データ202)をスイッチパルス幅データ並び替え手段1200へ出力する。出力1202のうち、第1ノズルの8ビット(Tp1)だけがPWM手段205に送られ、残り(255×8ビット)は、FIFOメモリ2001に入力される。従ってFIFOメモリ2001からは4ライン分前のラッチ出力1202の残り(255×8ビット)が出力される(出力2001’)。出力2001’のうち、第2ノズルの8ビット(Tp2)だけがPWM手段205に送られる。
一方、出力2001’の残り(254×8ビット)は、FIFOメモリ2002に入力される。従ってFIFOメモリ2002からは8ライン分前のラッチ出力1202の残り(254×8ビット)が出力される(出力2002’)。出力2002’のうちの第3ノズルの8ビット(Tp3)だけがPWM手段205に送られる。
同様の処理を繰り返した後、最後は残り(1×8ビット)が、FIFOメモリ2255に入力される。従ってFIFOメモリ2255からは4×255ライン分前のラッチ出力1202の残り(1×8ビット)が出力され、第256ノズルの8ビット(Tp256)としてPWM手段205に送られる。
このように、本実施の形態によれば、任意の解像度で記録するためにヘッドモジュール103を傾斜配置した場合であっても、スイッチパルス幅データ並び替え手段1200によりスイッチパルス幅データ202を並び替えれば、前記第1の実施の形態におけるのと同様の効果を得ることができる。
本発明によるインクジェット記録装置は、前述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
例えば、前記実施の形態では、スイッチパルス幅データ202を8ビットとして説明したが、実際には何ビットであっても本発明の一般性を欠くことはない。スイッチパルス幅データ202が8ビットより小さい場合は、図14に示すように各コンパレータ701の入力Aの直前にメモリ1301を配置し、nビット→8ビット変換すればよい。このメモリ1301の内容は、より詳細なスイッチパルス幅データ202である。
また、前記第1及び第2の実施の形態においてはヘッドモジュール103が1個の場合について説明したが、ヘッドモジュール103は複数個設けられていてもよい。
本発明の第1の実施の形態によるインク吐出システムの全体構成を示す図。 本発明の第1の実施の形態によるインクジェット駆動回路を示すブロック図。 本発明の第1の実施の形態によるインクジェットヘッドモジュールの断面図。 本発明の第1の実施の形態による画像認識手段を示すブロック図。 本発明の第1の実施の形態による吐出データの転送順序を示す説明図。 図4に示すメモリに格納されているスイッチパルス幅データを示す図。 本発明の第1の実施の形態によるパルス幅変調(PWM)手段を示すブロック図。 本発明の第1の実施の形態による波形生成手段を示すブロック図。 本発明の第1の実施の形態におけるインクジェット駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャート。 ノズルの吐出電圧に対するインク滴の速度及び重量特性を示す図。 ノズルの吐出電圧に対するインク滴の速度及び重量特性を示す図。 ノズルの吐出電圧に対するインク滴の速度及び重量特性を示す図。 本発明の第2の実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの配置を示す説明図。 本発明の第2の実施の形態によるインクジェットヘッド駆動回路を表すブロック図。 本発明の第2の実施の形態によるスイッチパルス幅データ並び替え手段を示すブロック図。 本発明の形態の変形例によるパルス幅変調(PWM)手段を示すブロック図。
符号の説明
1・・インク吐出システム、10・・インクジェット記録装置、20・・制御装置、
102・・駆動回路、103・・ヘッドモジュール、104・・インクタンク、
105・・用紙搬送装置、106・・記録用紙、201・・画像認識手段、
202・・スイッチパルス幅データ、203・・シフトレジスタ、
203・・シフトレジスタ、204・・ラッチ、206・・スイッチパルス、
207・・スイッチ、208・・波形生成手段、300・・ノズル、
301・・ノズル孔、302・・加圧室、303・・振動板、304・・圧電素子、
305・・信号入力端子、306・・圧電素子固定基板、307・・リストリクタ、
308・・共通インク供給路、310・・リストリクタプレート、
311・・加圧室プレート、312・・オリフィスプレート、
401・・バイナリカウンタ、402・・ノズルアドレス、
403、405、407・・メモリ、 404a〜404f・・フリップフロップ
701・・マグニチュードコンパレータ、702・・バイナリカウンタ
801・・バイナリカウンタ、802・・出力波形メモリ、804・・出力波形データ
805・・コンバータ、806・・オペアンプ回路、807・・増幅器
1102・・インクジェットヘッド駆動回路、1202・・ラッチ出力、
1301・・メモリ、 2001〜2255・・FIFOメモリ
CLK・・データクロック、DAT・・吐出データ、ENC・・用紙位置検出信号
HR・・高周波クロック、LE・・ラッチイネーブル信号、
Tp・・スイッチパルス幅データ
VCOM・・駆動電圧、Vf・・吐出電圧

Claims (6)

  1. 複数のノズルを備えるノズルモジュールと、記録媒体を該ノズルモジュールに対し相対的に搬送する搬送手段と、を備え、該ノズルモジュールから該記録媒体上の画素位置にインク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置であって、
    前記ノズルの共通電極に駆動電圧を印加する波形生成手段と、
    記録すべき画素の種類に対応するスイッチパルス幅データを出力する画像認識手段と、
    該スイッチパルス幅データに基づきスイッチパルスを出力するパルス幅変調手段と、
    該スイッチパルスに応じて該ノズルの個別電極を選択的に接地させるスイッチ手段と、
    を更に備え
    前記画像認識手段は、各ノズル毎に、全ノズルの液滴吐出速度が均一になるような第1のスイッチパルス幅データと、全ノズルの液滴吐出重量が均一になるような第2のスイッチパルス幅データとが格納された記憶手段を備え、前記画像の種類に応じて該第1のスイッチパルス幅データと該第2のスイッチパルス幅データのいずれかを選択して出力することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記画像認識手段は、前記画素の種類として、黒べた画像内部の黒画素か、それ以外の黒画素か、或いは白画素か、を検出し、検出した画素の種類に応じたスイッチパルス幅データを出力することを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記画像認識手段は、画素の種類が黒べた画像内部の黒画素の場合は、第1のスイッチパルス幅データを、それ以外の黒画素の場合は第2のスイッチパルス幅データを出力すること特徴とする請求項1または2記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記スイッチパルス幅データを所定ライン数だけ遅延させるスイッチパルス幅データ並び替え手段を更に備え、前記複数のノズルの配列方向は前記搬送手段による記録媒体の搬送方向に対し所定角度傾斜していることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記スイッチパルス幅データ並び替え手段は、複数のFIFOメモリを用いて前記スイッチパルス幅データを遅延させることを特徴とする請求項記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記ノズル毎のスイッチパルス幅データを順次格納し、一括して出力するシフトレジスタと、該シフトレジスタから一括して出力されたスイッチパルス幅データを格納し、当該スイッチパルス幅データをパルス幅変調手段へ出力するラッチと、を更に備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1に記載のインクジェット記録装置。
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