JP4320585B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。

インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータが用いられることがある。この場合、各ノズルから階調制御されたインクを吐出させるためにアクチュエータに設けられた電極に所定の信号を印加してアクチュエータを駆動させる。そしてインクの吐出を最適化するために、ノズル毎にインクの吐出状況（履歴）を把握してアクチュエータに印加する信号を複数の信号から選択する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−１５８６４３号公報

インクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッド内部に複数の圧力室及び圧力室に連通する各ノズルに至るまでの複数のインク流路を形成するのが一般的である。この複数のインク流路は、エッチング処理により微細加工された金属薄板を積層することにより形成される。このようなインクジェットヘッドにおいては、近年、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するためにノズルや圧力室が高密度に配置され、これにともない内部に形成されているインク流路もより微細な形状を有するようになっている。このようなインクジェットヘッドにおいては、そのインクジェットヘッドの形状等により制限されてインク流路の配置位置やインク流路の流路長が互いに異なったり、インク流路の製造誤差が発生したりするという物理的な影響によりノズル間のインクの吐出特性が異なることがある。特許文献１の技術ではこのような物理的な影響による吐出特性の相異は補償しないため、インクの吐出特性の均一化を図ることができない。これにより印刷された画像の画質が劣化してしまうという問題がある。

本発明の主な目的は、ノズル間のインクの吐出特性が異なる場合であっても画質を向上させることができるインクジェットヘッド記録装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のインクジェットヘッド記録装置は、画素毎に複数の階調値の中から1つの階調値が選択された印刷データに基づいて画像を形成するインクジェット記録装置において、インクを吐出するノズル及びこれに連通する圧力室がマトリックス状に複数設けられていると共に、前記圧力室に供給されるインクが貯溜され、前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って延在する１又は複数の共通インク流路を含むインクジェットヘッドと、互いに異なるインク吐出パターンにそれぞれ対応した複数の波形パターンを記憶する波形記憶手段と、前記共通インク流路と平行に配列された複数のノズル群のそれぞれに対して設けられ、複数の前記階調値のそれぞれに対して前記波形記憶手段に記憶された複数の波形パターンのいずれかを対応させた対応テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる階調値に対応付けられた前記波形パターンに応じたインク吐出パターンで前記ノズルからインクが吐出されるように、当該波形パターンを有するパルス列信号を生成する信号生成手段とを備えており、各ノズル群が、前記インクジェットヘッドの幅方向に関して、いずれか１つの前記共通インク流路との相対的な位置が互いに同じである複数の前記ノズルからなるノズル列であって、複数の前記ノズル列には、対応する前記圧力室と前記共通インク流路とが少なくとも一部の範囲で重なる第１ノズル列と、対応する前記圧力室と前記共通インク流路とが重ならない第２ノズル列とがあることを特徴としている。

本発明によると、階調値が同じ場合であっても、複数のノズル群に対して異なる波形パターンのパルス列信号を供給することができる。これによりインクジェットヘッドの形状や製造誤差等によりノズル群毎にインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルにおいて、第１の階調値について第１のノズル群と対応付けられた波形パターンが、第２の階調値について第２のノズル群と対応付けられた波形パターンと同じであってもよい。これによると、ノズル群間で吐出特性が大きく異なる場合でも、画質を向上させることができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段の前記対応テーブルが、前記インクジェットヘッドに設けられた各ノズル毎に対応していることが好ましい。これによると、ノズル毎にパルス列信号の波形パターンを異ならせることができるため、画質をより向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッドを複数備えていてよい。このとき、前記テーブル記憶手段が、各インクジェットヘッドについて前記対応テーブルを記憶していることが好ましい。これによると、インクジェットヘッド間の吐出特性が異なる場合であっても、画質を向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、雰囲気の温度及び湿度並びに被印刷媒体の種類の少なくともいずれか１つに基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、雰囲気の温度、湿度、又は被印刷媒体の種類に適した対応テーブルを用いることができるので、画質をより向上させることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、雰囲気の温度及び湿度の少なくともいずれか一方を検知するための第１の検知手段をさらに備えていてよい。このとき、前記テーブル書換手段が、前記第１の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることが好ましい。これによると、雰囲気の温度又は湿度が変化した場合に、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

本発明は、被印刷媒体の種類を検知するための第２の検知手段をさらに備えていてよい。このとき、前記テーブル書換手段が、前記第２の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることが好ましい。これによると、被印刷媒体の種類が変化した場合に、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

本発明においては、前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、ユーザの操作に基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、ユーザの操作により画質の微調整が可能となる。また、温度等の検知手段を設けなくても、そのときの温度等に適した対応テーブルを用いることが可能になる。

本発明は、前記インクジェットヘッドがラインヘッドである場合に好適に適用できる。これによると、シリアルヘッドと比較してノズル数が多く、ノズルの吐出特性が異なりやすいラインヘッドであっても画質を向上させることができる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る実施の形態におけるインクジェットプリンタの概略図である。図１に示すインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１ａ〜１ｄを有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１１が、図中右方に排紙部１１２がそれぞれ設けられている。また、インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットプリンタ１０１を制御するための制御装置１４０を備えている。ユーザは、制御装置１４０に接続されているＰＣ（Personal Computer）２００上で起動するドライバソフトを介してインクジェットプリンタ１０１を操作することができる。

インクジェットプリンタ１０１内部には、給紙部１１１から排紙部１１２に向かって用紙が搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１１のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂと、用紙の種類を判別する印刷用紙センサ１０９とが配置されている。これらにより一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって用紙は図中左方から右方へ送られるとともに、印刷用紙センサにより用紙の種類を判別される。用紙の判別結果は制御装置１４０に出力される。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ１０６、１０７と、両ローラ１０６、１０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト１０８と、ベルトローラ１０６、１０７を駆動する搬送モータ１５０とが配置されている。搬送ベルト１０８の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト１０８の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ１０６の図中時計回り（矢印１０４の方向）への回転駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。

４つのラインヘッドであるインクジェットヘッド１ａ〜１ｄは、その下端にヘッド本体７０を有している。ヘッド本体７０は、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。４つのヘッド本体７０の各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のノズル８が形成されたノズルプレートが設けられている。インクジェットヘッド１ａのヘッド本体７０からはシアン（Ｃ）のインクが、インクジェットヘッド１ｂのヘッド本体７０からはマゼンタ（Ｍ）のインクが、インクジェットヘッド１ｃのヘッド本体７０からはイエロー（Ｙ）のインクが、インクジェットヘッド１ｄのヘッド本体７０からはブラック（Ｋ）のインクが吐出される。

ヘッド本体７０は、その底面と搬送ベルト１０８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト１０８上を搬送される用紙が４つのヘッド本体７０のすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次にインクジェットヘッド１ａ〜１ｄの詳細について説明する。尚、インクジェットヘッド１ａ〜１ｄは吐出するインクが異なるのみで、その構成や動作内容は実質的に同等であるため、以下インクジェットヘッド１ａについてのみ説明する。図２は、インクジェットヘッド１ａの外観斜視図である。図３は、図２のIII−III線における断面図である。インクジェットヘッド１ａは、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上方に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路である２つのインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。

ヘッド本体７０は、インク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面に接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は共に、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が接着され、左右に引き出されている。ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１の長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。

ベースブロック７１の下面７３は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック７１は、下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。

ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ７２は、把持部７２ａと、把持部７２ａの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部７２ｂとを含んでいる。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上にドライバＩＣ８０が設置されている。ドライバＩＣ８０はアクチュエータユニット２１を駆動するためのものである。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。

ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されているため、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方であって、ＦＰＣ５０の外側には、基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上面と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下面とＦＰＣ５０との間は、それぞれシール部材８４で接着されている。

図４は、図２に示したヘッド本体７０の平面図である。図４において、ベースブロック７１内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。２つのインク溜まり３は、ヘッド本体７０の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。２つのインク溜まり３はそれぞれ一端に開口３ａを有し、この開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通されることによって、常にインクで満たされている。また、開口３ｂは、ヘッド本体７０の長手方向に沿って各インク溜まり３に多数設けられていて、上述したように各インク溜まり３と流路ユニット４とを結んでいる。多数の開口３ｂは、対となる２つずつがヘッド本体７０の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対と、他方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対とは、千鳥状に配置されている。

開口３ｂが配置されていない領域には、開口３ｂの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット２１が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺（上辺及び下辺）は、ヘッド本体７０の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺の一部同士がヘッド本体７０の幅方向にオーバーラップしている。

図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５に示すように、各インク溜まり３に設けられた開口３ｂは共通インク室であるマニホールド５に連通し、さらに各マニホールド５の先端部は２つに分岐して副マニホールド５ａを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット２１における２つの斜辺側それぞれから、隣接する開口３ｂから分岐した２つの副マニホールド５ａが延出している。つまり、アクチュエータユニット２１の下方には、アクチュエータユニット２１の平行対向辺に沿って互いに離隔した計４つの副マニホールド５ａが延在している。

アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８は、図面を簡単にするために図５では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。

図６は、図５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図６は、流路ユニット４における多数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室１０は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向に平行である。各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、他端はアパーチャ１２（図６参照）を介して共通インク流路としての副マニホールド５ａに連通している。平面視において各圧力室１０と重なり合う位置には、圧力室１０と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。図６には、図面を簡略にするために、多数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。なお、図５及び図６において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。

図６において、圧力室１０がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域１０ｘは、互いに重なり合うことなく隣接するように、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂ（第２の方向）の２方向にマトリクス状に配置されている。配列方向Ａは、インクジェットヘッド１ａの長手方向、すなわち副マニホールド５ａの延在方向であって、菱形領域１０ｘの短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす菱形領域１０ｘの一斜辺方向である。圧力室１０は、対応する菱形領域１０ｘと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。

配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのインク吐出領域内において、配列方向Ｂに１８個並べられている。但し、配列方向Ｂの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。

マトリクス状に配置された複数の圧力室１０は、図６に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図６の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。

第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、第３の方向から見て、配列方向Ａと直交する方向（第４の方向）に関して、ノズル８が図６の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの下端部に位置している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、第４の方向に関して、ノズル８が図６の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの上端部に位置している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、副マニホールド５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ｂ、１０ｃの全領域が、副マニホールド５ａと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。

アクチュエータユニット２１は、予め個別電極３５を同電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を一旦逆電位とし、その後所定のタイミングにて同電位にする。この場合、個別電極３５が逆電位になるタイミングで、インクの圧力が降下してインクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後、再び個別電極３５を同電位にしたタイミングで、インクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。つまり、個別電極３５に矩形波のパルスを供給することになる。このパルス幅は、圧力室１０内において圧力波がマニホールド５からノズル８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）であり、圧力室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさるため、強い圧力でインクを吐出させることができる。尚、ノズル８からインクを吐出させるためには、同電位と逆電位とが所定の電位差を有するようにしなければならない。本実施の形態では、同電位を２０Ｖ、インクを吐出させるための逆電位を−５Ｖとして説明するが（図８参照）、これらの電位の限定されるものではなく、アクチュエータユニット２１の構成や制御方法に基づいて異なる電位であってもよい。

上記構成を有するインクジェットヘッド１ａの各ノズル８からはドライバＩＣ８０からのパルスの波形（波形パターン）に従って駆動するアクチュエータユニット２１の動作によって各階調に対応した量のインク滴が吐出される。このとき、階調はノズル８から吐出されるインクの液滴の数で調整されるインクの体積で表現されるため、ノズル８からインクを連続して吐出させる。連続してインクを吐出させる場合には、インクを吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとする。これにより、先に吐出されたインクを吐出させるために付与された圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインクを吐出させるべく付与された圧力の圧力波との周期が、それらのピークが合わさるように一致するため、これらの圧力が重畳して増幅し、後に吐出されたインクの吐出速度が、先に吐出されたインクの吐出速度より早くなり、後に吐出されたインクが先に吐出されたインクに追いついて空中で衝突して一体となる。

上記のような仕組みで各階調に対応した量のインク滴が複数のノズル８から吐出されるが、各ノズル８のインク吐出特性はそれぞれ異なる場合がある。したがって、同一の階調の波形パターンによってインクを吐出しても、ノズル毎にインク吐出量が異なることがある。ノズル８毎のインクの吐出特性の違いは、各ノズル径の製造時の加工誤差などに起因する。また、本実施の形態のように、マトリックス状にノズル８が密集して配列され、各圧力室列１１ａ〜１１ｄ毎にその周囲のインク流路の構成やアクチュエータの配置が異なっているような場合には、各圧力室列１１ａ〜１１ｄ毎にインクの吐出特性が異なることがある。また、ノズル８のインクの吐出特性は温度や湿度によっても影響を受けるため、同一の印刷データによって画像を形成したとしても、温度や湿度などの印刷環境が異なれば、同等の品質の画像が得られない場合がある。また、画像が形成される印刷媒体によって、その階調を表現するために最適なインク吐出量が異なることもある。本実施の形態のインクジェットプリンタ１０１では、上記ノズル８毎のインクの吐出特性の違いを補償し、また良好な画像品質を維持するために、後述するように各ノズル８に対応する個別電極に入力される波形パターンをそれぞれのノズル８のインクの吐出特性に応じて設定可能にしている。

次に制御装置１４０の詳細について説明する。図７は、インクジェットプリンタ１０１の機能ブロック図である。図７に示すように、制御装置１４０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、ＣＰＵ１１０が実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）１１１と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）１１２とを備えており、これらが機能することにより以下に説明する他の機能部を制御することができる。具体的には、ＣＰＵ１１０がコマンドを発行することにより各機能部を機能させる。そして、各機能部は自己のステータスをＲＡＭ１１２の所定のレジストリに書き込み、ＣＰＵ１１０はレジストリの内容を参照することにより各機能部の状況を把握する。

制御装置１４０は、機能部としてＩ／Ｆ（インターフェース）１１３、搬送制御部１１４、イメージ記憶部１１５、波形記憶部１１６、テーブル書換部１１７、温度・湿度センサ検知部１１８、印刷用紙検知部１１９、Ｃヘッド制御部１２１、Ｍヘッド制御部１２２、Ｙヘッド制御部１２３、及びＫヘッド制御部１２４を備えている。これらの機能部はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されているハードウェアである。そしてＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１１１に格納されているプログラムに従って各機能部のステータスを確認したり、各機能部に対してコマンドを発行したりすることによって各機能部を制御する。

Ｉ／Ｆ１１３は、ユーザが操作するＰＣ２００を接続するためのものである。搬送制御部１１４は、ベルトローラ１０６、１０７を駆動する搬送モータ１５０や、送りローラ１０５ａ、１０５ｂを駆動するモータからなる搬送部１１４ａを制御するためのものである。イメージ記憶部１１５は、印刷すべき印刷データをイメージデータとして記憶するものである。印刷データはユーザが印刷実行の操作を行うことによりＰＣ２００からＩ／Ｆ１１３を介して転送される。

波形記憶部１１６は、アクチュエータユニット２１の各共通電極３５に供給すべき信号である波形パターンＷ０〜Ｗ７を書換可能に記憶するものである。波形パターンＷ０〜Ｗ７の一例を図８に示す。尚、波形パターンＷ０〜Ｗ７を区別するため、波形パターンＷ０〜Ｗ７のそれぞれに３ｂｉｔ（０００〜１１１）の種別符号が与えられている。図８に示すように、波形記憶部１１６に記憶されている波形パターンＷ０〜Ｗ７には、ノズル８からインクを吐出させない波形パターンＷ０、ノズル８から小滴（１滴）のインクを吐出させる波形パターンＷ１、Ｗ４、中滴（２滴）のインクを吐出させる波形パターンＷ２、Ｗ５、及び大滴（２滴）のインクを吐出させる波形パターンＷ３、Ｗ６、及びノズル８にフラッシング（１滴）させる波形パターンＷ７がある。

小滴を吐出するための波形パターンＷ１、Ｗ４のうち、Ｗ４はＷ１に比べ若干インクの吐出量が多くなる波形となっている。同様に、中滴、大滴を吐出するための波形パターンについても、Ｗ２よりもＷ５が、Ｗ３よりもＷ６の方が、若干インクの吐出量がそれぞれ多くなる波形となっている。また、ここでフラッシングとは、ノズル８に詰まったインクを除去するために印刷実行前に行う予備吐出動作であり、印刷時にインクを吐出するか否かに係わらず全てのノズル８に対して行なわれる。そして、各ノズル８からのインクの吐出に際しては、各パルスの幅、パルスの連続タイミング、及びパルス列の最後に付加される圧力室１０内の余計な圧力を相殺するためのキャンセルパルスを異ならせること等により、インクの吐出特性を変化させることができる。

テーブル書換部１１７は、各ヘッド制御部１２１〜１２４の後述する各列テーブル記憶部１３０（図９参照）に記憶されている対応テーブルの内容を書き換えるものである。ここで対応テーブルとは、印刷データのイメージにおいて表現される２ｂｉｔの各階調データ（００〜１１）に対応する３ｂｉｔの波形パターンＷ０〜Ｗ７の種別符号が記述されたテーブルである（図１０参照）。そして、テーブル書換部１１７はユーザの操作によりテーブル内容を書き換える他、温度・湿度センサ検知部１１８の検知結果、及び印刷用紙センサ１０９の検知結果により最適な吐出結果になるように対応テーブルの内容を書き換えることができる。

ノズル８のインクの吐出特性は、雰囲気温度が低いときは、インクの粘性が高くなるため、吐出するインク滴量がやや少なくなる。従って、一定温度以下では、同じ階調の画像を形成するためにインクの吐出量を若干多くすることが望ましい。本実施例においては、温度が一定値以下では、インクの吐出量を多くするように波形パターンを変更する。例えば、常温時の小滴、中滴、大滴のインク吐出の波形パターンが、それぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３であるとする。このとき、雰囲気温度が一定値以下になった場合、対応テーブルの内容を書き換えて、小滴、中滴、大滴のインク吐出の波形パターンを、Ｗ１からＷ４に、Ｗ２からＷ５に、Ｗ３からＷ６にそれぞれ変更することにより、若千インクの吐出量を多くして、常温時と同様の階調の画像が得られるようにすることが可能である。また、湿度が低い場合は蒸発によりインクの粘性が高くなるため、同じ波形パターンでも低湿度の場合の方がインクの吐出量が少なくなる。したがって、低温度の場合と同様、湿度が一定値以下になった場合、対応テーブルの内容を書き換えて、同じ階調値に対して若干インクの吐出量が多くなるように設定することにより、その階調に好適な両像品質を維持することが可能となる。さらに、印刷用紙が通常用紙の場合と写真画質用紙等の場合とでは、用紙のインクの吸収性が異なるため、各階調を表現するために最適なインクの吐出量も印刷用紙の違いによって若干異なる場合がある、したがって、通常用紙に画像を形成する場合は、滲みが大きいためある階調に対して写真画質用紙等よりもインクの吐出量が少なくなる波形パターンを選択することが望ましい。本実施例では、対応テーブルの内容を書き換えることにより、通常用紙の場合は同一の階調に対してインクの吐出量が少なくなるように設定可能である。

温度・湿度センサ検知部１１８は、ヘッド本体７０の周辺温度及び湿度を検知するためのものであり、温度・湿度センサ１２０に接続されている。温度・湿度センサ１２０は、ドライバＩＣ８０内に配置されている。印刷用紙検知部１１９は、使用される用紙の種類（通常用紙、インクジェット専用用紙、写真画質用紙等）を検知するためのものであり、印刷用紙センサ１０９に接続されている。Ｃヘッド制御部１２１はインクジェットヘッド１ａのヘッド本体７０を、Ｍヘッド制御部１２２はインクジェットヘッド１ｂのヘッド本体７０を、Ｙヘッド制御部１２３はインクジェットヘッド１ｃのヘッド本体７０を、Ｋヘッド制御部１２４はインクジェットヘッド１ｄのヘッド本体７０を制御するためのものであり、ドライバＩＣ８０を含んでいる。

次に、各ヘッド制御部１２１〜１２４の詳細について説明する。尚、各ヘッド制御部１２１〜１２４は、実質的に同等であるため、以下Ｃヘッド制御部１２１についてのみ説明する。図９は、Ｃヘッド制御部１２１の機能ブロック図である。図９に示すように、Ｃヘッド制御部１２１は、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて配置されている１６列の各圧力室列１１ａ〜１１ｄ（図６参照）に連通するノズル群毎に対応する各列イメージ記憶部１１５ａ、各列テーブル記憶部１３０、及び各列波形決定部１３１と、信号生成部１３２とを備えている。各列イメージ記憶部１１５ａは、対応するノズル群の各ノズル８から吐出されるインクの階調データを記憶するものであり、イメージ記憶部１１５に接続されている。各列イメージ記憶部１１５ａには、イメージ記憶部１１５に記憶されている印刷データのイメージの内、各圧力室列１１ａ〜１１ｄに対応する領域の印刷データが階調データとして転送されて記憶される。ここで記憶されている階調データは２ｂｉｔ（００〜１１）で表現される４種類のデータである。

各列テーブル記憶部１３０は、各列イメージ記憶部１１５ａに記憶されている２ｂｉｔの階調データと波形記憶部１１６に記憶されている３ｂｉｔの波形パターンＷ０〜Ｗ７の種別符号との対応テーブルを記憶するものである。対応テーブルは、各ヘッド本体７０の各圧力室列１１ａ〜１１ｄに連通しているノズル群毎に独立して設定されており、互いの吐出特性の差が無くなるように小滴、中滴、及び大滴のインクを吐出するための波形パターンが選択されて設定されている。対応テーブルの例を図１０に示す。図１０の対応テーブルの場合は、小滴インクを吐出する階調データ０１については波形パターンＷ１（００１）、Ｗ４（１００）のうち波形パターンＷ１（００１）が、中滴インクを吐出する階調データ１０については波形パターンＷ２（０１０）、Ｗ５（１０１）のうち波形パターンＷ２（０１０）が、大滴インクを吐出する階調データ１１については波形パターンＷ３（０１１）、Ｗ６（１１０）のうち波形パターンＷ３（０１１）が選択されて設定されている。尚、インクを吐出しない階調００については全て波形パターンＷ０（０００）が設定されている。

各列波形決定部１３１は、各列イメージ記憶部１１５ａに記憶されている２ｂｉｔの階調データ及び各列テーブル記憶部１３０に記憶されている対応テーブルに基づいて、ヘッド本体７０のノズル群に対応するアクチュエータユニット２１の各個別電極３５に印加すべき信号の波形パターンを決定するためのものである。例えば、図１０の対応テーブルによると、階調データが００の場合には波形データの種別符号が０００になり、波形パターンは波形パターンＷ０に決定される。階調データが０１の場合には波形データの種別符号が００１になり、波形パターンは波形パターンＷ１に決定される。階調データが１０の場合には波形データの種別符号が０１０になり、波形パターンは波形パターンＷ２に決定される。階調データが１１の場合には波形データの種別符号が０１１になり、波形パターンは波形パターンＷ３に決定される。

信号生成部１３２は、各列波形決定部１３１に決定された波形パターンＷ０〜Ｗ７の種別符号に基づいて波形記憶部１１６に記憶されている波形パターンを読み込み、さらに、アクチュエータユニット２１の個別電極３５に印加すべき信号を生成するものである。ここで生成された信号は直接各個別電極３５に供給される。

次に、印刷実行時における制御装置１４０の動作手順について説明する。図１１は印刷実行時における制御装置１４０の動作手順を示すフローチャートである。ユーザのＰＣ２００に対する印刷実行の操作等によりインクジェットプリンタ１０１の印刷が実行され、図１１のフローチャートに示す処理が実行される。そしてステップＳ１０１（以下Ｓ１０１と略す。他のステップも同様）に移行し、ヘッド本体７０における吐出周波数及び用紙の搬送速度を設定する。これらの内容は、ユーザによる高速印刷や高品位印刷の設定などに基づいて決定される。その後、Ｓ１０２に移行し、各列テーブル記憶部１３０に対して対応テーブルの設定を行う。このとき、ユーザの設定、温度・湿度センサ検知部１１８の検知結果、及び印刷用紙検知部１１９の検知結果に基づいてすでに設定されている対応テーブルから最適な対応テーブルに変更する必要があるときは、テーブル書換部により対応テーブルが書換えられる。

その後、Ｓ１０３に移行し、印刷データの転送を実行するコマンドを発行する。印刷データの転送を実行するコマンドが発行されると、ＰＣ２００からＩ／Ｆ１１３を介してイメージ記憶部１１５に印刷データの転送が開始される。イメージ記憶部に転送された印刷データは、さらに、各列イメージ記憶部１１５ａに転送される。その後、Ｓ１０４に移行し、印刷データの転送が完了したか否かを判定する。判定印刷データの転送が完了していないと判定した場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、印刷データの転送が完了するまでＳ１０４の判定を繰り返す。印刷データの転送が完了したと判定した場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５に移行し、印刷を実行するコマンドを発行する。印刷を実行するコマンドが発行されると、Ｓ１０１において設定された吐出周波数に基づいてヘッド本体７０が駆動され、設定された搬送速度に基づいて用紙が搬送されて印刷が実行される。その後、Ｓ１０６に移行し、印刷が終了したか否かを判定する。印刷が終了していないと判定した場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、印刷が終了するまでＳ１０６の判定を繰り返す。印刷が終了したと判定した場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、図１１のフローチャートに示す処理を終了する。

上述した実施の形態によると、印刷データの階調値が同じ場合であっても、複数のノズル群に対応するアクチュエータ２１の個別電極３５に対して異なる波形パターンのパルス列信号を供給することができる。これによりインクジェットヘッド１ａ〜１ｄの形状や製造誤差等によりノズル群毎にインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

また、上記実施の形態のように、各圧力室列１１ａ〜１１ｄに連通するノズル間においては、インクの吐出特性が近似していることが多いため、各圧力室列１１ａ〜１１ｄ毎に対応テーブルを設けることによって画質の向上を図りつつ制御を簡略にすることができる。

加えて、インクジェットヘッド１ａ〜１ｃにおいて独立した各列テーブル記憶部１３０を備えているため、インクジェットヘッド１ａ〜１ｃ間においてインクの吐出特性が異なる場合であっても、吐出特性の相異が補償されるので画質を向上させることができる。

また、テーブル書換部１１７により、雰囲気の温度、湿度、又は被印刷媒体の種類に適した対応テーブルを用いることができるので、画質をより向上させることができる。また、自動的に対応テーブルが書き換えられるため、ユーザの負担を減らすことができる。

さらに、シリアルヘッドと比較してノズル数の多くノズルの吐出特性が異なりやすいラインヘッドであっても画質を向上させることができる。

ここで、上述した対応テーブルにおいては、小滴インクを吐出する階調データ０１については波形パターンＷ１（００１）、Ｗ４（１００）のいずれかを、中滴インクを吐出する階調データ１０については波形パターンＷ２（０１０）、Ｗ５（１０１）のいずれかを、大滴インクを吐出する階調データ１１については波形パターンＷ３（０１１）、Ｗ６（１１０）のいずれかを選択して設定される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく全ての波形パターンＷ１〜Ｗ７を自在に組み合わせてもよい。例えば、図１２（ａ）に示すように、小滴インクを吐出する階調データ０１について、中滴インクを吐出する波形パターンＷ２（０１０）を、中滴インクを吐出する階調データ１０については大滴インクを吐出する波形パターンＷ３（０１１）を設定する構成として画像全体の階調を上げるようにしてもよい。逆に、図１２（ｂ）に示すように、中滴インクを吐出する階調データ１０について、小滴インクを吐出する波形パターンＷ１（００１）を、大滴インクを吐出する階調データ１１については中滴インクを吐出する波形パターンＷ２（０１０）、Ｗ５（１０１）のいずれかを設定する構成として、画像全体の階調を下げるようにしてもよい。この構成によると、温度や湿度によってノズル８のインクの吐出特性が大きく異なる場合でも、画質品質を維持することができる。また、印刷用紙の種類に応じてインクの吐出量を変化させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

さらに、本実施の形態においては、ノズル群毎に各列イメージ記憶部１１５ａ、各列テーブル記憶部１３０、及び各列波形決定部１３１を備える構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ノズル８毎にイメージ記憶部、テーブル記憶部、及び波形決定部等を備える構成でもよい。

加えて、本実施の形態においては、３ｂｉｔで表現される８の波形パターンＷ０〜Ｗ７を用意し、１つの階調についてそれぞれ２種類の波形パターン（吐出なしを除く）を用いる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、より多くの波形パターンを用いる構成でもよい。例えば、４ｂｉｔで表現される１６の波形パターンを用意し、８階調について２種類の波形パターン（吐出なしを除く）を用いるような構成でもよい。

また、本実施の形態においては、各機能部がハードウェアで形成される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ソフトウェアで構成してもよいし、ソフトウェアとハードウェアとを混在して構成してもよい。

さらに、本実施の形態においては、４つのインクジェットヘッド１ａ〜１ｄを備える構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、１つのインクジェットヘッドで構成してもよいし、６つのインクジェットヘッドで構成してもよい。このとき、インクジェットヘッド毎に異なる対応テーブルを用いてもよいし、同一の対応テーブルを用いてもよい。

加えて、本実施の形態においては、テーブル書換部１１７により、対応テーブルの内容が書換可能な構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、対応テーブルが書換不能な構成でもよい。

また、本実施の形態においては、温度・湿度センサ検知部１１８及び印刷用紙検知部１１９を備えて、自動的に最適な対応テーブルを設定することができる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、このような検知部を一切備えず、対応テーブルが製造者又はユーザの操作の少なくともいずれかによってのみ設定されるような構成でもよい。

さらに、本実施の形態においては、インクジェットヘッド１ａ〜１ｄがラインヘッドであるが、このような構成に限定されるものではなく、シリアルヘッドであってもよい。

本発明に係る第１の実施の形態によるインクジェットプリンタの概略図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 図２のIII−III線に沿ったインクジェットヘッドの断面図である。 インクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。 図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 インクジェットプリンタの機能ブロック図である。 インクジェットプリンタに用いられる波形パターンの一例である。 Ｃヘッド制御部の機能ブロック図である。 インクジェットプリンタに用いられる対応テーブルの一例である。 制御装置の動作手順を示すフローチャートである。 インクジェットプリンタに用いられる対応テーブルの変形例である。

１ａ〜１ｄ インクジェットヘッド
８ ノズル
１０ 圧力室
２１ アクチュエータユニット
３５ 個別電極
７０ ヘッド本体
１０１ インクジェットプリンタ
１１５ イメージ記憶部
１１５ａ 各列イメージ記憶部
１１６ 波形記憶部
１３０ 各列テーブル記憶部
１３１ 各列波形決定部
１３２ 信号生成部

Claims (9)

1. 画素毎に複数の階調値の中から1つの階調値が選択された印刷データに基づいて画像を形成するインクジェット記録装置において、
   インクを吐出するノズル及びこれに連通する圧力室がマトリックス状に複数設けられていると共に、前記圧力室に供給されるインクが貯溜され、前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って延在する１又は複数の共通インク流路を含むインクジェットヘッドと、
   互いに異なるインク吐出パターンにそれぞれ対応した複数の波形パターンを記憶する波形記憶手段と、
   前記共通インク流路と平行に配列された複数のノズル群のそれぞれに対して設けられ、複数の前記階調値のそれぞれに対して前記波形記憶手段に記憶された複数の波形パターンのいずれかを対応させた対応テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる階調値に対応付けられた前記波形パターンに応じたインク吐出パターンで前記ノズルからインクが吐出されるように、当該波形パターンを有するパルス列信号を生成する信号生成手段とを備えており、
   各ノズル群が、前記インクジェットヘッドの幅方向に関して、いずれか１つの前記共通インク流路との相対的な位置が互いに同じである複数の前記ノズルからなるノズル列であって、複数の前記ノズル列には、対応する前記圧力室と前記共通インク流路とが少なくとも一部の範囲で重なる第１ノズル列と、対応する前記圧力室と前記共通インク流路とが重ならない第２ノズル列とがあることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルにおいて、第１の階調値について第１のノズル群と対応付けられた波形パターンが、第２の階調値について第２のノズル群と対応付けられた波形パターンと同じであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記テーブル記憶手段の前記対応テーブルが、前記インクジェットヘッドに設けられた各ノズル毎に対応していることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インクジェットヘッドを複数備えており、
   前記テーブル記憶手段が、各インクジェットヘッドについて前記対応テーブルを記憶していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、雰囲気の温度及び湿度並びに被印刷媒体の種類の少なくともいずれか１つに基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 雰囲気の温度及び湿度の少なくともいずれか一方を検知するための第１の検知手段をさらに備えており、
   前記テーブル書換手段が、前記第１の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 被印刷媒体の種類を検知するための第２の検知手段をさらに備えており、
   前記テーブル書換手段が、前記第２の検知手段による検知結果に基づいて前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを書き換えることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記テーブル記憶手段に記憶された前記対応テーブルを、ユーザの操作に基づいて書き換えるテーブル書換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記インクジェットヘッドがラインヘッドであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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