(57)【要約】      （修正有）【課題】シミュレーションや実験等によって事前に駆動電圧波形を調整することなく、インクの吐出速度のバラツキを抑えることを可能にする記録装置を提供する。【解決手段】インク滴を吐出する複数のノズルを備えた記録ヘッド３と、記録ヘッド３に駆動電圧を印加することにより、ノズルからインク滴を吐出させる駆動部４と、入力されるデータに応じて記録ヘッド３のインク滴を吐出させる総ノズル数を算出する算出部２２８と、算出部２２８が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であるか否かを判断する判断部２２９と、算出部２２８が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると判断部２２９が判断した場合に、駆動部４が印加する駆動電圧を補正する補正部５と、を有する。【選択図】図１
2015227028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数のノズルを備えた記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに駆動電圧を印加することにより、前記ノズルからインク滴を吐出させる駆動部と、
入力されるデータに応じて前記記録ヘッドのインク滴を吐出させる総ノズル数を算出する算出部と、
前記算出部が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であるか否かを判断する判断部と、
前記算出部が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると前記判断部が判断した場合に、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正する補正部と、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記補正部は、
前記駆動部に対する電気的負荷の変動を抑えるように、前記駆動部に対して擬似負荷を与えることにより、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正すること
を特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記擬似負荷は、
抵抗及びコンデンサによって構成された等価回路であること
を特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記補正部は、
前記抵抗及び前記コンデンサの数を変更することにより、前記駆動部に対する電気的負荷の変動を抑えるように、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正すること
を特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、
シリアルヘッドであること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、
ラインヘッドであること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
複数のノズルを備えた記録ヘッドに対し、駆動部によって駆動電圧を印加することにより、前記ノズルからインク滴を吐出させる記録装置によって記録を行う記録方法であって、
入力されるデータに応じて前記記録ヘッドのインク滴を吐出させる総ノズル数を算出する工程と、
算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であるか否かを判断する工程と、
算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると判断した場合に、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正する工程と、
を含むことを特徴とする記録方法。
【請求項８】
複数のノズルを備えた記録ヘッドに対し、駆動部によって駆動電圧を印加することにより、前記ノズルからインク滴を吐出させる記録装置に記録をさせる記録プログラムであって、
入力されるデータに応じて前記記録ヘッドのインク滴を吐出させる総ノズル数を算出するステップと、
算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であるか否かを判断するステップと、
算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると判断した場合に、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正するステップと、
をコンピュータに実行させるための記録プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置、記録方法及び記録プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインクジェット記録装置において、画像を形成する場合にノズルから吐出されるインク液のＶｊ（吐出速度）は、吐出ノズル数、隣接ノズル数により変動する。インク液のＶｊの変動を抑えるために、複数のノズルからインクを吐出させるドット数を検知する検知手段と、ヘッド構造の隣接ノズル数（機械的相互干渉）を検知する検知手段と、当該検知手段の検知結果に応じて記録ヘッドに印加する駆動電圧を制御する手段とを備えたインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置において、インクの吐出量のバラツキを抑えるために、記録画像の諧調データに応じて、複数の駆動電圧波形手段からひとつの駆動電圧波形を選択することにより、インクの吐出量を補正する技術が知られている。
【０００４】
また、特許文献１には、複数のインク吐出手段に対応して設けられあらかじめ測定して作成された複数のノズル間に生じるインク吐出量のバラツキ補正データをもとに駆動電圧波形選択手段により選択された駆動電圧波形の駆動電圧値を制御した出力を各インク吐出手段へ供給してインク吐出量を補正する複数のインク吐出量バラツキ補正手段を備えたインクジェット記録装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、少数のノズルが駆動している時の駆動波形よりも、隣接した多数のノズルが駆動している時の駆動波形のエネルギー量を増加させるよう制御し、隣接するノズルが同時駆動される度合いを示す駆動ノズルの密集度を検出することにより、ヘッドの構造に応じた、インク滴の噴射速度（Ｖｊ）やインク滴の噴射量（Ｍｊ）の低減を補正するインクジェット記録装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来は、吐出速度のバラツキを抑えるために、駆動する隣接ノズル数に応じて駆動電圧波形に補正をかける制御手段も、インクの吐出量のバラツキを抑えるために、複数の駆動電圧波形を生成して、その複数の駆動電圧波形から選択する制御手段も、所望の駆動電圧波形をシミュレーションや実験等により求めておく必要があり、駆動電圧波形が多くなればなるほど、工数がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シミュレーションや実験等によって事前に駆動電圧波形を調整することなく、インクの吐出速度のバラツキを抑えることを可能にする記録装置、記録方法及び記録プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インク滴を吐出する複数のノズルを備えた記録ヘッドと、前記記録ヘッドに駆動電圧を印加することにより、前記ノズルからインク滴を吐出させる駆動部と、入力されるデータに応じて前記記録ヘッドのインク滴を吐出させる総ノズル数を算出する算出部と、前記算出部が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であるか否かを判断する判断部と、前記算出部が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると前記判断部が判断した場合に、前記駆動部が印加する駆動電圧を補正する補正部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シミュレーションや実験等によって事前に駆動電圧波形を調整することなく、インクの吐出速度のバラツキを抑えることを可能にするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、インクジェット記録装置及びその周辺の概要を示すブロック図である。
【図２】図２は、記録ヘッドが設けられたキャリッジ及びその周辺を示す図である。
【図３】図３は、記録ヘッド及びその周辺を示す斜視図である。
【図４】図４は、記録ヘッド、駆動部及び補正部の構成を例示する図である。
【図５】図５は、デコーダが行うデコードの真理値表である。
【図６】図６は、擬似負荷部の擬似負荷の構成を示す図である。
【図７】図７は、インクジェット記録装置の駆動ノズル数と吐出速度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、記録装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、インクジェット記録装置１及びその周辺の概要を示すブロック図である。インクジェット記録装置１は、ＰＣ（Personal  Computer）１００から入力される画像に応じて、図示しない用紙などの記録媒体に対してインク滴を吐出することにより、画像を記録する。
【００１２】
インクジェット記録装置１は、メイン制御基板２、記録ヘッド３、センサ１０、エンコーダセンサ１１、及びモータ１２などを有する。センサ１０は、周辺の環境の温湿度、搬送される用紙の有無、及び図示しないカバーの開閉状態などを検知する。エンコーダセンサ１１は、モータ１２の回転などを検知する。モータ１２は、例えば給紙モータ、主走査モータ、副走査モータ及び維持モータ（ＤＣモータ、ステッピングモータ）などを含み、用紙及び後述するキャリッジ３１の搬送のために駆動される。記録ヘッド３については、図２を用いて後述する。
【００１３】
メイン制御基板２は、ＣＰＵ２０、インターフェイス部２１、制御処理部２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、ＮＶＲＡＭ２５、モータドライバ２６、駆動部４及び補正部５などが実装されている。ＣＰＵ２０は、演算を行う演算部２００を含み、制御処理部２２と通信を行って、インクジェット記録装置１を構成する各部を制御する。
【００１４】
インターフェイス部２１は、例えばＡＳＩＣであり、ＰＣ１００と制御処理部２２との間で通信を行うホストインターフェイス（Ｉ／Ｆ）を有する。ＲＡＭ２３は、画像データなどを記憶する。ＲＯＭ２４は、例えば記録プログラムなどの各プログラムを記憶する。ＮＶＲＡＭ２５は、例えば設定値などを記憶する。モータドライバ２６は、制御処理部２２の制御に応じてモータ１２を駆動する。
【００１５】
制御処理部２２は、例えばＦＰＧＡであり、ＣＰＵ制御部２２０、メモリ制御部２２１、通信制御部２２２、センサ処理部２２３、モータ制御部２２４、画像処理部２２５、記録ヘッド制御部２２６及び補正制御部２２７を有する。なお、制御処理部２２が有する機能の一部又は全部は、ソフトウェア（記録プログラム）によって構成されてもよい。
【００１６】
また、インクジェット記録装置１が実行する記録プログラムは、ＲＯＭ２４等のメモリに予め組み込まれて提供されてもよい。また、インクジェット記録装置１が実行する記録プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルにされ、ＣＤ−ＲＯＭ、又はＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に書き込まれたコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供されてもよい。また、インクジェット記録装置１が実行する記録プログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータから提供されてもよい。
【００１７】
ＣＰＵ制御部２２０は、ＣＰＵ２０との通信を制御する。メモリ制御部２２１は、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４に対するアクセスを制御する。通信制御部２２２は、ＮＶＲＡＭ２５と通信を行う。センサ処理部２２３は、センサ１０が検知した信号の処理を行う。モータ制御部２２４は、モータドライバ２６を介してモータ１２を制御する。画像処理部２２５は、階調処理などの画像処理を行い、例えば画像を２ｂｉｔデータに変換する。
【００１８】
記録ヘッド制御部２２６は、画像処理部２２５が画像処理した結果を用いて、記録ヘッド３を駆動する駆動電圧（駆動電圧波形）を示すデジタル信号を駆動部４に対して出力する。
【００１９】
補正制御部２２７は、算出部２２８及び判断部２２９を有する。算出部２２８は、例えば記録ヘッド制御部２２６がデジタル信号を出力するタイミングと同時に、記録ヘッド３に設けられた複数のノズル（図示せず）のなかでインク滴を吐出する総ノズル数を画像データに応じて算出する。判断部２２９は、算出部２２８が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内（図６参照）であるか否かを判断する。
【００２０】
駆動部４は、記録ヘッド制御部２２６から入力されたデジタル信号をＤＡ変換し、電圧・電流増幅を行って、記録ヘッド３を駆動する駆動電圧（駆動電圧波形）を記録ヘッド３に対して印加する。
【００２１】
補正部５は、算出部２２８が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると判断部２２９が判断した場合に、駆動部４が印加する駆動電圧を補正する。
【００２２】
図２は、記録ヘッド３が設けられたキャリッジ３１及びその周辺を示す図である。図２に示すように、キャリッジ３１には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（黒）等のインクヘッド３０ｙ、３０ｍ、３０ｃ、３０ｋを備えた記録ヘッド３が設けられている。キャリッジ３１は、主走査モータ（キャリッジモータ）１２０の駆動力が、ギア１２１、加圧コロ１２２及びタイミングベルト１２３によって伝えられる事により、矢印Ａの方向（主走査方向）に往復移動（スキャン動作）する。
【００２３】
キャリッジ３１には、エンコーダセンサ１１が設けられている。エンコーダセンサ１１は、キャリッジ３１が移動するときに、キャリッジ３１の移動方向に沿って備えられたエンコーダシート（リニアスケール）１１０を読み取ることにより、キャリッジ３１の位置を検出する。
【００２４】
キャリッジ３１が往復移動することにより、記録シート（記録媒体）１４０上への記録が開始される。記録媒体上への記録が開始されるときには、記録シート１４０は、図示しない給紙モータにより、給紙部から搬送部へ搬送される。搬送部に搬送された記録シート１４０は、図示しない搬送モータにより搬送ローラが駆動されることにより、矢印Ｂの方向（副走査方向）に搬送され、プラテン１３０まで搬送される。
【００２５】
そして、インクジェット記録装置１は、エンコーダセンサ１１が検出したキャリッジ３１の位置を用いて、動作の速度を算出している。インクジェット記録装置１は、エンコーダセンサ１１を用いてキャリッジ３１の速度を検出し、キャリッジ３１の位置を算出するように構成されてもよい。
【００２６】
図３は、シリアル型インクジェット記録装置の記録ヘッド３及びその周辺を示す斜視図である。記録ヘッド３、駆動制御基板３２、及びフラットケーブル３３は、記録ヘッドモジュールを構成している。図３では、キャリッジ３１の底面部のみ図示している。記録ヘッド３は、インク滴を吐出する複数のノズルと圧電素子を有する。記録ヘッド３は、駆動制御基板３２から送信される電圧（駆動波形）、及び画像データ信号に応じて圧電素子を駆動することにより、記録シート１４０にインク滴を吐出する。駆動制御基板３２は、記録ヘッド３内の圧電素子を駆動するための電圧（駆動波形）、及び画像データ信号を生成するための回路を搭載したリジッド基板である。フラットケーブル３３は、駆動制御基板３２と記録ヘッド３を電気的に接続するものである。
【００２７】
つまり、上述した記録ヘッドモジュールは、記録ヘッド３を有し、カラー印刷をブラック、シアン、マゼンダ、イエローの各記録ヘッドにより行う。なお、インクジェット記録装置１は、シリアルヘッド型のインクジェット記録装置に限定されることなく、ラインヘッド記録装置であってもよい。
【００２８】
図４は、記録ヘッド３、駆動部４及び補正部５の構成を例示する図である。駆動部４は、ＤＡ変換部（ＤＡＣ）４０、電圧増幅部４２、及び電流増幅部４４を有する。ＤＡ変換部４０は、制御処理部２２から受入れたデータ（例えば８ｂｉｔデータ）をＤＡ変換し、電圧増幅部４２に対してアナログ信号（電圧）を出力する。電圧増幅部４２は、ＤＡ変換部４０から受入れたアナログ信号（電圧）を増幅し、電流増幅部４４に対して出力する。電流増幅部４４は、電圧増幅部４２から入力された電圧に応じて増幅させた電流を、記録ヘッド３及び補正部５に対して出力する。そして、駆動部４は、記録ヘッド３に駆動電圧を印加することにより、ノズルからインク滴を吐出させる。
【００２９】
補正部５は、デコーダ５０及び擬似負荷部５２を有する。デコーダ５０は、制御処理部２２から受入れた信号に応じてデコードを行う（図５参照）。具体的には、制御処理部２２が、画像処理部２２５が画像処理した記録画像に対して、インク滴を吐出する総ノズル数を算出部２２８が算出する。補正制御部２２７は、総ノズル数に対応するＡＢＣの信号をデコーダ５０に対して出力する。そして、デコーダ５０は、算出部２２８が算出した結果（ＡＢＣの信号）に対するデコードを行い、デコード結果（信号Ｙ０〜Ｙ７のいずれか）を擬似負荷部５２に対して出力する。
【００３０】
擬似負荷部５２は、例えば複数（例えば７つ）の擬似負荷によって構成される。擬似負荷部５２は、デコーダ５０から入力される信号Ｙ０〜Ｙ７のいずれかに応じて、複数の擬似負荷のいずれかひとつがＯＮ状態となる。擬似負荷は、抵抗及びコンデンサによって構成されたノズルに対する等価回路である。記録ヘッド制御部２２６が出力した駆動電圧（駆動電圧波形）は、記録ヘッド３と、擬似負荷のいずれかに印加される。
【００３１】
そして、補正部５は、駆動部４に対する電気的負荷の変動を抑えるように、駆動部４に対して擬似負荷を与えることにより、駆動部４が印加する駆動電圧を補正する。即ち、補正部５は、抵抗及びコンデンサの数を変更することにより、駆動部４に対する電気的負荷の変動を抑えるように、駆動部４が印加する駆動電圧を補正する。
【００３２】
記録ヘッド３は、ヘッドドライバ３５及びピエゾヘッド３０を有し、図３に示した等価回路によっても表される。
【００３３】
駆動電圧が印加されると、駆動部４に示した矢印の方向に電流が流れ、記録ヘッド３（等価回路ではコンデンサ）と、擬似負荷のコンデンサに対して充電及び放電が行われ、インクが吐出される。
【００３４】
図５は、デコーダ５０が行うデコードの真理値表である。デコーダ５０は、制御処理部２２の補正制御部２２７が出力するＡＢＣの信号が入力されると、信号Ｙ０〜Ｙ７のいずれかが「１」となるデコード結果を出力し、後段のトランジスタをＯＮにすることにより、擬似負荷部５２が有する複数の擬似負荷のいずれかを有効にする。
【００３５】
図６は、擬似負荷部５２の擬似負荷の構成を示す図である。擬似負荷部５２は、例えばＮｏ１〜７の７つの擬似負荷を有する。図６に示すように、７つの擬似負荷は、それぞれ異なる所定数の駆動ノズルに対応するチャンネル（ｃｈ）分の負荷容量が設定されている。
【００３６】
そして、補正制御部２２７は、駆動ノズル数が何ｃｈであるかを判断し、擬似負荷（擬似負荷ノズル）を設定する。例えば、補正制御部２２７は、算出部２２８が算出した総ノズル数が１３ｃｈである場合、Ｎｏ．３の擬似負荷（４７ｃｈ分）を駆動するように制御を行い、約６０ｃｈ分のノズルを駆動させた場合と同じ状態にする。また、補正制御部２２７は、算出部２２８が算出した総ノズル数が、例えば０ｃｈ又は６１ｃｈ以上である場合、擬似負荷をなしとする。つまり、補正制御部２２７は、算出部２２８が算出した総ノズル数が１ｃｈ〜６０ｃｈの範囲内である場合に擬似負荷を設定し、負荷となるノズル数が約６０ｃｈとなるようにする。
【００３７】
上記実施形態においては、擬似負荷部５２等の回路規模を抑えるために、７つの擬似負荷によって擬似負荷部５２を構成する場合を例にして説明したが、擬似負荷の数はこれに限定されない。
【００３８】
図７は、インクジェット記録装置１の駆動ノズル数と吐出速度の関係を示すグラフである。図７において、駆動ノズル総数特性は、単一ノズルが駆動される時のインク滴の噴射速度を（Ｖｊ０）とした時のインク滴の噴射速度（Ｖｊ）の低減の様子を示している。駆動ノズル数が変化すると、電気的負荷が変化するため、駆動電圧も変動してしまう。このため、ノズルからインクを吐出する速度にも影響が出る。
【００３９】
記録ヘッド３は、図４に示した等価回路のように、抵抗とコンデンサが直列に接続されたものであるとも言える。記録ヘッド３においては、複数のノズルが駆動されると、コンデンサの容量が大きくなって電気的負荷に変化が生じる。
【００４０】
つまり、駆動部４は、等価回路のコンデンサに対して、充放電を繰り返させているとも言える。この充放電を行うときに、コンデンサの容量が変化することにより、駆動電圧に鈍り（駆動電圧波形に鈍り）が発生する。駆動電圧に鈍りが生じてしまうと、最終的にインクを吐出する吐出速度に影響が現れて、画像の劣化をもたらしてしまう。
【００４１】
インクジェット記録装置１は、駆動ノズル総数が例えば５０ノズル〜６０ノズルとなった場合に安定する。そこで、インクジェット記録装置１は、擬似負荷を用いてノズルの負荷量の補正を行うことにより、インク滴の噴射速度をＶｊ０’近傍に安定させている。
【００４２】
このように、実施形態にかかるインクジェット記録装置１は、算出部２２８が算出した総ノズル数が予め定められた数値範囲内であると判断部２２９が判断した場合に、駆動部４が印加する駆動電圧を補正するので、シミュレーションや実験等によって事前に駆動電圧波形を調整することなく、インクの吐出速度のバラツキを抑えることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１      インクジェット記録装置
２      メイン制御基板
３      記録ヘッド
４      駆動部
５      補正部
２０    ＣＰＵ
２２    制御処理部
３１    キャリッジ
５０    デコーダ
５２    擬似負荷部
２２５  画像処理部
２２６  記録ヘッド制御部
２２７  補正制御部
２２８  算出部
２２９  判断部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開平１１−５８７０４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９９０２５号公報
【図１】
2015227028.tif 000003
【図２】
2015227028.tif 000004
【図３】
2015227028.tif 000005
【図４】
2015227028.tif 000006
【図５】
2015227028.tif 000007
【図６】
2015227028.tif 000008
【図７】
2015227028.tif 000009