(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出する検出手段と、
該検出手段が検出した量に応じて、互いに間隔をおいた第１パルスと第２パルスとで構成されるダブルパルスのうちの先行する前記第１パルスの幅を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど長くなるように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記検出手段が検出する量は、同時に電圧パルスを供給するヒータの数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。
【請求項３】
前記検出手段が検出する量は、前記電圧パルスを供給するヒータおよびそのヒータのための配線の抵抗値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。
【請求項４】
前記検出手段が検出する同時に電圧パルスを供給するヒータ数は、複数のヒータを所定数のヒータのブロックごとに時分割駆動するときの各ブロック内において同時に駆動されるヒータの数であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出する検出手段と、
該検出手段が検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記検出手段が検出する量は、同時に電圧パルスを供給するヒータの数であ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。
【請求項７】
前記検出手段が検出する量は、前記電圧パルスを供給するヒータおよびそのヒータの配線の抵抗値であ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。
【請求項８】
前記検出手段が検出する同時に電圧パルスを供給するヒータ数は、複数のヒータを所定数のヒータのブロックごとに時分割駆動するときの各ブロック内において同時に駆動されるヒータの数であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録方法において、
前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出し、該検出ステップが検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど長くなるように制御する、ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１０】
複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録方法において、
前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出し、該検出ステップが検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御する、ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関し、詳しくは、電気熱変換素子を用いインクに熱エネルギーを作用して気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐出する方式における上記電気熱変換素子の駆動に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタに代表される記録装置が普及しており、そのような記録装置の一つの傾向として、高速記録、高解像度記録、低騒音記録などを可能とするものが求められている。このような要求に応える記録装置として、インクジェット方式の記録装置をあげることができる。インクジェット方式は、記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録媒体に付着させて記録する方式である。これにより、上述の高速記録等が比較的容易に実現可能であるとともに、記録ヘッドと被記録媒体とが非接触で記録を行なうことから、インク定着の乱れなどがなく比較的画像の安定した記録が可能となる。
【０００３】
このようなインクジェット方式のうち、電気熱変換素子が発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式は広く用いられている方式であり、この方式では、電気熱変換素子（以下、「ヒータ」ともいう）の両端に所定電圧の駆動信号を印加することにより熱エネルギーを発生する。
【０００４】
このヒータやこれに電圧を印加するための配線電極などは、半導体製造プロセスと同様の技術を用いて基板に形成され、これを元に記録ヘッドが製造される。このため、例えば、記録ヘッドの複数の吐出口それぞれに設けられるヒータについて、それらヒータの各々を構成する発熱抵抗体膜の製造ばらつきによって、抵抗値にばらつきを生じることがある。そして、その結果、記録ヘッドの複数のヒータに一定の電圧を印可しても、上記抵抗値のばらつきに応じてヒータ間で電流がばらついてしまい、最終的に、発生する熱エネルギーの違いを生じ、吐出口によってはインク吐出が良好になされないなどの弊害を生じることがある。また、一つの記録ヘッドにおける複数のヒータ間にばらつきがない場合でも、記録ヘッド間でばらつきがある場合もある。
【０００５】
このような問題に対し、従来、製造時に、予め記録ヘッドにおける複数のヒータそれぞれのの抵抗値を測定し、これに基づいてヒータに供給する駆動パルスのパルス幅を設定することが行なわれている。また、ヒータの抵抗値だけでなく、配線電極の抵抗値も考慮してパルス幅を設定することも行なわれている。
【０００６】
ところで、複数の吐出口(以下、「ノズル」ともいう)を備えたマルチノズルヘッドの駆動に関して、いわゆる時分割駆動(あるいはブロック駆動)が知られている。例えば、記録ヘッドのノズルが配列する方向に沿った直線である、罫線を最も簡易な制御で記録する方法は、記録ヘッドの複数のノズルから同時に吐出を行うものである。しかし、このように記録ヘッドの全てのノズルを同時に駆動すると、特に、記録の高速化や高密度化などのためノズル数が多い場合には、これによって大きな電圧降下を生じたり、一時的に共通液室内の負圧のレベルが高くなって各ノズルへのインクのリフィルが間に合わなくなったりすることがある。そこで、記録ヘッドの複数のノズルをいくつかのブロックに分け、これらのブロック毎に時分割で駆動を行う時分割駆動方式が採用されることが多い。この時分割駆動方式によれば、各ノズルからの吐出インクによって記録されるインクドットはブロック毎にずれることになるが、記録ヘッドにおける各ノズルの位置を調整したり、ノズル列を傾けるなどしてこのずれができるだけ目立たないようにしている。
【０００７】
しかし、更なる高速記録、高解像度記録などの要求によって、ノズル数を数百から数千とし、また、各ヒータの駆動周波数を数十ｋHｚとすることがある。この場合、ブロック毎に同時駆動するヒータ数が増し、そのため、瞬間最大電流が増して電源電圧の配線電極等による電圧降下はさらに大きくなる。記録データによって同時に駆動されるヒータの数は変化することはもちろんであるが、このようにブロック当たりのヒータ数が多い場合には、上述の比較的大きな電圧降下によって、それぞれのヒータに吐出に必要な電圧が印加されなくなり、不吐出や吐出量が不充分になるなどの吐出不良を生ずることがある。
【０００８】
この問題を解決するため、配線抵抗を極力小さくして最大電圧降下分のマージンをもたせるべく、ヒータ駆動信号の設定電圧を大きくすることが、従来行なわれている。
【０００９】
しかしながら、上述の設定電圧を大きくする方法では、ヒータが耐え得る電圧に一定の限界があるため、ヒータ数の増大に応じて、単純に設定電圧を大きくすることはできない。また、記録データによって、同時駆動するヒータ数が少ない場合は、ヒータに過大なエネルギーが投入され、熱効率が低下することはもとより、ヒータの耐久性を損なうという問題を派生する。
【００１０】
これを解決するため、例えば特開平９−１１５０４号公報に開示されるように、同時駆動するヒータ数をカウントし、駆動信号のパルス幅や電圧値を制御する方法が知られている。これは、同時駆動するヒータ数をカウントし、これに基づいて電圧降下分を計算し、その降下分に応じてパルス幅や電圧値を制御するものである。これにより、上述の吐出不良を防止することが可能となる。この方法は、同時駆動するヒータの数に基づいて計算された適性なパルス幅もしくは電圧値が設定されるため、熱効率やヒータの耐久性に関して有効である。
【００１１】
しかし、この方法における電圧値の制御は実際的ではない。電圧降下分に応じた補償を行うには、高精度、かつ高速な電圧値の制御が必要であり、現在知られる電圧制御電源では、コストが多大になるだけでなく、技術的にも困難であるからである。このため、上記方法では、専らパルス幅を制御することによって、同時駆動による電圧降下分の発泡エネルギーの補償を行なうのが一般的である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、ヒータ駆動に関する配線抵抗のばらつきや複数ヒータの同時駆動による電圧降下による吐出不良の問題を解決すべく、ヒータ駆動信号のパルス幅を制御することが行われている。
【００１３】
しかしながら、上述したパルス幅の制御では、パルス幅自体が大きくなり駆動周期に適合しなくなったり、また、パルス幅の制御幅が広くなって、吐出量や吐出速度が変動してしまうという問題を派生する場合がある。
【００１４】
図１はヒータ駆動信号のパルス幅と吐出量との関係を示した線図である。この関係は、駆動信号を矩形の単一パルスとし、そのパルスの電圧値を一定とし、また、電圧降下分を差し引いた、実際に吐出に寄与するパルスのエネルギーはパルス幅にかかわらず一定とした条件で得られたものである。すなわち、パルスのエネルギーはいずれのパルス幅でも、発泡を生じ得る限界の発泡臨界エネルギーに対して一定の比率(１より大)のエネルギーを有する。
【００１５】
図１に示すように、吐出量は、パルス幅の比較的小さい領域において大きく変動する。上述した従来のいずれのパルス制御でも、この大きく変動する領域は使用せず、基本的なパルス幅を長くして吐出量変動が少ない実使用領域においてパルス幅制御を行なうようにしている。これにより、制御によってパルス幅を変更しても、それ程吐出量や吐出速度が変化しないようにすることを可能としている。
【００１６】
しかしながら、さらなる高速駆動をする場合には駆動周期が短くなるため、上記比較的長い幅のパルスがこのような駆動周期内に入らなくなってしまい、記録ヘッドの駆動に支障をきたすことがある。また、大きな電圧降下に応じて適切にパルス幅制御を行なうには、その制御幅も大きくならざるをえず、その結果、その制御領域に図１に示す吐出量が大きく変動する領域が含まれてしまうことがある。そして、パルス幅制御によって吐出量や吐出速度が変動し、記録品位を著しく劣化させるという問題を生じる。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、記録ヘッドにおけるヒータ抵抗、配線抵抗の変化や、複数ヒータを同時駆動するときの電圧降下の変化に応じてパルス幅を制御する場合に、その制御範囲を適切に定めることを可能として安定した吐出を行なうことができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出する検出手段と、該検出手段が検出した量に応じて、互いに間隔をおいた第１パルスと第２パルスとで構成されるダブルパルスのうちの先行する前記第１パルスの幅を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど長くなるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
他の形態では、複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出する検出手段と、該検出手段が検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録方法において、前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出し、該検出ステップが検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど長くなるように制御する、ステップを有したことを特徴とする。
【００２３】
他の形態では、複数のヒータのそれぞれに電圧パルスを供給することにより発生する熱エネルギーを利用しインクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録方法において、前記複数のヒータに電圧パルスを供給するときの当該電圧パルスの電圧降下の程度を示す量を検出し、該検出ステップが検出した量に応じて、前記電圧パルスとしての分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御する、ステップを有したことを特徴とする。
【００２６】
以上の構成によれば、複数のヒータに駆動信号を供給するときの当該駆動信号の電圧降下の程度を示す量に応じて、駆動信号を単一パルスからダブルパルスの駆動信号に変更し、または、パルス波形を求めるので、さらには、分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御するので、単一パルスでヒータを駆動するときにそのパルス幅である通電時間が、吐出量が変動する範囲のものであるときは、それをダブルパルスまたは変更した別の波形のパルスでヒータを駆動することができ、これにより、吐出量が変動しない駆動信号によってインク吐出を行なうことが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタの主要な構成を示す斜視図である。
【００２９】
本実施形態のプリンタは、それぞれブラック(Ｋ)、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)のインクを吐出する四つの記録ヘッドを用いるものである。これらの記録ヘッドおよびインクタンクは、図４および５で後述されようにカートリッジ形態のものであり、キャリッジＭ４００１に着脱自在に装着されて用いられる。なお、図２は、記録ヘッドとインクタンクからなるカートリッジが取外された状態を示している。それぞれの記録ヘッドは、図３に示すように、３８４個のノズルを配設し、ノズル配列密度は３６０ｄｐｉである。
【００３０】
以上の記録ヘッドは、インクタンクとともにキャリッジＭ４００１に装着され、キャリッジＭ４００１がガイド軸に案内されながらキャリッジモータ(不図示)の駆動力によって移動することにより、各記録へッドは記録用紙(不図示)に対して走査を行ない、この走査の間に記録データに従って記録用紙にインクを吐出し記録を行なうことができる。より詳しくは、記録開始前ホームポジションに位置しているキャリッジＭ４００１は、記録開始命令があると、図中右方向(往走査方向)に移動する。この間に、各記録ヘッドのノズルから、記録データに従いインクを吐出して記録用紙上にノズル列に対応した幅の記録を行なう。記録ヘッドからのインク吐出は、キャリッジの移動位置を検出するエンコーダの位置検出信号に基づいたタイミングで、各ノズルに対応して設けられるヒータを駆動することによって行なわれる。そして、記録用紙における所定の記録領域の端部までの記録を終了すると、キャリッジＭ４００１はホームポジションに戻り、同様に、上述の往走査方向の走査を行ない、記録を行う。または、往復記録の場合は、上気往走査とは逆の復走査方向においても同様の記録動作を行う。そして、これらの走査の間に、紙送りローラＭ３００１が所定量回転することにより上記幅だけ紙送りを行う。この様にして記録ヘッドの走査と紙送りを繰り返えすことにより、用紙上に所定の画像等の記録を行なうことができる。
【００３１】
Ｍ３００１は紙送りローラであり、自動給送装置Ｍ３０２２から給紙される記録用紙を上記記録ヘッドの走査による記録幅に応じた量搬送する。
【００３２】
キャリッジＭ４００１は非記録時、あるいは吐出回復処理などを行う時には、図中の右端に位置するホームポジションに移動し、ここで記録を待機し、また、回復ユニットＭ５０００による吐出回復処理を行なうことができる。
【００３３】
図４は、図２に示した本実施形態のインクジェットプリンタで用いられる記録ヘッドヘッドカートリッジを示す斜視図であり、図５はそれを構成する記録ヘッドとインクタンクとを相互に取外した状態で示す斜視図である。
【００３４】
これらの図に示すように、記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１とこれに対して着脱自在に設けられたインクタンクＨ１９００（Ｈ１９００Ｋ，Ｈ１９００Ｃ，Ｈ１９００Ｍ，Ｈ１９００Ｙ）とで構成されている。すなわち、インクタンクＨ１９００Ｋはブラックインクを収容し、同様にインクタンクＨ１９００Ｃはシアンインクを、インクタンクＨ１９００Ｍはマゼンタインクを、インクタンクＨ１９００Ｙはイエローインクをそれぞれ収容する。そして、インクタンクＨ１９００Ｋ，Ｈ１９００Ｃ，Ｈ１９００Ｍ，Ｈ１９００Ｙはそれぞれが個別に記録ヘッドＨ１００１に対して着脱可能に構成されており、これにより、それぞれのインクタンクを個別に交換することができる。これにより、プリンタにおける記録のためのランニングコストを低減することが可能となる。
【００３５】
記録ヘッドＨ１００１は、インクタンクＨ１９００をそれぞれ装着するための装着部を一体に備えるものであり、これらの図において下方に、図３に示したノズル列を配設した吐出口面が面している。
【００３６】
この記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図２に示したインクジェットプリンタのキャリッジＭ４００１に対して着脱自在に装着され、その装着時にはキャリッジＭ４００１に設けられたヘッドセットレバーＭ４００７(図２参照)によってその装着および位置決めの操作が行なわれる。また、この装着によって記録ヘッドカートリッジＨ１０００の電気接点基板とキャリッジＭ４００１の電気的接点基板とが相互に接続固定される。
【００３７】
図６は、上述した本実施形態にかかるインクジェットプリンタの制御構成を示すブロック図であり、特に、記録ヘッド駆動における駆動信号の制御構成を示すものである。
【００３８】
図において、画像入力部１６１は、ホストコンピュータやビデオ機器等からの画像信号あるいはＣＣＤ等を備えたスキャナによって読み取られた画像信号を、輝度信号Ｒ、Ｇ、Ｂとして入力する。また、操作部１６２は、操作者が各種パラメータの設定や記録開始などの指示をするための各種キーを備える。
【００３９】
ＣＰＵ１６３はＲＯＭ１６４に格納された各種プログラムに従い、図１０にて後述される、本実施形態の駆動信号制御に係わる処理を含み、本プリンタ全体の制御を実行する。ＲＯＭ１６４は、本プリンタで行なわれる動作や処理を実行するためのプログラム等を格納し、図では、後述の駆動信号制御に関して本発明の第一の実施形態にかかる同時駆動ビット−ブロック時間テーブルおよび第二の実施形態にかかるヒータ抵抗駆動パルステーブルと、両実施形態で用いる駆動パルス幅分割テーブルとが示されている。同時駆動ビットカウンタ１７０は、上記第一の実施形態で用いられ、ＲＡＭ１６５の記録データ展開エリアａに展開された記録データから同時駆動のビット数をカウントするカウンタであり、ＣＰＵ１６３は図１０にて後述されるように、このカウンタ値に基づきＲＯＭ１６４の同時ビット−駆動パルステーブルを参照する。ＲＡＭ１６５は、上述の記録データ展開用エリアａ、設定ブロック時間格納エリアｂ、設定パルス幅格納エリアｃをはじめとして、ＣＰＵ１６３の処理実行におけるワークエリアを有している。
【００４０】
画像信号処理部１６６は、ＣＰＵ１６３の制御の下、後述する画像信号処理を行う。プリンタエンジン部１６７は、図２にその概略が示される記録機構であり、画像信号処理部１６６の処理によって得られる記録データに基づいてインクドットの画像を形成する。さらに、バスライン１６８は、本制御構成におけるアドレス信号、データ、制御信号等を伝送する。
【００４１】
図７は、本実施形態の記録ヘッドに構成されるヘッド駆動回路の構成を示す回路図である。
【００４２】
本実施形態の各記録ヘッドは、同図に示す回路を３セット備え、これにより、３８４個の電気熱変換素子(ヒータ)７１を２４個(８個×３セット)ずつ１６のブロックに分割し、これらヒータをブロックごとに時分割で駆動する。すなわち、本実施形態では、それぞれのセットの回路において、ラッチ７４から出力される８ビットの記録データそれぞれに対応してドライバ７６が設けられ、これら８個のドライバ７６それぞれでは、デコーダ７７から出力される１６の異なるブロックイネーブル信号に応じて、それぞれのドライバにおける１６個のヒータの中からブロックイネーブル信号で示されるブロックのヒータを選択する。この回路による駆動の詳細を、図８および９に示すタイミングチャートに従って説明する。
【００４３】
図８は、一つのセットの回路における、１ブロック分の記録データおよび駆動ブロックを示すデータの転送タイミングを示すタイミングチャートである。
【００４４】
同図に示すように、ＣＬＫ端子(図７)に入力するクロック信号ＣＬＫのエッジタイミングに従って、ＤＡＴＡ端子(図７)から信号ＤＡＴＡ＋ＢＥが入力する。信号ＤＡＴＡ＋ＢＥのうち、図８の表に示すように、入力順序１〜８で入力する記録データＤＡＴＡ０〜７は、記録データ、すなわち、それぞれヒータのオンまたはオフを示すものであり、８ビットのシフトレジスタ７２(図７)に順次格納される。また、同表の入力順序９〜１２で入力するブロック選択データＢＥ０〜３は、図９にて説明されるように、これらの組合せたデータがデコードされて駆動すべきブロックを選択するものであり、４ビットシフトレジスタ７３(図７)に順次格納される。
【００４５】
１ブロック分の記録データ及びブロック選択データの転送が終わると、ＬＴ端子(図７)を介して入力する、ラッチ信号ＬＴの立ち上がりエッジによって、シフトレジスタ７２およびシフトレジスタ７３のそれぞれのデータは、それぞれ８ビットのラッチ７４および４ビットのラッチ７５によってラッチされる。
【００４６】
図９は、記録ヘッドのノズル列に対応した１コラム分のヒータ駆動に関するタイミングチャートである。すなわち、最初の、図８にて説明した１ブロック分のデータの転送が終わると、次のブロックより、データの転送とヒータの駆動は同時に行われるが、図９は、このデータ転送とヒータ駆動について１６ブロック分、つまり駆動の１周期分に関するタイミングチャートを示している。
【００４７】
図９において、ＬＴ信号に従い、４ビットラッチ７５にラッチされたブロック選択データはデコーダ７７(図７)に入力し、図９の表に示すように、１６組のデコーダ出力である、それぞれが16ビットのブロックイネーブルデータＢＬＥ０〜１５のいずれかにデコードされて出力される。すなわち、図９の表に示すように、ブロック選択データＢＥ０〜３それぞれの内容であるＬ(０)またはＨ(１)の組合せが上記１ブロックの転送ごとに順次に変化し、これに応じて駆動が可能なブロック(ブロックイネーブルデータＢＬＥがＨとなるブロック)が順次選択される。また、上述のラッチ信号ＬＴの次に、ＨＥ端子(図７)よりヒートイネーブル信号ＨＥが入力される。ここで、ヒートイネーブル信号ＨＥはＬｏｗアクティブである。
【００４８】
そして、図７に示す回路において、ＨＥ端子はすべてのドライバに接続している。また、ブロックイネーブルデータＢＬＥ０〜１５の信号線の全ては、それぞれが１６個のヒータ７１に対応した８個のドライバ７６に接続している。一方、８ビットラッチ７４から出力する８本の信号線は、上記８個のドライバ７６のうち、対応するドライバ７６に個々に接続する。これにより、記録データとブロックイネーブルデータＢＬＥのマトリクスが構成されて１２８個×３セット分のヒータ７１についてブロック駆動が可能となる。
【００４９】
より詳細には、ヒートイネーブル信号ＨＥは、ヒータ駆動信号のパルス幅を設定するものである。また、記録データＤＡＴＡとヒートイネーブル信号ＨＥは、各ドライバ７６において１６個のヒータそれぞれに対応して設けられた１６個のＡＮＤ回路（不図示）の全てに入力し、また、ブロックイネーブル信号ＢＬＥのそれぞれは、上記１６個のＡＮＤ回路のうち対応するＡＮＤ回路にそれぞれ入力する。そして、記録データＤＡＴＡとヒートイネーブル信号ＨＥとブロックイネーブル信号ＢＬＥの全てがオン(Ｈ)の場合は、図９に示す電流ＶＨが対応するヒータ７１に流れることになる。このように、ブロックごとにブロックイネーブルデータＢＬＥ０〜ＢＬＥ１５が順次に転送されることにより、記録データに従い、順次ブロックごとにそのブロックのヒータが駆動され、これにより、１コラム分の１２８個×３セット分のヒータが１駆動周期Ｔの期間内に駆動される。以降、同様にして記録ヘッドの走査に同期して、１コラム分ずつヒータの駆動が行なわれて行く。
【００５０】
(実施形態１)
次に、以上説明した本実施形態のインクジェットプリンタにおける、本発明の第一の実施形態による駆動信号制御について以下に説明する。
【００５１】
図１０は、記録時における制御フローチャートである。また、図１１は図６に示したＲＯＭ１６４における同時ビット−駆動パルステーブルを示し、図１２は、図６に示すＲＯＭ１６４における駆動パルス幅分割テーブルを示すそれぞれ模式図である。
【００５２】
まず、記録のスタンバイ状態から、ステップＳ１００において、画像データを画像入力部１６１を介して入力し、ステップＳ１０１で、画像信号処理部１６６のデータバッファに一時的に格納した後、所定のタイミングで、画像処理部において輝度濃度変換、マスキング等、所定の画像処理を行い、最終的に２値化処理を行って２値の記録データを得る。そして、ステップＳ１０２において、この記録データはＲＡＭ１６５のデータ展開用エリアａに展開される。
【００５３】
次に、ステップＳ１０３において、同時駆動ビットカウンタ１７０はデータ展開用エリアａに展開された記録データから、１カラム分の各ブロックの同時駆動するヒータの数(本明細書および図面では、これを「ビット数」とも言う)をそれぞれカウントし、ステップＳ１０４で、図１１に示す、ＲＯＭ１６４の同時ビット−駆動パルステーブルを参照して、それぞれブロックごとに駆動信号のパルス幅を求める。
【００５４】
本実施形態では、図７にて説明したように各ブロックについて、同時駆動数は記録データに応じ０〜２４ビットのいずれかとなる。図１１の同時ビット−駆動パルステーブルに示すように、同時駆動数が０〜３のときはパルス幅は１．６μｓ、４〜７のときは１．８μｓというようにパルス幅が求められる。
【００５５】
このパルス幅とは、ヒータの駆動信号を所定電圧値ＶHの電圧パルスであって、その形状が矩形のシングルパルスとしたときのパルス幅、すなわち、通電時間である。図１について前述したように、このような単一パルスを用いてヒータを駆動するときは、そのパルス幅が短かい領域で吐出量が大きく変動するため、このような領域である、通電時間が１．６μｓ〜３．６μｓの範囲では、次にしめすように駆動信号をいわゆるダブルパルスに変更することにより、吐出量の変動を生じないようにする。なお、本実施形態のテーブルによって得られるダブルパルスの合計のエネルギーとこれと対応する上記基本となるシングルパルスのエネルギーは、いずれのパルス幅でもそれぞれ等しく、また、前述したように、それぞれの実際に吐出に寄与するエネルギーは等しく臨界発泡エネルギーに対して一定の比率を有するものである。また、その場合、電圧値も上記シングルパルスとダブルパルスは等しく、且つ一定である。
【００５６】
以上のテーブル参照の後、次のステップＳ１０５で、上記で求めたパルス幅に従い、ブロックごとに、図１２に示す、ＲＯＭ１６４の駆動パルス幅分割テーブルを参照し、それぞれのブロックの駆動信号波形を設定する。本実施形態では、駆動信号波形として、パルスが２つに分割されたいわゆるダブルパルスを波形の基本とし、それぞれのパルス幅を変えることによって上記シングルパルスとは異なる波形とする。
【００５７】
図１２におけるＰ１、Ｐ２、Ｐ３とは、図１３に示すように、２つの分割されたパルスの幅およびこの２つのパルスの間の休止時間を意味するものである。なお、本実施形態では、２つの矩形パルスとしたが、３つ以上の矩形パルスでも、矩形とならないパルスとしても良い。このように、複数のパルスからなる複数パルスは、その加熱によってインクにおける発泡を伴わない加熱を行う少なくとも一つのプレパルス(先行するパルス)と発泡を伴うメインパルスとそれらのパルス間に休止期間を含むものである。また、シングルパルスは、発泡によってインクを吐出する単一のパルスである。
【００５８】
図１２の駆動パルス分割テーブルに示すように、パルス幅が１．６μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．７μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．９μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝０．９μｓ、パルス幅が１．８μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．５μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．８μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝１．３μｓ、パルス幅が２．０μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．４μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．７μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝１．６μｓ、パルス幅が２．５μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．３μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．６μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝２．２μｓ、パルス幅が３．０μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．２μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．５μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝２．８μｓ、パルス幅が３．６μｓのときは、Ｐ１(プレパルス)＝０．０μｓ、Ｐ２(休止時間)＝０．０μｓ、Ｐ３(メインパルス)＝３．６μｓ、というように、各々のブロックについて駆動信号のパルス幅が設定される。これから明らかなように、同時駆動ビット数に基づいて求められるパルス幅が３．０μｓまでは駆動信号はダブルパルス(複数パルス)であり、それぞれプレパルス、休止期間、メインパルスの幅が異なることによってそれぞれの波形を異ならせるが、求められるパルス幅が３．６μｓのときは、上記各幅を異ならせることによって波形自体はシングルパルスとなる。しかし、これは、ダブルパルスにおいて、プレパルスおよび休止期間をそれぞれ０μｓとしたものと考えることもできる。
【００５９】
このように同時駆動ビット数とパルス幅の関係を見ると、同時駆動ビット数が少ない程、プレパルス幅は大きくなっている。また、同時駆動ビット数が少ない程、プレパルス幅とメインパルス幅を合計したパルス幅(シングルパルス幅相当の通電時間)に対するプレパルス幅の比率が高くなっている。このことで、パルス幅が短い範囲でパルス幅変調を行なった場合であっても安定した吐出を行なうことができる。
【００６０】
以上の波形設定の後、ステップＳ１０６において、１カラムの各ブロック毎に設定した駆動信号のパルス幅が、ＲＡＭ１６５の設定パルス幅エリアｃに書き込まれる。そして、ステップＳ１０７で、１走査ライン分の記録データについて、上述のカウントおよびそれに基づくパルス波形設定処理が終了したか否か判定し、１走査ライン分の処理が終ると、ＲＡＭ１６５の設定パルス幅エリアｃに格納された設定パルス幅、すなわち、設定されたダブルパルスのデータに基づいたヒートイネーブル信号ＨＥ(図９)を生成し、ステップＳ１０８において記録ヘッドの一走査にかかる一行分の記録を行う。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、一つのブロックの同時駆動ビット数に基づいて求められるシングルパルスをダブルパルスに変更することにより、シングルパルスの場合に、上記同時駆動数に適切に対応するときにパルスの制御幅が大きくなりすぎることの弊害や、そのパルス幅制御によって得られるパルス幅が吐出不安定領域に入るといった弊害を未然に防止することができる。
【００６２】
(実施形態２)
図１４は、本発明の第二の実施形態による駆動信号波形制御の手順を示すフローチャートである。
【００６３】
記録ヘッドの装着があると、まずステップＳ１１０で、ブロックごとにその装着された記録ヘッドの素子抵抗値を検出し、また、ステップＳ１１１で、同様にブロックごとに記録ヘッドの配線抵抗値を検出する。本実施形態では、これらの抵抗値は記録ヘッドに設けられたＥＥＰＲＯＭに予め書込んでおき、これを読み出すことによって抵抗値の検出を行なうことができる。
【００６４】
検出されたこれらの総抵抗値に基づき、ステップＳ１１２で、図１５に示される、ＲＯＭ１６４に格納されたヒータ抵抗-駆動パルステーブルを参照し、カラムにおける各ブロックについて駆動信号のパルス幅を求める。
【００６５】
本実施形態では、総抵抗値は、８０〜１３９Ωのいずれかとなる。図１５のヒータ抵抗-駆動パルステーブルに示すように、総抵抗値が８０〜８９Ωのときは１．６μｓ、８９〜９９Ωのときは１．８μｓというように、総抵抗値に応じてパルス幅が設定される。
【００６６】
次に、ステップＳ１１３で、第一の実施形態と同様、上記で求めたパルス幅に基づき、図１２に示す駆動パルス幅分割テーブルを参照し、各ブロックの駆動信号としてのダブルパルスを求める。
【００６７】
そして、ステップＳ１１４において、ブロック毎のダブルパルスの波形データが、ＲＡＭ１６５の設定パルス幅エリアｃに書き込まれる。次に、実施形態１のステップＳ１００〜Ｓ１０２と同様、まずステップＳ１１５で、画像データを画像入力部１６１を介して入力し、次に、ステップＳ１１６で、画像信号処理部１６６のデータバッファに一時的に格納した後、所定のタイミングで、画像処理部において輝度濃度変換、マスキング等、所定の画像処理を行い、最終的に２値化処理を行って２値の記録データを得る。そして、ステップＳ１１７において、この記録データはＲＡＭ１６５のデータ展開用エリアａに展開される。そして、ステップＳ１１８で、ＲＡＭ１６５のパルス幅エリアｃに格納されたパルス幅に従い一行分の記録を行う。
【００６８】
本実施形態においても、第一実施形態と同様、安定したインクの吐出を行なうことができる。なお、本実施形態は、特開平９−１１５０４号公報に記載の発明と組み合わせて、同時駆動するヒータ数をカウントし、駆動信号のパルス幅を求め、そのパルス幅を変更する形態で実施してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数のヒータに駆動信号を供給するときの当該駆動信号の電圧降下の程度を示す量に応じて、駆動信号を単一パルスからダブルパルスの駆動信号に変更し、または、パルス波形を求めるので、さらには、分割パルスにおける先行するパルスの幅の比率を前記電圧降下の程度を示す量が少なくなるほど大きくなるように制御するので、単一パルスでヒータを駆動するときにそのパルス幅である通電時間が、吐出量が変動する範囲のものであるときは、それをダブルパルスまたは変更した別の波形のパルスでヒータを駆動することができ、これにより、吐出量が変動しない駆動信号によってインク吐出を行なうことが可能となる。
【００７０】
この結果、記録ヘッドにおける複数のヒータを駆動する際、その駆動数などの電圧降下にかかる所定量の変化に応じてパルス幅を制御する場合に、その制御範囲を適切に定めることによって安定した吐出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録ヘッドの駆動信号のパルス幅とそれによるインク吐出量との関係を示す線図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタの機構部を示す斜視図である。
【図３】上記プリンタで用いられる記録ヘッドのノズル配列を示す正面図である。
【図４】上記プリンタで用いられる記録ヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図５】上記記録ヘッドカートリッジを構成する記録ヘッドとインクタンクとを相互に着脱した状態で示す斜視図である。
【図６】上記本実施形態に係るプリンタの制御構成を示すブロック図である。
【図７】上記プリンタにおける記録ヘッド駆動回路を示す回路図である。
【図８】上記回路における１つのブロックに関する各種データのタイミングチャートである。
【図９】上記回路における１つのカラムのブロックごとの各種データのタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第一の実施形態にかかる駆動信号のパルス波形制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】上記第一の実施形態にかかる同時駆動ビット−駆動パルステーブルを示す模式図である。
【図１２】上記第一の実施形態および本発明の第二実施形態にかかる駆動パルス幅分割テーブルを示す模式図である。
【図１３】上記第一の実施形態および上記第二実施形態にかかるダブルパルスのパルス幅を説明するための波形図である。
【図１４】上記第二の実施形態にかかる駆動信号のパルス波形制御の手順を示すフローチャートである。
【図１５】上記第二実施形態にかかるヒータ抵抗−駆動パルステーブルを示す模式図である。
【符号の説明】
７１        ヒータ(電気熱変換素子)
７２        ８ビットシフトレジスタ
７３        ４ビットシフトレジスタ
７４        ８ビットラッチ
７５        ４ビットラッチ
７６        ドライバ
７７        デコーダ
１６１      画像入力部
１６２      操作部
１６３      ＣＰＵ
１６４      ＲＯＭ
１６５      ＲＡＭ
１６６      画像信号処理部
１６７      プリンタエンジン部
１６８      バスライン
１７０      同時駆動ビットカウンタ
Ｈ１０００  記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１  記録ヘッド
Ｈ１９００  インクタンク
Ｍ４００１  キャリッジ
【図１】
0004780882.tif 000002
【図２】
0004780882.tif 000003
【図３】
0004780882.tif 000004
【図４】
0004780882.tif 000005
【図５】
0004780882.tif 000006
【図６】
0004780882.tif 000007
【図７】
0004780882.tif 000008
【図８】
0004780882.tif 000009
【図９】
0004780882.tif 000010
【図１０】
0004780882.tif 000011
【図１１】
0004780882.tif 000012
【図１２】
0004780882.tif 000013
【図１３】
0004780882.tif 000014
【図１４】
0004780882.tif 000015
【図１５】
0004780882.tif 000016