(57)【要約】【課題】  記録ヘッドにおける各ノズル毎のインク速度を均一化して、画質の安定化を図る。【解決手段】  このインクジェット記録装置には、記録ヘッドが搭載されている。この記録ヘッドには、複数のノズルのそれぞれからインクを吐出させるために、複数のノズルのそれぞれに対応するように設けられた複数のアクチュエータが備えられている。また、アクチュエータを駆動するための駆動信号を、波形を異ならせて複数発生させる駆動信号発生部が設けられている。そして、駆動信号選択部によって、複数のアクチュエータのそれぞれに対する駆動信号が、駆動信号発生部で発生された複数の前記駆動信号の中から、複数のノズルから吐出されるインクの速度が均一となるように選択されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルのそれぞれからインクを吐出させるために、前記複数のノズルのそれぞれに対応するように設けられた複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、
前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を、波形を異ならせて複数発生させる駆動信号発生部と、
前記複数のアクチュエータのそれぞれに対する駆動信号を、前記駆動信号発生部で発生された複数の前記駆動信号の中から、前記複数のノズルから吐出されるインクの速度が均一となるように選択する駆動信号選択部とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、アクチュエータを使用したインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置は印刷時の騒音が比較的小さく、印字の品質が良好であるため、数多く使用されている。このようなインクジェット記録装置には、インクを記録媒体に吐出する複数の記録ヘッドが搭載されているが、記録ヘッド毎のインク速度がばらついていると画質が不安定になるために、各記録ヘッドのインク速度を一定にすることが望まれている。記録ヘッドには、インクを吐出する複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、ノズルからインクを吐出させるために、インク流路内のインクを加減圧するアクチュエータとが備えられており、近年このアクチュエータに印加する駆動信号を、インク速度が一定となるように制御することで、画質を安定化させるインクジェット記録装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、記録ヘッドには、各ノズル毎にインク流路及びアクチュエータが設けられているために、各アクチュエータの個体差がノズル毎の液滴速度をばらつかせているが、これは各記録ヘッド毎のインク速度のばらつきと比較すれば微々たるものであり、従来においてはそれほど重要視されるものではなかった。しかしながら、画質の細密化が進むにつれて、各ノズル毎のインク速度のばらつきまでもが影響し、画質を不安定にしてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明の課題は、記録ヘッドにおける各ノズル毎のインク速度を均一化して、画質の安定化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明におけるインクジェット記録装置は、
複数のノズルのそれぞれからインクを吐出させるために、前記複数のノズルのそれぞれに対応するように設けられた複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、
前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を、波形を異ならせて複数発生させる駆動信号発生部と、
前記複数のアクチュエータのそれぞれに対する駆動信号を、前記駆動信号発生部で発生された複数の前記駆動信号の中から、前記複数のノズルから吐出されるインクの速度が均一となるように選択する駆動信号選択部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、複数のアクチュエータのそれぞれに対する駆動信号が、駆動信号選択部によって、複数のノズルから吐出されるインクの速度が均一となるように選択されているので、アクチュエータに個体差があっても、各ノズル毎のインク速度を均一にすることができる。したがって、細密化された画像であっても、画質の安定化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本実施形態について図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。まず図１及び図２を参照して、インクジェット記録装置の主要構成について説明する。図１はインクジェット記録装置の主要構成を表す斜視図である。
【０００８】
インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送しながら、その表面に向けてインクを吐出することで画像を記録するラインヘッド方式のインクジェット記録装置である。このインクジェット記録装置１には、図１に示すように、基台２と、基台２上で記録媒体Ｐを搬送する搬送装置３が設置されている。
【０００９】
搬送装置３には、例えば環状ベルトから形成され、記録媒体Ｐを下方から支持する支持部材３１と、支持部材３１を張設する一対の搬送ローラ３２とが設けられている。一対の搬送ローラ３２のうち、一方の搬送ローラ３２は、駆動源３３（図３参照）に接続されていて、駆動源３３の動作に伴って回転するようになっている。また、他方の搬送ローラ３２は、回転自在となっている。つまり、搬送装置３は、一方の搬送ローラ３２を回転駆動させることにより、支持部材３１及び他方の搬送ローラ３２を回転させ、支持部材３１上の記録媒体Ｐを搬送するようになっている。
【００１０】
支持部材３１の上方には、図１に示すように、記録媒体Ｐに画像を記録するための３つの記録ユニット４が、記録媒体Ｐの搬送方向Ａに沿って配列されている。なお、記録ユニット４は単体で一色のインクで画像を記録するようになっているために、記録ユニット４の総数は、上記した３つに限らず、使用されるインクの種類数に基づいて決定される。
【００１１】
記録ユニット４には、支持部材３１をまたぐように基台２に固定された固定フレーム４１と、固定フレーム４１に支持されて、支持部材３１上の記録媒体Ｐに向けてインクを吐出する複数のライン式の記録ヘッド４２とが設けられている。複数の記録ヘッド４２は、固定フレーム４１によって、搬送方向Ａに対して直行する方向に沿って千鳥状となるように配列されている。
【００１２】
図２は、記録ヘッド４２の主要構成を表す断面図である。この図２に示すように、記録ヘッド４２の下面には、記録媒体Ｐに向けてインクを吐出する複数のノズル４３が、搬送方向Ａに対して直交する方向に沿って配列されている。複数のノズル４３のそれぞれには、例えばピエゾ素子などの一対のアクチュエータ４４ａ，４４ｂが、各ノズル４３を挟んで対向するように設けられている。一対のアクチュエータ４４ａ，４４ｂによって形成されてノズル４３に連通する空間は、インク流路４５となっている。各アクチュエータ４４ａ，４４ｂの両側面には、アクチュエータ４４ａ，４４ｂを膨縮させる一対の電極４６ａ，４６ｂが備えられている。これら一対の電極４６ａ，４６ｂのうち、インク流路４５の反対側に位置する電極４６ｂは、コモン電極４７を介して、例えば、第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ端子に接続されている。
【００１３】
図３はインクジェット記録装置１の主制御部分を表すブロック図であり、この図３に示すように、インクジェット記録装置１には、各駆動部を制御する制御装置１０が設けられている。制御装置１０は、インターフェイス、記録回路、ＣＰＵ等から構成され、記録回路中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従いインターフェイスに接続された各種機器を制御するようになっている
インターフェイスには、各種指示等が入力される入力部１１と、各種情報等を記憶する記憶部１２と、アクチュエータ４４ａ，４４ｂを駆動するための駆動信号を、波形を異ならせて複数発生させる駆動信号発生部７と、画像データに基づいて、駆動信号発生部７で発生された駆動信号のうち、１つを選択して記録ヘッド４２の各アクチュエータ４４ａ，４４ｂに印加する駆動信号選択部８と、駆動源３３とが電気的に接続されている。
【００１４】
記憶部１２には、入力部１１から入力される画像データや、各アクチュエータ４４ａ，４４ｂの駆動信号を選択するための駆動波形選択データなどが記憶される。
【００１５】
駆動信号発生部７は、図４に示すように、それぞれ波形の異なる駆動信号を発生させる第１駆動波形発生回路７１、第２駆動波形発生回路７２、第３駆動波形発生回路７３、第４駆動波形発生回路７４から構成されている。これら第１〜第４駆動波形発生回路７１，７２，７３，７４により発生される駆動信号の波形は、図５に示すように、第１駆動波形発生回路７１の電圧をＶ１、第２駆動波形発生回路７２の電圧をＶ２、第３駆動波形発生回路７３の電圧をＶ３、第４駆動波形発生回路７４の電圧をＶ４とすれば、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４に設定されている。ここで、駆動信号のうち、ＯＮ信号のパルス長さをｔとすると、ＯＦＦ信号のパルスの長さはｔ×ｋ（ｋは自然数）に設定されていることが好ましい。そして、駆動信号は、ＯＮ信号のパルスが降下すると、ＯＦＦ信号のパルスが立ち上がるように設定されているが、このように設定されていると、アクチュエータ４４ａ，４４ｂの一対の電極４６ａ，４６ｂに駆動信号が供給されれば、図６（ａ）に示すように、電極４６ａ，４６ｂにはＯＮ信号及びＯＦＦ信号の相対的な変化である電圧波形で印加される。ここで、電圧波形のプラス部分ではアクチュエータ４４ａ，４４ｂが収縮していて、マイナス部分ではアクチュエータ４４ａ，４４ｂが膨張しているために、プラス部分からマイナス部分に変動する部分で、アクチュエータ４４ａ，４４ｂが収縮状態から膨張状態に変形し、インク流路４５内のインクをノズル４３から吐出するようになっている。つまり、プラス部分とマイナス部分との差が、アクチュエータ４４ａ，４４ｂの変形量を異ならせるために、駆動信号の波形が異なれば、インク速度も変化することになる。
一方、図６（ｂ）に示すように、ＯＮ信号及びＯＦＦ信号のパルスが同時に立ち上がって、同時に降下するように駆動信号が設定されている場合には、一対の電極４６ａ，４６ｂには、直線状の電圧波形で印加されるが、このように変動がないとアクチュエータ４４ａ，４４ｂは一定の形状で変形しないために、インクの吐出が行われない。また、例えば、上述したように、コモン電極４７に第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ端子が接続されていると、第２駆動波形発生回路７２以外の駆動波形発生回路からの駆動信号が供給された場合には、一対の電極４４ａ，４４ｂに印可される電圧波形が完全な直線状にならずに差分がでてしまうが、この差分はインクを吐出させるほどの大きさではないために、問題にはならない。
【００１６】
駆動信号選択部８には、図４に示すように、駆動信号発生部７で発生された複数の駆動信号のうち１つを印加する複数対のスイッチ８１，８２が、各ノズル４３に対応するアクチュエータ４４ａ，４４ｂ毎に設けられている。各対のスイッチ８１，８２のうち、一方のスイッチ８１の入力端子には、第１駆動波形発生回路７１のＯＮ端子、第２駆動波形発生回路７２のＯＮ端子、第３駆動波形発生回路７３のＯＮ端子、第４駆動波形発生回路７４のＯＮ端子が接続されている。また、他方のスイッチ８２の入力端子には、第１駆動波形発生回路７１のＯＦＦ端子、第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ端子、第３駆動波形発生回路７３のＯＦＦ端子、第４駆動波形発生回路７４のＯＦＦ端子が接続されている。
一方、各対のスイッチ８１，８２の出力端子には、アクチュエータ４４ａ，４４ｂの電極４６ａ，４６ｂが接続されている。そして、スイッチ８１，８２の制御入力端子には、レベルシフタ８３を介してデコーダ８４の各出力端子が接続されている。
【００１７】
図７はデコーダ８４の構成例を表す回路図である。この図７に示すように、デコーダ８４には、画像データが入力される画像データ用入力端子８５と、駆動波形選択データが入力される一対の駆動波形用入力端子８６，８７とが設けられている。一対の駆動波形用入力端子８６，８７には、４つのＡＮＤ回路８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄの入力端子が接続されている。これら各ＡＮＤ回路８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄの出力端子には、それぞれ一対のＡＮＤ回路８９ａ，８９ｂ，９０ａ，９０ｂ，９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂの入力端子が接続されている。また、ＡＮＤ回路８９ａ，８９ｂ，９０ａ，９０ｂ，９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂの入力端子には、画像データ用入力端子８５が接続されている。そして、これらＡＮＤ回路８９ａ，８９ｂ，９０ａ，９０ｂ，９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂの出力端子は、レベルシフタ８３を介して、各スイッチ８１，８２の制御入力端子に接続されている。下記表１には、種々の画像データ及び駆動波形選択データが入力された際における各ＡＮＤ回路８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄ、８９ａ，８９ｂ，９０ａ，９０ｂ，９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂの出力信号が示されている。
【００１８】
【表１】
2005186397.tif 000003
【００１９】
この表１に示されるように、画像データが「Ｈ」、駆動波形選択データが「Ｌ，Ｌ」の場合には、ＡＮＤ回路８９ａ，８９ｂの出力信号が「Ｈ，Ｈ」となる。この際、ＡＮＤ回路８９ａに接続されるスイッチ８１は、第１駆動波形発生回路７１のＯＮ信号を出力する。一方、ＡＮＤ回路８９ｂに接続されるスイッチ８２は、第１駆動波形発生回路７１のＯＦＦ信号を遮断するが、アクチュエータ４４ａ，４４ｂにはコモン電極４７から第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号が入力されているので、結果として、第１駆動波形発生回路７１のＯＮ信号と第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号とを組み合わせてなる図６（ａ）に示すような電圧波形が付与される。
また、画像データが「Ｈ」、駆動波形選択データが「Ｌ，Ｈ」の場合には、ＡＮＤ回路９０ａ，９０ｂの出力信号が「Ｈ，Ｈ」となる。この際、ＡＮＤ回路９０ａに接続されるスイッチ８１は、第２駆動波形発生回路７２のＯＮ信号を出力する。一方、ＡＮＤ回路９０ｂに接続されるスイッチ８２は、第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号を遮断するが、アクチュエータ４４ａ，４４ｂにはコモン電極４７から第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号が入力されているので、結果として、第２駆動波形発生回路７２のＯＮ信号と第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号とを組み合わせてなる図６（ａ）に示すような電圧波形が付与される。
そして、画像データが「Ｈ」、駆動波形選択データが「Ｈ，Ｌ」の場合には、ＡＮＤ回路９１ａ，９１ｂの出力信号が「Ｈ，Ｈ」となる。この際、ＡＮＤ回路９１ａに接続されるスイッチ８１は、第３駆動波形発生回路７３のＯＮ信号を出力する。一方、ＡＮＤ回路９１ｂに接続されるスイッチ８２は、第３駆動波形発生回路７３のＯＦＦ信号を遮断するが、アクチュエータ４４ａ，４４ｂにはコモン電極４７から第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号が入力されているので、結果として、第３駆動波形発生回路７３のＯＮ信号と第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号とを組み合わせてなる図６（ａ）に示すような電圧波形が付与される。
さらに、画像データが「Ｈ」、駆動波形選択データが「Ｈ，Ｈ」の場合には、ＡＮＤ回路９２ａ，９２ｂの出力信号が「Ｈ，Ｈ」となる。この際、ＡＮＤ回路９２ａに接続されるスイッチ８１は、第４駆動波形発生回路７４のＯＮ信号を出力する。一方、ＡＮＤ回路９２ｂに接続されるスイッチ８２は、第４駆動波形発生回路７４のＯＦＦ信号を遮断するが、アクチュエータ４４ａ，４４ｂにはコモン電極４７から第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号が入力されているので、結果として、第４駆動波形発生回路７４のＯＮ信号と第２駆動波形発生回路７２のＯＦＦ信号とを組み合わせてなる図６（ａ）に示すような電圧波形が付与される。
なお、スイッチ８１，８２に「Ｌ，Ｈ」の信号が入力された場合は、いずれのスイッチ８１，８２はＯＮ信号及びＯＦＦ信号を遮断するために、アクチュエータ４４ａ，４４ｂが膨縮せずに、ノズル４３からはインクが吐出されないようになっている。
また、スイッチ８１，８２に「Ｌ，Ｌ」の信号が入力された場合は、ＯＮ信号は遮断されるもののＯＦＦ信号は出力されることになる。しかしながら、このＯＦＦ信号はコモン電極４７のＯＦＦ信号と打ち消しあうことになるために、アクチュエータ４４ａ，４４ｂが膨縮せずに、ノズル４３からはインクが吐出されないようになっている。
【００２０】
次に、インクジェット記録装置１の作用について説明する。
まず、作業者は、インクジェット記録装置１の出荷以前に、記録ヘッド４２の各ノズル４３からインクを吐出させる吐出テストを行って、各ノズル４３のインク速度が、どれだけばらついているかを検出する。作業者は、その検出結果と、駆動信号発生部７により発生される各駆動信号とにより、インク速度が最も均一となるように各ノズル４３毎の駆動波形を選択して、駆動波形選択データを作成し、記憶部１２に記憶させる。
【００２１】
その後、インクジェット記録装置１が出荷されて、画像の記録が可能な状態にセットされると、ユーザは入力部１１から画像データ及び画像記録開始の指示を入力する。制御装置１０は、その指示に基づいて、画像データを一旦記憶部１２に記憶されてから、駆動源３３を制御して、搬送装置３により記録媒体Ｐを搬送させる。
【００２２】
搬送によって記録媒体Ｐが各記録ユニット４の記録ヘッド４２の下方に位置すると、制御装置１０は、画像データ及び駆動波形選択データを基に、駆動信号選択部８を制御して、各ノズル４３毎に設定された駆動信号で、各アクチュエータ４４ａ，４４ｂを膨縮させながら、記録媒体Ｐにインクを吐出して、画像を記録する。
【００２３】
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１によれば、複数のアクチュエータ４４ａ、４６ｂのそれぞれに対する駆動信号が、駆動信号選択部８によって、複数のノズル４３から吐出されるインクの速度が均一となるように選択されているので、アクチュエータ４４ａ，４４ｂに個体差があっても、各ノズル４３毎のインク速度を均一にすることができる。したがって、細密化された画像であっても、画質の安定化が可能となる。
【００２４】
なお、本発明は本実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、第１〜第４駆動波形発生回路７１，７２，７３，７４で発生されるＯＦＦ信号を全て使用した場合について例示したが、１つのＯＦＦ信号を共通化することも可能である。例えば、図８に示すように、駆動信号発生部７Ａは、それぞれ波形の異なる駆動信号を発生させる第１駆動波形発生回路７１Ａ、第２駆動波形発生回路７２Ａ、第３駆動波形発生回路７３Ａ、第４駆動波形発生回路７４Ａから構成されている。これら第１〜第４駆動波形発生回路７１Ａ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａは、図９に示すように、第１駆動波形発生回路７１ＡのみがＯＮ信号及びＯＦＦ信号を発生し、第２〜第４駆動波形発生回路７２Ａ，７３Ａ，７４ＡがＯＮ信号のみを発生するようになっている。そして、第１駆動波形発生回路７１ＡのＯＮ信号の電圧をＶ５、第２駆動波形発生回路７２ＡのＯＮ信号の電圧をＶ６、第３駆動波形発生回路７３Ａの電圧をＶ７、第４駆動波形発生回路７４Ａの電圧をＶ８とすれば、Ｖ５＜Ｖ６＜Ｖ７＜Ｖ８に設定されている。
【００２５】
そして、駆動信号選択部８Ａには、図８に示すように、駆動信号発生部７Ａで発生された複数の駆動信号のうち１つを印加する複数対のスイッチ８１，８２が、各ノズル４３に対応するアクチュエータ４４ａ，４４ｂ毎に設けられている。各対のスイッチ８１，８２のうち、一方のスイッチ８１の入力端子には、第１駆動波形発生回路７１ＡのＯＮ端子、第２駆動波形発生回路７２ＡのＯＮ端子、第３駆動波形発生回路７３ＡのＯＮ端子、第４駆動波形発生回路７４のＯＮ端子Ａが接続されている。また、他方のスイッチ８２の入力端子には、第１駆動波形発生回路７１ＡのＯＦＦ端子が接続されている。一方、各対のスイッチ８１，８２の出力端子には、アクチュエータ４４ａ，４４ｂの電極４６ａ，４６ｂが接続されている。そして、スイッチ８１，８２の制御入力端子には、レベルシフタ８３を介してデコーダ８４の各出力端子が接続されている。また、第１駆動波形発生回路７１ＡのＯＦＦ端子は、コモン電極４７を介して、一対の電極４６ａ，４６ｂのうち、インク流路４５の反対側に位置する電極４６ｂに接続されている。
このようにＯＦＦ信号が共通化されていれば、第１駆動波形発生回路７１Ａ以外の駆動波形発生回路からの駆動信号が供給されたとしても、差分が発生することなく、一対の電極４４ａ，４４ｂに印可される電圧波形を完全な直線状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態のインクジェット記録装置の主要構成を表す斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置に備わる記録ヘッド４２の主要構成を表す断面図である。
【図３】図１のインクジェット記録装置の主制御部分を表すブロック図である。
【図４】図１のインクジェット記録装置に備わる駆動信号選択部を表す回路図である。
【図５】図１のインクジェット記録装置に備わる駆動信号発生部で発生される駆動信号の波形を表す説明図である。
【図６】図５の駆動信号とアクチュエータの膨縮とについて説明する説明図である。
【図７】図４の駆動信号選択部に備わるデコーダを表す回路図である。
【図８】図４の駆動信号選択部の変形例を表す回路図である。
【図９】図８の駆動信号選択部に接続される駆動信号発生部で発生される駆動信号の波形を表す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      インクジェット記録装置
７      駆動信号発生部
８      駆動信号選択部
４２      記録ヘッド
４３      ノズル
４４ａ，４４ｂ    アクチュエータ
【図１】
2005186397.tif 000004
【図２】
2005186397.tif 000005
【図３】
2005186397.tif 000006
【図４】
2005186397.tif 000007
【図５】
2005186397.tif 000008
【図６】
2005186397.tif 000009
【図７】
2005186397.tif 000010
【図８】
2005186397.tif 000011
【図９】
2005186397.tif 000012