(57)【要約】【課題】低消費電力化、低価格化及び小型化を可能とするとともに、高速でかつ印字品質の高いインクジェット記録装置を得ること。【解決手段】各ノズル列を共通に駆動制御する出力パルス１５０における電圧パルス列を１つの補正液滴用駆動パルス１９０と本来の通常吐出用パルス列１９１とがこの順に並ぶ構成とし、インク液滴の吐出量が元々少ない方のノズル列では１つの補正液滴用駆動パルス１９０と通常吐出用パルス列１９１とを取り出した駆動パルス１０３を該ノズル列における各圧力発生素子に印加し、インク液滴の吐出量が元々多い方のノズル列では通常吐出用パルス列１９１のみを取り出した駆動パルス１０１を該ノズル列における各圧力発生素子に印加する。【選択図】図７
2007210223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生素子の作動によってインク液滴の吐出を行うノズルの複数個を配列したノズル列を複数備えるインクジェット記録ヘッドを用いて吐出周期毎に対応するノズル列から複数回のインク液滴の吐出を行って相対的に移動する記録用紙上に一つのドットを形成することで所定の印字記録を行うインクジェット記録装置において、
少なくとも１つの補正液滴用電圧パルスと前記複数回のインク液滴の吐出を行わせる通常吐出用電圧パルス列とをこの順に時系列的に発生する駆動用電圧パルス発生手段と、
前記駆動用電圧パルス発生手段の出力パルスから、前記少なくとも１つの補正液滴用電圧パルスと前記通常吐出用電圧パルス列とを取り出して前記ノズル列における前記各圧力発生素子に印加する動作と、前記通常吐出用電圧パルス列のみを取り出して前記ノズル列における前記各圧力発生素子に印加する動作とを、各吐出周期において対応する前記ノズル列毎に選択して実行する吐出制御手段と
を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記吐出制御手段は、単位面積当たりの吐出回数が１回のマルチドロップで前記一つのドットを形成するように各ノズル列でのインク液滴の吐出を制御す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】
前記圧力発生素子は、ピエゾ素子であり、前記吐出制御手段は、非吐出動作を行うノズル列における前記各ピエゾ素子に対して一定電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記吐出制御手段を前記インクジェット記録ヘッドの一方向への移動時にのみ起動する記録制御手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドの一方向への移動速度の変化量が少なくほぼ定速とみなせる移動範囲において前記吐出制御手段を起動することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録制御手段は、前記変化量が少ない移動範囲においてその速度変動範囲が所定値内に収まるように当該インクジェット記録ヘッドの移動を制御す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のノズル列を備えたインクジェット記録ヘッドからインク滴を吐出させて記録用紙に印字するインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやプロッタなどで用いられるインクジェット記録装置では、印字密度の高密度化や印字速度の高速化のために複数のノズル列を備えたインクジェット記録ヘッドを有するものが知られている。そして、例えば図９、図１０に示すような圧電アクチュエータである圧力発生素子（例えばピエゾ素子）を用いてインク滴の吐出を行うインクジェット記録ヘッドが知られている。なお、図９は、複数のノズル列を備えたインクジェット記録ヘッドの記録用紙と対面する側の外観構成例を示す平面図である。図９では、Ａ列とＢ列の２つのノズル列が示されている。図１０は、図９に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【０００３】
図９に示すように、各ノズル列は、ノズル３６からのインク滴吐出を駆動制御する圧力発生素子３８の複数個で構成される。ノズル３６と圧力発生素子３８との関係は、例えば図１０に示すようになっている。図１０において、ノズル３６が形成される液室３７の複数個を横一列に連接した上部面の全面には、各液室３７に共通の電極となる振動板３９が配置され、振動板３９の上面において各液室３７に対応した領域に、個別電極を有する圧力発生素子３８が配置されている。
【０００４】
この構成によれば、圧力発生素子３８が有する個別電極と共通電極である振動板３９とにパルス電圧を印加すると、圧力発生素子３８が伸縮し、その伸縮が振動板３９に拘束されるので、振動板３９が厚み方向に撓み変形する。振動板３９のこの撓み変形によって液室３７内のインク容積が変化し、それによる圧力によってノズル３６から液滴４０が吐出される。
【０００５】
圧力発生素子３８であるピエゾ素子は、電気的にはキャパシタンスであり、変位量に対応する或る電位まで充電すると、基本的にはその電位を保持するので、パルス電圧の印加が無くなった後もその電位による変位量を保持することになる。この保持機能もインク滴の吐出制御においては利用している。以下、従来行われているインク滴の吐出制御について説明する。
【０００６】
図１１は、従来のインクジェット記録ヘッド制御装置の構成例（その１）を示す回路図である。図１２は、図１１に示すインクジェット記録ヘッド制御装置が生成するヘッド駆動パルスを説明するタイムチャートである。図１３は、図１１に示すインクジェット記録ヘッド制御装置によるインク吐出制御で実現されるマルチドロップ＋空中合体による１インク液滴（記録紙上の１ドット）を生成する動作を説明する図である。
【０００７】
図１１において、ピエゾ素子２１１，２１３，２１５は図９に示すＡ列での各圧力発生素子３８であり、ピエゾ素子２１２，２１４，２１６は図９に示すＢ列での各圧力発生素子３８である。ピエゾ素子２１１〜２１６は、並列に、１対１の関係で対応するゲート２２１〜２２６を介して駆動パルス源２６０の出力ラインに接続され、駆動パルス源２６０が電圧波形制御装置２７０の制御下に発生する出力パルス２５０（図１２参照）によって駆動される。
【０００８】
電圧波形記憶装置２８０は、ピエゾ素子２１１〜２１６を駆動する出力パルス２５０の電圧波形を記憶している。電圧波形制御装置２７０は、電圧波形記憶装置２８０が記憶する電圧波形に基づき駆動パルス源２６０を制御してその電圧波形を有する出力パルス２５０を発生させる。
【０００９】
ゲート２２１〜２２６は、１対１の関係で対応する論理和回路２５１〜２５６の出力論理値に応じてＯＮ（閉路）／ＯＦＦ（開路）制御される。論理和回路２５１〜２５６の一方の入力は共通にイネーブル２４０（図１２参照）であり、他方の入力は１対１の関係で対応する論理積回路２６１〜２６６の出力である。論理積回路２６１〜２６６の一方の入力は共通にイネーブル２４１（図１２参照）であり、他方の入力は１対１の関係で対応する記録データ２３１〜２３６である。
【００１０】
つまり、ゲート２２１〜２２６は、それぞれ、１対１の関係で対応する記録データ２３１〜２３６とイネーブル２４１との論理積を取った論理値とイネーブル２４０との論理和によって制御される。
【００１１】
このとき、Ａ列ノズルにおいては、ゲート２２１，２２３，２２５が１対１の関係で対応する記録データ２３１，２３３，２３５とイネーブル２４１との論理積を取った論理値とイネーブル２４０との論理和によって制御される。Ａ列用のゲート２２１，２２３，２２５がＯＮ動作すると、駆動パルス２０１（図１２参照）がＡ列のピエゾ素子２１１，２１３，２１５に印加され、「吐出」動作を行う。
【００１２】
また、Ｂ列ノズルにおいては、ゲート２２２，２２４，２２６が１対１の関係で対応する記録データ２３２，２３４，２３６とイネーブル２４１との論理積を取った論理値とイネーブル２４０との論理和によって制御される。Ｂ列用のゲート２２２，２２４，２２６がＯＮ動作すると、駆動パルス２０１（図１２参照）がＢ列のピエゾ素子２１２，２１４，２１６に印加され、「吐出」動作を行う。
【００１３】
そして、Ａ列のピエゾ素子２１１，２１３，２１５と、Ｂ列のピエゾ素子２１２，２１４，２１６とのうち、「非吐出」動作を行っているノズル列のピエゾ素子には、駆動パルス２０２（図１２参照）が印加される。
【００１４】
図１２では、出力パルス２５０と、イネーブル２４０，２４１と、駆動パルス２０１，２０２との関係が示されている。図１２に示すように、１吐出周期における出力パルス２５０は、図１３に示す例では、液滴３個のマルチドロップの空中合体となっているので、３つの台形状電圧パルスが連続するパルス列（通常吐出用パルス列２５０ａ）となっている。
【００１５】
出力パルス２５０に対して、期間２０２ｂでは、ピエゾ素子には出力パルス２５０から電圧が印加されている。また、期間２０２ａ、期間２０２ｃは、ピエゾ素子のキャパシタンスによって電圧が保持されている。
【００１６】
イネーブル２４０は、出力パルス２５０が発生する時間領域の前（１吐出周期の開始端付近）で発生する短パルス幅の制御信号である。このイネーブル２４０に対して、一定レベルの駆動パルス２０２が発生する。この一定レベルの駆動パルス２０２は、「非吐出」動作をしているピエゾ素子に印加される。これは、パルス電圧が印加されない状況が長く続くと、放電して保持電圧が低下するので、それを防止するためである。すなわち、ピエゾ素子に或る電位を与えて所定の方向に変位させた状態を初期変位位置とし、その時点から駆動パルスを印加することで、常に最適な変位量を確保してインク吐出量を最適に制御できるようにしているので、その状態を維持するためである。
【００１７】
一方、イネーブル２４１は、１吐出周期の中央付近で発生する長パルス幅の制御信号であるが、そのパルス幅は、通常吐出用パルス列２５０ａの発生領域をカバーする範囲となっている。イネーブル２４１に対しては、図１１に示すように、吐出周期に応じて対応するゲートがこのイネーブル２４１のパルス幅の期間内ＯＮ動作するので、出力パルス２５０（通常吐出用パルス列２５０ａ）と同波形の駆動パルス２０１が抜き出され、対応するノズル列のピエゾ素子に印加され、吐出動作が行われる。駆動パルス２０１において、期間２０１ｂでは、ピエゾ素子には駆動パルス２０１から電圧が印加されている。また、期間２０１ａ、期間２０１ｃは、ピエゾ素子のキャパシタンスによって電圧が保持されている。
【００１８】
図１１では、Ａ列のゲート２２１，２２３、Ｂ列のゲート２２６がそれぞれＯＮ動作して閉路し、ピエゾ素子２１１，２１３，２１６がそれぞれ「吐出」動作を行い、その期間では、Ａ列のゲート２２５、Ｂ列のゲート２２４がそれぞれＯＦＦ動作して開路し、ピエゾ素子２１５，２１４がそれぞれ「非吐出」動作を行っている場合が示されている。
【００１９】
この場合、吐出周期においてイネーブル２４１が発生すると、Ａ列のゲート２２１，２２３とＢ列のゲート２２２，２２６とは、１対１の関係で対応する記録データ２３１，２３３，２３２，２３６が「記録データ有り」であることによって閉路動作を行う。これによって、出力パルス２５０と同じ電圧波形の駆動パルス２０１がＡ列のピエゾ素子２１１，２１３、Ｂ列のピエゾ素子２１２，２１６にそれぞれ印加される。Ａ列のピエゾ素子２１１，２１３、Ｂ列のピエゾ素子２１２，２１６が、それぞれ「吐出」動作を行い、３個の少量インク液滴が連続して吐出される。
【００２０】
この吐出周期においては、Ａ列のゲート２２５、Ｂ列のゲート２２４は、それぞれＯＦＦ動作して開路し、ピエゾ素子２１５，２１４がそれぞれ「非吐出」動作を行う。ピエゾ素子２１５，２１４には、保持電位の低下を防止するため、それぞれイネーブル２４０が出力され、一定レベルの駆動パルス１０２が印加される。以上が図１１に示す動作状態である。
【００２１】
ここで、１つのノズルから少量のインク液滴を単独で吐出させる場合には、吐出速度が遅く、インク液滴吐出に伴う微少なインクの飛び散りであるサテライトも多いので、高い印字品質を得ることは難しい。これに対して、上記のように複数のノズルから少量のインク液滴の複数個を連続して吐出させる場合は、図１３に示すように、空中で合体して一個の液滴となって用紙に着弾する過程で、後の液滴ほど液適量が多くなり、吐出速度も速くなる傾向にあるので、サテライトが少なく、高い印字品質が得られる。
【００２２】
さらに、図９に示すような複数のノズル列を備えたインクジェット記録ヘッドでは、各ノズル列から吐出されるインク液滴の量はノズル列毎にバラツク傾向がある。そのため、図１１に示す従来のインクジェット記録ヘッド制御装置のように、各列のピエゾ素子を同じ電圧波形で同一に駆動する方法を採用すると、ノズル列によってインク液滴吐出量に相違が発生する。
【００２３】
図１４は、ハーフトーン処理（５０％灰色）の濃度比較図であるが、ノズル列間のインク液滴の量にバラツキの大きいインクジェット記録ヘッドのノズル列が、図９に示すようにＡ列とＢ列の２列である場合に、ノズル列によってインク液滴吐出量に相違が発生すると、図１４に示すように、印字濃度にも相違が発生し印字品質が低下する。図１４では、Ａ列とＢ列の吐出量が、Ａ＞Ｂであるので、Ａ列のみで印刷した灰色は標準であるが、Ｂ列のみで印刷した灰色は標準よりもやや薄いものとなることが示されている。
【００２４】
したがって、従来では、ノズル列間のインク液滴の量にバラツキの大きいインクジェット記録ヘッドは、不良品として廃棄されるので、インク液滴吐出量がノズル列間でバラツク問題は、低価格で、かつ印字品質の高いインクジェット記録装置の提供に障害となっている。
【００２５】
この問題を解決するため、例えば（特許文献１）では、駆動パルス源をノズル列毎に設けてインク液滴吐出量（インク重量）をノズル列毎に補正可能とし、ノズル列間のバラツキの影響を低減する方法が提案されている。
【００２６】
また、例えば（特許文献２）では、ノズル列間のバラツキの影響を低減する他の方法として、吐出されたインク液滴が予定の飛行軌跡に沿って正常に印刷用紙に着弾するのに必要なインク量以上であるように設定し、単位面積当たりのインク滴の吐出回数を列毎に調整して画像濃度を補正する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２９１３１０号公報
【特許文献２】特許第３６０３８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、（特許文献１）に開示されているように駆動パルス源をノズル列毎に設けると、印字品質は改善できるが、駆動パルス源は部品点数が多く消費電力が大きいので、駆動パルス源をノズル列毎に設ける方法では、低消費電力化、低価格化及び小型化を損なうことになる。
【００２８】
また、（特許文献２）に開示されているような単位面積当たりのインク滴の吐出回数を列毎に調整して画像濃度を補正する方法では、単位面積当たりのインク滴の吐出回数が多いので、印刷速度が低下する。
【００２９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、駆動パルス源の数を増やすことなく、また印字速度を低下させずに、ノズル列間のインク液滴吐出量のバラツキの影響を低減できるようにして、低消費電力化、低価格化及び小型化を可能とするとともに、高速でかつ印字品質の高いインクジェット記録装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記した目的を達成するため、この発明は、圧力発生素子の作動によってインク液滴の吐出を行うノズルの複数個を配列したノズル列を複数備えるインクジェット記録ヘッドを用いて吐出周期毎に対応するノズル列から複数回のインク液滴の吐出を行って相対的に移動する記録用紙上に一つのドットを形成することで所定の印字記録を行うインクジェット記録装置において、少なくとも１つの補正液滴用電圧パルスと前記複数回のインク液滴の吐出を行わせる通常吐出用電圧パルス列とをこの順に時系列的に発生する駆動用電圧パルス発生手段と、前記駆動用電圧パルス発生手段の出力パルスから、前記少なくとも１つの補正液滴用電圧パルスと前記通常吐出用電圧パルス列とを取り出して前記ノズル列における前記各圧力発生素子に印加する動作と、前記通常吐出用電圧パルス列のみを取り出して前記ノズル列における前記各圧力発生素子に印加する動作とを、各吐出周期において対応する前記ノズル列毎に選択して実行する吐出制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、ノズル列間のインク液滴量のバラツキが既知である点に着目し、各ノズル列を共通に駆動制御する電圧パルス列を、ノズル列が例えば２つである場合、１つの補正液滴用電圧パルスと本来の通常吐出用電圧パルス列とがこの順に並ぶ構成とし、インク液滴の吐出量が元々少ない方のノズル列では１つの補正液滴用電圧パルスと通常吐出用電圧パルス列とを取り出してそのノズル列における各圧力発生素子に印加し、インク液滴の吐出量が元々多い方のノズル列では通常吐出用電圧パルス列のみを取り出してそのノズル列における各圧力発生素子に印加することができる。
【００３２】
したがって、消費電力が大きく部品点数も多い駆動パルス源の数を増やすことなく、また、吐出回数を増やすことなく、好ましくは１回の吐出によって、印字速度を低下させずに、ノズル列毎にばらつくインク液滴の吐出量を補正して印字濃度を均一化することができ、ノズル列間のインク液滴吐出量のバラツキの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、低消費電力化、低価格化及び小型化を可能とするとともに、高速でかつ印字品質の高いインクジェット記録装置が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に図面を参照して、この発明にかかるインクジェットヘッド記録装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態によるインクジェットヘッド記録装置の機械的な構成を示す斜視図である。図１において、図中左右方向が主走査方向である。インクジェット記録ヘッド（以降「記録ヘッド」という）１を搭載したキャリッジ２は、この主走査方向に配置されたガイド軸８及びガイドレール９に摺動可能に支持され、また主走査方向に配置されたキャリッジベルト７に固定されている。このキャリッジベルト７は、主走査方向の一端側に配置されるキャリッジモーター５の回転軸に固定されるプーリー６とその主走査方向の他端側に配置されるプーリー１７とに巻回されている。
【００３６】
つまり、キャリッジ２は、キャリッジモーター５の正転・逆転に伴い主走査方向に往復移動するキャリッジベルト７に付勢されてガイド軸８及びガイドレール９上を主走査方向に往復移動する。これによって、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド１が記録紙１６上を主走査方向に走査する。
【００３７】
そして、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド１の移動位置を検出するリニアエンコーダーのうち、リニアスケール３がガイド軸８と並行して配置され、エンコーダーセンサー４が記録ヘッド１に取り付けられている。
【００３８】
また、図中奥側が記録紙１６の挿入側、図中手前側が記録紙１６の排出側であり、挿入側から排出側に向かう方向が副走査方向である。この副走査では、挿入された記録紙１６は、搬送モーター１０で駆動される搬送ローラー１１に拍車１２で圧接されることで、キャリッジ２の配置位置の下を排出側に移動し、排出モーター１５で駆動される排出ローラー１３に拍車１４で圧接されることで、外部に排出される。
【００３９】
次に、図２は、図１に示すインクジェットヘッド記録装置の電気的な構成を示すブロック図である。図２において、中央処理装置（以降「ＣＰＵ」という）２９は、処理する制御プログラムを格納するプログラム（ＲＯＭ）４５と処理過程での処理結果や記録データ等を格納するワーキングメモリ（ＲＡＭ）４６とを用いて各部を制御し、当該インクジェット記録装置全体の動作を制御する。
【００４０】
すなわち、ＣＰＵ２９は、インクジェット記録装置制御回路４７を通して、キャリッジモータードライバー４８と搬送モータードライバー４９と排出モータードライバー５０とを関連付けて制御し、キャリッジモーター５による主走査と、搬送モーター１０及び排出モーター１５による副走査とを実現する。
【００４１】
ＣＰＵ２９は、主走査によるキャリッジ２の移動に従ってエンコーダーセンサー４がリニアスケール３に基づき発生するエンコーダー出力１８を受けて吐出周期用タイマー３０にインク液滴の吐出周期を規定する吐出トリガー信号３２を発生させる。吐出周期用タイマー３０は、発生した吐出トリガー信号３２をインクジェット記録ヘッド制御装置（以降、単に「ヘッド制御装置」という）３４に与える。リニアエンコーダーは、図３に示すようにエンコーダー出力１８を発生する。また、ＣＰＵ２９は、キャリッジ２の走査速度を図４に示すように制御する。
【００４２】
印字対象となる画像データ及び当該記録装置の動作を制御するコマンドは、パーソナルコンピュータなどのホストコンピュータ２７からユニーバーサルシリアルバス，パラレルインターフェイスあるいはシリアルインターフェイスなどの公知のインターフェイスを備える画像データ受信回路２８を介してＣＰＵ２９に転送される。
【００４３】
ＣＰＵ２９は、受信した画像データ及び制御コマンドを一旦ワーキングメモリ（ＲＡＭ）４６に格納する。ＣＰＵ２９は、ワーキングメモリ（ＲＡＭ）４６に格納した画像データ及び制御コマンドに基づいて記録データ処理回路３１を制御し記録データ３３を生成させる。記録データ処理回路３１は、生成した記録データ３３をヘッド制御装置３４に与える。ヘッド制御装置３４は、例えば図６に示すように構成される。
【００４４】
このように、ＣＰＵ２９は、吐出トリッガー信号３２をヘッド制御装置３４に与え、記録データ３３をヘッド制御装置３４に与え、またヘッド制御装置３４を直接制御して、ヘッド制御装置３４から吐出周期毎に駆動パルス３５を発生させる。これによって、記録ヘッド１からインク液滴が図５に示すように記録紙１６に吐出され、記録紙１６表面に記録データ３３がインク液滴による画像として記録される。以下、主な構成要素について具体的に説明する。
【００４５】
まず、図３は、図１に示すインクジェットヘッド記録装置が備えるリニアエンコーダーの構成と動作を説明する図である。リニアエンコーダーは、図１に示したリニアスケール３とエンコーダーセンサー４とで構成されるが、図３では、光透過型リニアエンコーダーが示されている。すなわち、光透過型リニアエンコーダーにおけるリニアスケール３は、光を透過する部分３ａと遮断する部分３ｂとの合計長をエンコーダーピッチ３ｃとし、これを周期的に繰り返すように構成されている。したがって、このリニアスケール３に沿って移動するエンコーダーセンサー４では、光を透過する部分３ａでは「高レベル」となり、光を遮断する部分３ｂでは「低レベル」となるエンコーダー出力１８を発生する。
【００４６】
但し、リニアスケール３の加工精度等の問題から、エンコーダー出力１８の「高レベル」「低レベル」の各期間は、等値ではない。また、各パルスの立ち上がり同士や立ち下がり同士の精度は高いが、立ち下がりと立ち上がりとの間での精度は低い。
【００４７】
そこで、ＣＰＵ２９は、エンコーダー出力１８の立ち上がりに基づいて各エンコーダーピッチ３ｃを検出し、それをインク液滴の吐出周期として吐出周期用タイマー３０に設定するようにしている。また、ＣＰＵ２９は、検出した各エンコーダーピッチ３ｃにおいて、つまり各吐出周期において、ヘッド制御装置３４に駆動パルス３５を発生させる制御信号であるイネーブル１４０，１４１，１４２（図６、図７参照）を生成し、直接ヘッド制御装置３４に与える。
【００４８】
次に、図４は、図１に示すキャリッジの走査速度とインク吐出範囲との関係を説明する図である。図４において、横軸は主走査方向での移動位置、縦軸は速度変化量である。図４に示すように、キャリッジ２が主走査方向の一端から他端に向かって走査する場合、主走査方向の一端側での或る短区間（イ）では加速走査が行われ、そこから他端側に向かう長区間（ロ）では変化量が少なくほぼ定速とみなせる走査となり、そこから他端側での停止位置まで或る短区間（ハ）で減速走査が行われる。主走査方向の他端から一端に向かう復路も同様の速度制御が行われる。
【００４９】
ＣＰＵ２９は、キャリッジ２の走査速度が変化している主走査方向の両端側における短区間（イ）（ハ）で記録を行うと、キャリッジ２の走査速度とインク滴吐出速度との相対関係による補正が必要であるので、制御の容易化を図るため長区間（ニ）をインク吐出領域１９として管理し、長区間（ニ）でのキャリッジ２の走査速度を図５にて説明するようにインク滴吐出動作（インク滴の吐出速度及び飛翔距離）によって定まる適値となるように制御し、かつ、長区間（ニ）での速度変動範囲２０を約５％以内に収めるように制御している。
【００５０】
次に、図５は、図１に示す記録ヘッドから吐出されるインクの着弾状況を説明する図である。図５では、上段に、キャリッジ２が主走査方向の一端から他端に向かう往路走査でインク滴を吐出する場合のインク着弾位置が示され、下段に、キャリッジ２が主走査方向の他端から一端に向かう復路走査でインク滴を吐出する場合のインク着弾位置が示されている。
【００５１】
図５に示すように、記録ヘッド１のノズル面２２に配列されたインク吐出位置２１におけるノズル孔２３から吐出されたインク液滴２４が記録紙表面２６のインク着弾位置２５に着弾することによって記録データが記録紙１６にインク液滴による画像として記録される。図５では、復路走査も示してあるが、ＣＰＵ２９は、この往路でのみインク液滴の吐出制御を実行して記録を行い、帰路では記録しないように制御している。
【００５２】
このとき、記録ヘッド１の主走査方向への移動によってインク吐出位置２１におけるノズル孔２３と記録紙表面２６のインク着弾位置２５とは、主走査方向である記録ヘッド１の移動方向にずれた位置関係となるが、このずれ量は、この実施の形態では、一定量である。
【００５３】
すなわち、この実施の形態では、図４にて説明したように、キャリッジ２が定速走査する区間（ロ）がインク吐出領域１９であり、そこでの定速走査速度は、図５に示すように約１．５ｍ／ｓである。したがって、ノズル孔２３と記録紙表面２６のインク着弾位置２５とのずれ量は、ノズル面２２と記録紙表面２６との間隔１ｍｍを飛翔速度１０ｍ／ｓのインク液滴２４が飛翔する間に、インク液滴２４がキャリッジ走査方向にキャリッジ２の走査速度１．５ｍ／ｓで移動する距離に相当する０.１５ｍｍ程度の一定量である。
【００５４】
そして、図４にて説明したように、キャリッジ２の走査速度が変化している加減速期間では、記録しないので、キャリッジ２の走査速度とインク吐出速度との相対関係による補正は不要である。
【００５５】
また、キャリッジ走査の往路と復路の双方向で記録する双方向印字の場合には、往路と復路とにおいて記録ヘッド１の移動方向が異なるので、インク吐出位置に対するインク着弾位置のずれる方向が走査方向に対して逆となり補正が必要となるが、この実施の形態では、往路だけの片方向印字であるので、補正は行っていない。
【００５６】
但し、キャリッジ２の走査速度が定速である期間における往路と復路の相対的なずれ量（ホ）は、往路の一定ずれ量０．１５ｍｍの２倍であるので、一定の０．３ｍｍとなる。つまり、インク吐出位置を一定のずれ量０．３ｍｍだけシフトすれば、容易に対応できるので、双方向印字を行っても補正が面倒になることはない。
【００５７】
さて、図６は、図２に示すヘッド制御装置の構成例を示す回路図である。図７は、図６に示すヘッド制御装置が生成するヘッド駆動パルスを説明するタイムチャートである。図８は、本実施の形態による補正液滴を付加するインク吐出制御で実現されるマルチドロップ＋空中合体による１インク液滴（記録紙上の１ドット）を生成する動作を説明する図である。なお、図６〜図８では、記録ヘッド１が有するノズル列は、図９に示すようにＡ列とＢ列の２列である場合について示されている。
【００５８】
図６において、ピエゾ素子１１１，１１３，１１５は図９に示すＡ列での各圧力発生素子３８であり、ピエゾ素子１１２，１１４，１１６は図９に示すＢ列での各圧力発生素子３８である。ピエゾ素子１１１〜１１６は、並列に、１対１の関係で対応するゲート１２１〜１２６を介して駆動パルス源１６０の出力ラインに接続され、駆動パルス源１６０が電圧波形制御装置１７０の制御下に発生する出力パルス１５０（図７参照）によって駆動される。
【００５９】
電圧波形記憶装置１８０は、ピエゾ素子１１１〜１１６を駆動する出力パルス１５０の電圧波形を記憶している。電圧波形制御装置１７０は、吐出トリガー信号３２を受ける度に、つまり吐出周期毎に、電圧波形記憶装置１８０が記憶する電圧波形に基づき駆動パルス源１６０を制御してその電圧波形を有する出力パルス１５０を発生させる。
【００６０】
ゲート１２１〜１２６は、１対１の関係で対応する論理和回路１５１〜１５６の出力論理値に応じてＯＮ（閉路）／ＯＦＦ（開路）制御される。論理和回路１５１〜１５６の一方の入力は共通にイネーブル１４０（図７参照）であり、他方の入力は１対１の関係で対応する論理積回路１６１〜１６６の出力である。
【００６１】
論理積回路１６１〜１６６のうち、Ａ列用の論理積回路１６１，１６３，１６５は、一方の入力は共通にイネーブル１４１（図７参照）であり、他方の入力は１対１の関係で対応する記録データ１３１，１３３，１３５である。また、Ｂ列用の論理積回路１６２，１６４，１６６は、一方の入力は共通にイネーブル１４２（図７参照）であり、他方の入力は１対１の関係で対応する記録データ１３２，１３４，１３６である。
【００６２】
つまり、ゲート１２１〜１２６のうち、Ａ列用のゲート１２１，１２３，１２５は、それぞれ、１対１の関係で対応する記録データ１３１，１３３，１３５とイネーブル１４１との論理積を取った論理値とイネーブル１４０との論理和によって制御される。Ａ列用のゲート１２１，１２３，１２５がＯＮ動作すると、図示例では駆動パルス１０１（図７参照）がＡ列のピエゾ素子１１１，１１３，１１５に印加され、「吐出」動作を行う。
【００６３】
また、Ｂ列用のゲート１２２，１２４，１２６は、それぞれ、１対１の関係で対応する記録データ１３２，１３４，１３６とイネーブル１４２との論理積を取った論理値とイネーブル１４０との論理和によって制御される。Ｂ列用のゲート１２２，１２４，１２６がＯＮ動作すると、図示例では駆動パルス１０３（図７参照）がＢ列のピエゾ素子１１２，１１４，１１６に印加され、「吐出」動作を行う。
【００６４】
そして、Ａ列のピエゾ素子１１１，１１３，１１５と、Ｂ列のピエゾ素子１１２，１１４，１１６とのうち、「非吐出」動作を行っているノズル列のピエゾ素子には、一定レベルの駆動パルス１０２（図７参照）が印加される。
【００６５】
図７では、出力パルス１５０と、イネーブル１４０，１４１，１４２と、駆動パルス１０１，１０２，１０３との関係が示されている。図７に示すように、１吐出周期における出力パルス１５０は、ノズル列がＡ列とＢ列の２列であるので、１個の補正液滴用駆動パルス１９０と、これに或る時間間隔を置いて後続する通常吐出用パルス列１９１とで構成されている。
【００６６】
通常吐出用パルス列１９１は、図８に示す例では、液滴３個のマルチドロップの空中合体となっているので、３つの台形状電圧パルスが連続する構成となっている。この通常吐出用パルス列１９１の前に或る時間間隔を置いて付加される補正液滴用駆動パルス１９０は、Ａ列とＢ列間の濃度差に相当する少量のインク液滴を吐出させるためのものである。
【００６７】
つまり、補正液滴用駆動パルス１９０は、これのみを用いて単独のインク液滴を吐出させると、吐出速度が遅く、サテライトも多く、高印字品質のためには望ましくないような少量のインク液滴を吐出させるが、この少量のインク液滴はＡ列とＢ列間の濃度差に相当する量であるので、それを補正液滴として用いるようにしている。したがって、ノズル列が３以上になり、ノズル列間の濃度差が種々に異なるようになれば、それに対応して補正液滴用駆動パルス１９０の数も増えていくことになる。
【００６８】
イネーブル１４０は、ＣＰＵ２９が１吐出周期の開始端付近で発生する短パルス幅の制御信号である。このイネーブル１４０に対しては、一定レベルの駆動パルス１０２が発生する。この一定レベルの駆動パルス１０２は、「非吐出」動作をしているピエゾ素子に印加される。
【００６９】
また、イネーブル１４１は、ＣＰＵ２９がＡ列の吐出周期の中央付近で発生する長パルス幅の制御信号であり、出力パルス１５０のうち、通常吐出用パルス列１９１の発生領域をカバーする範囲をパルス幅としている。イネーブル１４１に対しては、図６に示すように、Ａ列用のゲート１２１，１２３，１２５がこのイネーブル１４１のパルス幅の期間内ＯＮ動作するので、出力パルス１５０のうち、通常吐出用パルス列１９１が抜き出されて、つまり吐出用パルス列１９１と同波形の駆動パルス１０１が発生する。この吐出用パルス列１９１と同波形の駆動パルス１０１は、元々の吐出量が少なくない方のノズル列におけるピエゾ素子（今の例ではＡ列のピエゾ素子）に印加される。
【００７０】
そして、イネーブル１４２は、ＣＰＵ２９がＢ列の吐出周期の中央付近で発生する長パルス幅の制御信号であるが、そのパルス幅は前端側がイネーブル１４１よりも長くなり、出力パルス１５０における補正液滴用駆動パルス１９０の発生領域もカバーするように発生する。このイネーブル１４２に対しては、図６に示すように、Ｂ列用のゲート１２２，１２４，１２６がこのイネーブル１４２のパルス幅の期間内ＯＮ動作するので、出力パルス１５０における補正液滴用駆動パルス１９０と通常吐出用パルス列１９１とが全て抜き出されて、つまり出力パルス１５０と同波形の駆動パルス１０３が発生する。この出力パルス１５０と同波形の駆動パルス１０１は、元々の吐出量が少ない方のノズル列におけるピエゾ素子（今の例ではＢ列のピエゾ素子）に印加される。
【００７１】
図６では、Ａ列のゲート１２１，１２３、Ｂ列のゲート１２６がそれぞれＯＮ動作して閉路し、ピエゾ素子１１１，１１３，１１６がそれぞれ「吐出」動作を行い、Ａ列のゲート１２１、Ｂ列のゲート１２４がそれぞれＯＦＦ動作して開路し、ピエゾ素子１１５，１１４がそれぞれ「非吐出」動作を行っている場合が示されている。
【００７２】
ここでは、Ａ列のピエゾ素子１１１，１１３，１１５とＢ列のピエゾ素子１１２，１４，１６とに同じ振幅の駆動パルスを印加した場合に、Ａ列のノズルから吐出されるインク液滴の量よりも、Ｂ列のノズルから吐出されるインク液滴の量が少ないとする。この事実は予め解っているので、ＣＰＵ２９は、Ａ列のノズルに吐出動作を行わせる場合にはイネーブル１４１を出力し、Ｂ列のノズルに吐出動作を行わせる場合にはイネーブル１４２を出力することができる。
【００７３】
その結果、或る１吐出周期にてイネーブル１４１が発生すると、Ａ列のゲート１２１，１２３は、１対１の関係で対応する記録データ１３１，１３３が「記録データ有り」であることによって閉路動作を行う。これによって、通常吐出用パルス列１９１と同じ電圧波形の駆動パルス１０１がＡ列のピエゾ素子１１１，１１３にそれぞれ印加される。Ａ列のピエゾ素子１１１，１１３が、それぞれ「吐出」動作を行い、Ａ列のノズルから３個の少量のインク液滴が連続して吐出される。この場合の「マルチドロップ＋空中合体」の様子は、図１３に示すようになる。
【００７４】
このイネーブル１４１の発生タイミングでは、Ａ列のゲート１２５は、ＯＦＦ動作して開路し、ピエゾ素子１１５が「非吐出」動作を行う。ピエゾ素子１１５には、保持電位の低下を防止するため、ＣＰＵ２９はイネーブル１４０を出力して一定レベルの駆動パルス１０２が印加される。
【００７５】
また、この１吐出周期にてイネーブル１４２が発生すると、Ｂ列のゲート１２２，１２６は、１対１の関係で対応する記録データ１３２，１３６が「記録データ有り」であることによって閉路動作を行う。これによって、補正液滴用駆動パルス１９０と通常吐出用パルス列１９１の全てを含む出力パルス１５０と同じ電圧波形の駆動パルス１０３がＢ列のピエゾ素子１１２，１１６にそれぞれ印加される。Ｂ列のピエゾ素子１１２，１１６が、それぞれ「吐出」動作を行い、Ｂ列のノズルから少量の補正用液滴と３個の通常インク液滴との都合４個の少量インク液滴が連続して吐出される（図８参照）。
【００７６】
このイネーブル１４２の発生タイミングでは、Ｂ列のゲート１２４は、ＯＦＦ動作して開路し、ピエゾ素子１１４が「非吐出」動作を行う。ピエゾ素子１１４には、保持電位の低下を防止するため、ＣＰＵ２９はイネーブル１４０を出力して一定レベルの駆動パルス１０２を印加する。以上が図６に示す動作状態であり、以上の動作が吐出周期毎に繰り返される。
【００７７】
その結果、Ｂ列の吐出周期では、図８に示すように、Ｂ列のピエゾ素子１１２，１１６による補正液滴と３個の通常液滴とが空中で合体して用紙に着弾するので、用紙に着弾する各一個のインク液滴量は、補正液滴を吐出しないＡ列の吐出周期でのＡ列のピエゾ素子１１１，１１３による各一個のインク液滴量とほぼ同程度まで増加することが可能になり、ノズル間の濃度差を均一化することができる。この場合に、補正液滴は、図８に示すように、後続する通常液滴と空中合体するので吐出速度やサテライトの問題は発生しない。
【００７８】
このように、この実施の形態によれば、ノズル列間のインク液滴量のバラツキが既知である点に着目し、各ノズル列を共通に駆動制御する電圧パルス列を、ノズル列が例えば２つである場合に、１つの補正液滴用電圧パルスと本来の通常吐出用電圧パルス列とがこの順に並ぶ構成とし、インク液滴の吐出量が元々少ない方のノズル列では１つの補正液滴用電圧パルスと通常吐出用電圧パルス列とを取り出してそのノズル列における各圧力発生素子に印加し、インク液滴の吐出量が元々多い方のノズル列では通常吐出用電圧パルス列のみを取り出してそのノズル列における各圧力発生素子に印加することができる。
【００７９】
つまり、ノズル列間に存在する吐出量のバラツキによって微少に異なるノズル列毎のインク液滴吐出量を、各ノズル列を共通に駆動制御する電圧パルス列の通常吐出用電圧パルス列に前置した補正液滴用電圧パルスも含めて制御するか否かをノズル毎に選択してノズル毎のインク液滴吐出回数を制御できるようにしたので、消費電力が大きく部品点数も多い駆動パルス源の数を増やすことなく、また、吐出回数を増やすことなく好ましくは１回の吐出によって、印字速度を低下させずに、ノズル列毎にばらつくインク液滴の吐出量を補正して印字濃度を均一化することが可能となり、ノズル列間のインク液滴吐出量のバラツキの影響を低減することができる。
【００８０】
これによって、低消費電力化、低価格化及び小型化を可能とするとともに、高速でかつ印字品質の高いインクジェット記録装置を得ることができる。
【００８１】
また、この発明によるインクジェット記録ヘッドの駆動制御方法によれば、吐出回数１回での濃度補正が可能な１以上のインクジェット記録ヘッドで構成されるヘッドユニットとする場合、記録用紙の相対的な移動方向である副走査方向の印字記録領域幅と同じかそれ以上の印字記録幅を有するラインヘッドによる１パス印字が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、この発明にかかるインクジェットヘッド記録装置は、低消費電力化、低価格化及び小型化を可能とするとともに、高速でかつ印字品質を高めるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施の形態によるインクジェットヘッド記録装置の機械的な構成を示す斜視図
【図２】図１に示すインクジェットヘッド記録装置の電気的な構成を示すブロック図
【図３】図１に示すインクジェットヘッド記録装置が備えるリニアエンコーダーの構成と動作を説明する図
【図４】図１に示すキャリッジの走査速度とインク吐出範囲との関係を説明する図
【図５】図１に示す記録ヘッドから吐出されるインクの着弾状況を説明する図
【図６】図２に示すヘッド制御装置の構成例を示す回路図
【図７】図６に示すヘッド制御装置が生成するヘッド駆動パルスを説明するタイムチャート
【図８】本実施の形態による補正液滴を付加するインク吐出制御で実現されるマルチドロップ＋空中合体による１インク液滴（記録紙上の１ドット）を生成する動作を説明する図
【図９】複数のノズル列を備えたインクジェット記録ヘッドの記録用紙と対面する側の外観構成例を示す平面図
【図１０】図９に示すＣ−Ｃ線断面図
【図１１】従来のインクジェット記録ヘッド制御装置の構成例を示す回路図
【図１２】図１１に示すインクジェット記録ヘッド制御装置が生成するヘッド駆動パルスを説明するタイムチャート
【図１３】図１１に示すインクジェット記録ヘッド制御装置によるインク吐出制御で実現されるマルチドロップ＋空中合体による１インク液滴（記録紙上の１ドット）を生成する動作を説明する図
【図１４】ハーフトーン処理（５０％灰色）の濃度比較図
【符号の説明】
【００８４】
１    インクジェット記録ヘッド（記録ヘッド）
２    キャリッジ
３    リニアスケール
４    エンコーダーセンサー
５    キャリッジモーター
６，１７    プーリー
７    キャリッジベルト
８    ガイド軸
９    ガイドレール
１０    搬送モーター
１１    搬送ローラー
１２，１４    拍車
１３    排出ローラー
１５    排出モーター
１６    記録紙
２７    ホストコンピューター
２８    画像データ受信回路
２９    中央処理装置（ＣＰＵ）
３０    吐出周期用タイマー
３１    記録データ処理回路
３４    インクジェット記録ヘッド制御装置（ヘッド制御装置）
３６    ノズル
３７    液室
３８    圧力発生素子（ピエゾ素子）
３９    振動板
４０    液滴
４５    プログラム（ＲＯＭ）
４６    ワーキングメモリ（ＲＡＭ）
４７    インクジェット記録装置制御回路
４８    キャリッジモータードライバー
４９    搬送モータードライバー
５０    排出モータードライバー
１１１〜１１６    ピエゾ素子
１２１〜１２６    ゲート
１５１〜１５６    論理和回路
１６０    駆動パルス源
１６１〜１６６    論理積回路
１７０    電圧波形制御装置
１８０    電圧波形記憶装置
【図１】
2007210223.tif 000003
【図２】
2007210223.tif 000004
【図３】
2007210223.tif 000005
【図４】
2007210223.tif 000006
【図５】
2007210223.tif 000007
【図６】
2007210223.tif 000008
【図７】
2007210223.tif 000009
【図８】
2007210223.tif 000010
【図９】
2007210223.tif 000011
【図１０】
2007210223.tif 000012
【図１１】
2007210223.tif 000013
【図１２】
2007210223.tif 000014
【図１３】
2007210223.tif 000015
【図１４】
2007210223.tif 000016