(57)【要約】【課題】個々のノズル列に対して共通のタイミング信号、データ転送用クロック信号を使用して制御信号線数を抑えながら、同一ヘッド内でノズル列毎に記録用駆動と予備吐出用駆動を同時に制御することができる記録装置を提供すること。【解決手段】個々のノズル列に対して共通のタイミング信号、データ転送用クロック信号を使用してデータを転送しつつ、マスク処理を行うことで、任意のノズル列に対して吐出を行なわなくする。【選択図】図３
2012158066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う所定数のノズルで構成された複数のグループを備えたノズル列を走査させて、記録媒体に対してインクを吐出する記録装置であって、
前記ノズル列の走査方向の位置情報を取得する取得手段と、
前記走査方向に関する前記ノズル列単位の駆動タイミングを定めるタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、
前記ノズル列の走査範囲に前記ノズルから吐出されたインクを回収する回収手段を備え、前記記録媒体を支持する支持手段と、
前記記録媒体に対してインクを吐出するための第１のデータ生成処理と、前記開口部に対してインクを吐出するための第２のデータ生成処理を行い、吐出データを生成する第１生成手段と、
第１の選択順序と第２の選択順序に従って、前記グループに属するノズルを選択する選択データを生成する第２生成手段と、
前記選択データに基づいてノズルを選択し、選択したノズルに対して前記吐出データに基づいて駆動する駆動手段と、
前記取得手段によって取得された位置情報と前記タイミング生成手段で生成したタイミング信号に基づいて、前記第１のデータ生成処理で生成された吐出データと前記第１の選択順序に従って生成された選択データを前記駆動手段へ転送する第１の転送処理、前記第２のデータ生成処理で生成された吐出データと前記第２の選択順序に従って生成された選択データを前記駆動手段へ転送する第２の転送処理、のいずれか一方を行う転送手段とを備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記第２の転送処理において、連続する複数のタイミング信号のうち、先のタイミング信号で転送される吐出データはインクの吐出を有効とするデータを含み、次のタイミングで転送される吐出データはインクの吐出を無効とするデータで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインクを吐出する際に分割駆動して記録を行う記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録装置が普及しつつあるが、特に高画質なフルカラー記録に対する要求が増大している。また、フルカラー記録に関しても、高速に記録を行うことが可能な記録装置が望まれている。複数色のインクを用いて記録を行う方式の一つとして、いわゆるシリアル方式が知られている。この方式は、各色のインクに対応した複数の記録ヘッドが、その記録ヘッドの移動方向である主走査方向に所定間隔で配列され、また各記録ヘッドにおける複数のインク吐出口（以下、「ノズル」と表記）は上記主走査方向とほぼ直角をなす副走査方向に配列される。例えば、インク色として、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の４色を用いる場合、各インク色それぞれの記録ヘッドは、主走査方向にほぼ等間隔で配置される。そして記録の際には、これら複数の記録ヘッドの移動に伴い、配列の順序であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順で、各記録ヘッドの吐出タイミングを所定間隔ずらしながら記録紙上のほぼ同位置にインクを吐出することでフルカラー記録を行うことが可能となる。
【０００３】
近年のインクジェット記録装置では、記録可能な色空間を広げる為、上記Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのインク以外にグリーン（Ｇ）やレッド（Ｒ）といった特殊色のインクが使用される場合がある。また近年のインクジェット記録装置では、記録ヘッドのノズル数を増大し記録速度の向上が図られている。このような背景から、インクジェット記録装置の記録ヘッドは大型化し、それに伴って装置本体も大型化している。更に、記録に用いるインク数が増加することにより、記録ヘッドと装置本体に搭載された制御装置間とを繋ぐ信号線の数が増大している。
【０００４】
ところで、上述したような記録動作の際、各記録ヘッドのノズルのうち、記録する文字、画像等によってはインクが吐出されないノズルも存在する。そのためインクが吐出されないノズルでは、インクの成分である水分がノズルから蒸発し、インクが増粘することがある。このようにインクが増粘した場合、吐出が不安定となり、最悪の場合不吐出となる場合がある。
【０００５】
そこで、このような吐出不良を防止するため、特許文献１では、あるタイミングで記録ヘッドを非記録領域に移動し、所定個所にインク吐出を行なって、ノズル内部の増粘したインクを除去する、いわゆる予備吐出が行なわれている。
【０００６】
また、近年のインクジェット記録装置ではノズルの微細化が進み、その結果、インクが吐出されない僅かな時間でも、インクの水分が蒸発して不吐出の要因となりうる。よって記録媒体への吐出（以下、出力結果が文字または画像に関係無く、「記録」と表記する）の直前まで予備吐出する手段が検討されており、特許文献２では、記録ヘッド加速中に予備吐出の駆動を行う方法が提案されている。また特許文献３では、同一の記録ヘッド内で、同じタイミングに、あるインク色は記録、あるインク色は予備吐出を行う構成によって、記録と予備吐出のタイミングを更に近付ける手段が提案されている。この手法は記録ヘッドの主走査方向のスキャン幅を短くする効果があり、装置の小型化、スループットアップにも寄与する。
【０００７】
ところで、記録ヘッドは微小なノズル列の集合であるが、各ノズルへのインク流路太さによるインク流量制約から、全てのノズルを同時に吐出させる事が不可能な場合がある。その際にはノズルをいくつかのグループに分けて順次吐出を行うことで、インクの供給時間を確保する必要がある。このような記録ヘッドの駆動方法を「分割駆動」あるいは「時分割駆動」と呼称する。この駆動を行うことで、ノズル内部のインク挙動を安定化させる効果があり、安定した連続ノズル駆動にも役立つ。加えて吐出の周期、吐出ノズルパターンを適切に制御する事で安定した記録を行っている。
【０００８】
一方、予備吐出動作では、通常の記録とは異なる駆動方法をとることで、その効果を高められる事が知られている。ここで駆動方法とは、予備吐出周期や予備吐出パターン（吐出ノズルパターン）、ノズル列の分割駆動パターンなどである。特許文献４では、記録媒体への吐出前に、ノズル列毎に予備吐出周期、予備吐出パターン等を適切に制御する方法が提案されている。また、通常の記録における分割駆動の目的のひとつが、ノズル内部のインク挙動の安定化であるのに対して、予備吐出では逆にインクを揺らすパターンで分割駆動することで予備吐出の効果を高める事が出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１６４６９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１３７２８号公報
【特許文献３】特許第０３３４７４０２号明細書
【特許文献４】特許第０３７２１５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３に示されるノズル列毎に記録用駆動や予備吐出用駆動を個別制御する場合、インク色数が増加しノズル列が増えると、これに伴って制御信号線数が増加する。その結果、記録装置本体の電気基板や装置本体と記録ヘッドとを接続するハーネスのコストが増大するという問題が発生する。そこで本発明は、個々のノズル列に対して共通のタイミング信号、データ転送用クロック信号を使用して制御信号線数を抑えながら、同一ヘッド内でノズル列毎に記録用駆動と予備吐出用駆動を同時に制御することができる記録装置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】
【００１１】
そのため本発明の記録装置は、隣り合う所定数のノズルで構成された複数のグループを備えたノズル列を走査させて、記録媒体に対してインクを吐出する記録装置であって、前記ノズル列の走査方向の位置情報を取得する取得手段と、前記走査方向に関する前記ノズル列単位の駆動タイミングを定めるタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、前記ノズル列の走査範囲に前記ノズルから吐出されたインクを回収する回収手段を備え、前記記録媒体を支持する支持手段と、前記記録媒体に対してインクを吐出するための第１のデータ生成処理と、前記開口部に対してインクを吐出するための第２のデータ生成処理を行い、吐出データを生成する第１生成手段と、第１の選択順序と第２の選択順序に従って、前記グループに属するノズルを選択する選択データを生成する第２生成手段と、前記選択データに基づいてノズルを選択し、選択したノズルに対して前記吐出データに基づいて駆動する駆動手段と、前記取得手段によって取得された位置情報と前記タイミング生成手段で生成したタイミング信号に基づいて、前記第１のデータ生成処理で生成された吐出データと前記第１の選択順序に従って生成された選択データを前記駆動手段へ転送する第１の転送処理、前記第２のデータ生成処理で生成された吐出データと前記第２の選択順序に従って生成された選択データを前記駆動手段へ転送する第２の転送処理、のいずれか一方を行う転送手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、
、個々のノズル列に対して共通のタイミング信号、データ転送用クロック信号を使用して制御信号線数の増加を抑制しつつ、同一ヘッド内でノズル列毎に記録用駆動と予備吐出用駆動をそれぞれ適切に行うことができる記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の記録装置の記録ヘッドと予備吐出位置を示した図である。
【図２】図１の記録装置の吐出制御部と記録ヘッドの信号接続構成を示した図である。
【図３】吐出制御部内部のブロック構成を示した図である。
【図４】記録ヘッドが記録または予備吐出を行う様子を示した図である。
【図５】記録/予備吐出区間制御部が管理する情報の例を示した図である。
【図６】ノズル数１５穴、分散駆動５分割の分散駆動パターン例を示した図である。
【図７】分散駆動パターン（選択順序）を示した図である。
【図８】第２の駆動モードの駆動制御を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の記録ヘッドと予備吐出位置を模式的に示した図である。記録ヘッド１０は、所定数のノズルからなる一つまたは複数のノズル列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを搭載しており、各ノズル列は、各々一つまたは複数種類のインクを吐出する。記録ヘッド１０は、矢印１５に示される方向に双方向走査し、記録媒体１４に対してインク吐出を行うことで記録を行う。ガイドレール１１は、記録ヘッド１０を移動可能に保持している。また、インクジェット記録装置は、不図示のエンコーダ手段を備え、ノズル列の走査方向への移動に伴って、ノズル列の位置情報信号を生成する。
【００１５】
記録媒体１４は、矢印１６の方向に給紙され、記録ヘッド１０の矢印１５方向への走査と合わせて、記録媒体１４の全面に記録を行う事が可能である。プラテン１２は記録媒体１４を支持し、記録ヘッド１０はこのプラテン１２上に予備吐出を行う事が可能となっている。このプラテン１２には、走査中の記録ヘッド１０が予備吐出する際にノズルから吐出されたインクを回収するために、ノズル列の走査範囲に予備吐出口（以下、開口部ともいう）１３ｂ、１３ｃが備えられている。またプラテン１２には、プラテン１２上のする予備吐出とは異なる固定位置予備吐出用の予備吐出口（以下、開口部ともいう）１３ａが、図１に示すようにノズル列の走査範囲に一方の端部に配置されている。この開口部１３ａは、固定位置予備吐出の際にノズルから吐出されたインクを回収する回収手段である。
【００１６】
領域１７ａは、記録ヘッド１０が移動する事ができる範囲を示している。記録ヘッド１０が走査中に固定位置予備吐出を行う場合には、領域１７ａにおける予備吐出口１３側端部まで記録ヘッド１０が移動し、予備吐出口１３ａの位置で予備吐出を行わなければならない。その際、予備吐出口１３ａまでの移動時間がスループットを増加させる要因となる。
【００１７】
一方、領域１７ｂは、固定位置予備吐出を行わず、プラテン１２上にする予備吐出だけを行う場合の、記録ヘッド１０の移動範囲である。本発明では記録と予備吐出とがノズル毎に駆動可能な為、記録ヘッド１０は、領域１７ｆまで移動しなくても領域１７ｄおよび領域１７ｅの範囲でプラテン１２に対して予備吐出を行うことができる。その為、予備吐出時に毎回領域１７ｆまで行かずに、領域１７ｂの範囲で走査することで、走査幅縮小によるスループット向上が見込まれる。
【００１８】
図２は、本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置における、吐出制御部５０と記録ヘッド１０との信号接続構成を示した図である。吐出制御部５０と、記録ヘッド１０に搭載された複数のノズル列２０ａから２０ｆとは、各ノズル列に対応したノズルデータ（吐出データ）を転送するデータ転送信号線４０ｃ（破線）で接続されている。さらに、吐出制御部５０と、記録ヘッド１０に搭載された複数のノズル列２０ａから２０ｆとは、
と、各ノズル列に共通な吐出タイミング信号線４０ａと、各ノズル列に共通なデータ転送用クロック信号線４０ｂとによって接続されている。
【００１９】
図３は、吐出制御部５０内部のブロック構成を示した図である。吐出制御部５０は、吐出データ転送信号線４０ｃと、ノズル列共通の吐出タイミング信号線４０ａ、データ転送用クロック信号線４０ｂとによって、記録ヘッド１０の各ノズル列に接続されている。そして、吐出制御部５０は、記録ヘッド１０へのデータ転送・吐出タイミング生成部４１、転送データをマスクするマスク制御部４２、記録と予備吐出との区間をノズル列毎に管理する記録/予備吐出区間制御部４３、記録用データ生成部４５を備えている。さらに吐出制御部５０は、記録/予備吐出区間によって転送データを切り替える転送データ切換制御部４４、予備吐出用データ生成部４６、記録用分散駆動パターン生成部４７、予備吐出用分散駆動パターン生成部４８、吐出周期指定値保持部４９を備えている。本実施形態では、第１のデータ生成処理を行う記録用データ生成部４５（第１生成手段）と第２のデータ生成処理を行う予備吐出用データ生成部４６（第２生成手段）とが分かれて設けられている。このように構成された吐出制御部５０は、上述したエンコーダ手段からの信号に基づいて、記録ヘッド１０あるいはノズル列２０の位置情報を取得する。
【００２０】
図４は、記録ヘッド１０がプラテン１２上を図面右端から左端に向けて領域１７ｂを走査する際に、各ノズル列が記録または予備吐出を行う様子を示した図である。ここで、吐出制御部５０による吐出制御の例を示す。記録ヘッド１０が領域１７ｅから領域１７ｃに遷移する際、各ノズル列が記録を行うグループと予備吐出を行うグループに分けられ、どの駆動タイミングで予備吐出あるいは記録を行うかについては、図３で示した記録/予備吐出区間制御部４３が管理している。
【００２１】
図５は、記録/予備吐出区間制御部４３が管理する情報の例を示した図である。図５では、図面左端から右端に向かって時系列的な流れを示している。このときの様子は、図１では、記録ヘッド１０が図面右から左へ移動しているものである。図５においてノズル列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの各ノズル列は、それぞれ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆの間に開口部１３ｂにインクを吐出する予備吐出を行う。ノズル列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、それぞれ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆの間に記録媒体１４にインクを吐出する記録を行う。
【００２２】
なお図４では、ノズル列２０ａ、２０ｂ、２０ｃが記録状態であり、ノズル列２０ｄ、２０ｅ、２０ｆが予備吐出状態であり、これは図５におけるポジション１７ｇにおけるタイミングである。記録/予備吐出区間制御部４３は、各ポジションにおける各ノズルの駆動状態を転送データ切換制御部４４に指示する。そして転送データ切換制御部４４は、記録/予備吐出区間制御部４３からの情報を基に、吐出データや分散駆動パターン、吐出周期を決定し記録ヘッド１０にデータ転送（第１の転送処理、第２の転送処理）を行う。
【００２３】
次に図６、図７を用いて分散駆動パターンについて説明する。ここでは、第１の駆動モード（例えば駆動周期７．５ＫＨｚ）で駆動する場合について、隣り合う５つのノズルで構成されたノズルチップをノズルの配列方向に３つ配列させたノズル列の場合について説明する。
【００２４】
図６は、ノズル数１５穴、分散駆動５分割の場合の分散駆動パターン例を示した図であり、同一のノズル列において６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅの順に、駆動するノズルが選択されることを示している。なお符号の６２はノズル番号であり、符号６３は５ノズル毎の分散駆動ブロック番号を示している。ノズルは、図において黒丸で示すように６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅの各タイミングで、ブロック番号０、２、４、１、３の順（第２の選択順序）に１ノズルおきに選択される。また図６は、各ノズルチップにおいて、同じブロック番号のノズルが選択されていることを示す。そして、選択されたノズルに対応するノズルデータ（吐出データ）が有効であれば、駆動手段はそのノズルを駆動し、インクを吐出する。一方、選択されたノズルに対応するノズルデータ（吐出データ）が無効であれば、駆動手段はそのノズルを駆動されずインクは吐出しない。
【００２５】
この駆動パターン（ノズルの選択順序）は、記録ヘッド１０の特性等によって任意に設定されるべきものであり、図３の記録用分散駆動パターン生成部４７、予備吐出用分散駆動パターン生成部４８で各々生成される。なお、このようにパターン生成部を２つ備える構成に限定するものではなく、１つのパターン生成部が、記録用の駆動パターンと予備吐用の駆動パターンを生成する構成でも構わない。
【００２６】
図７は、ブロック番号０、１、２、３、４の順（第１の選択順序）に連続して駆動した場合の分散駆動パターン（選択順序）を示した図である。例えば、図６の分散駆動パターンを予備吐出時、図７の分散駆動パターンを記録時に使用する場合、図３の記録用分散駆動パターン生成部４７が、図７で示したパターン、予備吐出用分散駆動パターン生成部４８が図６で示したパターンを生成する。
【００２７】
転送データ切換制御部４４は、記録/予備吐出区間制御部４３から提供される記録区間と予備吐出区間情報とから分散駆動パターンを選択し、ノズル列毎に駆動パターン（選択データ）を各ノズル列に対して転送する。ここで分散駆動パターンは、記録と予備吐出とで各１つずつ、複数のノズル列をまとめた状態で設定してもよいし、ノズル列毎に各々独立して設定してもよい。
【００２８】
ここで、図２の様に吐出タイミング信号をノズル共通で有する系であっても、吐出周波数をノズル毎に制御する方法について述べる。図３の吐出周期指定保持部４９は、各ノズル毎に予備吐出時と記録時の吐出マスクタイミングを保持している。またマスク制御部４２は、記録/予備吐出区間制御部４３から提供される記録区間と吐出周期指定値保持部４９とからのマスクタイミング情報を基に、転送データするデータに対して吐出の可否を決定するマスク処理を行う。このマスク処理を行うことにより、転送データのうち、吐出を否にするノズルに対応するデータを、ヌルデータ（ゼロデータ）に変換する。また記録用データ生成部４５、予備吐出用データ生成部４６、記録用分散駆動パターン生成部４７、予備吐出用分散駆動パターン生成部４８は、転送データ切換制御部４４から吐出周期情報を受け取り、例えば２倍周期の場合は生成のタイミングを２倍に延ばす。
【００２９】
つまり、吐出タイミング信号およびデータ転送用クロック信号は、各ノズル列共通に設けられており、それによって、少なくとも１つ以上のノズル列が記録動作を行う場合は、吐出周期は記録の駆動に従うこととなる。しかし、マスク制御部４２によって任意のノズル列に対する転送データがマスク処理される事で、その任意のノズル列は任意のタイミングで吐出しないようにして吐出周期を擬似的に落とすことができる。その際、マスク制御部４２は、前述のとおり吐出周期指定保持部４９の設定を参照して、所定のノズル列に対して転送データをマスク処理する。すなわち、予備吐出周期を記録周期の２倍にしたい場合は、転送するデータを２回に１回マスクし、４倍にしたい場合には転送するデータを４回のうち３回マスクする。これによって、例えば４回に３回マスクを行う場合には、記録が４回吐出している間に予備吐出は１回だけ吐出を行い、タイミング制御信号線を共通で持ちながら、ノズル列単位で記録と予備吐出との周期を異ならせて、独立制御する事ができる。このような制御方法によって、吐出タイミング信号をノズル共通で有する系であっても、ノズル列ごとに異なる周波数で記録と予備吐出とを行うように制御することができる。
【００３０】
図８は、第２の駆動モード（例えば駆動周波数１６ＫＨｚ）の駆動制御を示した図であり、上段と下段とで、異なる２つのノズル列を示している。上段は、予備吐出を行うノズル列の駆動順序を示しており、下段は、記録を行うノズル列の駆動順序を示している。尚、図８の上段のノズル列がグレー色になっている場合は、ノズルデータがマスク処理され、そのノズル列からは吐出しない事を示している。ここで示すように予備吐出を行うノズル列が２倍周期で駆動される場合、タイミング６４ａとタイミング６４ｂとを見た場合、タイミング６４ｂはマスク処理によって吐出されないため、分割駆動パターンおよびノズルデータ（吐出データ）は同一のものとしている。一方、図８の下段は、記録を行うノズル列であり、上段の予備吐出で用いるノズル列と同じタイミング信号によって制御され、これら記録に用いられるノズル列にはマスク処理は行われない（not masked）ことを示している。また、ノズルデータもタイミング毎に更新されるため、タイミングごとに駆動パターンは異なるものとなっている。この様にマスク処理を用いて制御することにより、同一のタイミング信号でも予備吐出と記録で各々に吐出周波数を変化させることが出来る。
【００３１】
なお、予備吐出の周期は、ここに説明したような２倍周期に限定するものではなく、３倍周期や４倍周期でも、適宜設定してよい。
【００３２】
以上、本発明のインクジェット記録装置の駆動方法について説明した。なお、本実施形態では、インクジェット記録装置として、記録媒体の給紙方向と記録ヘッドのスキャン動作方向が異なる形態の装置について述べたが、他の形態のインクジェット記録装置に適用してもよい。すなわち、記録媒体の給紙方向に対して記録媒体幅の記録ヘッドによってスキャン動作を行わず記録する方式（ラインプリンタ形態）でも適用可能である。
【００３３】
このように、個々のノズル列に対して共通のタイミング信号、データ転送用クロック信号を使用してデータを転送する構成と、マスク処理の制御を行う構成を備えることで、任意のノズル列に対して吐出を行なわなくすることができる。これにより、記録とは異なる周期の予備吐出が可能となる。これによって記録時には記録に適した記録ヘッドの駆動方法を用い、予備吐出時には予備吐出に適した記録ヘッドの駆動方法を用いることができ、制御信号線数を抑えながら同一記録ヘッド内でノズル列毎に記録用駆動と予備吐用駆動を同時に制御することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  記録ヘッド
１２  プラテン
１４  記録媒体
２０  ノズル列
４２  マスク制御部
４３  記録/予備吐出区間制御部
５０  吐出制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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