(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷データの１画素を複数のドットで形成する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを記録用紙の幅方向に往復動するキャリッジとを備えたインクジェット式記録装置において、
外部からの指令により印刷モードを判定する印刷モード判定手段と、印刷信号の１画素を複数のビットマップデータに展開してイメージバッファに出力するイメージ展開手段と、高速印刷モードが指定されたとき前記イメージバッファのビットマップデータを少なくとも１画素当たり１ドットを含むように間引いて前記記録ヘッドに出力するイメージ読出手段と、前記間引きに対応して前記キャリッジの速度を増速させるキャリッジ制御手段とからなる高速印刷モードを備えたインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記高速印刷モードが指定された場合には、通常の印刷モードよりも１ドット当たりのインク滴のインク量を増加させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記間引きが演算、またはテーブル参照により実行される請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、印刷データに対応してノズル開口からインク滴を吐出させて記録媒体に文字や画像を印刷するインクジェット式記録装置による印刷技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置の内、圧電振動子をアクチュエータに使用した記録ヘッドを搭載したものは、アクチュエータに供給する駆動信号の大きさやタイミングを制御することによりインク滴のサイズを制御できるため、高解像度での印刷が可能で、特に高い印刷品質が求められる用途に適している。
【０００３】
このような記録装置は、グラフィック印刷にあってはホストから大量の印刷データを処理する関係上、印刷速度が印刷データの転送速度やデータ処理速度に制限を受けるのに対して、テキストデータの印刷にあっては単位時間当たりのデータ転送量が少ないため印刷速度の上限が記録ヘッドの駆動周波数によって定まる。
【０００４】
したがって、テキストデータの印刷を高速化するためには、記録ヘッドの駆動周波数を高める等の手法により高速印刷が可能ではあるが、記録ヘッドの改良が伴うためコストの上昇を招くという問題がある。
このような問題を解消するため、印刷すべき画素データを間引いて、印刷ドット数を少なくして印刷するものも実用化されているが、印刷品質が極端に低下してしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テキストの印刷品質は、ドット密度の高さにも比例するものの、或程度以上、通常３６０ｄｐｉ以上になると見掛け上、目視的には印字品質に著しい向上が認められなくなって実用的には印字品質が飽和する。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、記録ヘッドの改良や、印刷品質の極端な低下を伴うことなく、テキストデータをその記録ヘッドの通常の印刷性能以上の高い速度で印刷することができるインクジェット式記録装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、印刷データの１画素を複数のドットで形成する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを記録用紙の幅方向に往復動するキャリッジとを備えたインクジェット式記録装置において、外部からの指令により印刷モードを判定する印刷モード判定手段と、印刷信号の１画素を複数のビットマップデータに展開してイメージバッファに出力するイメージ展開手段と、高速印刷モードが指定されたとき前記イメージバッファのビットマップデータを少なくとも１画素当たり１ドットを含むように間引いて前記記録ヘッドに出力するイメージ読出手段と、前記間引きに対応して前記キャリッジの速度を増速させるキャリッジ制御手段とを備えるようにした。
【０００７】
【作用】
少なくとも１画素当たり１ビットのドットデータを印刷するため、印刷品質に極端な低下がなく、また印刷ドット数が少なくなった分だけ印刷速度を高めることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例を示すものであって、図中符号１は、キャリッジで、タイミングベルト２を介してパルスモータ３に接続されていて、ガイド部材４に案内されて記録用紙５の紙幅方向に往復動するように構成されている。
【０００９】
キャリッジ１には記録用紙５と対向する面、この実施例では下面に後述するインクジェット式記録ヘッド６が取り付けられている。インクジェット式記録ヘッド６は、キャリッジ１の上部に搭載されているインクカートリッジ７からインクの供給を受けてキャリッジ１の移動に合わせて記録用紙５にインク滴を吐出して１画素当たり複数のドットを形成して、記録用紙５に画像や文字を印刷する。
【００１０】
８は、キャッピング装置で、非印刷領域に設けられていて、休止中に記録ヘッド６のノズル開口を封止してノズル開口の乾燥を防止する一方、印刷動作中に行なわれるフラッシング動作による記録ヘッド６から吐出されたインク滴を受ける容器としても機能するものである。なお、図中符号９は、クリーニング手段を示す。
【００１１】
図２は、前述のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すもので、図において、符号１１は、振動板で、圧電振動子１２の先端に当接して弾性変形する薄板からなり、流路形成板１３を挟んでノズルプレート１４と液密に一体に固定されて流路ユニット１５を構成している。
【００１２】
１６は基台で、圧電振動子１２を振動可能に収容する収容室１７と、流路ユニット１５を支持する開口部１８とを備え、圧電振動子１２の先端を振動板１１のアイランド部１１ａに当接させて流路ユニット１５を支持するものである。
【００１３】
このような構成により、圧電振動子１２が充電を受けて収縮すると、圧力発生室２３が膨張する。これにより、共通のインク室２０、２０のインクがインク供給口２１、２１を経由して圧力発生室２３に流れ込む。
【００１４】
所定時間の経過後に圧電振動子１２の電荷が放電されて圧電振動子１２が元の状態に復帰すると、圧力発生室２３が収縮して圧力発生室２３のインクが圧縮されてノズル開口２２からインク滴として吐出して記録用紙にドットを形成する。
【００１５】
ところで周知のようにこのような縦振動モードの圧電振動子は、印加された電圧に比例して収縮し、また印加されている電圧が除去されると、元の状態に復帰して収縮していた分だけ相対的に伸長し、しかも応答速度が高いから、圧電振動子１２に印加する駆動信号の電圧を変化させることにより、圧力発生室２３の膨張、収縮の度合を調整して、所望のサイズのドットを形成することが可能であるばかりでなく、極めて短い期間に複数のインク滴を吐出することが可能となる。
【００１６】
このような特性を利用して、グラフィック等のように高い解像度での印刷が求められる印刷物には、図３に示したように１つの画素Ｇに対して複数、例えば２つのドットｄ1、ｄ2を割り当てて印刷することが行なわれる。
【００１７】
図４は、本発明の印刷制御装置の一実施例を示すものであって、図中符号３２は、イメージ展開手段で、受信バッファ３１に格納されているホストからの印刷データを、１画素当たり複数、この実施例では２ドットのビットマップデータに展開してイメージバッファ３３に出力するものである。
【００１８】
３４は、イメージ読出手段で、後述する印刷データ判定手段３５での判定結果に基づいて、イメージバッファ３３に展開されているままのビットマップデータをヘッド駆動回路３６に出力し、またイメージバッファ３３に展開されているビットマップデータを、１画素当たり少なくとも１ドットを含むように所定の規則で間引いてヘッド駆動回路３６に出力するものである。
【００１９】
３５は、前述の印刷モード判定手段で、ホストから送られて来た印刷データが、高解像度での印刷を必要とする通常印刷モードのデータであるか、ドラフト用の高速印刷が指定された高速印刷モードであるかを、印刷データの属性データ等により判定し、判定した印刷モードをイメージ読出手段３４に出力するものである。
【００２０】
３７は、キャリッジ制御手段で、印刷モード判定手段３５での判定結果に基づいて、キャリッジ駆動モータ３の回転速度を制御して、選択された印刷モードに最適な速度でキャリッジ１を移動させるものである。
【００２１】
この実施例において、ホストからの印刷データが受信バッファ３１に出力されると、イメージ展開手段３２は、１画素当たり複数のドットからなるビットマップデータに展開してイメージバッファ３３に出力する。このようにして少なくとも１行の印刷に必要な印刷データが展開された段階で、印刷モード判定手段３５は、印刷データの属性に基づいて指定されている印刷モードを判定する。
【００２２】
判定の結果、通常印刷モードが指定されている場合には、イメージ読出手段３４によりイメージバッファ３３のビットマップデータを間引くことなく、全てヘッド駆動手段３６に出力して、１つのノズル開口からインク滴を連続的に２発吐出させて１画素を２ドットで印刷する。
【００２３】
これにより、図３に示したようにキャリッジ１の移動方向に若干位置をずらせた状態で１画素Ｇに対応する２つのドットｄ1、ｄ2が記録用紙に形成され、高い解像度での印刷が行なわれる。
【００２４】
次に高速印刷モードにおける動作を図６に示したフローチャートに基づいて説明する。
（通常印刷の４／３倍での高速印刷する場合）
ホスト等から４／３倍の高速印刷が指令されると、印刷モード判定手段３５は、指定された印刷速度に対応する速度、この場合には通常印刷の４／３倍となるようにキャリッジモータ３を駆動する。
イメージ読出手段３４は、イメージバッファ３３の画素に基づいて当該印字タイミングで印刷すべき画素が存在する場合には直前の画素の有無を判定し、直前の画素が有る場合には（図６（イ）  ステップ（イ））、直前の画素の印刷が１ドット抜きで実行されたか否かを判定し、１ドット抜きで印刷された場合には（図６（イ）  ステップ（ロ））、通常の４／３倍の速度で移動する記録ヘッド６により２ドットを印刷する（図６（イ）  ステップ（ハ））。
【００２５】
また直前の画素として割り当てられている２ドット分がそのまま印刷されている場合には（図６（イ）  ステップ（ロ））、１ドットだけを印刷する（図６（イ）  ステップ（ニ））。
【００２６】
一方、直前に画素が存在していなかった場合には（図６（イ）  ステップ（ホ））、２ドットを印刷する。
【００２７】
このような間引き操作により、２つの画素Ｇ１、Ｇ２が連続的に存在して４ビット分のデータが存在する場合には、４ビットのデータを３ビットｄ１、ｄ２、ｄ３のデータに変換して、図５（イ）に示ように２画素Ｇ１、Ｇ２の領域《に３》ドットを均等に印刷する。そして印刷モードが変更されるまで（図６（イ）  ステップ（ヘ））上述の工程を継続する。
【００２８】
（通常印刷の６／４倍での高速印刷する場合）
６／４倍の高速印刷が指令されると、印刷モード判定手段３５は、指定された印刷速度に対応する速度、この場合には通常印刷の６／４倍となるようにキャリッジモータ３を駆動する。
イメージ読出手段３４は、イメージバッファ３３の画素データに基づいて当該印字タイミングで印刷すべき画素が存在する場合には、直前に画素が存在したか否かを判定し、画素が存在して《いた》場合には（図６（ロ）  ステップ（イ））、さらに当該画素の２つ前にも画素が存在していたか、否かを判定し、画素が存在していた場合には（図６（ロ）  ステップ（ロ））、通常の６／４倍の速度で移動する記録ヘッド６により２ドットを印刷する（図６（ロ）  ステップ（ハ））。そして直前、または当該画素の２つ前の少なくとも一方に画素が存在しなかった場合には（図６（ロ）  ステップ（イ）、（ロ））、１ドットを印刷する（図６（ロ）  ステップ（ニ））。
【００２９】
そして印刷モードが変更されるまで（ステップ（ホ））上述の工程を継続する。
【００３０】
このような間引き操作により、３つの画素Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を構成する６ビットのデータを、図５（ロ）に示したように４ビットｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４のデータに変換して３つの画素Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の領域に均等に４ドットを印刷する。
【００３１】
言うまでもなく、インクジェット式記録ヘッド６を搭載した記録装置の印刷速度は、記録ヘッド６の最大インク滴吐出周波数に依存するものの、単位長さ当たりにおける印刷を必要とするドット数が少なくなると、キャリッジ１の速度を大きくしても、インク滴の吐出の周期が長くなるから、インク滴を吐出することができる。そして、キャリッジ１の増速分だけ１パス当たりの印刷時間が短縮されて印刷速度が向上し、しかも１画素当たり少なくとも１ドットが印刷されるから、印刷物における印刷品質の低下をほとんど認識することはできない。
【００３２】
また、インクジェット式記録ヘッド６により記録用紙に吐出されたインク滴は、記録用紙上で若干滲むから、高解像度印刷における密度よりもドット密度が若干低くなっても、印刷された文字のパターンは、実用上ほとんど問題となることはない。さらには、圧電振動子に印加する信号を変化させて圧力発生室の収縮量を、通常の印刷モードに比較して大きくして、インク滴のインク量を多くすると、高速印刷モードでの印字品質をより向上することができる。
【００３３】
さらに、通常モードで各画素Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ２ドットで形成する場合に、図５（ハ）に示したように各画素Ｇ１、Ｇ２を１ドットを割り当て、キャリッジ１の速度を通常印刷時の２倍の速度に引き上げると、上述の実施例に比較して若干印刷品質が低下するものの、短時間で印刷物を得たいドラフト印刷には最適な印刷モードを実現することができる。
【００３４】
なお、上述の実施例においては、高速印刷のために形成するドットを演算により決定するようにしているが、高速印刷時にブロックを形成する複数の画素に含まれるイメージバッファのビットマップデータのあらゆるパターンに対応させて、高速印刷時の速度毎に予めデータ化して記憶手段にテーブルとして格納しておく。そして、高速印刷モードで指定された速度と、ブロック化された複数画素のイメージバッファ上のビットマップデータとに基づいてテーブルから最適な高速印刷用の、間引かれたドットデータを読み出すようにしても同様の作用を奏することは明らかである。
【００３５】
図７は、本発明が適用可能な他のインクジェット式記録ヘッドの実施例を示すものであって、図中符号４１は第１の蓋体で、厚さ９μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面には圧力発生室４２、４２に対向するように駆動電極４３、４３を形成し、その表面にＰＺＴの薄板や膜等からなる圧電振動子４４、４４を固定して構成されている。
【００３６】
４５は、スペーサで、圧力発生室４２、４２を形成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成され、後述する第２の蓋体４６と第１の蓋体１とにより両面を封止されて圧力発生室４２、４２を形成している。これにより、圧電振動子４４、４４のたわみ振動を受けると、膨張、収縮してインク供給口４７、４７を介して共通のインク室４８、４８のインクを吸引して、ノズル開口４９、４９からインク滴を吐出することができる。
【００３７】
４６は、前述の第２の蓋体で、やはりジルコニア等のセラミック板に、圧力発生室４２、４２の外側に近い位置でノズル開口４９、４９と連通するノズル連通孔５０、５０と、また中央側でインク供給口４、４と連通する連通孔５１、５１を穿設して構成されている。
【００３８】
５２は、インク供給口形成基板で、圧力発生室５２、５２の中央部側にノズル開口４９、４９と接続するノズル連通孔５３、５３を、また外側には共通のインク室４８、４８と圧力発生室４２、４とを接続する前述のインク供給口４７、４７を穿設して構成されている。
【００３９】
５４は、共通のインク室形成基板で、共通のインク室４８、４８を形成するのに適した厚み、例えば１５０μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通のインク室４８、４８の形状に対応する通孔と、その外側にノズル開口４９、４９と接続する連通孔５５、５５を穿設して構成されている。
【００４０】
このようなたわみ振動モードの圧電振動子は、縦振動モードの圧電振動子に比較して駆動速度が低下するものの、圧電振動子を膜として構成するなどの改良により、駆動速度に著しい向上が見られるので、本発明を適用することができる。
【００４１】
なお、上述の実施例のおいては、印刷モードをホストから指定するようにしているが、処理手段を記録装置に設けた場合には記録装置のパネル面に印刷モード選択ボタンを設け、このボタンによりモードを選択するようすることもできる。また、上記処理を記録装置により実行するようにしているが、パーソナルコンピュータ等のホストの印刷ドライバソフトで実現することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、記録ヘッドの改良を必要とすることなく、また印字品質の低下を招くことなく、キャリッジの移動速度を高めて印刷速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】同上装置に使用するインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す図である。
【図３】同上記録ヘッドによる通常の印刷形態での画素とドットとの関係を模式的に示す図である。
【図４】印刷制御装置の一実施例を示すブロック図である。
【図５】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ同上装置における高速印刷モードでの印刷形態を模式的に示す図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上装置による通常印刷４／３倍及び６／４倍の高速印刷モードにおける印刷データの生成工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明が適用可能なインクジェット式記録ヘッドの他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
３  キャリッジ駆動モータ
６  インクジェット式記録ヘッド
【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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