(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記複数の吐出口を複数のブロックに分けて、前記複数の吐出口からインクを吐出させる駆動時期を前記複数のブロック毎に所定の順序にしたがってずらす駆動手段と、
前記駆動手段が前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序を変更可能な変更手段と、
を備え、
前記変更手段は、前記被記録媒体に１カラム分の画像を記録する期間内において前記複数のブロックの駆動時期を一巡させ、かつ前記１カラム分の画像を記録する期間毎に駆動周期が異なるブロックを生じさせるように、前記複数のブロックの駆動順序の変更が可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記１カラム分の画像を記録する期間毎に、前記複数のブロックの駆動時期を所定のブロック数分ずつずらす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】
前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序に関する情報を記憶する記憶手段を備え、
前記変更手段は、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序を変更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】
前記記憶手段に記憶される情報は、前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序を設定するためのパラメータであることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記パラメータは、前記複数のブロックの駆動時期を所定のブロック数分ずつずらすためのずらし量であ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】
前記記憶手段は、前記記録ヘッドに備わることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドを複数用いて画像を記録することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、前記複数の記録ヘッド毎に独立して、前記複数の吐出口からインクを吐出させる駆動時期を前記複数のブロック毎に所定の順序にしたがってずらし、
前記変更手段は、前記複数の記録ヘッド毎に独立して、前記駆動手段が前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序を変更可能である
ことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドは、インクの吐出に利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記記録ヘッドを主走査方向に往復移動させるための移動手段と、
前記被記録媒体を前記主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法において、
前記複数の吐出口を複数のブロックに分けて、前記複数の吐出口からインクを吐出させる駆動時期を前記複数のブロック毎に所定の順序にしたがってずらし、
前記被記録媒体に１カラム分の画像を記録する期間内において前記複数のブロックの駆動時期を一巡させ、かつ前記１カラム分の画像を記録する期間毎に駆動周期が異なるブロックを生じさせるように、前記複数のブロックの駆動順序を変更する
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、記録ヘッドにおける複数の吐出口を複数のブロックに分けて、それらの吐出口からインクを吐出させる駆動時期をブロック毎にずらすことによって、被記録媒体に画像を記録するブロック駆動方式の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するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドにおけるインク吐出用のノズル数を増やして、その記録ヘッドの駆動周期を早くすることにより、記録速度の高速化を図ることができる。このような記録装置において、全てのノズルを同時駆動した場合には、消費電力が一時的に増大し、電源容量を確保する上において不利となる。その対応策としては、ノズルを複数のブロックに分けて駆動するブロック駆動方式を採用して、電力の消費を平均化する方法がある。このブロック駆動方式は、分割されたブロック毎のノズルを一定の順序にしたがって駆動し、そして駆動順序が一巡したときに、全てのノズルが駆動されたことになる。シリアルタイプの記録装置においては、記録ヘッドが一走査する間に、このような駆動を繰り返すことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット方式の記録装置は、記録ヘッドのノズルからインクが吐出した後、記録ヘッドの内部にてインクが振動する。この振動は、次の周期におけるインクの吐出に影響を及ぼす。すなわち、その振動により、インクが吐出口から外方に膨らんだ場合には、次の周期において吐出されるインク滴は標準のインク滴より大きくなってしまい、またインクが吐出口からよりも内方にへこんだ場合には、次の周期において吐出されるインク滴は標準のインク滴よりも小さくなってしまう。
【０００４】
このように、次の周期におけるインクの吐出が振動の影響を受けることにより、結果的に、記録画像の画質が劣化してしまう。また、次の周期におけるインクの吐出に振動の影響が及ばないように、インクの振動が収束するのを待ってから次のインクの吐出をした場合には、記録の高速化が損なわれてしまう。
【０００５】
従来は、分割されたブロック毎のノズルを固定された一定の順序にしたがって駆動するため、記録ヘッド内におけるインクの振動が周期的に大きく変動することがあり、その振動の影響が大きかった。したがって、記録画像の画質劣化の防止と、記録の高速化との両立が難しかった。
【０００６】
本発明の目的は、記録ヘッド内におけるインクの振動を効率よく抑えて、記録画像の画質劣化の防止と、記録の高速化とを両立させることができるインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記複数の吐出口を複数のブロックに分けて、前記複数の吐出口からインクを吐出させる駆動時期を前記複数のブロック毎に所定の順序にしたがってずらす駆動手段と、前記駆動手段が前記複数のブロックの駆動時期をずらす順序を変更可能な変更手段と、を備え、前記変更手段は、前記被記録媒体に１カラム分の画像を記録する期間内において前記複数のブロックの駆動時期を一巡させ、かつ前記１カラム分の画像を記録する期間毎に駆動周期が異なるブロックを生じさせるように、前記複数のブロックの駆動順序の変更が可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のインクジェット記録方法は、複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法において、前記複数の吐出口を複数のブロックに分けて、前記複数の吐出口からインクを吐出させる駆動時期を前記複数のブロック毎に所定の順序にしたがってずらし、前記被記録媒体に１カラム分の画像を記録する期間内において前記複数のブロックの駆動時期を一巡させ、かつ前記１カラム分の画像を記録する期間毎に駆動周期が異なるブロックを生じさせるように、前記複数のブロックの駆動順序を変更することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明において適用可能な記録ヘッドの分解斜視図、図２は、その記録ヘッドの要部の概略断面図である。本例の記録ヘッド１０において、１１は複数の液路壁１２が形成された基板、１３は天板、１４は複数のノズルを構成する複数の吐出口、１５は複数の吐出口１４のそれぞれに連通する複数の流路、１６は複数の流路１５に共通に連通する共通液室である。本例の場合、吐出口１４は２５６個形成されている。吐出口１４から共通液室１６までの間の部分を「ノズル」という。画像記録用のインクは、図示しないインク供給部から供給管１７を通して共通液室１６内に供給される。共通液室１６内のインクは、毛管現象により流路１５内に供給され、その流路１５の先端の吐出口１４にてメニスカスを形成することにより、安定に保持される。流路１５内のそれぞれには、電気熱変換体としての発熱素子（以下、「ヒータ」ともいう）１８が備えられている。配線１９を通して発熱素子１８に通電して、その発熱素子１８から熱エネルギーを発生させることにより、流路１５内のインクが加熱されて膜沸騰により発泡し、その気泡Ｂの生成圧力によって、流路１５内のインクがインク滴Ｉとして吐出口１４からされる。
【００１１】
図３は、本発明を適用可能な記録装置の概略構成を説明するための斜視図である。本例の記録装置５０はシリアルスキャン方式の記録装置であり、ガイド軸５１，５２によって、キャリッジ５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ５３には、記録ヘッド１０（図３においては不図示）と、その記録ヘッド１０にインクを供給するインクタンク５４が搭載される。記録ヘッド１０とインクタンク５４は、インクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。被記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置５０は、記録ヘッド１０を主走査方向に移動させつつ、プラテン５７上の用紙Ｐのプリント領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【００１２】
キャリッジ５３の移動領域における図３中の左端には、キャリッジ５３に搭載された記録ヘッド１０の吐出口１５の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）５８が設けられている。回復系ユニット５８には、記録ヘッド１０の吐出口１５のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、吐出口１５を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、吐出口１５からインクを吸引排出させて、記録ヘッド１０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吸引回復処理」ともいう）をする。また、キャップ内に向かって、吐出口１５から画像の寄与しないインクを吐出させることによって、記録ヘッド１０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吐出回復処理」ともいう）をすることもできる。
【００１３】
図４は、本発明を適用可能な記録装置の制御系の概略ブロック構成図である。図４において、ＣＰＵ１００は、本記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ１０１は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またＲＡＭ１０２は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド１０からのインクの吐出は、ＣＰＵ１００が記録データおよび駆動信号をヘッドドライバ１０Ａに供給することにより行われる。ＣＰＵ１００は、キャリッジ５３を主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ１０３をモータドライバ１０３Ａを介して制御し、また用紙Ｐを副走査方向に搬送するためのＰ．Ｆモータ１０４をモータドライバ１０４Ａを介して制御する。
【００１４】
図５は、記録ヘッド１０を駆動する駆動回路の構成図であり、ヘッドドライバ１０Ａあるいは記録ヘッド１０の基板１１上に構成することができる。図６は、本発明の比較例として、図５の駆動回路による記録ヘッド１０の駆動タイミングの従来例を説明するためのタイミングチャートである。
【００１５】
図５の駆動回路において、記録ヘッド１０の２５６個のノズルのぞれぞれにおける計２５６個のヒータ１８は、１６個ずつの１６ブロックに分割して駆動され、それぞれ１ブロック毎に１６個のヒータ１８が駆動される。記録データとしてのHDATA信号は、HCLK信号に同期して、記録ヘッド１０にシリアルに転送される。記録データ（HDATA）は１６ビットのシフトレジスタ３０１にて受け取られた後、BG信号の立ち上がりにより、ラッチ回路３０２にラッチされる。駆動対象のブロックは、４本線のブロックイネーブル信号（BE信号）によって指定され、その指定信号はデコーダ３０３にて展開されてから、駆動対象としての指定ブロックのセグメントを選択する。セグメント（seg０〜seg２５５）は、２５６個のノズルのそれぞれにおけるヒータ１８に相当する。また、図５においては、ヒータ１８毎の駆動トランジスタ（図２参照）の図示は省略している。BE信号とHDATA信号の両方によって指定されたセグメントのみが駆動信号（HE信号）によって駆動され、対応するノズルからインク滴を吐出する。
【００１６】
本発明の比較例としての図６の駆動方式において、ブロックの指定信号は、ブロック０から始まりブロック１５までの１６ブロックを順番に指定し、次のカラムでも同じように、ブロック０から始まってブロック１５までの１６ブロックを順番に指定していた。そのため、全てのブロックのノズルに関して、ノズルの駆動周期T0cycは一定であった。しかし、このように全てのノズルに関して、その駆動周期T0cycが一定であることは、記録ヘッド１０内のインクの周期的な振動を誘発し、その振動が共通液室１６を介して他のノズルの吐出にも影響を与えていた。
【００１７】
本発明は、特定のノズルの駆動周期を任意のタイミングで変更することにより、インクの振動に周期性を与えずに、記録画質への振動影響を最小限に抑える。
【００１８】
図７は、本発明の実施形態として、図５の駆動回路による記録ヘッド１０の駆動タイミングの一例を説明するためのタイミングチャートである。
【００１９】
本例においては、まず、BE信号によって、ブロック０からブロック１５まで１６ブロックを順番に指定して駆動する。その後の次のカラムでは、BE信号により、ブロック１から初めてブロック１５までを順番に指定して駆動してから、ブロック０を指定して駆動することにより、全１６ブロックを駆動する。この結果、ブロック０のノズルについては駆動周期がT0'cycとなり、ブロック１からブロック１５のノズルについては駆動周期がT1'cyc時間となり、ブロックによってノズルの駆動間隔が変わる。これにより、インクの振動を分散することができる。
【００２０】
このようにブロックの駆動順番を変更する方法としては、様々な方法を用いることができる。
【００２１】
図８は、ブロックの駆動順番を変更する方法の一例を説明するための回路ブロック図、図９は、その回路の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。CLM_TRIG信号は、カラム毎に出力されるトリガ信号、BL_TRIG信号は、ブロックの切り替わり時に出力れさるトリガ信号である。前述したように、１カラムで１６ブロック駆動する必要があるのため、CLM_TRIG信号のトリガ間隔に、BL_TRIG信号が１６個出力される。したがって、BL_TRIG信号をカウントアップすることにより、従来通りのBE信号と同様のpre_BE信号が生成できる。また、CLM_TRIG信号をカウントアップして生成されるbase_BE信号は、カラム毎に１，２，３…と変化する。このようなpre_BE信号とbase_BE信号を足し合わせることにより、I_BE信号を図７のBE信号として、つまりカラム毎に１ブロックづつずれたブロック信号を出力することができる。
【００２２】
図１０は、バレルシフタを利用して、ブロックの駆動順番を変更する場合の回路ブロック図である。図１１は、ブロックの駆動順序をメモリ上に予め収納しておいて、それを順次読み出して、BE生成ブロックによりI_BE信号を生成する場合の回路ブロック図である。図１１のように、メモリ上にブロックの駆動順序を格納する場合は、その駆動順序として、ランダムな駆動順序を用意することにより、インクの振動を分散させることができる。
【００２３】
また、記録ヘッドが記録装置本体に組み込みでない場合には、記録ヘッド固有の振動回避情報を記録ヘッド側に持たせることにより、その情報を利用した高精度の制御が可能になる。例えば、記録ヘッドを出荷時にテストして、その記録ヘッドに搭載した不揮発性メモリに、図１１におけるブロックの駆動順序を書き込んでおくことができる。また、本発明は、カラープリンタのように複数の記録ヘッドが搭載された記録装置に対して適応できることはいうまでもない。その場合には、それぞれの記録ヘッドにおけるブロック駆動の順序を個別に変更するうことができる。
【００２４】
（他の実施形態）
本発明は、シリアルスキャン方式の記録装置の他、長尺の記録ヘッドを用いるフルラインタイプの記録装置に対しても適用することができる。すなわり、本発明は、記録装置のタイプに拘わらず、記録ヘッドにおける複数のノズルを複数のブロックに分けて、それらのブロック毎にノズルを駆動するブロック駆動方式の記録装置に対して、広く適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、記録ヘッドの複数の吐出口を複数のブロックに分けて、それらの吐出口からインクを吐出させる駆動時期をブロック毎にずらす際に、そのずらす順序を変更することにより、記録ヘッド内のインクの周期的な振動を効率よく抑えて、記録画像の画質劣化の防止と、記録の高速化とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用可能な記録ヘッドの要部の斜視図である。
【図２】図１の記録ヘッドの要部の概略断面図である。
【図３】本発明を適用可能な記録装置の斜視図である。
【図４】図３の記録装置の制御系のブロック構成図である。
【図５】図１の記録ヘッドの駆動回路の概略構成図である。
【図６】本発明の比較例としての記録ヘッドの駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明による記録ヘッドの駆動タイミングの一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】加算器を用いてブロック駆動順序を変更するための回路のブロック構成図である。
【図９】図８の回路によるブロック駆動順序の変更例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】バレルシフタを用いてブロック駆動順序を変更するための回路のブロック構成図である。
【図１１】メモリを用いてブロック駆動順序を変更するための回路のブロック構成図である。
【符号の説明】
１０  記録ヘッド
１４  吐出口
１８  ヒータ（電気熱変換体）
１００  ＣＰＵ
１０１  ＲＯＭ
１０２  ＲＡＭ
Ｐ  用紙（被記録媒体）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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