JP2010005966A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、書き込み画像によって一度に打つドット数が異なるために、インクジェットヘッドへの印加電圧が大きく変動する場合でも、画像品質が劣化しないインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus in which image quality does not deteriorate even when the voltage applied to an ink jet head fluctuates greatly because the number of dots shot at one time differs depending on a written image.
インクジェット記録装置は、周知のように、ノズルと、該ノズルに連通するインク室と、該インク室内の圧力を急峻に増大させる手段、例えば、インク室を変形させて該インクの体積を急峻に減少させる電気機械変換素子(圧電素子)とを有し、パルス電圧発生手段から記録画像に応じて発生したパルス電圧を前記圧電素子に印加することで前記インク室を変形させ、該インク室内のインクを前記ノズルから噴出して記録媒体上に記録ドットを形成するものである。 As is well known, an ink jet recording apparatus has a nozzle, an ink chamber communicating with the nozzle, and a means for sharply increasing the pressure in the ink chamber. For example, the ink chamber is deformed to sharply reduce the volume of the ink. An electromechanical conversion element (piezoelectric element) for applying the pulse voltage generated according to the recorded image from the pulse voltage generating means to the piezoelectric element to deform the ink chamber, The recording dots are ejected from the nozzles to form recording dots on the recording medium.
上記の構成・作用を持つ圧電素子においては、該圧電素子を駆動する「電圧波形」は非常に重要であり、最適な電圧波形を圧電素子に印加しないとインクの飛び出し方(インクの打ち込みスピードおよびインク滴の大きさ)が狂い、画像品質が劣化する。
また、圧電素子はコンデンサー容量が大きく、一度に数百ドットを打つと大電流が流れ、かつ印加する電圧が高電圧なので、大電流・高電圧に耐える大きなドライバー回路が必要である。しかし、記録媒体上を高速でスキャンする書き込み用のインクジェットヘッド(書き込みヘッド)に、大きなドライバー回路を持たせることは困難である。そこで、書き込みヘッドの外にドライバー回路を持たせ、書き込みヘッドの駆動電圧を、ハーネス(信号経路)を介して供給するのが一般的である。
ところが、ハーネスの長い経路を介して大電流を供給するので、ハーネスが持つインダクタンス成分が増加し、アンダーシュート、オーバーシュート、立ち上がり・立ち下がり遅れが大きくなり、電圧波形が乱れ、記録された画像の劣化を引き起こすという問題点があった。
In the piezoelectric element having the above-described configuration and action, the “voltage waveform” for driving the piezoelectric element is very important. If an optimum voltage waveform is not applied to the piezoelectric element, the method of ejecting ink (ink ejection speed and The ink droplet size is incorrect, and the image quality deteriorates.
In addition, since the piezoelectric element has a large capacitor capacity, when a few hundred dots are applied at a time, a large current flows and the applied voltage is a high voltage, so a large driver circuit that can withstand a large current and a high voltage is required. However, it is difficult to provide a large driver circuit for a writing inkjet head (writing head) that scans a recording medium at high speed. Therefore, it is general to provide a driver circuit outside the write head and supply the drive voltage of the write head via a harness (signal path).
However, since a large current is supplied through the long path of the harness, the inductance component of the harness increases, undershoot, overshoot, rise / fall delay increases, the voltage waveform is disturbed, and the recorded image There was a problem of causing deterioration.
かかる問題点の解決策(従来技術)としては、温度変化などの「全体的な条件変化」に対する書き込み電圧の最適波形作成技術が知られている。
例えば、特許文献1では、装置環境温度の変化に起因する圧電素子駆動回路の各素子の定数および圧電素子容量のばらつきに対応して圧電素子駆動電圧波形を調整し、安定した印字品質を得る方法として、インクジェットヘッドの圧電素子駆動電圧を駆動電圧計測部にて計測し、アナログ/デジタル変換部でアナログ/デジタル変換し、電圧制御部で読み取る。電圧制御部は圧電素子駆動電圧を所定の電圧に合わせるような値を可変電圧源に入力し、可変電圧源はその値に見合った値を電圧波形形成出力部に入力する。
As a solution to this problem (prior art), a technique for creating an optimum waveform of a write voltage for “overall condition change” such as temperature change is known.
For example,
また、別の特許文献2では、フレキシブルフラットケーブル(ハーネス)のインダクタンス成分による時間遅れを少なくして印字品質を向上させるために、駆動信号発生回路から記録ヘッドへ駆動電気信号を伝送するハーネスのインダクタンス成分をL、抵抗をRとしたとき、L/Rを一定値に規定することにより、ハーネスの長さの異なる複数のインクジェット式記録装置において、オーバーシュートを抑制して短時間での電流の増減に対応し、駆動信号発生源の信号(イ)に可及的に近い所望の駆動電気信号(ハ)を圧電振動子に供給するようにしている。
In another
また、特許文献3では、インク滴を安定して噴射させることにより高画像品質を得るために、圧電素子をアクチュエータとして利用するインクジェットヘッドにおいて、圧電素子を駆動する駆動電圧波形の電圧値と立ち上げ時定数を従属的に変化させる。駆動波形の電圧値Vp1,Vp2,Vp3と立ち上げ時定数tr1,tr2,tr3を従属的に可変させることにより、インク吐出滴の粒子化状態を常に安定させ、サテライトのない高画像品質を得ることができるようにしている。
Further, in
しかしながら、特許文献1のような「全体的な条件変化」ではなく、前述のように、書き込み画像によって一度に(同時に)打つドット数が異なるために、ヘッドへの供給電流値が大きく変動する場合がある。この場合は、一度に書き込むドット数によっても画質への影響度合いが異なり、書き込みヘッドに印加する最適波形が異なる。前記いずれの従来技術も、この書き込むドット数による変動に対応していないので、画質の向上の面では問題があった。
However, instead of “overall condition change” as in
本発明は上記の問題を解決すべくなされたものであり、書き込み画像によって一度に打つドット数が異なるために、インクジェットヘッドへの印加電圧が大きく変動する場合でも、画像品質が劣化しないインクジェット記録装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and since the number of dots to be shot at one time differs depending on the written image, the ink jet recording apparatus in which the image quality does not deteriorate even when the voltage applied to the ink jet head varies greatly. The purpose is to provide.
この目的を達成するために請求項1記載の発明は、圧電素子からなるノズル列を備えた書き込みヘッド(図3の20)に、第1の信号経路(画像データの矢印)を介して画像データを送信すると共に、第2の信号経路(DA変換部23→フィルター24→アンプ25→ハーネス26の経路)を介して前記画像データのドット毎にデジタル駆動電圧を印加してインク滴を吐出させる信号を送信し、記録媒体に前記画像データに対応した画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記第2の信号経路が持つインダクタンス成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列が一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納した補正テーブル(補正電圧テーブル27)を備え、
前記ノズル列をデジタル駆動電圧の印加により駆動するに際し、前記一度に書き込むドット数に対応した波形データを前記補正テーブルから取り出し、該取り出した波形データによりデジタル駆動電圧を修正し、該修正したデジタル駆動電圧を前記ノズル列に印加することを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention according to
A correction table (correction voltage table) storing waveform data for correcting the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the inductance component of the second signal path in accordance with the number of dots of the image data written by the nozzle row at a time. 27)
When the nozzle row is driven by applying a digital drive voltage, waveform data corresponding to the number of dots written at one time is extracted from the correction table, the digital drive voltage is corrected by the extracted waveform data, and the corrected digital drive is corrected. A voltage is applied to the nozzle row.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュートまたはオーバーシュートまたは立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、何れか一つであることを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュート、オーバーシュート、立ち上がり遅れおよび立ち下がり遅れから選ばれる、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus of the first aspect,
The disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any one of undershoot, overshoot, rise delay or fall delay.
According to a third aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect,
The disturbance of the waveform of the digital drive voltage may be any combination selected from undershoot, overshoot, rise delay, and fall delay, or any combination of two or more.
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
前記補正テーブルには、前記第2の信号経路が持つ抵抗成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列により一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納したことを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載のインクジェット記録装置において、
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、いずれか一つであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect,
The correction table stores waveform data for correcting the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the resistance component of the second signal path in accordance with the number of dots of the image data written at once by the nozzle row. It is characterized by that.
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect,
The disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any one of a voltage amplitude drop, a rise delay, or a fall delay.
また、請求項6記載の発明は、請求項4記載のインクジェット記録装置において、
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect,
The disturbance of the waveform of the digital drive voltage may be any combination of a decrease in voltage amplitude, a rise delay, or a fall delay, or any combination of two or more.
また、請求項7記載の発明は、請求項1または請求項4記載のインクジェット記録装置において、
前記書き込みヘッドを駆動する基準となるデジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路を介して送る基準駆動電圧送出手段と、
該基準駆動電圧送出手段から送出された基準デジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路の出力側と前記ノズル列の間でAD変換してモニターするモニター手段と、
該モニター手段によりモニターされた電圧データと前記基準となるデジタル駆動電圧とを比較する比較手段と、
該比較手段の比較結果に応じて前記補正テーブルの波形データを生成する生成手段と、
を備えたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first or fourth aspect,
A reference drive voltage sending means for sending a digital drive voltage serving as a reference for driving the write head via the second signal path;
Monitor means for performing AD conversion between the output side of the second signal path and the nozzle row and monitoring the reference digital drive voltage sent from the reference drive voltage sending means;
A comparing means for comparing the voltage data monitored by the monitoring means with the reference digital driving voltage;
Generating means for generating waveform data of the correction table according to the comparison result of the comparing means;
It is provided with.
また、請求項8記載の発明は、請求項7記載のインクジェット記録装置において、
前記基準駆動電圧送出手段は、前記ノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を送出することを特徴とする。
The invention according to
The reference drive voltage sending means sends the reference digital drive voltage at one or several representative dot numbers of the number of dots written at one time by the nozzle row.
また、請求項9記載の発明は、請求項7記載のインクジェット記録装置において、
前記基準駆動電圧送出手段は、前記圧電素子からなるノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を繰り返して送出することを特徴とする。
また、請求項10記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、前記信号経路が持つインダクタンス成分および抵抗成分による、アンダーシュートとオーバーシュートと立ち上がり遅れと立ち下がり遅れと電圧振幅低下の全てであることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the ink jet recording apparatus according to
The reference drive voltage sending means repeatedly sends the reference digital drive voltage at one or several representative dot numbers of the number of dots written at once by the nozzle array made of the piezoelectric elements. Features.
The invention according to
The disturbance of the waveform of the digital drive voltage includes all of undershoot, overshoot, rise delay, fall delay, and voltage amplitude drop due to an inductance component and a resistance component of the signal path.
請求項1記載の発明によれば、圧電素子からなるノズル列を備えた書き込みヘッドに、第1の信号経路を介して画像データを送信すると共に、第2の信号経路を介して前記画像データのドット毎にデジタル駆動電圧を印加してインク滴を吐出させる信号を送信し、記録媒体に前記画像データに対応した画像を形成するインクジェット記録装置において、前記第2の信号経路が持つインダクタンス成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列が一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納した補正テーブルを備え、前記ノズル列をデジタル駆動電圧の印加により駆動するに際し、前記一度に書き込むドット数に対応した波形データを前記補正テーブルから取り出し、該取り出した波形データによりデジタル駆動電圧を修正し、該修正したデジタル駆動電圧を前記ノズル列に印加するので、第2の信号経路が持つインダクタンス成分によるデジタル駆動電圧の波形乱れを、一度に書き込むドット数に応じて最適駆動波形を作り、書き込みヘッドに供給することが可能になり、画像品質を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the image data is transmitted to the writing head having the nozzle row composed of the piezoelectric elements via the first signal path, and the image data is transmitted via the second signal path. In an ink jet recording apparatus that applies a digital drive voltage to each dot and transmits a signal for ejecting ink droplets to form an image corresponding to the image data on a recording medium, the second signal path has an inductance component. A correction table storing waveform data for correcting waveform disturbance of the digital drive voltage in accordance with the number of dots of the image data written by the nozzle row at a time, and driving the nozzle row by applying the digital drive voltage; The waveform data corresponding to the number of dots written at one time is extracted from the correction table, and the extracted waveform data Since the digital drive voltage is corrected by applying the corrected digital drive voltage to the nozzle row, the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the inductance component of the second signal path is optimized according to the number of dots written at one time. A drive waveform can be generated and supplied to the writing head, and the image quality can be improved.
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載のインクジェット記録装置において、前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュートまたはオーバーシュートまたは立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、何れか一つであるので、様々な波形の乱れの原因に対応して、該波形の乱れを確実に修正することが可能になり、画像品質を向上させることができる。 According to a second aspect of the invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any one of an undershoot, an overshoot, a rising delay or a falling delay. Therefore, it is possible to reliably correct the waveform disturbance in response to various causes of waveform disturbance, and to improve the image quality.
請求項3記載の発明によれば、請求項1記載のインクジェット記録装置において、前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュートまたはオーバーシュートまたは立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであるので、様々な波形の乱れの原因が重複した場合でも、該波形の乱れを確実に修正することが可能になり、画像品質を向上させることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, any disturbance of the waveform of the digital drive voltage may be any combination of undershoot, overshoot, rise delay or fall delay. Because of the combination of two or more, even when various causes of waveform disturbance are duplicated, it is possible to reliably correct the waveform disturbance and improve the image quality.
請求項4記載の発明によれば、請求項1記載のインクジェット記録装置において、前記補正テーブルには、前記第2の信号経路が持つ抵抗成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列により一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納したので、第2の信号経路が持つ抵抗成分によるデジタル駆動電圧の波形乱れを、一度に書き込むドット数に応じて最適駆動波形を作り、書き込みヘッドに供給することが可能になり、画像品質を向上させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, the correction table includes waveform distortion of the digital drive voltage due to a resistance component of the second signal path by the nozzle row. Since waveform data to be corrected corresponding to the number of dots of the image data written at one time is stored, the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the resistance component of the second signal path is optimally driven according to the number of dots written at a time Waveforms can be created and supplied to the write head, improving image quality.
請求項5記載の発明によれば、請求項4記載のインクジェット記録装置において、前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、いずれか一つであるので、様々な波形の乱れの原因に対応して、該波形の乱れを確実に修正することが可能になり、画像品質を向上させることができる。
According to the invention of
請求項6記載の発明によれば、請求項4記載のインクジェット記録装置において、前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであるので、様々な波形の乱れの原因が重複した場合でも、該波形の乱れを確実に修正することが可能になり、画像品質を向上させることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect, the disturbance of the waveform of the digital drive voltage may be any combination of voltage amplitude drop or rise delay or fall delay. Since it is a combination of two or more, even when various causes of waveform disturbance overlap, it becomes possible to reliably correct the waveform disturbance and improve image quality.
請求項7記載の発明によれば、請求項1または請求項4記載のインクジェット記録装置において、前記書き込みヘッドを駆動する基準となるデジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路を介して送る基準駆動電圧送出手段と、該基準駆動電圧送出手段から送出された基準デジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路の出力側と前記ノズル列の間でAD変換してモニターするモニター手段と、該モニター手段によりモニターされた電圧データと前記基準となるデジタル駆動電圧とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に応じて前記補正テーブルの波形データを生成する生成手段と、を備えたので、個々のインクジェット記録装置に対応した波形の乱れを確実に修正することが可能になり、個々のインクジェット記録装置の画像品質を向上させることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first or fourth aspect, a reference drive for sending a digital drive voltage serving as a reference for driving the write head via the second signal path. A voltage sending means, a monitor means for AD-converting and monitoring the reference digital drive voltage sent from the reference drive voltage sending means between the output side of the second signal path and the nozzle row; and the monitor means A comparison means for comparing the voltage data monitored by the reference digital drive voltage and a generation means for generating waveform data of the correction table according to the comparison result of the comparison means. This makes it possible to reliably correct the waveform distortion that is compatible with inkjet recording devices, improving the image quality of individual inkjet recording devices. Rukoto can.
請求項8記載の発明によれば、請求項7記載のインクジェット記録装置において、前記基準駆動電圧送出手段は、前記ノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を送出するので、波形の乱れを確実に修正する際の手間を省くことができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the seventh aspect, the reference drive voltage sending means includes one or several representative dot numbers of the number of dots written at one time by the nozzle row. Thus, since the reference digital drive voltage is sent out, it is possible to save time and effort when correcting the waveform disturbance.
請求項9記載の発明によれば、請求項7記載のインクジェット記録装置において、前記基準駆動電圧送出手段は、前記圧電素子からなるノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を繰り返して送出するので、波形の乱れを確実に修正することができる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the seventh aspect, the reference driving voltage sending means has a representative number of dots of the number of dots written at a time by the nozzle row composed of the piezoelectric elements. Since the reference digital drive voltage is repeatedly transmitted at one or several places, the disturbance of the waveform can be reliably corrected.
請求項10記載の発明によれば、請求項1記載のインクジェット記録装置において、前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、前記信号経路が持つインダクタンス成分および抵抗成分による、アンダーシュートとオーバーシュートと立ち上がり遅れと立ち下がり遅れと電圧振幅低下の全てであるので、インダクタンス成分および抵抗成分に起因する様々な波形の乱れを確実に修正することができる。 According to a tenth aspect of the invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is caused by an undershoot, an overshoot, and a rise delay due to an inductance component and a resistance component of the signal path. Thus, since all of the falling delay and the voltage amplitude drop are caused, various waveform disturbances caused by the inductance component and the resistance component can be reliably corrected.
以下、本発明を図示の実施形態に基いて説明する。
先ず、本発明を適用するインクジェット記録装置の要部のハードウェア構成および機能ブロックを説明する。図1はインクジェット記録装置の要部のハードウェア構成を示す図、図2はインクジェット記録装置の要部の機能ブロックを示す図である。
図1に示すように、キャリッジ1はガイドロット2で保持されて、主走査モータ3との間に渡されたプーリー4を介して主走査方向に走査する。このキャリッジ1には、例えばイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド9が搭載されていて、記録ヘッド9に配列されたインク吐出ノズル10からインクを吐出する。キャリッジ1を主走査方向に移動させながら必要な位置でインク滴を吐出することによって記録媒体(不図示)上に画像を形成する。
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
First, a hardware configuration and functional blocks of a main part of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a main part of the ink jet recording apparatus, and FIG. 2 is a diagram illustrating functional blocks of a main part of the ink jet recording apparatus.
As shown in FIG. 1, the
キャリッジ1の位置情報は筐体に固定されたエンコーダシート5に等間隔で記録されたパターンを、キャリッジ1に固定されたエンコーダセンサ6で移動しながら読み取ってカウントを加算/減算することで得る。このような主走査方向のキャリッジ移動とインク吐出動作を1回行うことで、ノズル列の長さと同じ幅のバンドに対して画像を形成することができ、1バンド分の画像形成が終了したら副走査モーター7を駆動して記録媒体を副走査方向に移動させて、再度1バンド分の画像形成動作をさせるように繰り返せば、記録媒体の任意の場所に画像を形成することができる。
The position information of the
次に、インクジェット記録装置の要部の機能ブロックを、図2を参照しつつ説明する。
図2に示すように、インクジェット記録装置のハードウェア制御を行うファームウェアや記録ヘッドの駆動波形データはROMに格納されており、ホストPCから印刷ジョブ(画像データ)を受信すると、CPUは画像データをRAMに格納し、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査制御部によって記録媒体上の任意の位置に移動する。
記録ヘッド制御部(DA変換、高周波除去用のフィルター、アンプを含む)は、主走査エンコーダから得られるキャリッジの位置情報に連動し、RAMに格納された画像データ、ROMに格納された記録ヘッド駆動波形、および制御信号を記録ヘッド駆動部に転送する。記録ヘッド駆動部は、記録ヘッド制御部より転送されたデータをもとに、記録ヘッドを駆動し、インク滴を吐出する。
Next, functional blocks of essential parts of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the firmware for controlling the hardware of the inkjet recording apparatus and the drive waveform data for the recording head are stored in ROM. When a print job (image data) is received from the host PC, the CPU receives the image data. The carriage, which is stored in the RAM and on which the recording head is mounted, is moved to an arbitrary position on the recording medium by the main scanning control unit.
The print head control unit (including DA conversion, high frequency removal filter, and amplifier) is linked with the carriage position information obtained from the main scanning encoder, and the image data stored in the RAM and the print head drive stored in the ROM The waveform and the control signal are transferred to the recording head driving unit. The recording head driving unit drives the recording head based on the data transferred from the recording head control unit to eject ink droplets.
<第1の実施形態>
次に、以上のような構成のインクジェット記録装置に適用する本発明の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、アンダーシュートやオーバーシュートによる波形乱れ分を補正し、波形修正を行う場合である。
図3は本実施形態の構成ブロックを示す図であり、図4は同構成ブロックの動作を示すフローチャートである。
図5はインクジェット書き込み時のDA変換波形および圧電素子の駆動電圧波形を示す図、図6は、圧電素子の駆動電圧波形が崩れる状態を示す図、図7は、駆動電圧の波形乱れ分を差し引くために、DA変換に書き込む波形データを示す図、図8は、書き込みドット数に応じて修正する補正電圧テーブルを示す図、図9は、アンダーシュート・オーバーシュート補正の例を示す図である。
<First Embodiment>
Next, a first embodiment of the present invention applied to the ink jet recording apparatus having the above configuration will be described. This embodiment is a case where the waveform correction is performed by correcting the waveform disturbance due to undershoot or overshoot.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration block of the present embodiment, and FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the configuration block.
FIG. 5 is a diagram showing a DA conversion waveform and a drive voltage waveform of the piezoelectric element at the time of ink jet writing, FIG. 6 is a diagram showing a state in which the drive voltage waveform of the piezoelectric element is broken, and FIG. Therefore, FIG. 8 is a diagram illustrating waveform data to be written to DA conversion, FIG. 8 is a diagram illustrating a correction voltage table to be corrected according to the number of written dots, and FIG. 9 is a diagram illustrating an example of undershoot / overshoot correction.
先ず、図3を参照して本実施形態の構成ブロックを説明する。
図3において、20は書き込みヘッド(記録ヘッド)であり、ヘッド周囲の温度を検出する温度検出器と圧電素子列を備え、該圧電素子列のそれぞれは不図示のノズルを備えている。
21はCPUなどからなる制御部であり、図3に示した構成ブロック全体の制御を行う。
22は、記録媒体に記録する画像データを格納する画像メモリである。
23はデジタル/アナログ変換を行うDA変換部、24はDA変換部からの出力アナログ信号に含まれる高周波成分を除去するフィルター、25はフィルターからの出力を電力増幅するアンプ、26はインダクタンス成分を持つハーネスである。
27は、画像データをカウントしたドット数に対応した補正電圧値を格納したインダクタンス対応補正テーブルである(詳細は後述)。
28は、書き込みヘッド20からのモニター電圧をAD変換するAD変換部である。
First, the configuration blocks of this embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 3,
An
23 is a DA converter that performs digital / analog conversion, 24 is a filter that removes high frequency components contained in the analog signal output from the DA converter, 25 is an amplifier that amplifies the output from the filter, and 26 has an inductance component. It is a harness.
An inductance correspondence correction table 27 stores a correction voltage value corresponding to the number of dots obtained by counting image data (details will be described later).
前記の構成ブロックにおいて、アンプ25の出力はハーネス26を通る前なのでインダクタンスの影響を受けず、理想的な波形をしている(図5参照)。
また、一度に書き込むドット数が少ない場合は圧電素子への充電電流が少ないので、ハーネス26のインダクタンスによる影響が少なく、圧電素子駆動電圧はほぼアンプ出力と同じになる。
しかし、一度に書き込むドット数が多くなるにつれて電流が増加し、ハーネス26のインダクタンスによるアンダーシュート、オーバーシュートが発生し、圧電素子の駆動電圧波形が崩れる(図6参照)。当然、この崩れ方は電流が大きいほど大きくなる。つまり同時に書き込むドット数が大きいほど大きくなる。
ここで、図6を詳しく説明すると、ハーネス26のインダクタンス成分のためにアンダーシュート、オーバーシュートが発生し、最適駆動波形(図5のコップ状の圧電素子駆動波形に同じ)から外れてしまう。このため、インクの打ち込みスピードおよびインク滴の大きさが狂い、画像劣化を引き起こす。
In the above-described configuration block, the output of the
Further, when the number of dots written at a time is small, the charging current to the piezoelectric element is small, so that the influence of the inductance of the
However, as the number of dots written at a time increases, the current increases, undershoot and overshoot due to the inductance of the
6 will be described in detail. Undershoot and overshoot occur due to the inductance component of the
そこで、本実施形態では、図7に示したアンダーシュート修正電圧およびオーバーシュート修正電圧のように、波形乱れ分を差し引く波形データをDA変換部23に書き込み、波形修正を行う。但し、前述のように同時に書き込むドット数によって乱れ方が違うので、ドット数に応じて修正する補正電圧テーブル(インダクタンス対応テーブルなど)27を予め用意しておく。この補正電圧テーブルの内容を図8に示す。
Therefore, in the present embodiment, waveform data to be subtracted from the waveform disturbance is written to the
次に、図4のフローチャートを参照しつつ、本実施形態の動作を説明する。
図4に示すように、CPUなどからなる制御部21は、次に書き込む画像データを画像メモリ22から読み出し(ステップS1)、書き込みヘッド20へ送り、同時にインクを打ち出す画像データのドット数をカウントする(ステップS2)。次いで、カウントしたドット数に対応した補正電圧値をインダクタンス対応補正テーブル27から取り出し(ステップS3)、この補正電圧値をDA変換部23へ送る。DA変換部23は最適値に補正されたアナログ電圧を発生し(ステップS4)、該アナログ電圧を、フィルター24を通してアンプ25へ送り(ステップS5)、ハーネス26を介して(ステップS6)、書き込みヘッド20の圧電素子へ駆動電圧を印加する(ステップS7)。
ステップS7で圧電素子に印加される駆動電圧波形を図9に示す。図9に示すように、印加される駆動電圧波形は、アンダーシュートやオーバーシュートが補正され、理想的な駆動電圧波形(図5参照)にほぼ等しくなっている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 4, the
The drive voltage waveform applied to the piezoelectric element in step S7 is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the applied drive voltage waveform is corrected to undershoot and overshoot, and is substantially equal to the ideal drive voltage waveform (see FIG. 5).
<第2の実施形態>
ハーネス26が持つインダクタンスにより、立ち上がり・立ち下がり傾斜も電流に比例して大きくなる(図10参照)。そこで、第1の実施形態で説明したアンダーシュート・オーバーシュート補正の場合と同様に、立ち上がり・立ち下がり傾斜に対しても補正電圧テーブル27を参照して修正する。立ち上がり・立ち下がり遅れに対しDA変換出力の立ち上がり・立ち下がり傾斜を急にして対応する(図11参照)。
この補正電圧テーブル27は、立ち上がり・立ち下がり傾斜補正のみでも良いが、アンダーシュート・オーバーシュート補正も含めた値を入れておいてもよい。
<Second Embodiment>
Due to the inductance of the
The correction voltage table 27 may include only rising / falling slope correction, but may include values including undershoot / overshoot correction.
<第3の実施形態>
図12に示すように、アンプ25の内部抵抗及びハーネス26の抵抗成分により、電圧振幅低下および立ち上がり・立ち下がり遅れが発生する(図13参照)。この場合、電流の大きさ、即ち一度に書き込むドット数に依存して乱れ方が異なる。
この問題も第1の実施形態と同様の方法で解決できる。即ち、ドット数をパラメータとした抵抗対応補正テーブル(不図示)を参照し、電圧振幅低下および立ち上がり・立ち下がり遅れを補正する。電圧振幅低下に対してはDA変換振幅出力を大きくし、立ち上がり・立ち下がり遅れに対してはDA変換出力の傾斜を急にする(図13参照)。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 12, a voltage amplitude drop and rise / fall delay occur due to the internal resistance of the
This problem can also be solved by the same method as in the first embodiment. That is, referring to a resistance correspondence correction table (not shown) using the number of dots as a parameter, the voltage amplitude drop and rise / fall delay are corrected. The DA conversion amplitude output is increased for the voltage amplitude drop, and the DA conversion output slope is steep for the rise / fall delay (see FIG. 13).
<第4の実施形態>
本実施形態は、補正電圧テーブルを新規に作成したり、既存の補正電圧テーブルを調整・修正する場合である。
図14は、圧電素子部の駆動波形をモニター上に表示し、サンプリングする位置を示す図、図15は、電圧補正テーブルの調整手順を示すフローチャートである。
<Fourth Embodiment>
The present embodiment is a case where a correction voltage table is newly created or an existing correction voltage table is adjusted / corrected.
FIG. 14 is a diagram showing a sampling position where the drive waveform of the piezoelectric element portion is displayed on the monitor, and FIG. 15 is a flowchart showing a procedure for adjusting the voltage correction table.
図14に示すように、圧電素子部の駆動波形をサンプリングする。ここに、前記駆動波形は、図3におけるハーネス26の出力側の波形である。
補正電圧テーブルの調整手順を、図14、図15を参照しつつ説明する。
先ず、基準電圧を圧電素子に印加し(ステップS11)、圧電素子モニター電圧(図3参照)をAD変換部28でAD変換してモニター手段(不図示)でモニターし、圧電素子のサンプリング位置(点(1)〜(11))における電圧(点電圧)をサンプリングする(ステップS12)。次いで、サンプリングデータの解析を行い(ステップS13)、既存のデータの修正が必要か否かを判断する(ステップS4)。修正が必要な場合は(ステップS14:YES)、修正した基準電圧を作成し(ステップS15)、この修正基準電圧をステップS11に戻し、ステップS4で修正が不要になるまで繰り返して、補正電圧テーブルの調整を終了する(ステップS16)。
このようにすれば、例えばインクジェット記録装置の保守担当者が、個々のインクジェット記録装置に対して最適な補正電圧テーブルを用意することが可能となり、個々のインクジェット記録装置の画像品質を向上させることができる。
As shown in FIG. 14, the drive waveform of the piezoelectric element portion is sampled. Here, the drive waveform is a waveform on the output side of the
The adjustment procedure of the correction voltage table will be described with reference to FIGS.
First, a reference voltage is applied to the piezoelectric element (step S11), and the piezoelectric element monitor voltage (see FIG. 3) is AD converted by the
In this way, for example, a maintenance person of the ink jet recording apparatus can prepare an optimum correction voltage table for each ink jet recording apparatus, and the image quality of each ink jet recording apparatus can be improved. it can.
なお、前記図8の補正電圧テーブルと、図4、図15に示した処理手順と、図14に示したサンプリング位置のデータなどは、図2に示したROMに格納しておくことも可能である。 The correction voltage table shown in FIG. 8, the processing procedure shown in FIGS. 4 and 15, the sampling position data shown in FIG. 14, and the like can be stored in the ROM shown in FIG. is there.
20…書き込みヘッド
21…CPUなどからなる制御部
22…画像メモリ
23…DA変換部
24…フィルター
25…アンプ
26…ハーネス
27…インダクタンス対応補正テーブル
28…AD変換部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第2の信号経路が持つインダクタンス成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列が一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納した補正テーブルを備え、
前記ノズル列をデジタル駆動電圧の印加により駆動するに際し、前記一度に書き込むドット数に対応した波形データを前記補正テーブルから取り出し、該取り出した波形データによりデジタル駆動電圧を修正し、該修正したデジタル駆動電圧を前記ノズル列に印加することを特徴とするインクジェット記録装置。 Image data is transmitted via a first signal path to a writing head having a nozzle array composed of piezoelectric elements, and a digital drive voltage is applied to each dot of the image data via a second signal path. In an inkjet recording apparatus that transmits a signal for ejecting ink droplets and forms an image corresponding to the image data on a recording medium.
A correction table storing waveform data for correcting the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the inductance component of the second signal path corresponding to the number of dots of the image data written by the nozzle row at a time;
When the nozzle row is driven by applying a digital drive voltage, waveform data corresponding to the number of dots written at one time is extracted from the correction table, the digital drive voltage is corrected by the extracted waveform data, and the corrected digital drive is corrected. An ink jet recording apparatus, wherein a voltage is applied to the nozzle row.
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュートまたはオーバーシュートまたは立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、何れか一つであることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any one of undershoot, overshoot, rise delay or fall delay.
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、アンダーシュート、オーバーシュート、立ち上がり遅れおよび立ち下がり遅れから選ばれる、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
The ink jet recording apparatus, wherein the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any combination selected from undershoot, overshoot, rise delay and fall delay, or any combination of two or more.
前記補正テーブルには、前記第2の信号経路が持つ抵抗成分による前記デジタル駆動電圧の波形乱れを、前記ノズル列により一度に書き込む前記画像データのドット数に対応させて補正する波形データを格納したことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
The correction table stores waveform data for correcting the waveform disturbance of the digital drive voltage due to the resistance component of the second signal path in accordance with the number of dots of the image data written at once by the nozzle row. An ink jet recording apparatus.
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、いずれか一つであることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 4.
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any one of a voltage amplitude drop, a rise delay, or a fall delay.
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、電圧振幅低下または立ち上がり遅れまたは立ち下がり遅れの、全ての組み合わせか、何れか二つ以上の組み合わせであることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 4.
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the disturbance of the waveform of the digital drive voltage is any combination of a decrease in voltage amplitude or a rise delay or a fall delay, or any combination of two or more.
前記書き込みヘッドを駆動する基準となるデジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路を介して送る基準駆動電圧送出手段と、
該基準駆動電圧送出手段から送出された基準デジタル駆動電圧を、前記第2の信号経路の出力側と前記ノズル列の間でAD変換してモニターするモニター手段と、
該モニター手段によりモニターされた電圧データと前記基準となるデジタル駆動電圧とを比較する比較手段と、
該比較手段の比較結果に応じて前記補正テーブルの波形データを生成する生成手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1 or 4,
A reference drive voltage sending means for sending a digital drive voltage serving as a reference for driving the write head via the second signal path;
Monitor means for performing AD conversion between the output side of the second signal path and the nozzle row and monitoring the reference digital drive voltage sent from the reference drive voltage sending means;
A comparing means for comparing the voltage data monitored by the monitoring means with the reference digital driving voltage;
Generating means for generating waveform data of the correction table according to the comparison result of the comparing means;
An ink jet recording apparatus comprising:
前記基準駆動電圧送出手段は、前記ノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を送出することを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 7, wherein
The reference drive voltage sending means sends out the reference digital drive voltage at one or several representative dot numbers of the number of dots written at one time by the nozzle row. .
前記基準駆動電圧送出手段は、前記圧電素子からなるノズル列により一度に書き込むドット数の、代表的なドット数の一箇所または数箇所で、前記基準となるデジタル駆動電圧を繰り返して送出することを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 7, wherein
The reference drive voltage sending means repeatedly sends the reference digital drive voltage at one or several representative dot numbers of the number of dots written at once by the nozzle array made of the piezoelectric elements. An ink jet recording apparatus.
前記デジタル駆動電圧の波形の乱れは、前記信号経路が持つインダクタンス成分および抵抗成分による、アンダーシュートとオーバーシュートと立ち上がり遅れと立ち下がり遅れと電圧振幅低下の全てであることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
Disturbance of the waveform of the digital drive voltage includes all of undershoot, overshoot, rise delay, fall delay, and voltage amplitude drop due to an inductance component and a resistance component of the signal path. .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008169629A JP2010005966A (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Inkjet recording apparatus |
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JP2012240369A (en) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Ricoh Co Ltd | Liquid droplet discharging device and inkjet recording apparatus equipped with the same |
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- 2008-06-27 JP JP2008169629A patent/JP2010005966A/en active Pending
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