JP2013000886A - 滴吐出装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動電圧生成部と圧力発生素子間の導通、非導通を切り替えるスイッチ11、スイッチ制御部12を備え、スイッチ制御部12は、液滴データに基づいてスイッチ11の導通または非導通を決定し、ノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群101,102,103に分類し、各ノズル群101,102,103毎に、それぞれ対応するスイッチ11の導通、非導通を切り替えるタイミングを制御する。
【選択図】図15
Description
また、ノズル位置に依存する吐出特性差異を相殺するように、予め印刷画像に補正を加えておく方法が既に知られている(特開2003−48314号公報)。
列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、
液滴データに基づいて前記スイッチの導通または非導通を決定し、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎に、それぞれ対応する前記スイッチの導通、非導通を切り替えるタイミングを制御することを特徴とするものである。
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡(例えば1画素)を形成する周期(例えば印刷周期)内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記複数のノズル群毎に、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
当該滴吐出装置は、液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡(例えば1画素)の階調を表現する滴吐出装置であって、
前記スイッチ制御部は、
前記ノズル群の分類と、複数ビットで構成される吐出データ(例えば印刷データ)に基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部と、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎の吐出データ(例えば印刷データ)に拡張ビットを付加するデータ変換部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部による変換後のデータに基づいて、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡(例えば1画素)を形成する周期(例えば印刷周期)内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部の変換後の吐出データに基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
当該滴吐出装置は液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡(例えば1画素)の階調を表現する滴吐出装置であることを特徴とするものである。
前記ノズル群のうち、n番目のノズル群の平均吐出速度Vn_aveと、[n+1]番目のノズル群の平均吐出速度V[n+1]_ave と、駆動電圧パルスの繰り返し周期Tplsと、ノズルと液滴被着体(例えば記録媒体)間のギャップdの間に、
Tpls= | d/Vn_ave − d/V[n+1]_ave |
の関係が成り立つように、前記ノズル群の分類を決定することを特徴とするものである。
前記ノズル列を、少なくとも、ノズル列の一方の端部と、ノズル列の他方の端部と、前記ノズル列の一方の端部と他方の端部の間にある中央部の3つのノズル群に分類して、
前記ノズル列の一方の端部と他方の端部のノズル群の吐出タイミングを、前記ノズル列の中央部のノズル群の吐出タイミングよりも遅くなるように制御することを特徴とするものである。
前記ノズル列の一方の端部のノズル群と他方の端部のノズル群の吐出タイミングが同じであることを特徴とするものである。
インク滴を吐出する滴吐出装置と、
その滴吐出装置のノズルと対向するように搬送される記録媒体を備え、
前記滴吐出装置と前記記録媒体を相対移動させて、前記記録媒体上に前記インクによる滴画像を形成する画像形成装置において、
前記滴吐出装置が前記第1ないし第9のいずれかの手段の滴吐出装置であることを特徴とするものである。
この図に示すように、インク滴の吐出速度は、ノズル配列の端部で速く、ノズル配列の中央部で遅くなる傾向がある。インクジェット記録装置のように記録ヘッドと記録媒体が相対移動している系では、滴吐出速度の差が、インク滴の着弾位置差として現れ、画質を劣化させる。
ΔD[m]={ノズル配列の中央部のインク滴が着弾するまでの時間[s]−ノズル配列の端部のインク滴が着弾するまでの時間[s]}×Vr[m/s]=(d/Vjc−d/Vje)×Vr ・・・・・・式(1)
で表される。このとき、ノズル配列の中央部の滴吐出タイミングとノズル配列の端部の滴吐出タイミングにΔT[s]の差を設けると、前記式(1)は
ΔD[m]=(d/Vjc−d/Vje−ΔT)×Vr ・・・・・・式(2)
で表され、適切な滴吐出タイミングの差ΔT[s]を設定することにより、着弾位置ずれΔD[m]をゼロにできることが分かる。
ΔT=(d/Vjc_ave−d/Vje_ave) ・・・・・・式(3)
の関係が成り立つ場合に、前記式(2)の着弾位置ずれΔD[m]がゼロになり、適切な補正を実施することができる。
各ヘッドモジュールは、インク滴吐出面と記録媒体9が対向するように設置されている。各色10個のヘッドモジュールを千鳥状に配列することで、記録媒体9の全幅に印刷可能なだけの印刷領域を確保している。記録媒体9は矢印で示すように千鳥状に配列されたヘッドモジュール群と直交する方向に搬送され、搬送速度に同期して、インク滴の吐出が行われる。
本実施例ではヘッドモジュール1はそれの長手方向に沿って320個のノズルNを有し、ノズルNは一列に並んでいる。左端のノズルNからN1、N2、N3、・・・・・・N318、N319、N320とおくと、右端のノズルNがN320になる。図6に示すように各ノズルN毎にインクを加圧する圧力室と、圧力発生素子であるピエゾ素子を備えており、ピエゾ素子に印加する電圧によりインク滴の吐出が制御される。
ヘッドモジュール1は、流路基板41と、高剛性プレート42と、ピエゾ素子43とから主に構成されている。
前記流路基板41は、前述のように多数のノズルNを1列に形成したノズルプレート44と、前記ノズルNと連通する連通流路45を有するチャンバープレート46と、圧力室47とリストリクタ48を兼ねた開口穴49を有するリストリクタプレート16と、前記圧力室47とリストリクタ48を封止する薄板のダイアフラムプレート17の積層体から構成されている。前記ダイアフラムプレート17は、振動板18を有している。
同図に示すように画像形成装置Xは、記録媒体供給部111と記録媒体回収部112の間に配置されている。記録媒体供給部111から高速で繰り出された連続した長尺状の記録媒体9は画像形成装置Xで所望のカラー画像が形成され、その後記録媒体回収部112で巻き取り回収される。
滴吐出装置は1個のヘッドモジュールを含み、ピエゾ素子43(図6参照)に印加する電圧を制御する。本実施例では総数40個の滴吐出装置を備えている。各滴吐出装置は、上位装置であるコントローラ4にそれぞれ接続されている。
滴吐出装置100はヘッドモジュール1とデータ変換部2と駆動波形生成部3で構成され、データ変換部2と駆動波形生成部3がヘッドモジュール1とコントローラ4に接続されている。
同図に示すように駆動波形生成部3は、バスIF38、波形記憶メモリ34、パターン記憶メモリ35、タイミング記憶メモリ36、印刷周期カウンタ37、駆動波形制御部33、D/A変換器32ならびに増幅器31を備えており、図に示すような接続関係になっている。
また、駆動波形制御部33は、波形記憶メモリ34から順次データをリードし、D/A変換器32へ出力する。D/A変換器32は入力されたデータに従がってアナログ電圧を出力する。増幅器31は、D/A変換器32のアナログ電圧出力を、ピエゾ素子43の駆動に必要な電圧レベルまで増幅し、駆動波形Vcomを生成する。また、増幅器31は320個のピエゾ素子43を駆動するのに十分な電流供給能力を有している。
本実施例の場合、パターン記憶メモリ35はアドレス3bit、データ8bitで構成されている。8bitのデータはthrough_data[7:0]の値として使用する。同期信号(line)アサート直後は、アドレス0に記憶されたデータ(0001_0001)がthrough_data[7:0]として出力される。タイミング記憶メモリ36に設定したタイミングでリードアドレスがインクリメントされ、through_data[7:0]の値も更新される。through_data[7:0]の各bitは、3bitの吐出データが表現する8状態に対応しており(後述の図16参照)、パターン記憶メモリ35の内容は、データ変換部2(図9参照)で追加するbitの値に合わせる必要がある。
同期信号lineがアサートすると、駆動波形生成部3の動作が開始する。lineがアサートすると、パターン記憶メモリ35のアドレス0に記憶されたデータ(0001_0001)をthrough_data[7:0]として出力する。また、印刷周期カウンタ37の出力値がゼロにクリアされ、ゼロからカウントアップ動作を再開する。
データ変換部2は、バスIF27、レジスタA25、レジスタB26、データ数カウンタ24、追加bit生成部22、追加bit連結部21ならびに画像ラッチ契機生成部23を備えており、図に示すような接続関係になっている。
画像ラッチ契機生成部23は、データ数カウンタ24の出力値がゼロにクリアされたことを検出してjet_lach信号をアサートする。
jet_clk信号は、prt_clk信号は同じ信号であり、名称のみが異なる。
同期信号lineがアサートすると、データ数カウンタ24の出力値がゼロにクリアされる。データ数カウンタ24の出力値がゼロになった後、画像ラッチ契機生成部23がjet_lach信号をアサートする。
吐出データ(jet_data[2:0])は、コントローラ4が出力する2bit印刷データ(prt_data[1:0])に、最上位bitとしてadd_bitを連結したデータである。
ヘッドモジュール1は320個のピエゾ素子を内蔵しており、本実施例では、これらのピエゾ素子を、ノズル配列の左端部のピエゾ素子群101、ノズル配列の中央部のピエゾ素子群102、ノズル配列の右端部のピエゾ素子群103の3つの部分に分類する。この分類を設定するのは、データ変換部2から出力する吐出データ(jet_data[2:0])である。
選択論理は、3bit入力信号(吐出データ記憶レジスタの出力)に応じて、through_data[7:0]信号のうち、1bitを選択して出力する。
同期信号(line)がアサート後、jet_lach信号がアサートし、Nライン目の印刷周期で使用する吐出データが決定する。図17の”駆動波形(1)”は、吐出データ記憶レジスタ群14のうち、記憶したデータが“000”のレジスタに対応するピエゾ素子に供給される駆動電圧波形である。
請求項1に記載の発明は、
列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、
液滴データに基づいて前記スイッチの導通または非導通を決定し、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎に、それぞれ対応する前記スイッチの導通、非導通を切り替えるタイミングを制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、ノズルの位置に依存する滴吐出特性の補正が簡略にできるという効果がある。
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡を形成する周期内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記複数のノズル群毎に、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、同一ノズル列に共通の駆動波形を供給しつつ、同一ノズル列内の複数のノズル群毎に吐出タイミングを補正できるという効果がある。
当該滴吐出装置は、液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡の階調を表現する滴吐出装置であって、
前記スイッチ制御部は、
前記ノズル群の分類と、複数ビットで構成される吐出データに基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、複数回の滴吐出によって1つの着弾跡(1画素)の階調を表現する画像形成装置の場合に、同一ノズル列に共通の駆動波形を供給しつつ、同一ノズル列内の複数のノズル群毎に吐出タイミングを補正できるという効果がある。
列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部と、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎の吐出データに拡張ビットを付加するデータ変換部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部による変換後のデータに基づいて、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、吐出データ(印刷データ)の処理により、ノズル群の分類を設定できるという効果がある。
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡を形成する周期内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部の変換後の吐出データに基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、吐出データ(印刷データ)の処理によりノズル群の分類を設定し、同一ノズル列に共通の駆動波形を供給しつつ、同一ノズル列内の複数のノズル群毎に吐出タイミングを補正できるという効果がある。
当該滴吐出装置は液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡の階調を表現する滴吐出装置であることを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、複数回の滴吐出によって1つの液滴後(1画素)の階調を表現する画像形成装置の場合に、吐出データ(印刷データ)の処理によりノズル群の分類を設定し、同一ノズル列に共通の駆動波形を供給しつつ、同一ノズル列内の複数のノズル群毎に吐出タイミングを補正できるという効果がある。
前記ノズル群のうち、n番目のノズル群の平均吐出速度Vn_aveと、[n+1]番目のノズル群の平均吐出速度V[n+1]_ave と、駆動電圧パルスの繰り返し周期Tplsと、ノズルと液滴被着体間のギャップdの間に、
Tpls= | d/Vn_ave − d/V[n+1]_ave |
の関係が成り立つように、前記ノズル群の分類を決定することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、同一ノズル列に共通の駆動波形を供給しつつ、同一ノズル列内の複数のノズル群毎に吐出タイミングを補正する際に、補正効果が高くなるようにノズル群の分類を決定することができるという効果がある。
前記ノズル列を、少なくとも、ノズル列の一方の端部と、ノズル列の他方の端部と、前記ノズル列の一方の端部と他方の端部の間にある中央部の3つのノズル群に分類して、
前記ノズル列の一方の端部と他方の端部のノズル群の吐出タイミングを、前記ノズル列の中央部のノズル群の吐出タイミングよりも遅くなるように制御することを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、ノズル列の中央部とノズル列の端部の機械的剛性などの差異による滴吐出速度の差を補正できるという効果がある。
前記ノズル列の一方の端部のノズル群と他方の端部のノズル群の吐出タイミングが同じであることを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、共通の駆動波形を使用することができ、構成ならびに制御の簡略化が図れるという効果がある。
インク滴を吐出する滴吐出装置と、
その滴吐出装置のノズルと対向するように搬送される記録媒体を備え、
前記滴吐出装置と前記記録媒体を相対移動させて、前記記録媒体上に前記インクによる滴画像を形成する画像形成装置において、
前記滴吐出装置が請求項1ないし9のいずれか1項に記載の滴吐出装置であることを特徴とするものである。
このような構成にすることにより、高精密な画像を形成することができるという効果がある。
Claims (10)
- 列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、
液滴データに基づいて前記スイッチの導通または非導通を決定し、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎に、それぞれ対応する前記スイッチの導通、非導通を切り替えるタイミングを制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項1に記載の滴吐出装置において、
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡を形成する周期内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記複数のノズル群毎に、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項2に記載の滴吐出装置において、
当該滴吐出装置は、液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡の階調を表現する滴吐出装置であって、
前記スイッチ制御部は、
前記ノズル群の分類と、複数ビットで構成される吐出データに基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 列状に並んだ多数の液滴吐出ノズルと、
各ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、
各圧力室内を加圧する多数の圧力発生素子と、
前記圧力発生素子で共通に使用する印加電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記駆動電圧生成部と前記各圧力発生素子間の導通、非導通を切り替える多数のスイッチと、
前記スイッチの導通、非導通を制御するスイッチ制御部と、
列状に並んだ多数のノズルからなるノズル列を、そのノズル列の端部からの距離に応じた複数のノズル群に分類し、各ノズル群毎の吐出データに拡張ビットを付加するデータ変換部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部による変換後のデータに基づいて、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項4に記載の滴吐出装置において、
前記駆動電圧生成部は、1つの着弾跡を形成する周期内において、1滴を吐出可能な駆動電圧パルスを複数回繰り返し生成し、
前記スイッチ制御部は、前記データ変換部の変換後の吐出データに基づいて、複数回繰り返し生成している駆動電圧パルスのうち、対応する駆動電圧パルスの生成タイミングに同期して、前記スイッチの切り替えタイミングを制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項5記載の滴吐出装置において、
当該滴吐出装置は液滴の複数回の吐出によって1つの着弾跡の階調を表現する滴吐出装置であることを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項2、3、5、6のいずれか1項に記載の滴吐出装置において、
前記ノズル群のうち、n番目のノズル群の平均吐出速度Vn_aveと、[n+1]番目のノズル群の平均吐出速度V[n+1]_ave と、駆動電圧パルスの繰り返し周期Tplsと、ノズルと液滴被着体間のギャップdの間に、
Tpls= | d/Vn_ave − d/V[n+1]_ave |
の関係が成り立つように、前記ノズル群の分類を決定することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の滴吐出装置において、
前記ノズル列を、少なくとも、ノズル列の一方の端部と、ノズル列の他方の端部と、前記ノズル列の一方の端部と他方の端部の間にある中央部の3つのノズル群に分類して、
前記ノズル列の一方の端部と他方の端部のノズル群の吐出タイミングを、前記ノズル列の中央部のノズル群の吐出タイミングよりも遅くなるように制御することを特徴とする滴吐出装置。 - 請求項8に記載の滴吐出装置において、
前記ノズル列の一方の端部のノズル群と他方の端部のノズル群の吐出タイミングが同じであることを特徴とする滴吐出装置。 - インク滴を吐出する滴吐出装置と、
その滴吐出装置のノズルと対向するように搬送される記録媒体を備え、
前記滴吐出装置と前記記録媒体を相対移動させて、前記記録媒体上に前記インクによる滴画像を形成する画像形成装置において、
前記滴吐出装置が請求項1ないし9のいずれか1項に記載の滴吐出装置であることを特徴とする画像形成装置。
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