JP4604343B2

JP4604343B2 - Inkjet recording device

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Publication number: JP4604343B2
Application number: JP2000381326A
Authority: JP
Inventors: 信也小林; 剛裕山田; 国雄佐藤; 一夫清水; 仁司木田
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002178534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オンデマンド型インクジェット記録装置に係り、特にマルチノズルアレイヘッドによるライン記録形のインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のライン記録方式のインクジェット記録装置は、特公昭４７−７８４７号公報に開示されているように、互いに分離した均一なインク液滴を形成して吐出するインクジェット記録装置において、印字信号に応じてノズルからインク液滴を吐出させ、更に印字信号に応じた荷電電界によってインク液滴を荷電させ、飛翔中のインク液滴の向きを一定の偏向電界によって偏向して記録用紙への着地（ドット記録）位置を制御したり、または、記録用紙に着地しないように回収するように構成されている。また、高速印字のために、ノズルをアレイ状に並べる実施の形態も開示されている。
【０００３】
インクジェット記録装置の高速化にはノズルのアレイ化が有効であることは言うまでもない。ノズルのアレイ化技術が進歩して、記録用紙の幅に匹敵する長さのマルチノズルアレイヘッドが実現すると、従来のように記録用紙を一旦停止させて用紙送り方向と垂直な方向に記録ヘッドをスキャン（移動）させるシリアル記録方式ではなく、記録ヘッドを静止させた状態で記録用紙を連続的に搬送しながら印字する、所謂ライン記録方式の構成が可能になる。
【０００４】
また、ライン記録方式のオンデマンド型インクジェット記録装置は、コンティニュアス型インクジェット記録装置に比べて、印字速度では及ばないが、インクシステムが非常に簡単であるために、普及型の高速記録装置に適している。
【０００５】
このオンデマンド型インクジェット記録装置用の記録ヘッドは、ノズルに連なるインク室中のインクに圧電素子や発熱素子によって圧力を加えてインク粒子を吐出するようにしたノズルを列状に並べて配置する構成である。このタイプの記録ヘッドは、例えば特開平１１−７８０１３号公報等で多数提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オンデマンド型インクジェット記録装置のノズルは、一般に、長時間に亘って印字しているうちにノズル内に気泡が入ったり、紙粉等の付着でノズルが詰まったりしてインク液滴の吐出ができなくなるか、あるいはインク液滴の吐出方向がばらついてドット記録位置が乱れるために印字画像の品質が低下するようになる。これを防ぐために、印字動作の途中で全ノズルからインク液滴を一斉に短時間吐出させること（フラッシュ）や、印字動作を停止してノズル面を清掃（クリーニング）したり、負圧を掛けてノズル内のインクを吸引（パージ）したりすることにより、正常なインク液滴吐出を継続することができるように構成している。
これらを総称して、吐出維持処理と呼ぶ。
【０００７】
シリアル記録方式の場合は、記録ヘッドを記録用紙の幅よりも多めにスキャンし、記録用紙からはみ出た位置において、前記吐出維持処理を行うことができる。シリアル記録方式における記録ヘッドのスキャン幅は、長いものでも数メートル以下であるから、少なくともその距離を往復（スキャン）する間にノズルが故障しないようにすれば良いことになる。
【０００８】
一方、ライン記録方式の場合は、記録用紙が連続的に流れているために、前記吐出維持処理を行うことが困難である。特に、連続紙に印字する場合は、カット紙のようにページ間に隙間がないために、印字動作を停止して記録ヘッドをを退避させない限り、前記フラッシュですら実施することが不可能である。また、高速記録装置では、印字動作を停止すると印字速度が低下するために、極力その実施間隔を広げるか実施回数を少なくし、長時間連続して効率良く印字できるようにすることが望ましい。例えば、印字速度が１００（ページ／分・Ａ４）の記録装置では、少なくとも１時間程度は停止しないで印字できることが要求される。これは６０００ページもの間、前記吐出維持処理を行わないで正常に印字し続けなければならないことを意味する。シリアル記録方式では、数ページ毎に前記吐出維持処理を実施していることを考えれば、ライン記録方式のノズルには莫大な高信頼性が要求されていることがわかる。
【０００９】
また、一方で、特にカラー印刷の場合は、記録したドットの位置や大きさの精度が印字画質に大きく影響するために、印字動作中にテストパターンを印字し、それを読み取ってドットの位置や大きさを測定し、補正することが重要である。この要求に対しても、ライン記録方式の場合は、ユーザの記録用紙上にテストパターンを印字することが必要であり、実際には、印字動作中に記録するドットの位置や大きさを補正することが困難である。
【００１０】
本発明の１つの目的は、印字動作を停止してノズルの良好な吐出状態を維持する吐出維持処理を実施する間隔を広げるか、もしくは実施回数を減らすことで、印字速度を上げることができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、印字動作を停止してドットの記録位置や大きさを測定するための特別なテストパタンを印字することなくそれらを測定し、高精度な印字を維持することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接するノズルについて、予め定義された連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったかどうかを計測する手段と、前記連続非吐出時間内に前記該ノズルとそれに隣接するノズルが共に連続非吐出であったときには、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段とを備え、
前記連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったノズルであってもこれに隣接するノズルが連続非吐出でないノズルについては非画像記録インク液滴を吐出しないようにし、
または、ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接する複数のノズルの各印字駆動データを遅延させる手段と、前記ノズルで記録するドットおよびそれに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録であることを認識する手段と、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段と、記録するドットに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録である領域を前記非画像部と認識して非画像記録インク液滴を吐出するように前記非画像記録インク吐出手段を制御する手段とを備え、
印字動作中に非画像部に非画像記録インク液滴を吐出させてインク液滴吐出維持処理を実行する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
【００１４】
図２は、本発明を適用したプリンタシステムの全体構成を示すブロック図である。このプリンタシステムは、大別してコンピュータ部２０１と、インクジェットプリンタエンジン部２０２に分けられる。
【００１５】
コンピュータ部２０１は、プリンタドライバソフトを格納しており、ユーザが作成して入力した文書データ２０９をビットマップデータ２１０に展開するＲＩＰ（ラスタイメージプロセッサ）部２０３と前記ビットマップデータ２１０を印字駆動データ２１２ａに変換するノズルデータ変換部２０４を備える。
【００１６】
インクジェットプリンタエンジン部２０２は、シーケンス制御装置２０５と、圧電素子ドライバ２０６と、記録ヘッド２０７と、用紙送り装置２０８と、液滴吐出制御装置２１５を備え、印字画像（印刷物）２１４を出力する。
【００１７】
図７は、記録用紙に対する記録ヘッド２０７の吐出面の構成を簡単化して示す模式図である。吐出面には、説明用のｘｙ直交座標軸を表示しており、ｙ方向が用紙送り方向である。吐出面には、複数のノズルがｘ方向に並んでおり、ノズルの中心の位置（座標）は、ｘｙ座標（ｎｘ，ｎｙ）で表現される。
【００１８】
この実施の形態におけるインクジェットプリンタエンジン部２０２の解像度仕様は、ｘ，ｙ方向共に３００ｄｐｉであり、記録ヘッド２０７は、複数のノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を並べて構成している。作成した各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の隣接するノズルの間隔はそれよりも長いために、図示するように、各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を斜めに配置することによりｘ座標が３００ｄｐｉで等間隔になるようにしている。この実施の形態における各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…は、７５ｄｐｉピッチで２５６個のノズルを直線的に並べたもので、記録ヘッド２０７は、２０個のノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を斜め（θ＝７５．５度）に傾けて並設することにより、合計５１２０ノズルに構成している。従って、記録用紙に対する印字幅は、約１７インチになる。また、各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…のノズルの用紙送り方向の並び幅は、約８４ｍｍである。カラープリンタの場合には、このような記録ヘッド２０７をＣＭＹＫ（シアン色，マゼンタ色，黄色，黒色）用の４本、あるいはそれ以上を並べることになるが、この実施の形態では、説明を簡単にするために、１つの記録ヘッド２０７として説明する。複数個並べたときの他の記録ヘッドについても同様である。
【００１９】
図３に、前記各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の１つのノズル構造を示す縦断側面図である。
【００２０】
３０１はオリフィス、３０２は加圧室、３０３は振動板、３０４は圧電素子、３０５は駆動信号入力端子、３０６は圧電素子固定基板、３０７は共通インク供給路３０８と前記加圧室３０２とを連結し、加圧室３０２へのインク流量を制御するリストリクタ、３０９は前記振動板３０３と前記圧電素子３０４とを連結する弾性結合材（例えばシリコン接着剤など）、３１０は前記リストリクタ３０７を形成するリストリクタプレート、３１１は前記加圧室３０２を形成する加圧室プレート、３１２は前記オリフィス３０１を形成するオリフィスプレート、３１３は前記振動板３０３を補強する支持板である。
【００２１】
前記振動板３０３，リストリクタプレート３１０，加圧室プレート３１１，支持板３１３は、例えばステンレス材で作り、前記オリフィスプレート３１２はニッケル材で作る。また、前記圧電素子固定基板３０６は、セラミックスやポリイミドなどの絶縁物で作る。
【００２２】
インクは、上から下に向かって、共通インク供給路３０８，リストリクタ３０７，加圧室３０２，オリフィス３０１の順に流れる。
【００２３】
圧電素子３０４は、駆動信号入力端子３０５に駆動電圧が印加されているときに変形（伸または縮）し、印加されなくなれば変形しない（または原形に戻る）ように取り付けられている。
【００２４】
ここで、このプリンタシステムにおける印字動作を説明する。
【００２５】
印字しようとする文書データ２０９は、コンピュータ部２０１におけるＲＩＰ部２０３によって、解像度等をインクジェットプリンタエンジン部２０２の仕様に合わせたビットマップデータ２１０に展開する。この実施の形態では、３００ｄｐｉの１ドット１ビットデータで、“１”が有色ドット、“０”が無色ドットを表すようにする。その後、前記ビットマップデータ２１０をノズルデータ変換部２０４によって後述するプリンタエンジン部２０２の記録ヘッド２０７に対応する印字駆動データ２１２ａに変換する。
【００２６】
液滴吐出制御装置２１５は、本発明において新たに付加した特有の制御装置であり、詳しくは後述する。
【００２７】
従来装置においては、印字駆動データ２１２ａは、そのまま圧電素子ドライバ２０６を通して記録ヘッド２０７にある各ノズルの圧電素子３０４の駆動信号入力端子３０５に導き、各ノズルはその信号に応じてインク液滴を吐出するように構成している。前記印字駆動データ２１２ａは、図７に示した記録ヘッド２０７の吐出面での各ノズル位置（ｎｘ，ｎｙ）に応じて、前記ビットマップデータ２１０を入れ替えることによって作成する。具体的には、各ノズルに対応するビットマップデータ２１０を該ノズルのｙ方向位置をｎｙ分だけ、−ｙ方向にずらせばよい。この変換は、自明の処理であるので詳しい説明を省略する。
【００２８】
このようにして作成した印字駆動データ２１２ａは、数ページ分をコンピュータ部２０１内のメモリに格納しておいて一度に印字いるようにしても良いし、１ページずつ変換しながら印字するようにしてもよい。以下、後者の場合で説明する。
【００２９】
ノズルデータ変換部２０４におけるデータ変換が終了すると、シーケンス制御装置２０５は、用紙送り装置２０８に指示を出して用紙を送り始めさせる。そして、所定の書き出し位置が記録ヘッド２０７に対向する位置に到来すると、シーケンス制御装置２０５は、コンピュータ部２０１から印字駆動データ２１２ａを入力して圧電素子ドライバ２０６に送るようにノズルデータ変換部２０４と液滴吐出制御装置２１５に指示する。
【００３０】
液滴吐出制御装置２１５は、入力した印字駆動データ２１２ａに基づいてヘッド駆動データ２１２ｂを生成して圧電素子ドライバ２０６に送る。圧電素子ドライバ２０６は、ヘッド駆動データ２１２ａに基づいて高電圧駆動信号２１３を発生し、記録ヘッド２０７にある各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の各圧電素子３０４の駆動信号入力端子３０５に印加する。このとき、ノズルの数が極めて多いので、コンピュータ部２０１から出力する印字駆動データ２１２ａを適宜にパラレル−シリアル変換して信号線の数を減らし、圧電素子ドライバ２０６においてシリアル−パラレル変換して元に戻すことは、当然に行われることである。圧電素子３０４は、前記高電圧駆動信号２１３に従って伸縮し、インク液滴をノズルから吐出して記録用紙上に付着させてドット（印字画像）２１４を印字（記録）する。
【００３１】
以上は、このプリンタシステムにおける印字の基本的な動作である。
【００３２】
次に、本発明において新たに追加された液滴吐出制御装置２１５における新たな機能（インク液滴吐出維持処理）について、図１を参照して説明する。図１は、液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この液滴吐出制御装置２１５は、ノズルデータ変換部２０４の後段に位置して該ノズルデータ変換部２０４の出力である印字駆動データ２１２ａを変換し、ヘッド駆動データ２１２ｂを出力する。このヘッド駆動データ２１２ｂは、前述したように、圧電素子ドライバ２０６に入力して記録ヘッド２０７を駆動する。
【００３３】
液滴吐出制御装置２１５は、連続非吐出時間計測回路１０１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７を備える。
【００３４】
この液滴吐出制御装置２１５は、印字駆動データ２１２ａを連続非吐出時間計測回路１０１に入力して非画像部に相当する非画像吐出信号１０２を出力する。ここで、非画像部とは、ユーザが印字を希望している前記ビットマップデータ２１０における記録用紙色（通常白）に相当する部分を示し、インク液滴が吐出しない部分である。一方、吐出パタン生成回路１０３は、非画像部にインク液滴を吐出して非画像記録ドットを記録させるための非画像吐出パタン信号１０４を出力する。非画像吐出信号１０２と非画像吐出パタン信号１０４はＡＮＤ回路１０５で論理積して非画像記録データ１０６とし、この非画像記録データ１０６と印字駆動データ２１２ａをＯＲ回路１０７で論理和してヘッド駆動データ２１２ｂとして出力する。
【００３５】
図４は、連続非吐出時間計測回路１０１の内部構成を示すブロック図であり、（ａ）は、連続非吐出時間ＩＮＴを定義する回路、（ｂ）は、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路である。
【００３６】
（ａ）において、カウンタ４０１は、標準ＴＴＬのカウンタである。このカウンタ４０１は、３個のプリセット可能な同期式１６進カウンタを直列に接続して構成するが、１個にまとめて記述している。カウンタ４０１のクロック端子ＣＫにはクロックＰＣＬＫを入力する。このクロックＰＣＬＫは、印字駆動データ２１２ａに同期するクロックであって、各ノズルのインク液滴吐出周期で発生する。この実施の形態では、解像度が３００ｄｐｉ（ドット／インチ）で、用紙送り速度が１０ｉｐｓ（インチ／秒）であるから、クロックＰＣＬＫの周期は、０．３３３ｍｓｅｃとなる。プリセット端子ＰＲに入力するプリセット値ＰＲｉ（ｉ＝０，１〜１１）は、外部のコンピュータ等によって設定されるバイナリデータである。ここでは、１６進でｃ００（１０進で１０２４）を設定している。リップルキャリー端子ＲＣからの出力は、ロード端子ＬＤに戻すと共にフリップフロップ４０２で整形することにより１０２４倍の周期（３４１ｍｓｅｃ）のクロックＩＮＴＣＬＫとする。この周期は、前記プリセット値ＰＲｉによって随時変更することができる。
【００３７】
（ｂ）において、フリップフロップ４０３，４０４は、標準ＴＴＬのフリップフロップ（Ｄタイプフリップフロップ等）である。フリップフロップ４０３は、前記クロックＩＮＴＣＬＫによってプリセットする。また、各ノズルへの印字駆動データ２１２ａの１つをインバータ４０５を通してフリップフロップ４０３，４０４のクリア端子ＣＬに入力する。そこで、次のクロックＩＮＴＣＬＫが到来するまでの時間内に、
１）印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出」になることが、少なくとも１回あれば、「０」という結果がフリップフロップ４０４に格納され、
２）印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出）になることがなく、つまり全ドットが「０」（インク液滴非吐出）の場合には、「１」という結果がフリップフロップ４０４に格納される。
【００３８】
それらの結果は、非画像吐出信号１０２として、次の連続非吐出時間ＩＮＴ内に出力する。もしも、非画像吐出信号１０２「１」の出力中に印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出）になることがあれば、出力する非画像吐出信号１０２は、即座に「０」に変わる。回路構成が極めて簡単であるので、タイミングチャートでの説明は省略する。
【００３９】
印字駆動データ２１２ａおよび非画像吐出信号１０２は、実際にはノズルの数だけ存在するので、（ｂ）に示した計測回路は、この実施の形態では、５１２０組設けることになる。従って、１０２４０個のフリップフロップが必要になるが、シリアル−パラレルおよびパラレル−シリアル変換回路を含めた回路をＬＳＩにより設計製作することにより容易に実現することができる。
【００４０】
図５は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３の内部構成を示すブロック図である。
【００４１】
この吐出パタン生成回路１０３は、メモリ５０１とデコーダ５０２を備える。
【００４２】
メモリ５０１のアドレス端子ＡＤＲは、図４（ａ）に示したカウンタ４０１の１０ｂｉｔのバイナリ出力ＣＱ０〜９からのアドレスデータＡＤＲ０〜９を入力する。このメモリ５０１は、予め、後述する吐出パタンデータＤＡＴ０〜９を格納しており、アドレスデータＡＤＲ０〜９に対応する吐出パタンデータＤＡＴ０〜９を出力する。後段のデコーダ５０２は、吐出パタンデータＤＡＴ０〜９をコード信号としてコード端子ＣＯＤに入力する。デコーダ５０２は、そのコード信号をデコードして出力端子Ｑから１０２４ｂｉｔの非画像吐出パタン信号１０４として出力する。この実施の形態においては、非画像吐出パタン信号１０４は、５１２０ノズル分必要であるために、図５に示すように、前記１０２４ｂｉｔのデコードを繰り返して５１２０ｂｉｔの非画像吐出パタン信号１０４に割り当てる。
【００４３】
図６は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３における吐出パタンデータＤＡＴ０〜９と非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上での位置関係を示している。
【００４４】
図６の（ａ）は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３における吐出パタンデータＤＡＴ０〜９の具体例を示している。但し、メモリ５０１のアドレス端子ＡＤＲへのアドレスデータは、説明の都合上、ＡＤＲ０〜３の４ｂｉｔと仮定する。つまり、０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを繰り返し出力する。この中で、例えば、ＡＤＲ０〜３が「０」を示す１番上の行では、ＤＡＴ０〜３も「０」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ０のみが「１」となり、他は全て「０」となる。ＡＤＲ０〜３が「１」を示す２番目の行では、ＤＡＴ０〜３は「ｆ」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ１５のみが「１」となり、他は全て「０」となる。ＡＤＲ０〜３が「２」を示す３番目の行では、ＤＡＴ０〜３は「７」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ７のみが「１」となり、他は全て「０」となる。以下、ＡＤＲ０〜３が「ｆ」を示すまで同様である。
【００４５】
図６の（ｂ）は、前記非画像部への吐出パタン生成回路１０３から出力される非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上での位置を示している。（ａ）に示した非画像吐出パタン信号１０４は、図７に示した記録ヘッド２０７のノズル配置と用紙送り方向（または記録方向）によって変形した領域に対応する。
【００４６】
図６（ａ）の例において、各ノズルの非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上の位置は、なるべく近づかないように配置されている。このような非画像吐出パタン信号１０４のほかに、なるべくランダムに配置する場合もある。配置の仕方は、メモリ５０１の内容を書き換えることにより変更することができる。
【００４７】
図８は、この実施の形態において記録用紙上に記録した場合の結果を示している。連続非吐出時間ＩＮＴに対応する各印字領域の用紙送り方向の印字区間８０１〜８０３は、３００ｄｐｉで１０２４ｄｏｔであるから、８７ｍｍである。但し、境界は、図７に示したノズル配置により鋸歯状となる。図中の横縞模様印字領域８０５は、説明のための注目領域を示している。同様に、記録方向に印字区間が続くが、ここでは説明のために、印字区間８０２，８０３だけを示している。また、図中の濃い斜線の印字領域８０４は、ユーザの文書データ２０９に基づいて印字した領域を示している。横方向にも、説明のために、印字するノズル群Ａ，Ｂ，Ｃを示している。この実施の形態は、全体で５１２０ノズルであるが、その内の一部を示している。各ノズル群のノズル数はそれぞれ５１２ノズルとなる。
【００４８】
前記印字区間８０１内において１ドットも記録しないノズル群は、ノズル群Ａ，Ｃである。従って、これらのノズル群Ａ，Ｃは、次の印字区間８０２内において、非画像吐出パタン信号１０４に従って各ノズルで１ドット分だけ非画像記録インク液滴を吐出させることになる。図中の薄い斜線の印字領域８０６は、このような非画像記録インク吐出によってドットを記録した非画像ドット記録領域を示している。このうち、ノズル群Ｂでは、印字区間８０１中でユーザの文書データ２０９により印字したノズルは、そこで直ちに前記非画像記録インク液滴の吐出を停止し、次の印字区間８０２においても非画像記録インク液滴を吐出しない。印字区間８０１中でユーザの文書データ２０９により印字しなかったノズルは、次の印字区間８０２において、始めは非画像記録インク液滴を吐出するが、印字区間８０２中でユーザの文書データ２０９により印字を行うと、その直後に前記非画像記録インク液滴の吐出を停止し、次の印字区間８０３においても非画像記録インク液滴を吐出しない。印字区間８０２中でユーザの文書データ２０９を印字しなかったノズルは、次の印字区間８０３において非画像記録インク液滴を吐出する。
【００４９】
この実施の形態によれば、各ノズルは、非吐出時間が、通常、連続非吐出時間ＩＮＴ（周期３４１ｍｓｅｃ）の最長でも２倍となるために、非吐出状態が長く続くことにより発生するノズル不良を防ぐことができる。また、非画像記録インク液滴吐出の割合は、この実施の形態の場合には、１０２４ドットに１回、つまり３２×３２ドットの領域に１ドットであるから、記録濃度として悪影響を与えることはない。前記非吐出時間の変更は、図４（ａ）のプリセット値を変更することにより、連続非吐出時間ＩＮＴの長さを調節すれば良く、また、前記非画像記録インク液滴吐出の割合は、図５のメモリ５０１のアドレスＡＤＲのビット数を増やし、メモリ５０１の内容を変更することにより、非画像吐出信号１０２の非吐出状態を多く作り、前記非画像記録インク吐出の割合を更に下げることができる。また、ユーザの文書データ２０９の印字領域８０４内では、非画像記録インク液滴の吐出を停止するために、非画像記録インク液滴の吐出が誤記録ドットとしてユーザに認識されることも少ない。
【００５０】
次に、本発明の他の実施の形態を図９を参照して説明する。この実施の形態は、図４の（ｂ）に示した連続非吐出時間計測回路１０１内の連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形である。
【００５１】
図９は、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形例を示すブロック図である。この実施の形態では、全５１２０ノズルの中のｉ番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉとし、その両側のｉ−１番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉ−１およびｉ＋１番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉ＋１とした。
【００５２】
この計測回路は、フリップフロップ４０３，４０４とＮＯＲ回路９０１を備える。そして、前記各印字駆動データ２１２ａは、ＮＯＲ回路９０１を通してフリップフロップ４０３，４０４のクリア端子ＣＬに入力する。この結果、印字駆動データ２１２ａ−ｉだけでなく、隣接するノズルの印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ＋１が「１」（インク液滴吐出）になることが、少なくとも１ドットでもあれば、フリップフロップ４０４には「０」という結果が格納されるようになる。
【００５３】
この実施の形態によれば、図８に示したユーザの文書データ２０９により印字された印字領域８０４の内部が、もしもノズルの並び方向に１または２ドット幅抜けている場合には、その内部は非画像記録インク液滴を吐出しない。また、ノズルの並び方向に３ドット以上抜けていた場合でも、印字領域８０４に隣接する１ドット幅の領域には非画像記録インク液滴を吐出しなくなる。
【００５４】
以上により、文字等の印字領域８０４のノズルの並び方向に隣接しては非画像記録インク液滴の吐出が行われなくなり、非画像記録インク液滴による記録ドットが誤記録ドットとして悪影響を与えることが更に少なくなる。
【００５５】
なお、この実施の形態では、ｉ番目のノズルの印字駆動データ２１２ａ−ｉの両側各１ノズル（印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ＋１）を考慮したが、両側各ｎノズル（ｎ＝２，３…）を考慮して、合計２ｎ＋１個の印字駆動データをＮＯＲ回路９０１に入れても良い。この場合には、印字領域８０４にノズルの並び方向に隣接するｎドット幅の領域には非画像記録インク液滴が吐出されなくなり、非画像記録インク液滴吐出による印字画像への悪影響をより一層減らすことができる。
【００５６】
本発明の更に他の実施の形態を図１０〜図１３を参照して説明する。
【００５７】
図１０は、図１に示した液滴吐出制御装置に相応する液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。
【００５８】
この液滴吐出制御装置２１５は、パタン認識回路１００１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７を備える。そして、パタン認識回路１００１は、５１２０個のノズルに対する印字駆動データ２１２ａを入力する。このパタン認識回路１００１は、遅延した印字駆動データ１００２と、ベタ白内部検出信号１００３を出力し、前者はＯＲ回路１０７に入力し、後者はＡＮＤ回路１０５に入力する。以後は、図１に示した実施の形態と同様である。
【００５９】
図１１は、前記パタン認識回路１００１の内部構成を示すブロック図である。
【００６０】
このパタン認識回路１００１は、３つのフリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１と９入力ＮＯＲ回路１１０２とフリップフロップ１１０４，１１０５を備える。そして、印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１の３つのデータ信号は、それぞれフリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１に入力する。フリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１は、例えば、ＴＴＬのＤタイプフリップフロップからなり、総てのクロック入力はクロックＰＣＬＫである。更に、前記印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１およびそれらを前記フリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１によって遅延した信号を含めて９本の信号を９入力のＮＯＲ回路１１０２に入力する。
【００６１】
ここで、印字駆動データ２１２ａ−ｉ＋１に対し、印字駆動データ２１２ａ−ｉは４ドット分遅延した過去のデータ、印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１は８ドット分遅延した過去のデータになるが、これは、図７に示した記録ヘッド２０７の傾斜したノズル配置構造を補正するためのものである。
【００６２】
また、駆動データ２１２ａ−ｉをフリップフロップ群１１０１−ｉで一段遅延した参照ドットデータ１１０３を取り出し、前記同様のリップフロップ１１０４を通して遅延した印字駆動データ１００２として出力する。
【００６３】
一方、ＮＯＲ回路１１０２の出力もフリップフロップ１１０５を通してベタ白内部検出信号１００３として出力する。ＮＯＲ回路１１０２は、９入力の総てが「０」のときにのみ出力が「１」となるが、これはパタン認識回路１００１として考えると、記録後、前記参照ドットデータ１１０３およびその周囲に隣接する８個のドットの総てが白ドットのときに検出される信号であり、ここでは、白ベタ画像内部の縁１ドットを除く内部をパタン認識していることになる。
【００６４】
図１２は、印字駆動データおよび印字画像における参照ドットおよびその周囲に隣接する８個のドットの位置関係を示している。印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１は、縦方向が時間軸になるために位置ずれしているが、印字画像では、参照ドット１１０３ａを中心とする３×３ドットの方形領域を印字していることになる。このドット数や領域の形は、印字駆動データ２１２ａの数やフリップフロップ群１１０１の構成で自由に変えることができる。
【００６５】
図１３は、文字図表等の印字領域８０４（斜線部分）があった場合に、非画像記録インク液滴吐出によって記録される非画像ドット記録領域（非画像部）８０６（網かけ部）を示している。文字図表等の印字領域８０４のすぐ周辺１ドット幅の部分は、前記ベタ白画像内部として検知されないので非画像ドット記録領域８０６（網かけ部）にはならない。この領域は、前述した実施の形態におけるようにノズルの並び方向だけではなく、用紙送り方向にも存在するために、非画像ドット記録領域８０６を文字図表等の領域８０４から完全に離すことができ、非画像ドット記録による印字画像への悪影響をより一層の減らすことができる。
【００６６】
この実施の形態では、図１１および図１２に示したように、縦３×横３ドットの白画像内部をパタン認識したが、この領域の大きさ（例えば縦５×横５）や形状（例えば縦３×横７）を変更することは、公知のパタン認識技術によって任意に行うことができる。
【００６７】
本発明の更に他の実施の形態を図１４を参照して説明する。
【００６８】
図１０〜図１３を参照して説明した前記実施の形態では、印字駆動データ２１２ａの内容によっては、あるノズルがずっと連続して非吐出状態になる可能性がある。その場合には、初めに述べたように、そのノズルが吐出不良になる可能性が高い。そこで、図１０に示した液滴吐出制御装置２１５と図１に示した液滴吐出制御装置２１５を組み合わせることにより、あるノズルがずっと連続して非吐出状態になる可能性をゼロにする構成とすることができる。この実施の形態は、これらを組み合わせて構成したものである。
【００６９】
図１４は、この実施の形態における液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この液滴吐出制御装置２１５は、連続非吐出時間計測回路１０１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７とパタン認識回路１００１とＯＲ回路１４０１を備える。
【００７０】
パタン認識回路１００１は、印字駆動データ２１２ａを入力し、遅延して出力する印字駆動データ１００２を連続非吐出時間計測回路１０１とＯＲ回路１０７に入力する。ＯＲ回路１４０１は、パタン認識回路１００１からのベタ白内部検出信号１００３と連続非吐出時間計測回路１０１からの非画像吐出信号１０２を入力して論理和出力をＡＮＤ回路１０５に入力する。ＡＮＤ回路１０５は、ベタ白内部検出信号１００３と非画像吐出信号１０２の論理和信号と前記吐出パタン信号１０４とを論理積して非画像記録データ１０６を出力する。ＯＲ回路１０７は、非画像記録データ１０６と印字駆動データ１００２を論理和してヘッド駆動データ２１２ｂとして出力する。
【００７１】
この実施の形態によれば、前記連続非吐出時間ＩＮＴを大きくとっておけば、通常は、図１０に示した実施の形態のように、非画像記録インク液滴吐出をユーザの文書データ２０９による印字画像内部およびその周囲から一定距離離すことができ、連続非吐出時間が規定以上に長くなると、例えユーザの文書データ２０９による印字画像内部であっても非画像記録インク液滴を吐出するために、ノズルが不良になる確率は大きくならない。
【００７２】
本発明の更に他の実施の形態を図１５，図１６を参照して説明する。
【００７３】
図１５は、この実施の形態における液滴制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この実施の形態は、図１４に示した実施の形態の変形例であって、その違いは、印字駆動データ１００２をそのままヘッド駆動データ２１２ｂ−１として出力し、非画像記録データ１０６をそのままヘッド駆動データ２１２ｂ−２として出力するようにした点である。これらの出力は、図２を参照して説明したように、圧電素子ドライバ２０６に入力し、高電圧駆動信号２１３として記録ヘッド２０７に供給する。
【００７４】
図１６は、この実施の形態における圧電素子ドライバ２０６の内部構成を示すブロック図である。この圧電素子ドライバ２０６は、論理回路１６０１と論理回路１６０３と高電圧駆動信号発生回路１６０５を備える。
【００７５】
そして、論理回路１６０１は、前記クロックＰＣＬＫに同期してダブルパルス波形１６０２を出力する。論理回路１６０３は、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“１”になると、マスク波形１６０４ａを出力し、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“０”且つヘッド駆動データ２１２ｂ−２が“１”になると、マスク波形１６０４ｂを出力する。高電圧駆動信号発生回路１６０５は、ダブルパルス波形１６０２とマスク波形１６０４ａ，１６０４ｂとの論理積をとり、その結果から高電圧駆動信号２１３ａ，２１３ｂを生成する。従って、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“１”のときは、ダプルパルスの高電圧駆動信号２１３ａとなり、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“０”且つヘッド駆動データ２１２ｂ−２が“１”のときはシングルパルスの高電圧駆動信号２１３ｂとなる。この結果、ダプルパルスの高電圧駆動信号２１３ａで駆動されたノズルから吐出されるインク液滴の量は多くなり、シングルパルスの高電圧駆動信号２１３ｂで駆動されたノズルから吐出されるインク液滴の量は少なくなる。
【００７６】
このように吐出する液滴量をノズル毎に、且つ吐出毎に変化させる技術それ自体は公知であり、この実施の形態のように高電圧駆動信号のパルス数を変える方法のほかに、パルスの振幅や時間幅を変える方法等、数多くの技術が知られている。
【００７７】
この実施の形態によれば、非画像記録ドットを記録するインク液滴の吐出量を、通常の印字のために吐出するインク液滴の量よりも少なくすることができる。
このために、非画像記録ドットの大きさが小さくなり、これまでに述べた実施の形態に比べてユーザの目に目立たなくなる。
【００７８】
本発明の更に他の実施の形態を図１７，図１８を参照して説明する。
【００７９】
図１７は、この実施の形態におけるプリンタエンジン部２０２の内部構成を示すブロック図である。記録用紙１７０１は、公知のエンコーダ１７０２を付設した駆動ローラ１７０３により駆動して搬送（用紙送り）し、圧電素子ドライバ２０６と記録ヘッド２０７からなる記録部１７０４〜１７０７によって印字する構成である。
【００８０】
各記録部１７０４〜１７０７は、図１に示した液滴吐出制御装置２１５からの各ヘッド駆動データ２１２ｂに従ってインク液滴を吐出する。４つの記録部１７０４〜１７０７のインクは、色剤の原色であるＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロ），Ｋ（黒）のインクであるが、他の色でもよい。記録用紙１７０１上に記録した非画像記録ドットは、ＣＣＤカメラ１７０９によって読み取る。詳細は後述するが、ＣＣＤカメラ１７０９は、記録用紙１７０１の全域を読読み込む必要はなく、必要に応じて一部だけで良い。読み取り画像処理装置１７１０は、読み取りタイミング生成回路１７０８からの読み取りタイミング信号１７１１に同期してＣＣＤカメラ１７０９から非画像記録ドットの画像信号を読み込み、後述する各種の計測処理を実行する。
【００８１】
読み取りタイミング生成回路１７０８は、ＣＣＤカメラ１７０９から非画像記録ドットの画像信号を読み込むタイミング信号１７１１を生成するために、各記録部１７０４〜１７０７の各ノズル位置とＣＣＤカメラ１７０９の読み取り位置の相対位置関係情報を保持し、液滴吐出制御装置２１５から非画像記録データ１０６とエンコーダ１７０２からの用紙送り信号を入力して前記非画像記録データ１０６に基づいて記録された非画像記録ドットがＣＣＤカメラ１７０９の読み取り位置に到来するタイミングを演算する。
【００８２】
図１８の（ａ）は、非画像記録インク液滴の吐出によって記録された非画像記録ドット１８０１をＣＣＤカメラ１７０９で読み込んだ結果を示している。この実施の形態では、読み取り解像度は６００画素／インチであり、直径約８０μｍの非画像記録ドット１８０１を読むことになる。非画像記録ドット１８０１の記録位置は、液滴吐出制御装置２１５の吐出パタン生成回路１０３から出力される吐出パタン信号１０４に基づいて生成される非画像記録データ１０６よって記録部１７０４〜１７０７毎に決まっている。更に、記録部１７０４〜１７０７毎の非画像記録ドット１８０１は、前述したように、１ヵ所に重ならないように決めているので、読み取り画像処理装置１７１０は、読み取りタイミング信号１７１１とエンコーダ１７０２からの記録用紙１７０１の位置情報があれば、限られた領域しか読まないＣＣＤカメラ１７０９であっても、各記録部１７０４〜１７０７で記録した非画像記録ドット１８０１を捕えて読み込むことができる。図では４×４の１６画素分を表示した。このときに、ユーザが印字しようとする印字画像と重なると非画像記録ドット１８０１が打たれなくなるが、この場合は、以下の処理においてそのときの測定データを除外するようにする。
【００８３】
図１８の（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１７０９からの出力結果を示している。表示は“１”が最大濃度で、“０”が用紙濃度とし、中間濃度を“０”から“１”までを分割した実数としている。
【００８４】
図１８の（ｃ）は、（ｂ）に示した濃度データからの計算結果を示している。
公知の計算により円形のドット形状を再構築し、中心位置（ｘ，ｙ）および半径ｒを算出する。もしも、ユーザが印字しようとする印字画像と重なると、円形の近似ができなくなったり、中心位置（ｘ，ｙ）や半径ｒが実態から外れた値になるために、そのような事態になるのを避けるようにしている。
【００８５】
この実施の形態において求めた中心位置（ｘ，ｙ）は、各記録部１７０４〜１７０７の位置ずれを表わすので、ヘッド駆動データ２１２ｂをずらす等の公知の手法を用いて、記録部１７０４〜１７０７間での位置ずれを補正することができる。また、求めた半径ｒにより、圧電素子（ＰＺＴ）の駆動波形を変える等の公知の手法を用いて、ドットの大きさを揃えることができる。前記測定は、印字しながら並行して行えるため、印字動作中の変動に随時対処することができるし、また、対処不可能な誤差が発生した場合は、故障と判定し、各々の場合に応じた処理を行うようにすることが可能となる。これにより、高印字品質で高信頼のインクジェット記録装置を提供することができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、オンデマンド型の記録ヘッドを使用したライン記録方式のインクジェット記録装置において、印字動作中に非画像部に非画像記録インク液滴を吐出させて記録画像の品質の低下を軽減するような印字インク液滴吐出維持処理を実行するようにしたことにより、印字動作を停止してノズルの吐出状態を維持する処理を行う間隔を広げるか、もしくは実施回数を減らすことができるので、高速インクジェット記録装置において印字速度を上げることができる。また、同じく印字動作を停止してドット記録位置や大きさの測定するための特別なテストパタンを記録することなくそれらを測定することができるので、高速で高精度な印字品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置における液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したプリンタシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】ノズルモジュールのノズル構造を示す縦断側面図である。
【図４】図１に示した液滴吐出制御装置における連続非吐出時間計測回路の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した液滴吐出制御装置における吐出パタン生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図６】非画像部への吐出パタン生成回路における吐出パタンデータと非画像吐出パタン信号の記録用紙上での位置関係を示すもので、（ａ）は非画像部への吐出パタン生成回路における吐出パタンデータの具体例、（ｂ）は前記非画像部への吐出パタン生成回路から出力される吐出パタン信号の記録用紙上での位置を示している。
【図７】記録用紙に対する記録ヘッドの吐出面の構成を簡略化して示す模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態において記録用紙上に記録した場合の結果を示している。
【図９】本発明の他の実施の形態を示すもので、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の更に他の実施の形態を示すもので、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した液滴吐出制御装置におけるパタン認識回路の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】印字駆動データおよび印字画像における参照ドットおよびその周囲に隣接する８個のドットの位置関係を示すものである。
【図１３】文字図表等の印字領域があった場合に、非画像記録インク液滴吐出によって記録される非画像ドット記録領域を示している。
【図１４】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示した実施の形態の液滴吐出制御装置に従属する圧電素子ドライバの内部構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、プリンタエンジン部の内部構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示した実施の形態においてＣＣＤカメラで読み込んだ非画像記録インク液滴吐出により記録した非画像ドットの画像（１）とその画像濃度データ（２）と計算結果（ｃ）を示している。
【符号の説明】
１０１…連続非吐出時間計測回路、１０２…非画像吐出信号、１０３…吐出パタン生成回路、１０４…非画像吐出パタン信号、１０６…非画像記録データ、２０１…コンピュータ部、２０２…プリンタエンジン部、２０３…ＲＩＰ部、２０４…ノズルデータ変換部、２０５…シーケンス制御装置、２０６…圧電素子ドライバ、２０７…記録ヘッド、２０８…用紙送り装置、２０９…文書データ、２１０…ビットマップデータ、２１２ａ…印字駆動データ、２１２ｂ…ヘッド駆動データ、２１３…高電圧駆動信号、２１４…印字画像（印刷物）、２１５…液滴吐出制御装置。１７０１…記録用紙、１７０２…エンコーダ、１７０３…駆動ローラ、１７０４〜１７０７…記録部、１７０８…読み取りタイミング生成回路、１７０９…ＣＣＤカメラ、１７１０…読み取り画像処理装置、１８０１…非画像記録ドット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an on-demand type ink jet recording apparatus, and more particularly to a line recording type ink jet recording apparatus using a multi-nozzle array head.
[0002]
[Prior art]
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-7847, a conventional line recording type ink jet recording apparatus is an ink jet recording apparatus that forms and discharges uniform ink droplets separated from each other in accordance with a print signal. Ink droplets are ejected from the nozzles, and the ink droplets are charged by a charging electric field corresponding to the print signal. The direction of the flying ink droplets is deflected by a constant deflection electric field, and landing on the recording paper (dot recording) ) It is configured to control the position or to collect so as not to land on the recording paper. An embodiment in which nozzles are arranged in an array for high-speed printing is also disclosed.
[0003]
Needless to say, an array of nozzles is effective for increasing the speed of the ink jet recording apparatus. When the nozzle array technology advances and a multi-nozzle array head with a length comparable to the width of the recording paper is realized, the recording paper is temporarily stopped and the recording head is scanned in a direction perpendicular to the paper feed direction as before. Instead of a serial recording system that moves (moves), a so-called line recording system configuration is possible in which printing is performed while the recording paper is continuously conveyed while the recording head is stationary.
[0004]
In addition, the line-recording type on-demand type ink jet recording apparatus is not as fast as the continuous type ink jet recording apparatus, but the ink system is very simple. Is suitable.
[0005]
This recording head for an on-demand type inkjet recording apparatus has a configuration in which nozzles are arranged in a line so that ink particles are ejected by applying pressure to ink in an ink chamber connected to the nozzles by a piezoelectric element or a heating element. is there. Many types of this type of recording head have been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-78013.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Nozzles of on-demand type ink jet recording devices are generally capable of ejecting ink droplets when bubbles are contained in the nozzles during printing for a long period of time, or the nozzles are clogged due to adhesion of paper dust or the like. The quality of the printed image is reduced because the dot recording position is disturbed due to the absence of the ink droplets or the ejection direction of the ink droplets. In order to prevent this, ink droplets are ejected from all nozzles all at once during the printing operation (flash), the printing operation is stopped and the nozzle surface is cleaned (cleaning), or negative pressure is applied. By sucking (purging) the ink in the nozzles, normal ink droplet ejection can be continued.
These are collectively called discharge maintenance processing.
[0007]
In the case of the serial recording method, the discharge head can be scanned at a position protruding from the recording sheet by scanning the recording head more than the width of the recording sheet. Since the scan width of the recording head in the serial recording method is several meters or less even if it is long, it is only necessary to prevent the nozzle from failing during at least reciprocation (scanning) of the distance.
[0008]
On the other hand, in the case of the line recording method, since the recording paper flows continuously, it is difficult to perform the discharge maintenance process. In particular, when printing on continuous paper, since there is no gap between pages like cut paper, it is impossible to implement even the above flash unless the printing operation is stopped and the recording head is retracted. . In a high-speed recording apparatus, since the printing speed is reduced when the printing operation is stopped, it is desirable that the printing interval is increased as much as possible or the number of times of printing is reduced to enable efficient printing continuously for a long time. For example, a recording apparatus having a printing speed of 100 (pages / minute · A4) is required to be able to print without stopping for at least about one hour. This means that normal printing must be continued for 6000 pages without performing the discharge maintenance process. In the serial recording method, it is understood that enormous high reliability is required for the nozzle of the line recording method, considering that the discharge maintaining process is performed every several pages.
[0009]
On the other hand, especially in the case of color printing, since the accuracy of the recorded dot position and size greatly affects the print image quality, a test pattern is printed during the printing operation and read to read the dot position and size. It is important to measure and correct the magnitude. In response to this request, in the case of the line recording method, it is necessary to print a test pattern on the user's recording paper. In practice, the positions and sizes of dots to be recorded are corrected during the printing operation. Is difficult.
[0010]
One object of the present invention is an inkjet that can increase the printing speed by increasing the interval for performing the discharge maintaining process for stopping the printing operation and maintaining the good discharge state of the nozzles or by reducing the number of executions. It is to provide a recording apparatus.
[0011]
Another object of the present invention is to maintain a high-precision printing by stopping the printing operation and measuring them without printing special test patterns for measuring dot recording positions and sizes. It is to provide an ink jet recording apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention relates to an on-demand line type inkjet recording apparatus,
Means for measuring whether or not ink droplets were continuously non-ejected within a predetermined continuous non-ejection time for each nozzle and the adjacent nozzles from the print drive data for each nozzle; and the continuous non-ejection time When both the nozzle and the adjacent nozzle are continuously non-ejection, the non-image recording ink droplets are non-imaged from each nozzle with a predetermined ejection pattern separately from the print drive data during the printing operation. A non-image recording ink ejecting means for forcibly ejecting to the part,
Even if the ink droplets are continuously non-discharged within the continuous non-discharge time, the nozzle adjacent to the nozzle is not continuously non-discharged so as not to discharge non-image recording ink droplets,
Alternatively, the means for delaying the print drive data for each nozzle and the plurality of adjacent nozzles for each nozzle from the print drive data for each nozzle, and the dots recorded by the nozzle and the plurality of surrounding dots adjacent thereto are all non-printed. Non-image recording for forcibly ejecting non-image recording ink droplets from each nozzle to a non-image portion with a predetermined ejection pattern separately from the print drive data during the printing operation The non-image-recording ink ejecting means and the non-image-recording ink-jet means for ejecting non-image-recording ink droplets by recognizing an area where all of the plurality of peripheral dots adjacent to the dots to be recorded are non-recording as the non-image portion And means for controlling
  During printing operationNon-image recording ink droplets are ejected to the non-image areaInk droplet discharge maintenance processing is executed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of a printer system to which the present invention is applied. This printer system is roughly divided into a computer unit 201 and an inkjet printer engine unit 202.
[0015]
The computer unit 201 stores printer driver software. The RIP (raster image processor) unit 203 that develops document data 209 created and input by the user into bitmap data 210 and the bitmap data 210 as print drive data. A nozzle data conversion unit 204 for converting to 212a is provided.
[0016]
The ink jet printer engine unit 202 includes a sequence control device 205, a piezoelectric element driver 206, a recording head 207, a paper feeding device 208, and a droplet discharge control device 215, and outputs a print image (printed material) 214.
[0017]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a simplified configuration of the ejection surface of the recording head 207 with respect to the recording paper. An xy orthogonal coordinate axis for explanation is displayed on the ejection surface, and the y direction is the paper feed direction. A plurality of nozzles are arranged in the x direction on the ejection surface, and the center position (coordinates) of the nozzles is expressed by xy coordinates (nx, ny).
[0018]
The resolution specification of the inkjet printer engine unit 202 in this embodiment is 300 dpi in both the x and y directions, and the recording head 207 is configured by arranging a plurality of nozzle modules 207a, 207b. Since the created nozzle modules 207a, 207b,... Are adjacent to each other with a longer interval between the nozzles, the nozzle modules 207a, 207b,... It is trying to become. In this embodiment, each of the nozzle modules 207a, 207b... Is a linear arrangement of 256 nozzles at a 75 dpi pitch, and the recording head 207 obliquely (θ = 75) the 20 nozzle modules 207a, 207b. .5 degrees), the total number of nozzles is 5120. Therefore, the print width for the recording paper is about 17 inches. Further, the arrangement width of the nozzles of each nozzle module 207a, 207b... In the paper feeding direction is about 84 mm. In the case of a color printer, such recording heads 207 are arranged in four or more for CMYK (cyan, magenta, yellow, black), but in this embodiment, the description is simple. In order to achieve this, a single recording head 207 will be described. The same applies to other recording heads when a plurality of recording heads are arranged.
[0019]
3 is a longitudinal side view showing one nozzle structure of each of the nozzle modules 207a, 207b.
[0020]
301 is an orifice, 302 is a pressure chamber, 303 is a diaphragm, 304 is a piezoelectric element, 305 is a drive signal input terminal, 306 is a piezoelectric element fixing substrate, 307 is a connection between the common ink supply path 308 and the pressure chamber 302. A restrictor 309 controls the flow rate of ink to the pressurizing chamber 302, 309 is an elastic binder (for example, silicon adhesive) that connects the diaphragm 303 and the piezoelectric element 304, and 310 is the restrictor 307. A restrictor plate 311 is a pressurizing chamber plate forming the pressurizing chamber 302, 312 is an orifice plate forming the orifice 301, and 313 is a support plate for reinforcing the diaphragm 303.
[0021]
The diaphragm 303, the restrictor plate 310, the pressurizing chamber plate 311, and the support plate 313 are made of, for example, stainless steel, and the orifice plate 312 is made of nickel. The piezoelectric element fixing substrate 306 is made of an insulator such as ceramic or polyimide.
[0022]
The ink flows from top to bottom in the order of the common ink supply path 308, the restrictor 307, the pressure chamber 302, and the orifice 301.
[0023]
The piezoelectric element 304 is attached so that it deforms (extends or contracts) when a drive voltage is applied to the drive signal input terminal 305 and does not deform (or returns to its original shape) when no drive voltage is applied.
[0024]
Here, the printing operation in this printer system will be described.
[0025]
The document data 209 to be printed is developed into bitmap data 210 in which the resolution and the like match the specifications of the inkjet printer engine unit 202 by the RIP unit 203 in the computer unit 201. In this embodiment, “1” represents a colored dot and “0” represents a colorless dot in 300 dpi 1-dot 1-bit data. Thereafter, the bitmap data 210 is converted by the nozzle data conversion unit 204 into print drive data 212a corresponding to a recording head 207 of the printer engine unit 202 described later.
[0026]
The droplet discharge control device 215 is a unique control device newly added in the present invention, and will be described in detail later.
[0027]
In the conventional apparatus, the print drive data 212a is directly guided to the drive signal input terminal 305 of the piezoelectric element 304 of each nozzle in the recording head 207 through the piezoelectric element driver 206, and each nozzle ejects ink droplets according to the signal. It is configured to do. The print drive data 212a is created by replacing the bitmap data 210 in accordance with each nozzle position (nx, ny) on the ejection surface of the recording head 207 shown in FIG. Specifically, the bitmap data 210 corresponding to each nozzle may be shifted in the −y direction by the position of the nozzle in the y direction by ny. Since this conversion is a self-evident process, a detailed description thereof will be omitted.
[0028]
The print drive data 212a created in this way may be stored in a memory in the computer unit 201 for several pages and printed at once, or printed while converting page by page. Also good. Hereinafter, the latter case will be described.
[0029]
When the data conversion in the nozzle data conversion unit 204 is completed, the sequence control device 205 instructs the paper feeding device 208 to start feeding paper. When the predetermined writing position arrives at a position facing the recording head 207, the sequence control device 205 inputs the print drive data 212 a from the computer unit 201 and sends it to the piezoelectric element driver 206 and the nozzle data conversion unit 204. An instruction is given to the droplet discharge control device 215.
[0030]
The droplet discharge control device 215 generates head drive data 212b based on the input print drive data 212a and sends it to the piezoelectric element driver 206. The piezoelectric element driver 206 generates a high voltage drive signal 213 based on the head drive data 212a and applies it to the drive signal input terminal 305 of each piezoelectric element 304 of each nozzle module 207a, 207b. At this time, since the number of nozzles is extremely large, the print drive data 212a output from the computer unit 201 is appropriately parallel-serial converted to reduce the number of signal lines, and the piezoelectric element driver 206 performs serial-parallel conversion to the original. Reverting is a matter of course. The piezoelectric element 304 expands and contracts in accordance with the high voltage drive signal 213, ejects ink droplets from the nozzles, adheres them onto the recording paper, and prints (records) the dots (print image) 214.
[0031]
The above is the basic operation of printing in this printer system.
[0032]
Next, a new function (ink droplet discharge maintenance process) in the droplet discharge control device 215 newly added in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of the droplet discharge control device 215. The droplet discharge control device 215 is positioned after the nozzle data conversion unit 204, converts the print drive data 212a that is the output of the nozzle data conversion unit 204, and outputs head drive data 212b. As described above, the head drive data 212b is input to the piezoelectric element driver 206 to drive the recording head 207.
[0033]
The droplet discharge control device 215 includes a continuous non-discharge time measurement circuit 101, a discharge pattern generation circuit 103, an AND circuit 105, and an OR circuit 107.
[0034]
The droplet discharge control device 215 inputs the print drive data 212a to the continuous non-discharge time measuring circuit 101 and outputs a non-image discharge signal 102 corresponding to a non-image portion. Here, the non-image portion indicates a portion corresponding to the recording paper color (usually white) in the bitmap data 210 that the user desires to print, and is a portion where ink droplets are not ejected. On the other hand, the ejection pattern generation circuit 103 outputs a non-image ejection pattern signal 104 for ejecting ink droplets to a non-image portion and recording non-image recording dots. The non-image ejection signal 102 and the non-image ejection pattern signal 104 are logically ANDed by an AND circuit 105 into non-image recording data 106, and the non-image recording data 106 and print driving data 212a are logically ORed by an OR circuit 107 to drive the head. Output as data 212b.
[0035]
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the continuous non-ejection time measuring circuit 101. (a) is a circuit that defines the continuous non-ejection time INT, and (b) is a continuous non-ejection time INT within the continuous non-ejection time INT. It is a circuit that measures whether or not the discharge has occurred.
[0036]
In (a), a counter 401 is a standard TTL counter. The counter 401 is configured by connecting three presettable synchronous hexadecimal counters in series, but they are collectively described as one. The clock PCLK is input to the clock terminal CK of the counter 401. This clock PCLK is synchronized with the print drive data 212a and is generated at the ink droplet ejection cycle of each nozzle. In this embodiment, since the resolution is 300 dpi (dot / inch) and the paper feed speed is 10 ips (inch / second), the cycle of the clock PCLK is 0.333 msec. Preset values PRi (i = 0, 1 to 11) input to the preset terminal PR are binary data set by an external computer or the like. Here, c00 is set in hexadecimal (1024 in decimal). The output from the ripple carry terminal RC is returned to the load terminal LD and shaped by the flip-flop 402 to be a clock INTCLK having a cycle of 1024 times (341 msec). This period can be changed at any time according to the preset value PRi.
[0037]
In (b), flip-flops 403 and 404 are standard TTL flip-flops (D-type flip-flops and the like). The flip-flop 403 is preset by the clock INTCLK. Also, one of the print drive data 212 a for each nozzle is input to the clear terminals CL of the flip-flops 403 and 404 through the inverter 405. Therefore, within the time until the next clock INTCLK arrives,
1) If the print drive data 212a is “1” (ink droplet ejection) at least once, the result “0” is stored in the flip-flop 404,
2) If the print drive data 212a does not become “1” (ink droplet ejection), that is, if all dots are “0” (ink droplet non-ejection), the result of “1” is the flip-flop 404. Stored in
[0038]
These results are output as the non-image ejection signal 102 within the next continuous non-ejection time INT. If the print drive data 212a becomes “1” (ink droplet ejection) while the non-image ejection signal 102 “1” is being output, the output non-image ejection signal 102 is immediately set to “0”. change. Since the circuit configuration is extremely simple, description in the timing chart is omitted.
[0039]
Since there are actually as many print drive data 212a and non-image ejection signals 102 as the number of nozzles, in this embodiment, 5120 sets of measurement circuits shown in (b) are provided. Accordingly, although 10240 flip-flops are required, it can be easily realized by designing and manufacturing a circuit including a serial-parallel and parallel-serial conversion circuit by LSI.
[0040]
FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of the ejection pattern generation circuit 103 for the non-image portion.
[0041]
The discharge pattern generation circuit 103 includes a memory 501 and a decoder 502.
[0042]
Address data ADR0-9 from the 10-bit binary outputs CQ0-9 of the counter 401 shown in FIG. The memory 501 stores discharge pattern data DAT0 to DAT9 described later in advance, and outputs discharge pattern data DAT0 to DAT9 corresponding to the address data ADR0 to ADR9. The subsequent decoder 502 inputs the discharge pattern data DAT0 to DAT9 to the code terminal COD as a code signal. The decoder 502 decodes the code signal and outputs it from the output terminal Q as a 1024-bit non-image ejection pattern signal 104. In this embodiment, since the non-image ejection pattern signal 104 is required for 5120 nozzles, the 1024-bit decoding is repeated and assigned to the 5120-bit non-image ejection pattern signal 104 as shown in FIG.
[0043]
FIG. 6 shows the positional relationship between the ejection pattern data DAT0 to DAT9 and the non-image ejection pattern signal 104 on the recording paper in the ejection pattern generation circuit 103 for the non-image portion.
[0044]
FIG. 6A shows a specific example of the discharge pattern data DAT0 to DAT9 in the discharge pattern generation circuit 103 for the non-image portion. However, the address data to the address terminal ADR of the memory 501 is assumed to be 4 bits ADR0 to 3 for convenience of explanation. That is, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a, b, c, d, e, and f are repeatedly output. Among these, for example, in the top row where ADR0-3 indicates "0", DAT0-3 are also "0", and in the decoded output Q0-15, only Q0 is "1", and the others All become “0”. In the second row in which ADR 0 to 3 indicate “1”, DAT 0 to 3 are “f”, and in the decoded results output Q 0 to 15, only Q 15 is “1”, and all others are “0”. In the third row in which ADR 0 to 3 indicate “2”, DAT 0 to 3 are “7”, and in the decoded output Q0 to 15, only Q 7 is “1” and all others are “0”. Hereinafter, the same applies until ADR 0 to 3 indicate “f”.
[0045]
FIG. 6B shows the position on the recording sheet of the non-image ejection pattern signal 104 output from the ejection pattern generation circuit 103 for the non-image portion. The non-image ejection pattern signal 104 shown in (a) corresponds to a region deformed by the nozzle arrangement of the recording head 207 and the paper feed direction (or recording direction) shown in FIG.
[0046]
In the example of FIG. 6A, the positions of the non-image ejection pattern signals 104 of the respective nozzles on the recording paper are arranged as close as possible. In addition to such a non-image ejection pattern signal 104, they may be arranged as randomly as possible. The arrangement method can be changed by rewriting the contents of the memory 501.
[0047]
FIG. 8 shows the result of recording on a recording sheet in this embodiment. The print sections 801 to 803 in the paper feed direction of each print area corresponding to the continuous non-ejection time INT are 87 mm because they are 1024 dots at 300 dpi. However, the boundary has a sawtooth shape due to the nozzle arrangement shown in FIG. A horizontal striped pattern printing area 805 in the figure indicates an attention area for explanation. Similarly, although the printing section continues in the recording direction, only the printing sections 802 and 803 are shown here for explanation. Also, a dark hatched print area 804 in the figure indicates an area printed based on the user's document data 209. In the horizontal direction, the nozzle groups A, B, and C to be printed are also shown for explanation. In this embodiment, there are 5120 nozzles as a whole, but some of them are shown. The number of nozzles in each nozzle group is 512 nozzles.
[0048]
The nozzle groups that do not record even one dot in the printing section 801 are nozzle groups A and C. Accordingly, these nozzle groups A and C eject non-image recording ink droplets for one dot at each nozzle in accordance with the non-image ejection pattern signal 104 in the next printing section 802. A thin hatched printing area 806 in the figure indicates a non-image dot recording area in which dots are recorded by such non-image recording ink ejection. Among them, in the nozzle group B, the nozzles printed by the user's document data 209 in the printing section 801 immediately stop the ejection of the non-image recording ink droplets, and also in the next printing section 802, the non-image recording ink. Does not eject droplets. In the printing section 801, the nozzles that have not been printed by the user's document data 209 first eject non-image recording ink droplets in the next printing section 802, but in the printing section 802, printing is performed by the user's document data 209. After that, the ejection of the non-image recording ink droplets is stopped immediately thereafter, and the non-image recording ink droplets are not ejected even in the next printing section 803. The nozzle that has not printed the user's document data 209 in the printing section 802 ejects non-image recording ink droplets in the next printing section 803.
[0049]
According to this embodiment, since each nozzle has a non-ejection time that is normally twice as long as the continuous non-ejection time INT (period 341 msec), a nozzle failure caused by a long non-ejection state continues. Can be prevented. Further, in the case of this embodiment, the ratio of non-image recording ink droplet discharge is once per 1024 dots, that is, one dot in a 32 × 32 dot region, and therefore the recording density is not adversely affected. Absent. The non-ejection time can be changed by adjusting the length of the continuous non-ejection time INT by changing the preset value in FIG. 4A, and the ratio of the non-image recording ink droplet ejection is: By increasing the number of bits of the address ADR in the memory 501 of FIG. 5 and changing the contents of the memory 501, a larger number of non-ejection states of the non-image ejection signal 102 can be created, and the ratio of non-image recording ink ejection can be further reduced. it can. In addition, in the print area 804 of the user's document data 209, since the ejection of the non-image recording ink droplets is stopped, the ejection of the non-image recording ink droplets is rarely recognized by the user as an erroneous recording dot.
[0050]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the circuit that measures whether or not the continuous non-ejection time INT within the continuous non-ejection time INT in the continuous non-ejection time measurement circuit 101 shown in FIG. 4B.
[0051]
FIG. 9 is a block diagram showing a modified example of a circuit for measuring whether or not continuous non-ejection has occurred within the continuous non-ejection time INT. In this embodiment, the print drive data of the i-th nozzle among all 5120 nozzles is 212a-i, and the print drive data of the (i-1) -th nozzle on both sides is 212a-i-1 and i + 1-th nozzle. The print drive data of 212a-i + 1 was used.
[0052]
This measurement circuit includes flip-flops 403 and 404 and a NOR circuit 901. The print drive data 212 a is input to the clear terminals CL of the flip-flops 403 and 404 through the NOR circuit 901. As a result, not only the print drive data 212a-i but also the print drive data 212a-i-1, 212a-i + 1 of adjacent nozzles becomes “1” (ink droplet discharge) if at least one dot is present. The result of “0” is stored in the flip-flop 404.
[0053]
According to this embodiment, if the inside of the print area 804 printed by the user document data 209 shown in FIG. 8 is missing one or two dots in the nozzle alignment direction, Non-image recording ink droplets are not ejected. Further, even when 3 dots or more are missing in the nozzle arrangement direction, non-image recording ink droplets are not ejected to a 1-dot width area adjacent to the print area 804.
[0054]
As described above, the non-image recording ink droplets are not ejected adjacent to the arrangement direction of the nozzles in the print area 804 for characters and the like, and the recording dots due to the non-image recording ink droplets have an adverse effect as erroneous recording dots. Is even less.
[0055]
In this embodiment, one nozzle on each side (print drive data 212a-i-1, 212a-i + 1) of the print drive data 212a-i of the i-th nozzle is considered, but each nozzle on both sides (n = 2, 3...), A total of 2n + 1 print drive data may be input to the NOR circuit 901. In this case, the non-image recording ink droplets are not ejected to the n-dot width region adjacent to the print region 804 in the nozzle arrangement direction, and the non-image recording ink droplet ejection further adversely affects the printed image. Can be reduced.
[0056]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0057]
FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of a droplet discharge control device 215 corresponding to the droplet discharge control device shown in FIG.
[0058]
The droplet discharge control device 215 includes a pattern recognition circuit 1001, a discharge pattern generation circuit 103, an AND circuit 105, and an OR circuit 107. The pattern recognition circuit 1001 inputs print drive data 212a for 5120 nozzles. The pattern recognition circuit 1001 outputs delayed print drive data 1002 and a solid white internal detection signal 1003. The former is input to the OR circuit 107 and the latter is input to the AND circuit 105. The subsequent steps are the same as those in the embodiment shown in FIG.
[0059]
FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of the pattern recognition circuit 1001.
[0060]
The pattern recognition circuit 1001 includes three flip-flop groups 1101-i-1, 1101-i, 1101-i + 1, a 9-input NOR circuit 1102, and flip-flops 1104, 1105. The three data signals of print drive data 212a-i-1, 212a-i, 212a-i + 1 are input to flip-flop groups 1101-i-1, 1101-i, 1101-i + 1, respectively. The flip-flop groups 1101-i-1, 1101-i, 1101-i + 1 are, for example, TTL D-type flip-flops, and all clock inputs are clocks PCLK. Further, nine signals including the print drive data 212a-i-1, 212a-i, 212a-i + 1 and signals obtained by delaying them by the flip-flop groups 1101-i-1, 1101-i, 1101-i + 1. Are input to a 9-input NOR circuit 1102.
[0061]
Here, with respect to the print drive data 212a-i + 1, the print drive data 212a-i is past data delayed by 4 dots, and the print drive data 212a-i-1 is past data delayed by 8 dots. Is for correcting the inclined nozzle arrangement structure of the recording head 207 shown in FIG.
[0062]
Further, the reference dot data 1103 obtained by delaying the drive data 212a-i by one stage by the flip-flop group 1101-i is extracted and output as the print drive data 1002 delayed through the lip flop 1104 described above.
[0063]
On the other hand, the output of the NOR circuit 1102 is also output as a solid white internal detection signal 1003 through the flip-flop 1105. The NOR circuit 1102 outputs “1” only when all nine inputs are “0”. This is considered as the pattern recognition circuit 1001, and is adjacent to the reference dot data 1103 and its surroundings after recording. This signal is detected when all of the eight dots are white dots, and here, the inside of the white solid image other than one edge dot is pattern-recognized.
[0064]
FIG. 12 shows the positional relationship between the reference dots and the eight adjacent dots in the print drive data and print image. The print drive data 212a-i-1, 212a-i, and 212a-i + 1 are misaligned because the vertical direction is the time axis. However, in the print image, the print drive data 212a-i-1, 212a-i, and 212a-i + 1 are 3 × 3 dots centered on the reference dot 1103a. The square area is printed. The number of dots and the shape of the area can be freely changed according to the number of print drive data 212a and the configuration of the flip-flop group 1101.
[0065]
  FIG. 13 is a non-image dot recording area recorded by non-image recording ink droplet ejection when there is a print area 804 (shaded portion) such as a character chart.(Non-image part)Reference numeral 806 (shaded portion) is shown. A portion having a width of 1 dot in the immediate vicinity of the printing area 804 such as a character chart is not detected as the inside of the solid white image, and therefore does not become a non-image dot recording area 806 (shaded portion). Since this area exists not only in the nozzle alignment direction as in the above-described embodiment, but also in the paper feed direction, a non-imageDot recordingThe region 806 can be completely separated from the region 804 such as a character chart, and the adverse effect on the printed image due to non-image dot recording can be further reduced.
[0066]
In this embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the inside of a white image of 3 × 3 dots is recognized as a pattern, but the size (for example, 5 × 5) and the shape (for example, 5 × 5) of this area are recognized. Changing the length 3 × width 7) can be arbitrarily performed by a known pattern recognition technique.
[0067]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0068]
In the embodiment described with reference to FIGS. 10 to 13, depending on the content of the print drive data 212 a, there is a possibility that a certain nozzle will be continuously in a non-ejection state. In that case, as described at the beginning, there is a high possibility that the nozzle will fail to discharge. Therefore, by combining the droplet discharge control device 215 shown in FIG. 10 and the droplet discharge control device 215 shown in FIG. can do. This embodiment is configured by combining these.
[0069]
FIG. 14 is a block diagram showing the internal configuration of the droplet discharge control device 215 in this embodiment. The droplet discharge control device 215 includes a continuous non-discharge time measuring circuit 101, a discharge pattern generation circuit 103, an AND circuit 105, an OR circuit 107, a pattern recognition circuit 1001, and an OR circuit 1401.
[0070]
The pattern recognition circuit 1001 inputs the print drive data 212 a and inputs the print drive data 1002 output with a delay to the continuous non-ejection time measuring circuit 101 and the OR circuit 107. The OR circuit 1401 inputs the solid white internal detection signal 1003 from the pattern recognition circuit 1001 and the non-image ejection signal 102 from the continuous non-ejection time measurement circuit 101 and inputs a logical sum output to the AND circuit 105. The AND circuit 105 ANDs the solid white internal detection signal 1003, the logical sum signal of the non-image ejection signal 102 and the ejection pattern signal 104, and outputs non-image recording data 106. The OR circuit 107 ORs the non-image recording data 106 and the print drive data 1002 and outputs the result as head drive data 212b.
[0071]
According to this embodiment, if the continuous non-ejection time INT is set large, normally, as in the embodiment shown in FIG. 10, non-image recording ink droplet ejection is performed based on user document data 209. In order to eject non-image-recording ink droplets even inside the print image according to the user's document data 209, if the print image can be separated from the inside of the print image and its surroundings by a certain distance and the continuous non-discharge time becomes longer than specified. The probability that the nozzle will be defective does not increase.
[0072]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0073]
FIG. 15 is a block diagram showing the internal configuration of the droplet control device 215 in this embodiment. This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. 14. The difference is that the print drive data 1002 is output as it is as the head drive data 212b-1, and the non-image recording data 106 is directly used as the head drive. The data 212b-2 is output. As described with reference to FIG. 2, these outputs are input to the piezoelectric element driver 206 and supplied to the recording head 207 as a high voltage drive signal 213.
[0074]
FIG. 16 is a block diagram showing the internal configuration of the piezoelectric element driver 206 in this embodiment. The piezoelectric element driver 206 includes a logic circuit 1601, a logic circuit 1603, and a high voltage drive signal generation circuit 1605.
[0075]
The logic circuit 1601 outputs a double pulse waveform 1602 in synchronization with the clock PCLK. The logic circuit 1603 outputs a mask waveform 1604a when the head drive data 212b-1 becomes “1”, and when the head drive data 212b-1 becomes “0” and the head drive data 212b-2 becomes “1”, the mask is output. The waveform 1604b is output. The high voltage drive signal generation circuit 1605 takes a logical product of the double pulse waveform 1602 and the mask waveforms 1604a and 1604b, and generates high voltage drive signals 213a and 213b from the result. Therefore, when the head drive data 212b-1 is “1”, the high voltage drive signal 213a is a double pulse, and when the head drive data 212b-1 is “0” and the head drive data 212b-2 is “1”, a single signal is generated. The high voltage drive signal 213b is a pulse. As a result, the amount of ink droplets ejected from the nozzles driven by the double voltage high voltage drive signal 213a increases, and the amount of ink droplets ejected from the nozzles driven by the single pulse high voltage drive signal 213b. Will be less.
[0076]
A technique for changing the amount of droplets to be ejected for each nozzle and for each ejection is known per se, and in addition to the method of changing the number of pulses of the high voltage drive signal as in this embodiment, Many techniques are known, such as a method of changing amplitude and time width.
[0077]
According to this embodiment, the ejection amount of ink droplets for recording non-image recording dots can be made smaller than the amount of ink droplets ejected for normal printing.
For this reason, the size of the non-image recording dots is reduced, and is less noticeable to the user than the embodiments described so far.
[0078]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0079]
FIG. 17 is a block diagram showing the internal configuration of the printer engine unit 202 in this embodiment. The recording paper 1701 is driven by a driving roller 1703 provided with a known encoder 1702 and conveyed (paper feeding), and printing is performed by recording units 1704 to 1707 including a piezoelectric element driver 206 and a recording head 207.
[0080]
Each of the recording units 1704 to 1707 discharges ink droplets in accordance with each head drive data 212b from the droplet discharge control device 215 shown in FIG. The inks of the four recording units 1704 to 1707 are C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) inks, which are primary colors of the colorant, but other colors may also be used. The non-image recording dots recorded on the recording paper 1701 are read by the CCD camera 1709. Although details will be described later, the CCD camera 1709 does not need to read and read the entire area of the recording paper 1701, but only a part of it as necessary. The read image processing device 1710 reads image signals of non-image recording dots from the CCD camera 1709 in synchronization with the read timing signal 1711 from the read timing generation circuit 1708, and executes various measurement processes described later.
[0081]
The read timing generation circuit 1708 generates a timing signal 1711 for reading an image signal of a non-image recording dot from the CCD camera 1709, and the relative positional relationship between the nozzle positions of the recording units 1704 to 1707 and the reading position of the CCD camera 1709. The non-image recording dot recorded based on the non-image recording data 106 by inputting the non-image recording data 106 and the paper feed signal from the encoder 1702 from the droplet discharge control device 215 is read by the CCD camera 1709. Calculate the timing of arrival at the position.
[0082]
FIG. 18A shows the result of reading the non-image recording dots 1801 recorded by discharging the non-image recording ink droplets with the CCD camera 1709. In this embodiment, the reading resolution is 600 pixels / inch, and non-image recording dots 1801 having a diameter of about 80 μm are read. The recording position of the non-image recording dot 1801 is determined for each of the recording units 1704 to 1707 by the non-image recording data 106 generated based on the ejection pattern signal 104 output from the ejection pattern generation circuit 103 of the droplet ejection control device 215. ing. Furthermore, since the non-image recording dots 1801 for each of the recording units 1704 to 1707 are determined so as not to overlap at one place as described above, the read image processing device 1710 records from the read timing signal 1711 and the encoder 1702. If there is positional information of the paper 1701, even a CCD camera 1709 that reads only a limited area can capture and read the non-image recording dots 1801 recorded by the recording units 1704 to 1707. In the figure, 4 × 4 16 pixels are displayed. At this time, if the user overlaps with the print image to be printed, the non-image recording dot 1801 is not hit. In this case, the measurement data at that time is excluded in the following processing.
[0083]
FIG. 18B shows an output result from the CCD camera 1709. In the display, “1” is the maximum density, “0” is the paper density, and the intermediate density is a real number obtained by dividing “0” to “1”.
[0084]
(C) of FIG. 18 shows the calculation result from the density data shown in (b).
A circular dot shape is reconstructed by a known calculation, and the center position (x, y) and the radius r are calculated. If the user overlaps with the print image to be printed, the circular approximation cannot be made, and the center position (x, y) and the radius r become values that are out of the actual situation. Try to avoid.
[0085]
Since the center position (x, y) obtained in this embodiment represents the positional deviation of the recording units 1704 to 1707, a known method such as shifting the head drive data 212b is used to connect the recording units 1704 to 1707. It is possible to correct the positional deviation at. Also, the sizes of the dots can be made uniform by using a known method such as changing the drive waveform of the piezoelectric element (PZT) according to the obtained radius r. Since the measurement can be performed in parallel while printing, it is possible to deal with fluctuations during printing operations as needed, and if an error that cannot be handled occurs, it is determined that there is a failure, and depending on each case It is possible to perform such processing. Thereby, it is possible to provide a highly reliable ink jet recording apparatus with high printing quality.
[0086]
【The invention's effect】
  According to the present invention, in an inkjet recording apparatus of a line recording method using an on-demand type recording head,By performing the printing ink droplet discharge maintenance process that discharges the non-image recording ink droplets to the non-image portion during the printing operation and reduces the deterioration in the quality of the recorded image,Since the interval for performing the process of stopping the printing operation and maintaining the ejection state of the nozzles can be increased or the number of executions can be reduced, the printing speed can be increased in the high-speed inkjet recording apparatus. In addition, the printing operation can be measured without recording a special test pattern for measuring the dot recording position and size, so that high-speed and high-precision printing quality can be maintained. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a droplet discharge control device in an ink jet recording apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of a printer system to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a longitudinal side view showing a nozzle structure of a nozzle module.
4 is a block diagram showing an internal configuration of a continuous non-ejection time measuring circuit in the droplet ejection control apparatus shown in FIG. 1. FIG.
5 is a block diagram showing an internal configuration of an ejection pattern generation circuit in the droplet ejection control apparatus shown in FIG. 1. FIG.
6A and 6B show the positional relationship of discharge pattern data and a non-image discharge pattern signal on a recording sheet in a discharge pattern generation circuit for a non-image part. FIG. 6A shows a discharge pattern generation circuit for a non-image part. A specific example of the discharge pattern data, (b) shows the position on the recording paper of the discharge pattern signal output from the discharge pattern generation circuit for the non-image portion.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a simplified configuration of a discharge surface of a recording head with respect to a recording sheet.
FIG. 8 shows a result of recording on a recording sheet in an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, and is a block diagram showing a modified example of a circuit for measuring whether or not continuous non-ejection has occurred within the continuous non-ejection time INT.
FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of a droplet discharge control apparatus according to still another embodiment of the present invention.
11 is a block diagram showing an internal configuration of a pattern recognition circuit in the droplet discharge control apparatus shown in FIG.
FIG. 12 shows the positional relationship between the reference dots in print drive data and a print image and eight dots adjacent to the reference dots.
FIG. 13 shows a non-image dot recording area recorded by non-image recording ink droplet ejection when there is a print area such as a character chart.
FIG. 14 shows still another embodiment of the present invention and is a block diagram showing an internal configuration of a droplet discharge control device.
FIG. 15, showing still another embodiment of the present invention, is a block diagram showing an internal configuration of a droplet discharge control apparatus.
16 is a block diagram showing an internal configuration of a piezoelectric element driver subordinate to the droplet discharge control apparatus of the embodiment shown in FIG.
FIG. 17 is a block diagram showing an internal configuration of a printer engine unit according to still another embodiment of the present invention.
18 is a non-image dot image (1) recorded by non-image recording ink droplet ejection read by a CCD camera in the embodiment shown in FIG. 17, its image density data (2), and a calculation result (c). Is shown.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Continuous non-ejection time measurement circuit, 102 ... Non-image ejection signal, 103 ... Ejection pattern generation circuit, 104 ... Non-image ejection pattern signal, 106 ... Non-image recording data, 201 ... Computer part, 202 ... Printer engine part, 203 , RIP section, 204, nozzle data conversion section, 205, sequence control device, 206, piezoelectric element driver, 207, recording head, 208, paper feeding device, 209, document data, 210, bitmap data, 212a, print drive data, 212b ... head drive data, 213 ... high voltage drive signal, 214 ... printed image (printed material), 215 ... droplet ejection control device. 1701 ... Recording paper, 1702 ... Encoder, 1703 ... Drive roller, 1704 to 1707 ... Recording unit, 1708 ... Read timing generation circuit, 1709 ... CCD camera, 1710 ... Read image processing device, 1801 ... Non-image recording dots.

Claims

オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接するノズルについて、予め定義された連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったかどうかを計測する手段と、
前記連続非吐出時間内に前記該ノズルとそれに隣接するノズルが共に連続非吐出であったときには、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段とを備え、
前記連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったノズルであってもこれに隣接するノズルが連続非吐出でないノズルについては非画像記録インク液滴を吐出しないようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。In an on-demand line type inkjet recording apparatus,
Means for measuring whether or not ink droplets were continuously non-ejected within a predefined non-ejection time for each nozzle and the nozzles adjacent thereto for each nozzle from the print drive data for each nozzle;
When both the nozzle and its adjacent nozzles are in continuous non-discharge within the continuous non-discharge time, the non-image recording ink is discharged from each nozzle with a predetermined discharge pattern separately from the print drive data during the printing operation. A non-image recording ink ejection means for forcibly ejecting liquid droplets to a non-image part,
A non-image-recording ink droplet is not ejected for a nozzle in which an ink droplet is not continuously ejected within the continuous non-ejection time even if a nozzle adjacent to the nozzle is not continuously non-ejected. An inkjet recording apparatus.

オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接する複数のノズルの各印字駆動データを遅延させる手段と、
前記ノズルで記録するドットおよびそれに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録であることを認識する手段と、
印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段と、
記録するドットに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録である領域を前記非画像部と認識して非画像記録インク液滴を吐出するように前記非画像記録インク吐出手段を制御する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。In an on-demand line type inkjet recording apparatus,
Means for delaying the print drive data for each nozzle from the print drive data for each nozzle and for each nozzle and a plurality of nozzles adjacent thereto;
Means for recognizing that the dots recorded by the nozzle and a plurality of adjacent dots adjacent thereto are all non-recorded;
A non-image recording ink ejection means for forcibly ejecting non-image recording ink droplets from each nozzle to a non-image portion with a predetermined ejection pattern separately from the print drive data during a printing operation;
Means for controlling the non-image recording ink ejecting means so as to recognize a non-recording area as a non-recording area of a plurality of peripheral dots adjacent to the recording dots and ejecting non-image recording ink droplets; an ink jet recording apparatus characterized by comprising a.

請求項２において、ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に連続非吐出時間を計測する手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。 3. An ink jet recording apparatus according to claim 2, further comprising means for measuring the continuous non-ejection time for each nozzle from the print drive data for each nozzle .

請求項１〜３の１項において、前記印字駆動データとは別に強制的にインクを吐出させる非画像記録インク吐出手段は、前記ノズル毎の印字駆動データによる吐出より少ない量のインク液滴を吐出させる手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 4. The non-image recording ink ejecting means for forcibly ejecting ink separately from the print drive data according to claim 1 ejects a smaller amount of ink droplets than ejected by the print drive data for each nozzle. An ink jet recording apparatus comprising means for causing

請求項１〜４の１項において、１つまたは複数の記録ヘッド毎の前記予め決められた吐出パタンに従って、前記記録ヘッドによって前記ノズル毎の印字駆動データとは別に強制的にインク液滴を吐出して記録した非画像記録ドットを光学的に撮影して読み込む手段と、読み込んだデータから非画像記録ドットの中心位置を算出する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。 5. The ink droplet is forcibly ejected by the recording head separately from the print drive data for each nozzle according to the predetermined ejection pattern for each of the recording heads or one or a plurality of recording heads. An inkjet recording apparatus comprising: means for optically photographing and reading the recorded non-image recording dots; and means for calculating the center position of the non-image recording dots from the read data .