JP5927035B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の記録装置において、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関するものであり、特にインクを吐出する記録ヘッドの回復に関するものである。
BACKGROUND OF THE
ファクシミリ、複写機、プリンター等の記録装置は、紙、布、OHP用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤードット式、サーマル式等に分類することができる。また、インクジェット記録方式はさらに、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。 Recording devices such as facsimiles, copiers, and printers are configured to record images on recording media such as paper, cloth, and OHP sheets. However, depending on the recording method, inkjet, wire dot, thermal It can be classified into formulas and the like. The ink jet recording method can be further classified into a serial type in which recording is performed while the recording head scans the recording medium, and a line head type in which recording is performed by a recording head fixed to the apparatus main body.
このようなインクジェット記録装置では、印字待機時や連続印字中の紙間における各吐出ノズル、或いは、印字中に使用されない吐出ノズル等の、ノズル面にキャップが装着されておらず、且つ非吐出の状態の吐出ノズルにおいて、ノズル内のインクから水分が蒸発してインクの増粘が発生する。その結果、その後にインクを吐出しようとした時に、印字が乱れたり不吐出が発生したりするという問題点があった。 In such an ink jet recording apparatus, a cap is not attached to the nozzle surface, such as each ejection nozzle between sheets during printing standby or continuous printing, or a ejection nozzle that is not used during printing, and non-ejection. In the ejection nozzles in the state, moisture is evaporated from the ink in the nozzles to increase the viscosity of the ink. As a result, there is a problem in that printing is disturbed or non-ejection occurs when ink is subsequently ejected.
特に、記録ヘッドが固定されたラインヘッド型の記録方式においては、記録ヘッドの各ノズルは画像1ライン中の特定の画素(ドット)に対応しているため、左右の余白部分の画素に対応するノズル等、1枚の画像を印字する中で一度もインクを吐出しないノズルが必ず存在する。このようなノズルも、その後に画像データが切り替わってドット形成を行う場合があり、その場合には安定してインクを吐出できるようにしなければならない。 In particular, in a line head type recording system in which the recording head is fixed, each nozzle of the recording head corresponds to a specific pixel (dot) in one line of the image, and therefore corresponds to a pixel in the left and right margins. There are always nozzles, such as nozzles, that do not eject ink even when printing one image. In such a nozzle, image data may be switched afterwards to form dots, and in that case, it is necessary to be able to eject ink stably.
一般に、記録ヘッドのインク吐出面に開口が設けられた吐出ノズル内のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止するために、ノズルからインクを強制吐出した後、インク吐出面に付着したインクの拭き取りを行って記録ヘッドの回復処理を行う構成になっている。しかし、上記の手順では、印字に用いられずに廃棄されるインクが多くなり、インクが無駄に消費されてしまう。また、インクを吐出しなかったノズルのみでなく、インクを吐出した直後のノズルにおいてもインクの強制吐出が行われるため効率的ではなかった。 In general, in order to prevent the ink in the discharge nozzles with openings on the ink discharge surface of the recording head from drying and clogging of the nozzles, after ink is forcibly discharged from the nozzles, the ink adhering to the ink discharge surface is wiped off. The recording head recovery process is performed by performing the above. However, in the above procedure, a large amount of ink is discarded without being used for printing, and the ink is wasted. In addition, not only nozzles that did not eject ink but also nozzles immediately after ejecting ink are not efficient because forced ink ejection is performed.
一方、インクジェット記録装置の記録ヘッドとして、圧電インクジェットヘッドが広く用いられている。圧電インクジェットヘッドは、圧電素子が発生する力を加圧室内のインクに圧力として伝達し、この圧力によるノズル内のインクメニスカスの揺動を利用してインク滴を発生させるものである。 On the other hand, piezoelectric inkjet heads are widely used as recording heads for inkjet recording apparatuses. The piezoelectric ink jet head transmits the force generated by the piezoelectric element as pressure to the ink in the pressurizing chamber, and generates ink droplets using the oscillation of the ink meniscus in the nozzle caused by this pressure.
そこで、ノズルからインクを吐出しない程度にノズル内のインクメニスカスを振動させてノズルの目詰まりを防止する方法が提案されており、例えば特許文献1には、インク滴を吐出しないドット形成部において、圧電素子の駆動電圧を放電することで加圧室の容積を増加させてノズル内のインクメニスカスを加圧室の側へ引き込んだ後、インクの体積速度(ヘッド)の固有振動周期とほぼ一致するタイミングで再び駆動電圧を印加して加圧室の容積を減少させることで、ノズルからインク滴を吐出することなくインクメニスカスを揺動させてノズル内のインクを攪拌するインクジェットヘッドの駆動方法が開示されている。
Therefore, a method for preventing clogging of the nozzle by vibrating the ink meniscus in the nozzle to such an extent that ink is not discharged from the nozzle has been proposed.For example, in
また、特許文献2には、液滴を吐出する駆動波形よりもパルス幅が狭く、高い周波数を有する連続した複数のパルスを用いてインクメニスカスを揺動させるインクジェットプリンターが開示されている。
また、特許文献3には、或る用紙内(ページ内)印字が予定されている画素データの印字に使用される各ノズルのメニスカスのみを揺動させ、印字に使用されない各ノズルのメニスカスを静止状態に保持する画像形成装置が開示されている。
In
さらに、特許文献4には、同一のノズルにおける2以上の所定数以上連続する描画しない画素のうち、描画すべき画素の直前の画素を除く少なくとも1の画素についてはメニスカス揺動を行い、描画すべき画素の直前の画素においてメニスカス揺動を行わない画像形成装置が開示されている。また、メニスカスを揺動させる駆動パルスとして、ヘッド流路の固有振動周期に近い駆動パルスを用いることも記載されている。
Further,
しかしながら、特許文献1のように、ヘッドの固有振動周期に近いパルス幅の駆動波形を用いると、メニスカスを大きく揺動させることができ、ノズル内のインクの攪拌効果も高くなるが、メニスカスの揺動によって飛翔速度の遅い微小な液滴が形成され、用紙上に付着すると画像上でチリとして認識されることがある。特許文献2では、メニスカス揺動によって発生した微小なインク滴は飛翔速度が遅いため、用紙面に着弾する前に、直後に吐出されたドット形成のためのインク滴に追いつかれて取り込まれてしまうため、画像上でチリとして認識されなくなるとされているが、メニスカス揺動によるインク滴の吐出特性が安定しないことや、用紙の搬送による空気流等の影響により次のインク滴に確実に取り込まれないことにより安定して用紙に着弾させることができず、画像不良となるおそれがある。
However, if a driving waveform having a pulse width close to the natural vibration period of the head is used as in
そこで、特許文献2のように液滴を吐出する駆動波形よりもパルス幅が狭く、且つ高い周波数を有する連続した複数のパルスを用いることが好ましい。しかし、この場合はメニスカスを大きく揺動させることができないため、パルス数を多くしなければメニスカス揺動によるインクの攪拌効果が発現されない。そのため、従来は、印字のインターバル(紙間)にメニスカス揺動の駆動波形を印加していた。例えば、用紙1枚分の画像データを印字する前のインターバル(紙間)で数百〜数千ライン分のメニスカス揺動を行うか、或いは、印字する画像データ中の階調0の画素に対応する全てのノズルでメニスカス揺動を行っていた。そのため、印加するパルス数が飛躍的に多くなり、ヘッドでの消費電力が大きくなってしまうという問題点があった。
Therefore, it is preferable to use a plurality of continuous pulses having a narrower pulse width and a higher frequency than the driving waveform for discharging droplets as in
さらに、液滴を吐出する駆動波形よりもパルス幅が狭い場合、圧電素子の固有振動周期に近くなるため、圧電素子が発熱してヘッド内のインク温度が上昇し、インクの特性が変化するため、安定した液滴形成が行えない場合があった。 Furthermore, when the pulse width is narrower than the driving waveform for ejecting droplets, the piezoelectric element is close to the natural vibration period, so the piezoelectric element generates heat, the ink temperature in the head rises, and the ink characteristics change. In some cases, stable droplet formation could not be performed.
また、紙間において全てのノズルに対してメニスカス揺動波形を印加する場合も、階調0の画素に対応するノズルの圧電素子に印加するパルスを揺動波形に置き換える場合も、例えば用紙1枚分の画像データにおいて一度もドット形成を行わないか、或いは数回しかインクを吐出しないノズルに対してもメニスカス揺動が行われることになる。その結果、ノズル内のインクが攪拌され、水分の蒸発によりメニスカス近傍で増粘したインクがノズルの奥に拡散されてしまい、増粘していないインクがメニスカス近傍に移動してくる。ここで、増粘していないインクは水分量が低下している増粘インクに比べて水分の蒸発速度が速いため、メニスカス近傍におけるインクの増粘が進行し易くなる。 Also, when applying a meniscus swing waveform to all nozzles between papers, or replacing the pulse applied to the piezoelectric element of the nozzle corresponding to the pixel of gradation 0 with a swing waveform, for example, one sheet of paper In the image data of the minute, the dot formation is not performed once, or the meniscus swing is performed even for the nozzle that ejects the ink only several times. As a result, the ink in the nozzle is agitated, the ink thickened in the vicinity of the meniscus due to the evaporation of moisture is diffused in the back of the nozzle, and the ink not thickened moves to the vicinity of the meniscus. Here, since the ink that has not been thickened has a faster water evaporation rate than the thickened ink that has a reduced amount of water, the thickening of the ink in the vicinity of the meniscus tends to proceed.
このように、用紙1枚分の画像データ中で一度もドット形成を行わないか、或いは数回しかインクを吐出しないノズルに対してメニスカス揺動を行うと、逆にノズル内でのインクの増粘が促進され、インクの吐出性が徐々に悪化してしまう。そのため、次の用紙に印字する画像データに切り替わった後に、前の用紙でドット形成を行わなかったノズルを用いてドット形成を行う場合、インク滴の吐出不良が発生するおそれがあった。そのため、特許文献3のように、用紙内で印字(インク吐出)が予定されているノズルのみを紙間においてメニスカス揺動させることが好ましい。
In this way, if dot formation is never performed in the image data for one sheet of paper, or if meniscus oscillation is performed for a nozzle that ejects ink only several times, the ink in the nozzle increases. Viscosity is promoted, and ink ejection properties gradually deteriorate. For this reason, when dot formation is performed using a nozzle that has not been dot-formed on the previous paper after switching to image data to be printed on the next paper, ink droplet ejection failure may occur. Therefore, as in
しかし、特許文献3の方法は、水性染料インクを使用する場合は良好なインク吐出性を得ることができるが、水性顔料インクを使用する場合は、インク中に顔料を分散させるための分散剤等が含まれているため、インク乾燥時の粘度が水性染料インクよりも格段に高いという特性がある。そのため、メニスカスの増粘性も高くなり、メニスカス揺動の回数を多くしなければならず、ヘッドでの消費電力が大きくなってしまうという問題点があった。
However, the method of
また、メニスカス揺動が行われてから実際のインク吐出までの時間が長くなると、ノズル内のインクが攪拌され続けるために、攪拌によって増粘していないインクがメニスカス近傍に移動し、インクの増粘が進行し易くなる。そこで、特許文献4では、インク吐出前のノズルにメニスカス揺動を行うとともに、描画すべき画素の直前の画素においてメニスカス揺動を行わないようにすることで、メニスカス揺動によるインクの増粘と吐出不良とを抑制している。
In addition, if the time from the meniscus swing to the actual ink discharge becomes longer, the ink in the nozzles continues to be stirred, so that the ink not thickened by stirring moves to the vicinity of the meniscus and increases the ink. Viscosity easily progresses. Therefore, in
即ち、多種多様な画像データに対応する印字を連続して行うためには、紙間と吐出直前の両方においてメニスカス揺動を行い、その総回数が少ないほど好ましい。しかし、実際には水性顔料インクではメニスカス表面から水分が蒸発することにより、ノズルの先端部と内部とでインク中の成分が不均一となる。この成分の不均一化によって内部流動が生じ、顔料粒子が先端部から内部へと移動するという現象が発生する。この状態で吐出直前に数回のメニスカス揺動を行ってインクを吐出すると、不吐出が続いた後の先頭画素において顔料の少ない透明なインク滴が吐出されてしまい、画素として認識できなくなる。 That is, in order to continuously perform printing corresponding to various image data, it is preferable that the meniscus swing is performed both between the sheets and immediately before the discharge, and the total number of times is smaller. However, in actuality, in water-based pigment ink, moisture evaporates from the meniscus surface, so that the components in the ink are non-uniform between the nozzle tip and the inside. Due to the non-uniformity of this component, internal flow occurs, and a phenomenon occurs in which the pigment particles move from the tip portion to the inside. In this state, if ink is ejected by swinging meniscus several times immediately before ejection, a transparent ink droplet with a small amount of pigment is ejected at the first pixel after non-ejection, and cannot be recognized as a pixel.
本発明は、上記問題点に鑑み、非吐出画素が連続した後の先頭吐出画素におけるノズルからのインク吐出を安定して行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can stably perform ink ejection from a nozzle in a head ejection pixel after a non-ejection pixel is continuous.
上記目的を達成するために本発明は、記録媒体上にインクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室と、該複数の加圧室に対応して配置され、前記各加圧室内のインクに圧力をかけて前記各ノズルからインクを吐出させる複数の圧電素子と、を有する記録ヘッドと、前記圧電素子の駆動電圧の駆動波形として、前記ノズルからのインク吐出回数に応じて設定された2以上のインク吐出用駆動波形と、インク吐出は行わずに前記ノズル内のメニスカスを揺動させるメニスカス揺動用駆動波形とを含む複数の駆動波形を発生させる駆動パルス発生部と、該駆動パルス発生部で発生させたいずれの駆動波形を前記圧電素子に印加するか、或いは何れの駆動波形も前記圧電素子に印加しないかを前記各ノズルについて選択するセレクターと、を備え、印字対象となる画像データを構成する1つの画素につき、当該画素の階調に応じて定まる1回以上のインク吐出を前記各ノズルに対して実行させるヘッド駆動部と、印字対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した印字データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された印字データを構成する各画素について、当該各画素の階調に対応した前記各ノズルのインク吐出回数を表す駆動波形選択データを生成するデータ加工部と、を有する制御部と、を備えたインクジェット記録装置において、前記ヘッド駆動部は、前記データ加工部から送信された次回以降の印字Nライン分(Nは10以上の整数)の駆動波形選択データを格納するラインバッファーを備え、前記セレクターは、前記ラインバッファーに格納されている同一の前記ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データが全て0であり、且つ、次に前記データ加工部から送信された印字N+1ライン目の駆動波形選択データが0でない場合は、当該ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形として前記メニスカス揺動用駆動波形を選択するとともに、印字N+1ライン目の駆動波形として各画素の階調よりも吐出回数の多い前記インク吐出用駆動波形を選択し、上記以外の場合は、印字N+1ライン分の各駆動波形選択データが0でなければ各画素の階調に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、駆動波形選択データが0であれば何れの駆動波形も選択しないことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of nozzles that eject ink onto a recording medium, a plurality of pressurizing chambers that communicate with the plurality of nozzles and can accommodate ink therein, and a plurality of the pressurizing chambers. A recording head having a plurality of piezoelectric elements disposed corresponding to the pressure chambers and applying pressure to the ink in each of the pressurizing chambers to eject the ink from each of the nozzles; and a driving waveform of a driving voltage of the piezoelectric element A plurality of ink ejection driving waveforms set according to the number of ink ejections from the nozzles, and a meniscus oscillation driving waveform that causes the meniscus in the nozzles to oscillate without performing ink ejection. A drive pulse generator that generates a drive waveform, and which drive waveform generated by the drive pulse generator is applied to the piezoelectric element, or which drive waveform is not applied to the piezoelectric element. And a selector that selects each nozzle, and for each pixel constituting the image data to be printed, a head that executes at least one ink ejection determined according to the gradation of the pixel to each nozzle. A drive unit, an image processing unit that generates print data in which each pixel constituting image data to be printed is indicated by multi-value gradation, and each pixel that constitutes print data generated by the image processing unit, In the ink jet recording apparatus comprising: a data processing unit that generates drive waveform selection data indicating the number of ink ejections of each nozzle corresponding to the gradation of each pixel, the head driving unit includes: A line buffer for storing drive waveform selection data for the next and subsequent printing N lines (N is an integer of 10 or more) transmitted from the data processing unit; The drive waveform selection data for the next and subsequent printing N lines for the same nozzle stored in the line buffer are all 0, and the printing N + 1 line sent from the data processing unit next time If the drive waveform selection data for the nozzle is not 0, the meniscus oscillation drive waveform is selected as the drive waveform for the next and subsequent print N lines for the nozzle, and the drive waveform for the print N + 1 line is determined from the gradation of each pixel. The ink discharge drive waveform corresponding to the gradation of each pixel is selected unless the drive waveform selection data for the print N + 1 line is other than 0. If the drive waveform selection data is 0, no drive waveform is selected.
また本発明は、記録媒体上にインクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室と、該複数の加圧室に対応して配置され、前記各加圧室内のインクに圧力をかけて前記各ノズルからインクを吐出させる複数の圧電素子と、を有する記録ヘッドと、前記圧電素子の駆動電圧の駆動波形として、前記ノズルからのインク吐出回数に応じて設定された2以上のインク吐出用駆動波形と、インク吐出は行わずに前記ノズル内のメニスカスを揺動させるメニスカス揺動用駆動波形とを含む複数の駆動波形を発生させる駆動パルス発生部と、該駆動パルス発生部で発生させたいずれの駆動波形を前記圧電素子に印加するか、或いは何れの駆動波形も前記圧電素子に印加しないかを前記各ノズルについて選択するセレクターと、を備え、印字対象となる画像データを構成する1つの画素につき、当該画素の階調に応じて定まる1回以上のインク吐出を前記各ノズルに対して実行させるヘッド駆動部と、印字対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した印字データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された印字データを構成する各画素について、当該各画素の階調に対応した前記各ノズルのインク吐出回数を表す次回以降の印字Nライン分(Nは10以上の整数)の駆動波形選択データを生成するデータ加工部と、を有する制御部と、を備えたインクジェット記録装置において、前記セレクターは、前記データ加工部から送信された同一の前記ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データが全て0であり、且つ、次に前記データ加工部から送信された印字N+1ライン目の駆動波形選択データが0でない場合は、当該ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形として前記メニスカス揺動用駆動波形を選択するとともに、印字N+1ライン目の駆動波形として各画素の階調よりも吐出回数の多い前記インク吐出用駆動波形を選択し、上記以外の場合は、印字N+1ライン分の各駆動波形選択データが0でなければ各画素の階調に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、駆動波形選択データが0であれば何れの駆動波形も選択しないことを特徴としている。 The present invention also relates to a plurality of nozzles that eject ink onto a recording medium, a plurality of pressure chambers that communicate with the plurality of nozzles and that can accommodate ink therein, and the plurality of pressure chambers. A recording head having a plurality of piezoelectric elements that are arranged to apply pressure to the ink in each of the pressurizing chambers and eject the ink from each of the nozzles; Drive that generates a plurality of drive waveforms including two or more ink discharge drive waveforms set according to the number of ink discharges and a meniscus swing drive waveform that swings the meniscus in the nozzle without performing ink discharge. For each nozzle, a pulse generator and which drive waveform generated by the drive pulse generator is to be applied to the piezoelectric element, or which drive waveform is not applied to the piezoelectric element. A head driving unit that causes each of the nozzles to perform one or more ink ejections determined according to the gradation of the pixel for each pixel constituting the image data to be printed. An image processing unit that generates print data in which each pixel constituting the image data to be printed is indicated by multi-value gradation, and each pixel that constitutes the print data generated by the image processing unit And a data processing unit that generates drive waveform selection data for the next and subsequent print N lines (N is an integer of 10 or more) representing the number of ink ejections of each nozzle corresponding to the gradation. In the inkjet recording apparatus, the selector is configured such that the drive waveform selection data for the next N print lines for the same nozzle transmitted from the data processing unit are all zero. If the drive waveform selection data for the print N + 1 line sent from the data processing unit is not 0, the meniscus swing drive waveform is selected as the drive waveform for the next print N line for the nozzle. In addition, the ink ejection drive waveform having the number of ejections larger than the gradation of each pixel is selected as the drive waveform for the print N + 1 line. In other cases, the drive waveform selection data for the print N + 1 line is 0. Otherwise, the drive waveform for ink ejection corresponding to the gradation of each pixel is selected, and if the drive waveform selection data is 0, no drive waveform is selected.
また本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、駆動パルス発生部で発生させる前記インク吐出用駆動波形の数が3以上であるとき、前記セレクターは、同一の前記ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データが全て0であり、且つ、次に前記データ加工部から送信された印字N+1ライン目の駆動波形選択データが0でない場合は、当該ノズルに対する印字N+1ライン目の駆動波形として各画素の階調よりも1階調上に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択することを特徴としている。 According to the present invention, in the ink jet recording apparatus configured as described above, when the number of drive waveforms for ink discharge generated by the drive pulse generation unit is 3 or more, the selector performs the next and subsequent print N lines for the same nozzle. If the drive waveform selection data for the minute is all 0 and the drive waveform selection data for the print N + 1 line transmitted from the data processing unit is not 0 next, the drive waveform for the print N + 1 line for the nozzle is The ink ejection drive waveform corresponding to one gradation above the gradation of each pixel is selected.
また本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、前記セレクターは、印字N+1ライン目の駆動波形選択データが最大階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは最大階調に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択することを特徴としている。 According to the present invention, in the inkjet recording apparatus having the above-described configuration, the selector sets the maximum gradation when the drive waveform selection data for the print N + 1 line is drive waveform selection data representing the number of ink ejections corresponding to the maximum gradation. The corresponding ink ejection drive waveform is selected.
また本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、前記メニスカス揺動用駆動波形は、前記インク吐出用駆動波形よりも狭いパルス幅を有し、且つ高い周波数を有するパルスが連続して複数回繰り返されることを特徴としている。 In the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, the meniscus swing driving waveform has a narrower pulse width than the ink ejection driving waveform, and a pulse having a high frequency is continuously repeated a plurality of times. It is characterized by that.
また本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、連続印字中の記録媒体間で、前記メニスカス揺動用駆動波形の駆動電圧を次の記録媒体上に少なくとも1回以上インクを吐出する前記全ての圧電素子に印加することを特徴としている。 According to the present invention, in the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, all the piezoelectric elements that eject ink at least once onto the next recording medium with a driving voltage of the driving waveform for meniscus oscillation between the recording media during continuous printing. It is characterized by being applied to the element.
本発明の第1の構成によれば、非吐出画素が10画素数以上続いたノズルからインク吐出を行う場合、非吐出画素においてはメニスカス揺動用駆動波形を選択してメニスカス揺動のみを行うとともに、先頭吐出画素においては、印字データに基づいてデータ加工部で生成された駆動波形選択データの階調値に対応するインク吐出用駆動波形よりも吐出量の多い駆動波形に変更することにより、先頭吐出画素でのインクの吐出量を通常時よりも増加させて確実に認識できる画素を形成することができる。特に、水性顔料系のインクを使用する場合、インク成分の不均一化による透明インク滴が吐出されて画素が認識できなくなる不具合を抑制できる。 According to the first configuration of the present invention, when ink is ejected from a nozzle having 10 or more non-ejection pixels, the meniscus oscillation is selected only in the non-ejection pixels and the meniscus oscillation is selected. In the first discharge pixel, the head discharge pixel is changed to a drive waveform having a larger discharge amount than the drive waveform for ink discharge corresponding to the gradation value of the drive waveform selection data generated by the data processing unit based on the print data. Pixels that can be reliably recognized can be formed by increasing the amount of ink discharged from the ejection pixels more than usual. In particular, when water-based pigment-based ink is used, it is possible to suppress a problem that pixels cannot be recognized due to ejection of transparent ink droplets due to non-uniform ink components.
また、本発明の第2の構成によれば、前記第1の構成と同様に、先頭吐出画素でのインクの吐出量を通常時よりも増加させて確実に認識できる画素を形成することができる。特に、水性顔料系のインクを使用する場合、インク成分の不均一化による透明インク滴が吐出されて画素が認識できなくなる不具合を抑制できる。また、データ加工部でNライン分の駆動波形選択データを生成するため、ラインバッファーが不要となり制御が簡素化される。 In addition, according to the second configuration of the present invention, similarly to the first configuration, it is possible to form a pixel that can be reliably recognized by increasing the amount of ink discharged from the top discharge pixel as compared with the normal time. . In particular, when water-based pigment-based ink is used, it is possible to suppress a problem that pixels cannot be recognized due to ejection of transparent ink droplets due to non-uniform ink components. In addition, since the drive waveform selection data for N lines is generated by the data processing unit, a line buffer is not required and the control is simplified.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成のインクジェット記録装置において、インク吐出用駆動波形の数が3以上であるとき、先頭吐出画素の駆動波形として各画素の階調よりも1階調上に対応したインク吐出用駆動波形を選択することにより、インク吐出量が通常時よりも大幅に増加してしまい均一なラインが濃淡のあるラインとして認識されてしまう不具合を防止できる。 According to the third configuration of the present invention, in the ink jet recording apparatus having the first or second configuration, when the number of ink ejection drive waveforms is 3 or more, each pixel is used as the drive waveform of the first ejection pixel. By selecting the ink ejection drive waveform corresponding to one gradation above the gradation, the ink ejection amount is greatly increased compared to the normal time, and a uniform line is recognized as a light and shaded line. You can prevent problems.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第1乃至第3のいずれかの構成のインクジェット記録装置において、先頭吐出画素の駆動波形選択データが最大階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは、最大階調に対応したインク吐出用駆動波形を選択することにより、不必要に吐出量を増やすことなく確実に認識できる画素を形成することができる。 According to the fourth configuration of the present invention, in the ink jet recording apparatus having any one of the first to third configurations, the drive waveform selection data of the first discharge pixel represents the number of ink discharges corresponding to the maximum gradation. When the drive waveform selection data is used, a pixel that can be reliably recognized without unnecessarily increasing the ejection amount can be formed by selecting an ink ejection drive waveform corresponding to the maximum gradation.
また、本発明の第5の構成によれば、上記第1乃至第4のいずれかの構成のインクジェット記録装置において、インク吐出用駆動波形よりも狭いパルス幅を有し、且つ高い周波数を有するパルスが連続して複数回繰り返されるメニスカス揺動用駆動波形を用いることにより、メニスカスが大きく揺動しないため、飛翔速度の遅い微小なインク滴が形成され、画像上でチリとして認識される不具合を防止できる。 According to the fifth configuration of the invention, in the ink jet recording apparatus having any one of the first to fourth configurations, a pulse having a narrower pulse width and a higher frequency than the ink ejection drive waveform. By using a driving waveform for meniscus oscillation that repeats a plurality of times continuously, the meniscus does not largely oscillate, so that a minute ink droplet with a slow flying speed is formed, and the problem of being recognized as dust on the image can be prevented. .
また、本発明の第6の構成によれば、上記第1乃至第5のいずれかの構成のインクジェット記録装置において、連続印字中の記録媒体間で、メニスカス揺動用駆動波形の駆動電圧を次の記録媒体上に少なくとも1回以上インクを吐出する全ての圧電素子に印加することにより、ノズルの目詰まりやインクの吐出不良を一層効果的に防止することができる。 According to the sixth configuration of the present invention, in the ink jet recording apparatus having any one of the first to fifth configurations, the driving voltage of the meniscus oscillation driving waveform between the recording media during continuous printing is By applying to all the piezoelectric elements that eject ink at least once on the recording medium, nozzle clogging and ink ejection failure can be more effectively prevented.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は本発明のインクジェット記録装置100の概略構成を模式的に示す側面図であり、図2は、図1に示すインクジェット記録装置100の第1搬送ユニット5及び記録部9を上方からみた平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a schematic configuration of an ink
図1に示すように、インクジェット記録装置100の左側部には用紙P(記録媒体)を収容する給紙トレイ2が設けられており、この給紙トレイ2の一端部には収容された用紙Pを、最上位の用紙Pから順に一枚ずつ後述する第1搬送ユニット5へと搬送給紙するための給紙ローラー3と、給紙ローラー3に圧接され従動回転する従動ローラー4とが設けられている。
As shown in FIG. 1, a
用紙搬送方向(矢印X方向)に対し給紙ローラー3及び従動ローラー4の下流側(図1の右側)には、第1搬送ユニット5及び記録部9が配置されている。第1搬送ユニット5は、用紙搬送方向に対し下流側に配置された第1駆動ローラー6と、上流側に配置された第1従動ローラー7と、第1駆動ローラー6及び第1従動ローラー7に掛け渡された第1搬送ベルト8とを含む構成であり、第1駆動ローラー6が時計回り方向に回転駆動されることにより、第1搬送ベルト8に保持された用紙Pが矢印X方向に搬送される。
A
ここで、用紙搬送方向の下流側に第1駆動ローラー6を配置したことにより、第1搬送ベルト8の搬送面(図1の上側面)は第1駆動ローラー6に引っ張られるようになるため、第1搬送ベルト8の搬送面のテンションを高めることができ、安定した用紙Pの搬送が可能となる。なお、第1搬送ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主として継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。
Here, since the
記録部9は、ヘッドハウジング10と、ヘッドハウジング10に保持されたラインヘッド11C、11M、11Y、及び11Kを備えている。これらのラインヘッド11C〜11Kは、第1搬送ベルト8の搬送面に対して所定の間隔(例えば1mm)が形成されるような高さに支持され、図2に示すように、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向(図2の上下方向)に沿って複数(ここでは3個)の記録ヘッド17a〜17cが千鳥状に配列されている。ラインヘッド11C〜11Kは、搬送される用紙Pの幅以上の記録領域を有しており、第1搬送ベルト8上を搬送される用紙Pに対して、印字位置に対応したノズル18からインクを吐出できるようになっている。また、各記録ヘッド17a〜17cは、それぞれに設けられたノズル18の一部が搬送方向に重複するように配置されている。
The
各ラインヘッド11C〜11Kを構成する記録ヘッド17a〜17cには、それぞれインクタンク(図示せず)に貯留されている4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)のインクがラインヘッド11C〜11Kの色毎に供給される。なお、記録ヘッド17a〜17cは、圧電素子31(図3参照)の変形による圧力をノズル18内のインクに伝達してメニスカスを揺動させ、インク滴を発生させる圧電インクジェットヘッドを用いている。
In the recording heads 17a to 17c constituting the line heads 11C to 11K, inks of four colors (cyan, magenta, yellow, and black) stored in ink tanks (not shown) are respectively stored in the line heads 11C to 11K. Supplied for each color. The recording heads 17a to 17c use piezoelectric inkjet heads that generate ink droplets by transmitting pressure due to deformation of the piezoelectric element 31 (see FIG. 3) to the ink in the
各記録ヘッド17a〜17cは、外部コンピューター等から受信した画像データに応じて、第1搬送ベルト8の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Pに向かってノズル18からインクを吐出する。これにより、第1搬送ベルト8上の用紙Pにはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。
Each of the recording heads 17a to 17c ejects ink from the
また、記録ヘッド17a〜17cの乾燥や目詰まりによるインクの吐出不良を防止するために、長期間停止後の印字開始時は全ての記録ヘッド17a〜17cのノズル18から、また印字動作の合間にはインク吐出量が規定値以下の記録ヘッド17a〜17cのノズル18から、ノズル内の粘度が高くなったインクを吐出するパージを実行して、次の印字動作に備える。
In addition, in order to prevent ink discharge failure due to drying or clogging of the recording heads 17a to 17c, at the start of printing after being stopped for a long period of time, from the
用紙搬送方向に対し第1搬送ユニット5の下流側(図1の右側)には第2搬送ユニット12が配置されている。第2搬送ユニット12は、用紙搬送方向に対し下流側に配置された第2駆動ローラー13と、上流側に配置された第2従動ローラー14と、第2駆動ローラー13及び第2従動ローラー14に掛け渡された第2搬送ベルト15とを含む構成であり、第2駆動ローラー13が時計回り方向に回転駆動されることにより、第2搬送ベルト15に保持された用紙Pが矢印X方向に搬送される。
A
記録部9にてインク画像が記録された用紙Pは第2搬送ユニット12へと送られ、第2搬送ユニット12を通過する間に用紙P表面に吐出されたインクが乾燥される。また、第2搬送ユニット12の下方にはメンテナンスユニット19が配置されている。メンテナンスユニット19は、上述したパージを実行する際に記録部9の下方に移動し、記録ヘッド17のノズル18から吐出されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。
The paper P on which the ink image is recorded by the
また、用紙搬送方向に対し第2搬送ユニット12の下流側には、画像が記録された用紙Pを装置本体外へと排出する排出ローラー対16が設けられており、排出ローラー対16の下流側には、装置本体外へと排出された用紙Pが積載される排出トレイ(図示せず)が設けられている。
Further, on the downstream side of the
続いて、本発明のインクジェット記録装置100における記録部9の駆動制御について説明する。図3は、本発明のインクジェット記録装置100に用いられる制御経路の一例を示すブロック図であり、図4は、記録ヘッド17の要部構成を示す断面拡大図である。なお、インクジェット記録装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、インクジェット記録装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。また、記録ヘッド17a〜17cはa〜cの符号を省略して記載している。
Next, drive control of the
インクジェット記録装置100は、主に画像処理に関する制御を行う制御部20を備えている。制御部20は、印字対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した印字データ(i)を生成する画像処理部21と、印字データ(i)を構成する各画素について、当該各画素に対応したインク吐出を行う各ノズル18のそれぞれの圧電素子31に対して後述する第1駆動波形(1)〜第4駆動波形(4)のいずれの駆動電圧を印加するか、或いはいずれの駆動電圧も印加しないかを示す駆動波形選択データ(ii)を生成するデータ加工部23とを備える。
The
記録部9は、各色のラインヘッド11C〜11K(図2参照)を構成する記録ヘッド17、及び記録ヘッド17を駆動するヘッド駆動部25を備えている。ヘッド駆動部25は、印字対象となる画像データを構成する1つの画素につき当該画素の階調に応じて定まる1回以上のインク吐出を記録ヘッド17に行わせて、用紙上に当該画素の記録を行う。
The
ヘッド駆動部25は、後述する第1駆動波形(1)、第2駆動波形(2)、第3駆動波形(3)、及び第4駆動波形(4)を発生させる駆動パルス発生部27と、次回以降のNライン分の駆動波形選択データ(ii)を格納するラインバッファー29と、ラインバッファー29に格納されているNライン分の駆動波形選択データ(ii)と、データ加工部23から送信された(N+1)ライン目の駆動波形選択データ(ii)とに基づいて第1駆動波形(1)〜第4駆動波形(4)のいずれかを選択し、選択した駆動波形の駆動電圧を記録ヘッド17の圧電素子31に印加するか、或いはいずれの駆動波形も選択せず、記録ヘッド17の圧電素子31の駆動電圧を一定に保持する動作を行うセレクター30と、を備える。
The
記録ヘッド17は図2に示すようなラインヘッド型であり、図4に示すように、用紙に対向する吐出面33を有する。吐出面33には、ノズル18の開口部である微小径を有する吐出口18aが、吐出面33の長手方向(主走査方向)において少なくとも印字領域の最大幅に亘って複数設けられている。
The
また、図4に示すように、記録ヘッド17は、吐出面33の吐出口18a以外の部分を覆う撥水膜33aと、吐出口18aに対して1つずつ設けられた加圧室35と、インクを貯留するインクタンク(図示せず)と、インクタンクから複数の加圧室35にインクを供給する共通流路37とを備える。加圧室35と共通流路37とは供給孔39で連通されており、この供給孔39を介して共通流路37から加圧室35にインクが供給される。ノズル18は加圧室35内から吐出口18aまで連続している。加圧室35の壁のうち吐出面33と逆側の壁は振動板40で構成されている。振動板40は複数の加圧室35に亘って連続して形成されており、振動板40には同様に複数の加圧室35に亘って連続して形成された共通電極41が積層されている。共通電極41上には、加圧室35毎に別個の圧電素子31が設けられており、共通電極41と共に圧電素子31を挟むように、加圧室35毎に別個の個別電極43が設けられる。
As shown in FIG. 4, the
ヘッド駆動部25の駆動パルス発生部27で生成された駆動パルスが個別電極43に印加されることで、各圧電素子31は個別に駆動される。この駆動による圧電素子31の変形が振動板40に伝達され、振動板40の変形によって加圧室35が圧縮される。その結果、加圧室35内のインクに圧力が加わり、ノズル18を通ったインクが吐出口18aからインク滴となって用紙上に吐出される。なお、インク滴が吐出されない間も、ノズル18内にはインクが入っており、ノズル18内でインクはメニスカス面Mを形成している。
The drive pulses generated by the
図5〜図8は、駆動パルス発生部27で発生する第1駆動波形(1)〜第4駆動波形(4)を示す波形図であり、図9〜図12は、第1駆動波形(1)〜第4駆動波形(4)が選択されたときの圧電素子31に印加される駆動電圧とノズル18内のインクの流速とを示すグラフである。なお、図9〜図12では、駆動電圧(Volt)を細線で表示し、インクの流速(Vn)を太線で表示している。
5 to 8 are waveform diagrams showing the first drive waveform (1) to the fourth drive waveform (4) generated by the
第1駆動波形(1)〜第3駆動波形(3)は、印字対象となる画像データを構成する画素の階調(ノズル18のインク吐出回数)毎に予め定められた通常のインク吐出時に用いられる波形である。第1駆動波形(1)は、1画素に対してヘッド駆動部25が記録ヘッド17のノズル18によりインク吐出を1回行わせる階調値1の駆動波形選択データ(ii)に対応する駆動波形であり、図5に示すように、駆動電源の電圧値(V0)からパルス幅T1の間、駆動電源の電圧値よりも低い所定値(V1)になって駆動電源の電圧値(V0)に戻るものが用意されている。このような第1駆動波形(1)が圧電素子31に印加されると、図9に示すように、ノズル18内のインクの流速は1回10m/sを超えるため、吐出口18aからインク滴が1回吐出される。
The first drive waveform (1) to the third drive waveform (3) are used at the time of normal ink ejection determined in advance for each gradation of the pixels constituting the image data to be printed (the number of ink ejections of the nozzles 18). It is a waveform to be generated. The first drive waveform (1) is a drive waveform corresponding to drive waveform selection data (ii) having a gradation value of 1 that causes the
第2駆動波形(2)は、1画素に対してヘッド駆動部25が記録ヘッド17のノズル18によりインク吐出を2回行わせる階調値2の駆動波形選択データ(ii)に対応する駆動波形であり、図6に示すように、駆動電源の電圧値(V0)からパルス幅T1の間、駆動電源の電圧値よりも低い所定値(V1)になって駆動電源の電圧値(V0)に戻る第1駆動波形(1)のパルスを2回繰り返すものが用意されている。このような第2駆動波形(2)が圧電素子31に印加されると、図10に示すように、ノズル18内のインクの流速は2回10m/sを超えるため、吐出口18aからインク滴が2回吐出される。
The second driving waveform (2) is a driving waveform corresponding to driving waveform selection data (ii) having a gradation value of 2 that causes the
第3駆動波形(3)は、1画素に対してヘッド駆動部25が記録ヘッド17のノズル18によりインク吐出を3回行わせる階調値3の駆動波形選択データ(ii)に対応する駆動波形であり、図7に示すように、駆動電源の電圧値(V0)からパルス幅T1の間、駆動電源の電圧値よりも低い所定値(V1)になって駆動電源の電圧値(V0)に戻る第1駆動波形(1)のパルスを3回繰り返すものが用意されている。このような第3駆動波形(3)が圧電素子31に印加されると、図11に示すように、ノズル18内のインクの流速は3回10m/sを超えるため、吐出口18aからインク滴が3回吐出される。
The third drive waveform (3) is a drive waveform corresponding to drive waveform selection data (ii) having a gradation value of 3 that causes the
一方、第4駆動波形(4)は、ノズル18内のインク滴を吐出させずにメニスカスMを揺動させることが可能となるように予め定められた駆動波形であって、第1駆動波形(1)〜第3駆動波形(3)とは異なる波形からなる。第4駆動波形(4)は、図8に示すように、インクを吐出する駆動波形(図5〜図7参照)よりも狭いパルス幅T2を有し、インクを吐出する駆動波形よりも高い周波数を有するパルスを連続して複数回繰り返すものが用意されている。このような第4駆動波形(4)が圧電素子31に印加されると、図12に示すように、ノズル18内のインクの流速は10m/sを超えず、メニスカス面Mは揺動するもののインク滴は吐出されない。
On the other hand, the fourth drive waveform (4) is a drive waveform that is determined in advance so that the meniscus M can be swung without ejecting the ink droplets in the
第4駆動波形(4)を用いたメニスカス面Mの揺動は、ドット形成直前のノズル18に加えて、連続印字の用紙間において、次の用紙で少なくとも1回以上インクを吐出する全てのノズル18に対しても行うことが好ましい。そして、用紙間に行うメニスカス面Mの揺動回数(圧電素子31に印加される第4駆動波形(4)のパルス数)は、ノズル18内のインク液成分の不均一化による吐出口18a近傍のインク液の透明化が進行しても、メニスカス揺動によってノズル18内のインク液が再攪拌されて着弾ドットが透明とならない程度の回数とする必要があり、100回以上が好ましい。
The oscillation of the meniscus surface M using the fourth drive waveform (4) is not only the
なお、ドット形成直前のノズル18のメニスカス面Mを大きく揺動させると、飛翔速度の遅い微小なインク滴が形成され、画像上でチリとして認識されることがある。そこで、第4駆動波形(4)のパルス幅T2を記録ヘッド17の固有振動周期よりも狭くすることにより、メニスカス面Mの揺動による微小なインク滴の発生を防止することができる。
Note that if the meniscus surface M of the
次に、本発明のインクジェット記録装置100における記録ヘッド17のインク吐出制御について詳細に説明する。本発明においては、非吐出画素が所定の画素数以上続いた後の先頭吐出画素において、各画素を多値階調で示した印字データ(i)に基づいてデータ加工部23で生成された駆動波形選択データ(ii)を、吐出量(吐出回数)の多い駆動波形選択データ(ii)に変更する。
Next, ink discharge control of the
前述したように、特に水性顔料系のインクを使用する場合、非吐出画素が所定の画素数以上続いた後の先頭吐出画素では、ノズル18内のインク液成分の不均一化によって顔料の少ない透明なインク滴が吐出されてしまい、画素として認識できなくなるという不具合があった。そこで、先頭吐出画素に対応する駆動波形選択データ(ii)を、予め吐出量(吐出回数)の多い駆動波形選択データ(ii)に変更してインクの吐出量を増加させることで、確実に認識できる画素を形成する。
As described above, particularly when water-based pigment-based ink is used, the first discharge pixel after the non-discharge pixel has continued for a predetermined number of pixels or more is transparent with less pigment due to non-uniform ink liquid components in the
具体的には、非吐出画素が所定の画素数以上続いた後の先頭吐出画素に対応する駆動波形選択データ(ii)の階調値を、1つ上の階調値に変更する。例えば、先頭吐出画素に対応する駆動波形選択データ(ii)が階調値1である場合、一つ上の階調値2に変更する。その結果、本来であれば階調値1に対応する第1駆動波形(1)が選択され、インク滴が1回吐出されるところ、階調値2に対応する第2駆動波形(2)が選択されるため、インク滴が2回吐出されることになる。従って、1回目の吐出で透明なインク滴が吐出されたとしても、2回目の吐出では正常なインク滴が吐出されて画素として認識することができる。
Specifically, the gradation value of the drive waveform selection data (ii) corresponding to the first ejection pixel after the number of non-ejection pixels continues for a predetermined number of pixels or more is changed to the gradation value one level higher. For example, when the drive waveform selection data (ii) corresponding to the first ejection pixel has a
ここで、インク吐出用の駆動波形の数が3以上ある場合(4階調以上の場合)は、先頭吐出画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値を1つ上の階調値へのみ移行させ、2以上高い階調値へは移行させないことが好ましい。これは、ノズル18のメニスカス面Mにおける水分の蒸発の程度はインクジェット記録装置100の使用環境(温湿度)によって異なるため、階調値を2以上高くするとインク吐出量が通常時から大幅に増加してしまい、画像パターンによっては、均一であるはずの数画素のラインが濃淡のあるラインとして認識されてしまうからである。
Here, when the number of drive waveforms for ink ejection is 3 or more (in the case of 4 gradations or more), the gradation value of the drive waveform selection data (ii) of the first ejection pixel is increased to the next gradation value. It is preferable to shift only the gradation value and not to a gradation value higher by 2 or more. This is because the degree of evaporation of water on the meniscus surface M of the
また、最大階調(本実施形態では階調値4)の駆動波形選択データ(ii)は変更しないものとする。最大階調では、元々複数回のインク吐出を行う駆動波形が選択されるため、仮に1回目に透明なインク滴が吐出されたとしても画素として認識できなくなるおそれは少ないためである。なお、最大階調に対応する駆動波形よりも吐出回数の多い駆動波形を予め用意しておき、最大階調の駆動波形選択データ(ii)も1階調上の駆動波形選択データ(ii)に変更するようにしても良い。
Further, it is assumed that the drive waveform selection data (ii) of the maximum gradation (
また、本実施形態では、ラインバッファー29に格納する画素の駆動波形選択データ(ii)を10ライン分とし、吐出直前のメニスカス揺動を先頭吐出画素の10画素手前から行うこととした。これは、非吐出画素が10画素以上続いた場合にノズル18からのインクの吐出不良が問題となるため、メニスカス揺動を行う必要があるためである。また、後続する非吐出画素の存在を認識するために駆動波形選択データ(ii)をヘッド駆動部25の近傍に置かなければならず、ラインバッファー29が必要となる。このラインバッファー29に格納可能なライン数を増やせばメニスカス揺動を10画素以上手前から行うことも可能であるが、コスト増加につながるため、ここでは10画素とした。
In this embodiment, the driving waveform selection data (ii) of the pixels stored in the
図13は、第1実施形態のインクジェット記録装置100における記録ヘッド17のインク吐出動作のシーケンスを示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図4を参照しながら、図13のステップに沿って本実施形態のインクジェット記録装置100を用いて画像を記録する際のインク吐出動作について説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing the sequence of the ink ejection operation of the
パーソナルコンピューターのプリンタードライバー等から印字命令が入力されると、まず、制御部20内の画像処理部21において入力された画像データに基づく印字データ(i)が生成される(ステップS1)。次に、印字データ(i)がデータ加工部23に送信され、印字データ(i)を構成する各画素について、当該各画素に対応したインク吐出を行う各ノズル18のインク吐出回数を示す駆動波形選択データ(ii)を生成する(ステップS2)。
When a print command is input from a printer driver or the like of a personal computer, first, print data (i) based on the image data input by the
本実施形態では、記録ヘッド17は階調値0、1、2、3の4階調のドット形成が可能である。データ加工部23において256階調の印字データ(i)から4階調の駆動波形選択データ(ii)に変換された後、記録ヘッド17のノズル18の並びに応じて、同一のタイミングでインクを吐出する1ライン分の画素の駆動波形選択データ(ii)をセレクター30に送信し、次回以降のNライン分(ここでは10ライン分)の画素の駆動波形選択データ(ii)をヘッド駆動部25の駆動周波数に同期したタイミングでラインバッファー29に送信して格納する(ステップS3)。
In the present embodiment, the
次に、ラインバッファー29に送信されてくるN+1ライン目(ここでは11ライン目)の駆動波形選択データ(ii)と、ラインバッファー29に格納された10ライン分の駆動波形選択データ(ii)に対応する駆動波形を決定する。先ず、ステップS3でラインバッファー29に格納された10ライン分の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が全て0(インク吐出回数が0)であるか否かが各ノズル18について判断される(ステップS4)。そして、階調値が全て0である場合は、ラインバッファー29に送信されてくる11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が0であるか否かが各ノズル18について判断される(ステップS5)。
Next, the drive waveform selection data (ii) of the (N + 1) th line (here, the 11th line) transmitted to the
11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が0でない場合は、11ライン目に当該ノズル18でドット形成が行われるため、ラインバッファー29に格納された10ライン分の画素の駆動波形として、インク吐出は行わずにメニスカス揺動のみを行う第4駆動波形(4)が選択される(ステップS6)。次に、11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が最大階調(ここでは階調値3)であるか否かが各ノズル18について判断される(ステップS7)。最大階調でない場合は、駆動波形として1つ上の階調の駆動波形が選択される(ステップS8)。例えば、階調値1である場合は階調値2の第2駆動波形(2)が選択され、階調値2である場合は階調値3に対応する第3駆動波形(3)が選択される。
When the gradation value of the drive waveform selection data (ii) of the pixel on the eleventh line is not 0, dots are formed by the
一方、ステップS3においてラインバッファー29に格納された10ライン分の画素の少なくとも1つの階調値が0でない場合(ステップS3でNO)、ステップS4においてラインバッファー29に送信されてくる11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が0である場合(ステップS4でNO)、或いはステップS7において11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)の階調値が最大階調(階調値3)である場合(ステップS7でYES)は、駆動電圧が保持されるか、または各ラインの駆動波形選択データ(ii)の階調値に応じた駆動波形が選択される(ステップS9)。
On the other hand, if at least one gradation value of the pixels for 10 lines stored in the
例えば、ラインバッファー29に格納された10ライン分の画素のうち階調値1〜3である画素には、それぞれ対応する第1駆動波形(1)〜第3駆動波形(3)を選択し、階調値0である画素はドット形成が行われないため、駆動電圧(V0)を保持する。また、ラインバッファー29に送信されてくる11ライン目の画素が階調値0である場合はドット形成が行われないため、駆動電圧(V0)を保持し、階調値3である場合は第3駆動波形(3)を選択する。
For example, the first driving waveform (1) to the third driving waveform (3) corresponding to the pixels having
そして、1ライン分の印字が終了したか否かが判断され(ステップS10)、印字が継続している場合はラインバッファー29に格納された10ライン分の駆動波形選択データ(ii)のうち1ライン目の駆動波形選択データ(ii)をセレクター30に読み出すとともに、2ライン〜10ライン目の駆動波形選択データ(ii)を1ラインずつずらし、11ライン目の画素の駆動波形選択データ(ii)をラインバッファー29の10ライン目に格納する。そして、データ加工部23から次の1ライン(11ライン目)の駆動波形選択データ(ii)をラインバッファー29に送信する(ステップS11)。その後、ステップS4〜ステップS10の手順を繰り返す。
Then, it is determined whether or not printing for one line is completed (step S10). If printing is continued, 1 of the drive waveform selection data (ii) for 10 lines stored in the
上記の手順で記録ヘッド17のインク吐出動作を行うことにより、非吐出画素が連続した後の先頭吐出画素においては通常よりもインク吐出量が増加するため、透明なインク滴が吐出されることによる画像不良を効果的に抑制できる。従って、単ページや連続ページの印字において、非吐出や低印字率の区間が長く続いた後のノズル18でドットを形成しようとしたときでもインクを安定して吐出することができる。
By performing the ink discharge operation of the
また、メニスカス揺動を行ったノズル18では、メニスカス近傍で増粘したインクが攪拌されることによって、ノズル18内のインク粘度が全体にやや上昇する。しかし、メニスカス揺動を行ったノズル18は先頭吐出画素の印字タイミングで必ず2回以上のインク吐出が行われるため、増粘したインクが直ちにノズル18外に排出され、ノズル18内の増粘がそれ以上進むことがない。従って、増粘したインクによるノズル18の目詰まりや、これに起因するインクの吐出不良を効果的に防止することができる。
Further, in the
図14は、本発明のインクジェット記録装置100に用いられる制御経路の他の例を示すブロック図である。図14では、ヘッド駆動部25内にラインバッファー29が設けられておらず、制御部20内のデータ加工部23において、次回以降の印字Nライン分(Nは10以上の整数)の駆動波形選択データ(ii)を生成する。
FIG. 14 is a block diagram showing another example of a control path used in the
そして、データ加工部23からセレクター30に送信された次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データ(ii)に基づいて、駆動パルス発生部27で発生させたいずれの駆動波形を圧電素子31に印加するか、或いは何れの駆動波形も圧電素子31に印加しないかを各ノズルについて選択する。駆動波形の選択手順は図13のステップS4〜S11と同様であるため説明を省略する。
Then, based on the drive waveform selection data (ii) for the next and subsequent print N lines transmitted from the
図14の構成によれば、データ加工部23でNライン分の駆動波形選択データ(ii)を生成するため、次回以降のNライン分の駆動波形選択データ(ii)を格納するラインバッファー29が不要となり、制御が簡素化される。
According to the configuration of FIG. 14, since the
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、データ加工部23で生成する駆動波形選択データ(ii)を階調値0〜3の4階調としたが、これに限らず、0、1の2階調や0、1、2の3階調としても良いし、5階調以上としても良い。その場合、駆動パルス発生部27で発生する駆動波形の種類も駆動波形選択データ(ii)に対応して設定される。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the drive waveform selection data (ii) generated by the
また、記録ヘッド17のノズル18の個数やノズル間隔等はインクジェット記録装置100の仕様に応じて適宜設定することができる。また、各ラインヘッド11C〜11Kにつき記録ヘッド17の数量も特に限定されるものではなく、例えば各ラインヘッド11C〜11Kにつき記録ヘッド17を1つ配置することもできるし、4個以上配置することもできる。
Further, the number of
本発明は、記録ヘッドからインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に利用可能である。本発明の利用により、非吐出画素が連続した後の先頭吐出画素におけるノズルからのインク吐出量を増加させるという簡単な制御によって印字不良を抑制可能なインクジェット記録装置となる。 The present invention is applicable to an ink jet recording apparatus that performs recording by ejecting ink from a recording head. By using the present invention, an ink jet recording apparatus capable of suppressing printing defects by a simple control of increasing the amount of ink discharged from the nozzle in the head discharge pixel after the non-discharge pixels are continuous.
9 記録部
11C〜11K ラインヘッド
17 記録ヘッド
18 ノズル
20 制御部
21 画像処理部
23 データ加工部
25 ヘッド駆動部
27 駆動パルス発生部
29 ラインバッファー
30 セレクター
31 圧電素子
35 加圧室
100 インクジェット記録装置
M メニスカス
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧電素子の駆動電圧の駆動波形として、前記ノズルからのインク吐出回数に応じて設定された3以上のインク吐出用駆動波形と、インク吐出は行わずに前記ノズル内のメニスカスを揺動させるメニスカス揺動用駆動波形とを含む複数の駆動波形を発生させる駆動パルス発生部と、該駆動パルス発生部で発生させたいずれの駆動波形を前記圧電素子に印加するか、或いは何れの駆動波形も前記圧電素子に印加しないかを前記各ノズルについて選択するセレクターと、を備え、印字対象となる画像データを構成する1つの画素につき、当該画素の階調に応じて定まる1回以上のインク吐出を前記各ノズルに対して実行させるヘッド駆動部と、
印字対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した印字データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された印字データを構成する各画素について、当該各画素の階調に対応した前記各ノズルのインク吐出回数を表す駆動波形選択データを生成するデータ加工部と、を有する制御部と、
を備えたインクジェット記録装置において、
前記ヘッド駆動部は、前記データ加工部から送信された次回以降の印字Nライン分(Nは10以上の整数)の駆動波形選択データを格納するラインバッファーを備え、
前記セレクターは、前記ラインバッファーに格納されている同一の前記ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データが全て0であり、且つ、次に前記データ加工部から送信された印字N+1ライン目の駆動波形選択データが0でない場合は、当該ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形として前記メニスカス揺動用駆動波形を選択するとともに、印字N+1ライン目の駆動波形選択データが最大階調以外の階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは印字N+1ライン目の駆動波形として各画素の階調よりもインク滴の吐出回数が1回多い1階調上に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、
印字N+1ライン目の駆動波形選択データが最大階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは、最大階調に対応する駆動波形よりもインク滴の吐出回数が1回多い駆動波形データを予め用意しておき、印字N+1ライン目の駆動波形として最大階調よりも1階調上に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、
上記以外の場合は、印字N+1ライン分の各駆動波形選択データが0でなければ各画素の階調に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、駆動波形選択データが0であれば何れの駆動波形も選択せず、
連続印字中の記録媒体間において、前記メニスカス揺動用駆動波形の駆動電圧を次の記録媒体上に少なくとも1回以上インクを吐出する前記全ての圧電素子に印加するとともに、記録媒体間に行う前記メニスカスの揺動回数を100回以上とすることを特徴とするインクジェット記録装置。 A plurality of nozzles for ejecting ink onto the recording medium, a plurality of pressure chambers communicating with the plurality of nozzles and accommodating ink therein, and disposed corresponding to the plurality of pressure chambers, A plurality of piezoelectric elements that apply pressure to the ink in the pressurizing chamber to discharge the ink from the nozzles;
As the drive waveform of the drive voltage of the piezoelectric element, three or more ink discharge drive waveforms set according to the number of ink discharges from the nozzles, and a meniscus that swings the meniscus in the nozzles without performing ink discharge A drive pulse generator that generates a plurality of drive waveforms including a drive waveform for oscillation, and any drive waveform generated by the drive pulse generator is applied to the piezoelectric element, or any drive waveform is applied to the piezoelectric element. A selector for selecting whether to apply to each element for each nozzle, and for each pixel constituting image data to be printed, each ink discharge is determined at least once depending on the gradation of the pixel. A head driving unit to be executed for the nozzle;
An image processing unit that generates print data in which each pixel constituting the image data to be printed is indicated by multi-value gradation, and each pixel that constitutes the print data generated by the image processing unit A control unit having a data processing unit for generating drive waveform selection data representing the number of ink ejections of each nozzle corresponding to a gradation;
In an inkjet recording apparatus comprising:
The head drive unit includes a line buffer for storing drive waveform selection data for the next and subsequent print N lines (N is an integer of 10 or more) transmitted from the data processing unit,
In the selector, the drive waveform selection data for the next and subsequent print N lines for the same nozzle stored in the line buffer are all 0, and the next print N + 1 line transmitted from the data processing unit When the driving waveform selection data for the eye is not 0, the driving waveform for meniscus oscillation is selected as the driving waveform for the next and subsequent printing N lines for the nozzle, and the driving waveform selection data for the printing N + 1 line has the maximum gradation. When the drive waveform selection data represents the number of ink ejections corresponding to the other gradations, the driving waveform for the printing N + 1 line corresponds to one gradation, which is one more ink droplet ejection than the gradation of each pixel. Select the ink ejection drive waveform
When printing N + 1 th line of the drive waveform selection data is driven waveform selection data representing ink ejection number corresponding to the maximum tone is often one ejection number of ink droplets than the drive waveform corresponding to the highest Daikai tone Drive waveform data is prepared in advance, and the ink ejection drive waveform corresponding to one gradation above the maximum gradation is selected as the drive waveform for the print N + 1 line,
In cases other than the above, if the drive waveform selection data for the print N + 1 line is not 0, the ink ejection drive waveform corresponding to the gradation of each pixel is selected, and if the drive waveform selection data is 0, any one is selected. Without selecting the drive waveform
Between the recording media during continuous printing, the driving voltage of the driving waveform for meniscus oscillation is applied to all the piezoelectric elements that eject ink at least once onto the next recording medium, and the meniscus performed between the recording media. The ink jet recording apparatus is characterized in that the number of oscillations is 100 times or more.
前記圧電素子の駆動電圧の駆動波形として、前記ノズルからのインク吐出回数に応じて設定された3以上のインク吐出用駆動波形と、インク吐出は行わずに前記ノズル内のメニスカスを揺動させるメニスカス揺動用駆動波形とを含む複数の駆動波形を発生させる駆動パルス発生部と、該駆動パルス発生部で発生させたいずれの駆動波形を前記圧電素子に印加するか、或いは何れの駆動波形も前記圧電素子に印加しないかを前記各ノズルについて選択するセレクターと、を備え、印字対象となる画像データを構成する1つの画素につき、当該画素の階調に応じて定まる1回以上のインク吐出を前記各ノズルに対して実行させるヘッド駆動部と、
印字対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した印字データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された印字データを構成する各画素について、当該各画素の階調に対応した前記各ノズルのインク吐出回数を表す次回以降の印字Nライン分(Nは10以上の整数)の駆動波形選択データを生成するデータ加工部と、を有する制御部と、
を備えたインクジェット記録装置において、
前記セレクターは、前記データ加工部から送信された同一の前記ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形選択データが全て0であり、且つ、次に前記データ加工部から送信された印字N+1ライン目の駆動波形選択データが0でない場合は、当該ノズルに対する次回以降の印字Nライン分の駆動波形として前記メニスカス揺動用駆動波形を選択するとともに、印字N+1ライン目の駆動波形選択データが最大階調以外の階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは印字N+1ライン目の駆動波形として各画素の階調よりもインク滴の吐出回数が1回多い1階調上に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、
印字N+1ライン目の駆動波形選択データが最大階調に対応したインク吐出回数を表す駆動波形選択データであるときは、最大階調に対応する駆動波形よりもインク滴の吐出回数が1回多い駆動波形データを予め用意しておき、印字N+1ライン目の駆動波形として最大階調よりも1階調上に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、
上記以外の場合は、印字N+1ライン分の各駆動波形選択データが0でなければ各画素の階調に対応した前記インク吐出用駆動波形を選択し、駆動波形選択データが0であれば何れの駆動波形も選択せず、
連続印字中の記録媒体間において、前記メニスカス揺動用駆動波形の駆動電圧を次の記録媒体上に少なくとも1回以上インクを吐出する前記全ての圧電素子に印加するとともに、記録媒体間に行う前記メニスカスの揺動回数を100回以上とすることを特徴とするインクジェット記録装置。 A plurality of nozzles for ejecting ink onto the recording medium, a plurality of pressure chambers communicating with the plurality of nozzles and accommodating ink therein, and disposed corresponding to the plurality of pressure chambers, A plurality of piezoelectric elements that apply pressure to the ink in the pressurizing chamber to discharge the ink from the nozzles;
As the drive waveform of the drive voltage of the piezoelectric element, three or more ink discharge drive waveforms set according to the number of ink discharges from the nozzles, and a meniscus that swings the meniscus in the nozzles without performing ink discharge A drive pulse generator that generates a plurality of drive waveforms including a drive waveform for oscillation, and any drive waveform generated by the drive pulse generator is applied to the piezoelectric element, or any drive waveform is applied to the piezoelectric element. A selector for selecting whether to apply to each element for each nozzle, and for each pixel constituting image data to be printed, each ink discharge is determined at least once depending on the gradation of the pixel. A head driving unit to be executed for the nozzle;
An image processing unit that generates print data in which each pixel constituting the image data to be printed is indicated by multi-value gradation, and each pixel that constitutes the print data generated by the image processing unit A control unit having a data processing unit that generates drive waveform selection data for the next and subsequent printing N lines (N is an integer of 10 or more) representing the number of ink ejections of each nozzle corresponding to the gradation;
In an inkjet recording apparatus comprising:
In the selector, the drive waveform selection data for the next and subsequent printing N lines for the same nozzle transmitted from the data processing unit are all 0, and the printing N + 1 line transmitted from the data processing unit next time When the driving waveform selection data for the eye is not 0, the driving waveform for meniscus oscillation is selected as the driving waveform for the next and subsequent printing N lines for the nozzle, and the driving waveform selection data for the printing N + 1 line has the maximum gradation. When the drive waveform selection data represents the number of ink ejections corresponding to the other gradations, the driving waveform for the printing N + 1 line corresponds to one gradation, which is one more ink droplet ejection than the gradation of each pixel. Select the ink ejection drive waveform
When printing N + 1 th line of the drive waveform selection data is driven waveform selection data representing ink ejection number corresponding to the maximum tone is often one ejection number of ink droplets than the drive waveform corresponding to the highest Daikai tone Drive waveform data is prepared in advance, and the ink ejection drive waveform corresponding to one gradation above the maximum gradation is selected as the drive waveform for the print N + 1 line,
In cases other than the above, if the drive waveform selection data for the print N + 1 line is not 0, the ink ejection drive waveform corresponding to the gradation of each pixel is selected, and if the drive waveform selection data is 0, any one is selected. Without selecting the drive waveform
Between the recording media during continuous printing, the driving voltage of the driving waveform for meniscus oscillation is applied to all the piezoelectric elements that eject ink at least once onto the next recording medium, and the meniscus performed between the recording media. The ink jet recording apparatus is characterized in that the number of oscillations is 100 times or more.
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