JP2005169949A - Ink-jet recording device and ink-jet recording method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録ヘッドを主走査方向に沿って移動させつつ、インクを吐出させることにより記録媒体に画像を形成するようにしたインクジェット記録装置、特に、記録ヘッドの往走査および復走査のいずれにおいても記録ヘッドからインクを吐出させて記録を行う、いわゆる双方向記録を実行するインクジェット記録装置に関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus in which an image is formed on a recording medium by ejecting ink while moving the recording head along the main scanning direction, particularly in both forward scanning and backward scanning of the recording head. The present invention also relates to an ink jet recording apparatus that performs so-called bidirectional recording, in which recording is performed by discharging ink from a recording head.
一般に、インクジェット記録装置では、記録ヘッドに複数のノズルを配列し、各ノズル内に設けられた電気熱変換素子あるいは電気機械変換素子によってノズル内に吐出エネルギーを発生させてノズル内のインクを吐出させ、記録媒体上に画像を形成するものが知られている。このインクジェット記録装置は、記録媒体に対して非接触で記録を行うため、駆動時の騒音が低く、カラー記録を安価かつ小型で簡単な構成によって比較的容易に実現し得るという利点があり、種々の記録に使用されている。 In general, in an inkjet recording apparatus, a plurality of nozzles are arranged in a recording head, and discharge energy is generated in the nozzles by an electrothermal conversion element or an electromechanical conversion element provided in each nozzle to discharge ink in the nozzles. A device that forms an image on a recording medium is known. This ink jet recording apparatus performs recording in a non-contact manner with respect to the recording medium, and therefore has the advantage that noise during driving is low and color recording can be realized relatively easily with an inexpensive, small and simple configuration. Used for recording.
特に、インクの吐出エネルギーとして熱エネルギーを利用するもの、すなわち、電気熱変換素子を各ノズル内に形成した記録ヘッドを用いて記録動作を行うものにあっては、記録ヘッドの各ノズルをIC技術などを用いて、安価かつ高密度に形成することが可能であり、より高精細で高品位な画像を形成し得るという利点も備えている。 In particular, those that use thermal energy as ink ejection energy, that is, those that perform a recording operation using a recording head in which an electrothermal transducer is formed in each nozzle, each nozzle of the recording head is integrated with IC technology. Can be formed at low cost and with high density, and there is an advantage that a higher definition and higher quality image can be formed.
しかしながら、このようなインクジェット記録装置では、吐出口からインクが吐出される際に、記録媒体に対して画像を形成する主なインク滴の他に、この主なインク滴から分離したインクがスプラッシュ状に飛散したりミスト状になって浮遊したりするため、記録媒体や記録装置内を汚損するという問題が生じる。こうしたミスト状あるいはスプラッシュ状のインクの発生を防止するため、例えば、特許文献1には、ノズル内に形成すべき気泡の吐出方向先端の移動速度の1次微分値を負とする条件で気泡を発生させて大気に連通させるようにすることが提案されている。
However, in such an ink jet recording apparatus, when ink is ejected from the ejection port, in addition to the main ink droplets that form an image on the recording medium, the ink separated from the main ink droplets is splashed. This causes the problem that the recording medium and the recording apparatus are fouled because they scatter in the air or float in the form of a mist. In order to prevent the occurrence of such mist-like or splash-like ink, for example,
このインクジェット記録装置では、吐出口から吐出される際にインク滴に過剰な加速度が加わるのを抑えることによって液滴のスプラッシュやミストを低減させることが可能となり、記録品位の劣化を大幅に改善することができる。 In this ink jet recording apparatus, it is possible to reduce the splash and mist of the droplets by suppressing excessive acceleration from being applied to the ink droplets when ejected from the ejection port, and greatly improve the degradation of the recording quality. be able to.
しかしながら、上記従来例の装置にあっても、気泡と外気との連通が吐出口近傍で行なわれる限り、液滴のスプラッシュやミストの発生を完全に消滅させることは困難であった。 However, even in the conventional apparatus, it is difficult to completely eliminate the occurrence of droplet splash and mist as long as communication between bubbles and outside air is performed in the vicinity of the discharge port.
また、インクジェット記録装置では流体であるインクを取り扱うために、記録ヘッド内に存在するインクが振動すると、その振動によってノズルの吐出口に形成されるメニスカスも大きく振動してしまい、メニスカスが不適切な状態でインク滴の吐出が行われた場合には画像品位の劣化を招くことがある。特に、高密度に多数の吐出口が配列されたインクジェットヘッドにおいては単位時間あたりのインクの移動量が多いため、吐出が停止された時のインクの前方(ヘッド側)へ移動しようとする慣性力も大きくなり、この慣性力により吐出口に形成されるメニスカスに正圧がかかり、メニスカスが外側へと膨出した状態になることがある。この状態で吐出口に対応して設けられた電気熱変換素子に駆動信号が入力され、気泡が生成されると、主インク滴以外に、前述のようなスプラッシュ状あるいはミスト状のインクが吐出され、画像品位が劣化したり、装置内が汚損されたりするという問題が生じる。 In addition, in order to handle ink that is a fluid in an ink jet recording apparatus, if the ink present in the recording head vibrates, the meniscus formed at the nozzle ejection port also vibrates greatly due to the vibration, and the meniscus is inappropriate. When ink droplets are ejected in this state, image quality may be deteriorated. In particular, in an inkjet head in which a large number of ejection openings are arranged at a high density, the amount of ink movement per unit time is large. Therefore, the inertial force that moves to the front (head side) of ink when ejection is stopped is also high. In some cases, the meniscus formed at the discharge port is positively applied by this inertial force, and the meniscus may bulge outward. In this state, when a drive signal is input to the electrothermal conversion element provided corresponding to the ejection port and bubbles are generated, the above-described splash or mist ink is ejected in addition to the main ink droplets. As a result, the image quality deteriorates or the inside of the apparatus is soiled.
図1は記録ヘッドでインク吐出動作を行ったときの吐出パルスに対するインク流路内の圧力振動波形を示した図であり、図2(a),(b),(c)は、図1中のA区間(吐出開始前)、B区間(吐出動作中)、C区間(吐出停止直後)のそれぞれにおいて記録ヘッドの吐出口に形成されるメニスカスの様子を示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a pressure oscillation waveform in an ink flow path with respect to an ejection pulse when an ink ejection operation is performed by a recording head. FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c) are diagrams in FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state of a meniscus formed at a discharge port of a recording head in each of an A section (before discharge start), a B section (during discharge operation), and a C section (immediately after discharge stop).
図1に示すように、吐出停止後のインク流路内の圧力振動の振幅aが大きく流路内圧が正圧になっている場合には、この振動が次の吐出時のメニスカスの振動を乱すことになる。詳しくは図1中のA区間では図2(a)に示すように、インク吐出口5の開口部より僅かに内方に凹んだ状態の安定したメニスカスMが形成されている。この状態で図1中のB区間のように吐出動作(電気熱変換素子2のパルス駆動)が開始されると、図2(b)に示すように良好なインク滴50が形成される。そして吐出を停止した直後のC区間に入ると、吐出口5に向けて流動するインクの慣性により、インク流路10内の圧力が大きく正圧となり、図2(c)に示すようにインク吐出口の開口部から外方へ向けて盛り上がった状態のメニスカスMが形成されたり、最悪の場合は吐出口5よりインクが垂れ落ちることがある。この図2(c)に示す状態で、次のインクの吐出動作を行うと、微小なインク滴が吐出され、スプラッシュやインクミストなどが発生する。
As shown in FIG. 1, when the amplitude “a” of the pressure vibration in the ink flow path after stopping the discharge is large and the pressure in the flow path is positive, this vibration disturbs the vibration of the meniscus at the next discharge. It will be. Specifically, as shown in FIG. 2A, a stable meniscus M in a state of being slightly recessed inward from the opening of the
このようなインク流路内のインクの振動を軽減する方法として、インク流通路に設けられるフィルタの径やインクの流通路の形状を変更し、インクの流動抵抗を調整することも行われている。 As a method for reducing the vibration of the ink in the ink flow path, the diameter of the filter provided in the ink flow path and the shape of the ink flow path are changed to adjust the ink flow resistance. .
しかしながら、上記特許文献1に開示の記録ヘッドは、主走査方向と交差する1列の吐出口を有する記録ヘッドとなっており、高速、高密度な記録を要求されるインクジェット記録装置には、不向きなものとなっている。すなわち、高速、高密度な記録を可能とする記録ヘッドとしては、特許文献2などに示されるような構成を有するものが一般に用いられている。この記録ヘッドは、複数の吐出口にインクを供給する共通液室を有し、前記吐出口が前記共通液室の両側に千鳥状に配されて、2列のインク吐出口列を形成するものとなっている。
However, the recording head disclosed in
このような記録ヘッドを用いたシリアルスキャン型のインクジェット記録装置では、記録ヘッドが往復移動するために共通液室内のインクに慣性力によって流力が発生する。この場合、インクの流力は記録ヘッドの走査方向後方へ向けて発生するため、共通液室の走査方向前端側に位置する吐出口列ではメニスカスに負圧が加わり、インク吐出時の振動が抑制されることから良好なインク吐出状態が得られる。しかし、共通液室の走査方向の後端側に位置する吐出口列では前記のインク流力によってメニスカスに正圧が加わるため、インクの振動を強調することとなる。このため、仮に、インクの共通液室内に設けられるフィルタの径や共通液室の形状を変更することによってインクの流動抵抗を調整する構成を採用したとしても、2列の吐出口列を形成した記録ヘッドにあっては、前述のようにインクの流力によって増大した正圧により、スプラッシュやミストが発生する可能性が高く、画像品質の低下、記録装置内の汚損などを十分に回避するには至らないという問題が生じる。特に、記録ヘッドの往走査、復走査の双方においてインクを吐出させつつ記録動作を行う双方向記録では、記録ヘッドの往復両走査において、インクミストやスプラッシュが発生することとなるため、画像品位の低下、および記録装置内の汚損などの問題はより顕著なものとなる。 In a serial scan type ink jet recording apparatus using such a recording head, the recording head reciprocates, so that a fluid force is generated by an inertial force in the ink in the common liquid chamber. In this case, since the ink flow force is generated backward in the scanning direction of the recording head, negative pressure is applied to the meniscus in the ejection port array located on the front end side of the common liquid chamber in the scanning direction, and vibration during ink ejection is suppressed. Therefore, a good ink discharge state can be obtained. However, in the ejection port array located on the rear end side in the scanning direction of the common liquid chamber, positive pressure is applied to the meniscus by the ink flow force, so that ink vibration is emphasized. For this reason, even if the configuration in which the flow resistance of the ink is adjusted by changing the diameter of the filter provided in the common liquid chamber of the ink or the shape of the common liquid chamber is adopted, two ejection port arrays are formed. In the recording head, as described above, there is a high possibility that splash or mist is generated due to the positive pressure increased by the flow force of the ink, so that the deterioration of the image quality and the contamination in the recording apparatus can be sufficiently avoided. The problem of not reaching. In particular, in bidirectional recording in which recording operation is performed while ejecting ink in both forward scanning and backward scanning of the recording head, ink mist and splash are generated in both reciprocal scannings of the recording head. Problems such as degradation and fouling in the recording device become more prominent.
本発明は上述の課題を解決すべく成されたもので、記録ヘッドの走査に伴なうスプラッシュやミストの発生を十分に抑制し、高品質な画像を安定して得ることができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an ink jet recording apparatus capable of sufficiently suppressing generation of splash and mist accompanying scanning of a recording head and stably obtaining a high-quality image. Another object is to provide an ink jet recording method.
上記目的を達成するために本発明は、以下のような構成を備える。
本発明の第1の形態は、所定方向に配列された複数の吐出口からなる第1、第2の吐出口列と、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口に対応して設けられた吐出エネルギー発生手段と、前記第1の吐出口列と第2の吐出口列との間に形成され、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口へインクを供給するための共通液室とを備えた記録ヘッドとを用い、該記録ヘッドを前記所定方向と交差する走査方向に沿って往走査および復走査させると共に、前記記録ヘッドの往走査および復走査のそれぞれにおいて前記吐出エネルギー発生手段を駆動することにより、前記共通液室から供給されるインクを前記吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドの各走査において、前記走査方向の前方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記走査方向の後方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
The first aspect of the present invention corresponds to the first and second discharge port arrays composed of a plurality of discharge ports arranged in a predetermined direction, and the discharge ports of the first and second discharge port arrays. Formed between the provided ejection energy generating means and the first ejection port array and the second ejection port array, for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays A common liquid chamber, and the recording head is scanned forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the forward and backward scanning of the recording head are performed in the forward scanning and backward scanning, respectively. An inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink supplied from the common liquid chamber from the ejection port by driving an ejection energy generating unit, and in each scan of the recording head, in front of the scanning direction. Located in Characterized by comprising control means for controlling so as to be higher than the frequency of use of the nozzle of the ejection port array frequency of use of the nozzle at the exit row located behind the scanning direction.
より具体的に説明すると、本発明の第1の形態では、複数の吐出口5からなる第1、第2の吐出口列51,52が形成されると共に各吐出口列51,52の間に各吐出口5にインクを供給するための共通液室10が形成された記録ヘッド110を用い、記録ヘッド110の往復両走査において吐出口5からインクを吐出させて双方向記録を行う。このとき、記録ヘッド110の各走査において、第1および第2吐出口列51,52の内、走査方向の前方に位置する一方の吐出口列におけるノズルの使用頻度を、他方の吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くする。例えば、往走査において、その走査方向X1における前方に位置する第1の吐出口列51の使用頻度を、同走査方向後方に位置する第2の吐出口列52の使用頻度よりも高くする。ここで、使用頻度の制御としては、走査方向の前方に位置する一方の吐出口列に対応するマスクパターンの記録比率を、他方の吐出口列に対応するマスクパターンの記録比率よりも高く定めておくことが好ましい。
More specifically, in the first embodiment of the present invention, first and second
また、本発明の第2の形態は、所定方向に配列された複数の吐出口からなる第1、第2の吐出口列と、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口に対応して設けられた吐出エネルギー発生手段と、前記第1の吐出口列と第2の吐出口列との間に形成され、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口へインクを供給するための共通液室とを備えた記録ヘッドとを用い、該記録ヘッドを前記所定方向と交差する走査方向に沿って往走査および復走査させると共に、前記記録ヘッドの往走査および復走査のそれぞれにおいて前記吐出エネルギー発生手段を駆動することにより、前記共通液室から供給されるインクを前記吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録媒体上の同一の記録領域に対し前記記録ヘッドを複数回走査させる走査手段と、前記同一の記録領域に対する記録を前記複数回の走査で完成させるよう、前記同一の記録領域に対応した記録データを前記複数回の走査それぞれに分配するに際し、記録許容画素と非記録許容画素が配列されたマスクパターンを用いて前記記録データの分配を行う分配手段と、前記複数回の走査それぞれにおいて、前記分配手段により分配された記録データに基づき前記同一の記録領域に対する記録を行う記録手段とを備え、前記記録ヘッドの往走査において前記走査方向の前方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率よりも高くなり、且つ前記記録ヘッドの復走査において前記走査方向の前方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率よりも高くなるように、前記マスクパターンの記録比率は定められていることを特徴とする。 The second aspect of the present invention corresponds to the first and second discharge port arrays including a plurality of discharge ports arranged in a predetermined direction, and the discharge ports of the first and second discharge port arrays. Ink is supplied to the respective ejection ports of the first and second ejection port arrays, which are formed between the ejection energy generating means provided in the above-described manner and the first ejection port array and the second ejection port array. Using a recording head having a common liquid chamber for performing forward scanning and backward scanning along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and each of forward scanning and backward scanning of the recording head In the inkjet recording apparatus, the ink is supplied from the common liquid chamber to be ejected from the ejection port by driving the ejection energy generating means, and the recording is performed on the same recording area on the recording medium. The recording head is duplicated. And a scanning permitting pixel when distributing the recording data corresponding to the same recording area to each of the plurality of scannings so as to complete the recording for the same recording area by the plurality of times of scanning. And a distribution unit that distributes the recording data using a mask pattern in which non-recording-permitted pixels are arranged, and for each of the plurality of scans, the same recording area is based on the recording data distributed by the distribution unit. Recording means for performing recording, and in the forward scanning of the recording head, the second ejection port array in which the recording ratio of the first ejection port array located in the front in the scanning direction is located in the rear in the scanning direction And the recording ratio of the second ejection port array positioned forward in the scanning direction in the backward scanning of the recording head is the scanning ratio. To be higher than the recording ratios of the first ejection port row positioned toward the rear, characterized in that the recorded ratio is defined in the mask pattern.
また、本発明の第3の形態は、所定方向に配列された複数の吐出口からなる第1、第2の吐出口列と、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口に対応して設けられた吐出エネルギー発生手段と、前記第1の吐出口列と第2の吐出口列との間に形成され、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口へインクを供給するための共通液室とを備えた記録ヘッドとを用い、該記録ヘッドを前記所定方向と交差する走査方向に沿って往走査および復走査させると共に、前記記録ヘッドの往走査および復走査のそれぞれにおいて前記吐出エネルギー発生手段を駆動することにより、前記共通液室から供給されるインクを前記吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記制御手段は、前記第1の吐出口列が前記第2の吐出口列よりも前記記録ヘッドの主走査方向前方にあるときには、前記第1の吐出口列が前記第2の吐出口列よりも前記記録ヘッドの主走査方向後方にあるときに比べ、第1の吐出口列におけるノズルの使用頻度が高くなるよう制御することを特徴とする。 Further, the third aspect of the present invention corresponds to the first and second discharge port arrays including a plurality of discharge ports arranged in a predetermined direction, and the discharge ports of the first and second discharge port arrays. Ink is supplied to the respective ejection ports of the first and second ejection port arrays, which are formed between the ejection energy generating means provided in the above-described manner and the first ejection port array and the second ejection port array. Using a recording head having a common liquid chamber for performing forward scanning and backward scanning along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and each of forward scanning and backward scanning of the recording head In the ink jet recording apparatus, recording is performed by discharging the ink supplied from the common liquid chamber from the discharge port by driving the discharge energy generating unit, and the control unit includes the first discharge port The row is the second outlet row When the first ejection port array is in front of the recording head in the main scanning direction, the first ejection port array is more than the first ejection port array in comparison with the second ejection port array behind the recording head in the main scanning direction. Control is performed such that the frequency of use of nozzles in the row increases.
また、本発明の第4の形態は、所定方向に配列された複数の吐出口からなる第1、第2の吐出口列と、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口に対応して設けられた吐出エネルギー発生手段と、前記第1の吐出口列と第2の吐出口列との間に形成され、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口へインクを供給するための共通液室とを備えた記録ヘッドとを用い、該記録ヘッドを前記所定方向と交差する走査方向に沿って往走査および復走査させると共に、前記記録ヘッドの往走査および復走査のそれぞれにおいて前記吐出エネルギー発生手段を駆動することにより、前記共通液室から供給されるインクを前記吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記記録ヘッドの各走査において、前記走査方向の前方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記走査方向の後方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御することを特徴とする。 Moreover, the 4th form of this invention respond | corresponds to each discharge port of the 1st, 2nd discharge port row | line | column which consists of several discharge port arranged in the predetermined direction, and the said 1st and 2nd discharge port row | line | column. Ink is supplied to the respective ejection ports of the first and second ejection port arrays, which are formed between the ejection energy generating means provided in the above-described manner and the first ejection port array and the second ejection port array. Using a recording head having a common liquid chamber for performing forward scanning and backward scanning along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and each of forward scanning and backward scanning of the recording head In the inkjet recording method, recording is performed by ejecting the ink supplied from the common liquid chamber from the ejection port by driving the ejection energy generating means in each scan of the recording head. Ahead of Wherein the frequency of use of the nozzles of the ejection port arrays that are controlled to be higher than the frequency of use of the nozzle of the ejection port array located behind the scanning direction.
また、本発明の第5の形態は、所定方向に配列された複数の吐出口からなる第1、第2の吐出口列と、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口に対応して設けられた吐出エネルギー発生手段と、前記第1の吐出口列と第2の吐出口列との間に形成され、前記第1および第2の吐出口列の各吐出口へインクを供給するための共通液室とを備えた記録ヘッドとを用い、該記録ヘッドを前記所定方向と交差する走査方向に沿って往走査および復走査させると共に、前記記録ヘッドの往走査および復走査のそれぞれにおいて前記吐出エネルギー発生手段を駆動することにより、前記共通液室から供給されるインクを前記吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記記録媒体上の同一の記録領域に対し前記記録ヘッドを複数回走査させる走査工程と、前記同一の記録領域に対する記録を前記複数回の走査で完成させるよう、前記同一の記録領域に対応した記録データを前記複数回の走査それぞれに分配するに際し、記録許容画素と非記録許容画素が配列されたマスクパターンを用いて前記記録データの分配を行う分配工程と、前記複数回の走査それぞれにおいて、前記分配工程において分配された記録データに基づき前記同一の記録領域に対する記録を行う記録工程とを備え、前記記録ヘッドの往走査において前記走査方向の前方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率よりも高くなり、且つ前記記録ヘッドの復走査において前記走査方向の前方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率よりも高くなるように、前記マスクパターンの記録比率は定められていることを特徴とする。 Further, the fifth aspect of the present invention corresponds to the first and second discharge port arrays composed of a plurality of discharge ports arranged in a predetermined direction, and the discharge ports of the first and second discharge port arrays. Ink is supplied to the respective ejection ports of the first and second ejection port arrays, which are formed between the ejection energy generating means provided in the above-described manner and the first ejection port array and the second ejection port array. Using a recording head having a common liquid chamber for performing forward scanning and backward scanning along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and each of forward scanning and backward scanning of the recording head In the inkjet recording method, recording is performed by ejecting the ink supplied from the common liquid chamber from the ejection port by driving the ejection energy generating means in the same recording area on the recording medium. The recording head is duplicated. A printing allowable pixel when distributing the recording data corresponding to the same recording area to each of the plurality of scannings so as to complete the scanning process for the scanning and the recording for the same recording area by the plurality of scannings. And a distribution step for distributing the recording data using a mask pattern in which non-recording-permitted pixels are arranged, and for each of the plurality of scans, the same recording area is based on the recording data distributed in the distribution step. A recording step of performing recording, and in the forward scanning of the recording head, the second ejection port array in which the recording ratio of the first ejection port array located in front of the scanning direction is located rearward in the scanning direction And the recording ratio of the second ejection port array positioned forward in the scanning direction in the backward scanning of the recording head is the recording ratio of the second ejection port array. The first ejection opening array to be higher than the recording ratio that is located behind the 査 direction, characterized in that the recorded ratio is defined in the mask pattern.
本発明よれば、記録ヘッドの走査方向側の吐出口列におけるノズルの使用頻度を高くし、メニスカスの安定した吐出口をより多く使用するようにしているため、スプラッシュやミストの発生を抑制した高品質な画像形成が可能となる。 According to the present invention, the use frequency of the nozzles in the ejection port array on the scanning direction side of the recording head is increased, and more stable meniscus ejection ports are used. Therefore, the occurrence of splash and mist is suppressed. Quality image formation is possible.
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。
図3は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成を説明するための一部切欠斜視図である。なお、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、記録ヘッドを主走査方向に往復移動させるシリアルスキャン方式を採るものとなっている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view for explaining a schematic configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. Note that the ink jet recording apparatus according to the present embodiment adopts a serial scanning method in which the recording head is reciprocated in the main scanning direction.
図3において、100はインクを吐出する記録ヘッド110(図4参照)を着脱自在に搭載するキャリッジである。このキャリッジ100は、主走査方向(X方向)に沿って延在するガイドシャフト102に支持され、モータ103により正方向または逆方向に駆動される無端ベルト104により、前記ガイドシャフト102に沿って往走査方向X1および復走査方向X2に沿って移動するようになっている。無端ベルト104は、プーリ105および106間に掛け渡されている。
In FIG. 3,
また、このキャリッジ100には、異なる種類のインクを吐出する複数個の記録ヘッドと、各記録ヘッドにインクを供給する複数個のインクタンクとが搭載されている。この実施形態では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各インクに対応した4個の記録ヘッドが搭載されると共に、イエローインクを供給するタンク101Y、マゼンタインクを供給するタンク101M、シアンインクを供給するタンク101Cおよびブラックインクを供給するタンク101Bがキャリッジ100に対して個々に着脱し得るよう搭載されている。
The
上記構成を有するインクジェット記録装置において、記録媒体としての記録紙Pは、矢印Xに示す主走査方向と直交する副走査方向(矢印Y方向)に間欠的に搬送される。この搬送動作は、上流側の一対のローラ107,108と、下流側の一対の搬送ローラ109A,109Bとがそれぞれ記録媒体を挟持しつつ間欠的に回転することによって行われる。この二対の搬送ローラは記録媒体に一定の張力を与えるよう回転するため、二対の搬送ローラ間に挟持された記録紙Pは、記録ヘッド110との対向位置において平面的に保持される。各ローラ対の回転力は、駆動部111における駆動モータによって付与される。
In the ink jet recording apparatus having the above configuration, the recording paper P as a recording medium is intermittently conveyed in the sub-scanning direction (arrow Y direction) orthogonal to the main scanning direction indicated by the arrow X. This transport operation is performed by intermittently rotating the pair of
また、キャリッジ100は、記録開始時または記録中に必要に応じてホームポジションに停止する。このホームポジションには、各記録ヘッド110の吐出口面をキャップするキャップ部材112が設けられ、このキャップ部材112には、吐出口面の吐出口から強制的にインクを吸引して吐出口内の目詰まりを防止する吸引回復手段(図示略)が接続されている。
Further, the
ここで、図4および図5に基づき、本実施形態における記録ヘッド110の具体的構成例を説明する。図4は記録ヘッド110の構造を示す部分平面図、図5は、図4のV−V線断面図である。なお、本実施形態で用いた記録ヘッド110は、インクジェット記録装置のキャリッジ100に搭載した状態で、図5における矢印X1側を記録ヘッドの往走査側、矢印X2側を記録ヘッドの復走査側としている。
Here, based on FIG. 4 and FIG. 5, a specific configuration example of the
図4および図5において、1は基板であり、この基板1上には絶縁層1aが形成されると共に、基板1および絶縁層1aの中央部分には、インクタンクからのインクが供給されるインク供給口11が形成されている。4は基板1上に形成されたオリフィスプレートであり、このオリフィスプレート4と基板1との間には、図5に示すように、インク供給口11に連通する共通液室10が形成されている。この供給液室10は、図4の平面図に示すように、インク供給口11の左右両側(往走査方向X1および復走査方向X2)に延在し、かつその両端部が閉塞された流路となっている。また、この共通液室10の左右両側部は、基板の長手方向(記録紙Pの搬送方向(Y方向))において一定の間隔を介して隔壁9が複数個形成されており、この隔壁によって複数のインク供給部10aが画成されている。
4 and 5,
5は前記共通液室10の各インク供給部10aにおけるオリフィスプレート4に形成されたインク吐出口であり、このインク吐出口5は、各インク供給部10aの左端部近傍および右端部近傍(往走査方向前端近傍および復走査方向前端近傍)に位置している。また、2は前記基板1上に形成された吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換素子(以下、「ヒータ」ともいう)であり、図外の導通部を介してヘッドドライバ307(図6参照)に電気的に接続されている。この電気熱変換素子2は吐出口5との対向位置に配置されており、その電気熱変換素子2の表面には保護膜などが形成されている。
本実施形態においては、シリコンからなる基板1の前記インク供給口11が異方性エッチングによりが形成されている。インクタンクから供給されたインクは共通液室10からその左右に配置された各インク供給部10aに供給される。各インク供給部10aに供給されたインクにはヒータ2の熱エネルギーによって膜沸騰が発生し、その際に発生する気泡の圧力によってインクがインク吐出口5からインク滴となって吐出される。
In the present embodiment, the
吐出口5は図4に示すように千鳥状に配されて、2本のインク吐出口列を成している。各吐出口列は、それぞれ600dpiのピッチで所定方向(「所定方向」とは、走査方向と交差する方向をいう)に配置された640個の吐出口によって構成されている。但し、2本の吐出口列は、吐出口の配置を互いに半ピッチづつずらしているため、各記録ヘッド110は、実質的には1200dpiのピッチにて縦一列に吐出口が配列されたものと同一の記録密度を実現することが可能となっている。
The
また、各々の吐出口5のほぼ真下には、ヒータ2が配されている。隔壁9などの共通液室構成部材は、露光技術やエッチング等、公知の製法によって形成されている。吐出口5は直径20μmの円筒状の貫通孔によって形成され、ヒータ2のサイズは24μm×24μmとなっている。基板1とオリフィスプレート4との間に形成される共通液室10の高さHは15μm、オリフィスプレート4の厚みWは10.5μmである。基板1とオリフィスプレート4の外面との距離Lは25.5μmである。なお、本実施例におけるインクジェット記録装置は、記録ヘッドBk、C,M,Yからなる4個の記録ヘッドを搭載しているが、各々の動作原理は基本的に同一であるため、ここでは記録ヘッドBk110の場合で説明する。
Further, a
次に、図6に基づき、本実施形態におけるインクジェット記録装置200内の制御系201の概略構成を説明する。
インクジェット記録装置200(図3参照)は、ホストコンピュータ300から記録すべき画像の記録情報を受信する。インクジェット記録装置200内に受信された記録情報は、インクジェット記録装置200内に設けられた入出力インターフェイス301に一時保存されると共に、インクジェット記録装置200内で処理可能なデータに変換され、記録ヘッド駆動信号の供給手段を兼ねる制御手段としてのCPU302に入力される。CPU302は、ROM303に保存されている制御プログラムに基づき、CPU302に入力されたデータをRAM304等の周辺ユニットを用いて処理し、記録媒体に対してインクによるドットを形成するか否かを表す2値化データ(記録データ)に変換する。
Next, a schematic configuration of the
The ink jet recording apparatus 200 (see FIG. 3) receives recording information of an image to be recorded from the
また、CPU302は、記録される画像が記録紙P上の適当な位置に記録されるよう、記録データに応じて、記録紙Pの搬送動作の駆動源である搬送モータおよび記録ヘッド110を移動させるヘッド移動モータなどの駆動用モータ306を駆動するためのモータ駆動信号を生成する。このモータ駆動信号は、モータドライバ305に入力され、キャリッジの主走査方向への移動および記録紙Pの搬送を同期して行う。また、記録ヘッド110の各ノズルに設けられているヒータ2を駆動するヘッドドライバ307には、前記記録データとCPU302から出力された記録ヘッド駆動データとが入力されており、両データに応じてヒータ2を駆動し、インクの吐出を行う。
Further, the
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態における記録動作制御を説明する。
本実施形態では、互いに相補的な2種類のランダムマスクパターンM1,M2(図7参照)と、図8(a)に示す千鳥パターンと、図8(b)に示す逆千鳥パターンとをRAM304に格納している。そして、これらのマスクパターンを用いて記録データの間引き処理を行うことにより記録媒体上の同一の記録領域に記録すべき記録データを4分配し、4分配された記録データを、記録ヘッドの往復4回の走査で記録(4パス往復記録)することにより、記録媒体上の同一の記録領域に対して画像を完成させるようになっている。
(First embodiment)
Next, the recording operation control in the first embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, two types of random mask patterns M1 and M2 (see FIG. 7) complementary to each other, a staggered pattern shown in FIG. 8A, and an inverted staggered pattern shown in FIG. Storing. Then, by performing a thinning process of the recording data using these mask patterns, the recording data to be recorded in the same recording area on the recording medium is divided into four, and the four distributed recording data are reciprocated by the
千鳥M1,逆千鳥マスクパターンM2および第1のランダムマスクパターンM3,第2のランダムマスクパターンM4は、それぞれ記録密度が1200dpiで、ラスタの配列方向(Y方向)に1280画素、カラムの配列方向(X方向)に512画素の合計655360画素分の記録領域に対応したマスクパターンとなっている。このうち、千鳥パターンは、縦横1画素置きに配設された千鳥格子状をなすパターンであり、逆千鳥パターンは、前記千鳥パターンと相補的な逆千鳥格子状をなすパターンである。従って、千鳥パターンおよび逆千鳥パターンのいずれも、記録領域内の全画素(記録許容画素と非記録許容画素の合計)に対する、記録許容画素の割合(以下、記録比率と称す)は、50%となっている。 The zigzag M1, the reverse zigzag mask pattern M2, the first random mask pattern M3, and the second random mask pattern M4 each have a recording density of 1200 dpi, 1280 pixels in the raster arrangement direction (Y direction), and the column arrangement direction ( The mask pattern corresponds to a recording area of a total of 655360 pixels of 512 pixels in the X direction). Among them, the staggered pattern is a pattern having a staggered pattern arranged every other pixel in the vertical and horizontal directions, and the inverted staggered pattern is a pattern having a reverse staggered pattern complementary to the staggered pattern. Therefore, in both the staggered pattern and the reverse staggered pattern, the ratio of the print allowable pixels (hereinafter referred to as the print ratio) to all the pixels in the print area (the sum of the print allowable pixels and the non-printable pixels) is 50%. It has become.
なお、「記録許容画素」とは記録を許容する画素のことであり、この記録許容画素に対応する記録データが吐出を示すデータであれば記録がなされ、非吐出を示すデータならば記録は行われない。一方、「非記録許容画素」とは、記録データに関わらず記録を許容しない画素のことであり、仮に、この非記録許容画素に対応する記録データが吐出を示すデータであっても記録はなされない。 Note that “recording-permitted pixels” are pixels that allow recording. If the recording data corresponding to the recording-permitted pixels is data indicating ejection, recording is performed. If the recording data is data indicating non-ejection, recording is not performed. I will not. On the other hand, the “non-printable pixel” is a pixel that does not allow printing regardless of print data. Even if the print data corresponding to the non-printable pixel is data indicating ejection, printing is not performed. Not.
一方、第1のランダムマスクM3の記録比率は50%となっており、そのうち偶数ラスタの記録比率は37.5%、奇数ラスタの記録比率は12.5%となっている。また、第2のランダムマスクパターンM4は、前記第1のランダムマスクパターンによる記録許容画素と非記録許容画素とを反転させた(相補的な)ランダムマスクパターンとなっている。すなわち、第2のランダムマスクパターンM4の記録比率は50%となっており、そのうち偶数ラスタの記録比率は12.5%、奇数ラスタの記録比率は37.5%となっている。 On the other hand, the recording ratio of the first random mask M3 is 50%, of which the recording ratio of the even raster is 37.5% and the recording ratio of the odd raster is 12.5%. Further, the second random mask pattern M4 is a (complementary) random mask pattern obtained by inverting the recording allowable pixels and the non-recording allowable pixels according to the first random mask pattern. That is, the recording ratio of the second random mask pattern M4 is 50%, of which the recording ratio of the even raster is 12.5% and the recording ratio of the odd raster is 37.5%.
ここで、4パス往復記録の各記録走査で使用する記録データを生成するための、記録データの分配方法について説明する。同一の記録走査領域に対する全4回の記録走査のうち、第1回目の記録走査である1回目の往走査を行う場合には、千鳥マスクパターンM1と第1のランダムマスクパターンM3のそれぞれの記録許容画素が重なった部分のみを記録許容画素とする第1の間引きパターンAを使用する。その後の第2回目の記録走査である1回目の復走査に際しては、同じく千鳥マスクパターンM1と第2のランダムマスクパターンM4のそれぞれの記録許容画素が重なった部分のみを記録許容画素とする第2の間引きパターンBを使用する。第3貝目の記録走査である2回目の往走査においては、逆千鳥パターンM2と第1のランダムマスクパターンM3のそれぞれの記録許容画素が重なった部分のみを記録許容画素とする第3の間引きパターンCを用い、第4回目の記録走査である2回目の復走査では、逆千鳥パターンM2と第2のランダムマスクパターンM4の記録許容画素が重なった部分のみを記録許容画素とする第4の間引きパターンDを使用する。これにより、同一の記録走査領域における全画素に対応する記録データを4回の記録走査に分配することができる。 Here, a print data distribution method for generating print data used in each print scan of the 4-pass reciprocal printing will be described. Of the four print scans for the same print scan area, when the first forward scan, which is the first print scan, is performed, each of the staggered mask pattern M1 and the first random mask pattern M3 is printed. The first thinning pattern A is used in which only the portion where the allowable pixels overlap is the recording allowable pixel. After that, in the first reverse scan that is the second print scan, the second print scan is a second print scan only pixel where the print permission pixels of the staggered mask pattern M1 and the second random mask pattern M4 overlap each other. The thinning pattern B is used. In the second forward scan, which is the recording scan of the third shell, a third thinning is performed in which only the portion where the print permitting pixels of the inverted zigzag pattern M2 and the first random mask pattern M3 overlap is used as the print permitting pixel. In the second reverse scan, which is the fourth print scan, using the pattern C, a fourth print scan uses only the portion where the print permitting pixels of the inverted zigzag pattern M2 and the second random mask pattern M4 overlap as the print permitting pixels. A thinning pattern D is used. Thereby, the recording data corresponding to all the pixels in the same recording scanning area can be distributed to four recording scans.
図9は、記録装置内の制御系201におけるCPU302で実行される4パス往復記録に用いる記録データの生成処理を説明するフローチャートである。入出力インターフェース301より記録情報が入力(ステップS1001)されると、まず、CPU302は、一つの記録領域に対して実行されるべき4回の記録走査のうち、現在実行しようとしている記録走査が何回目の記録走査であるかを判定する(ステップS1003)。nは記録走査の回数を表す変数であり、初期値には0が書き込まれている。4パス記録走査のうち、記録走査が第2回目以前の場合には、入力された記録データに対し千鳥マスクパターンM1による間引き処理を行い(ステップ1004−a)、記録走査が第3回目以降である場合には、入力された記録データに対し逆千鳥マスクパターンM2による間引き処理を行う(ステップS1004−b)。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a process for generating print data used for four-pass reciprocal printing executed by the
次に、ステップS1005では、現在実行しようとしている記録ヘッド110の記録走査の方向、すなわち、記録走査が往走査であるか復走査であるかの判定を行う。ここで、往走査であると判定された場合には、ステップS1004aまたはステップS1004bで間引き処理された記録データに対し、さらに第1のランダムマスクパターンM3による間引き処理を行い(ステップS1006−a)、復走査であると判断された場合には、ステップS1004aまたはステップS1004bで間引き処理された記録データに対し、さらに第2のランダムマスクパターンM4によって間引き処理を行う(ステップS1006−b)。この時点で記録データに対する間引き処理が終了し、現在実行しようとしている記録走査にて記録されるべき記録データの生成が完了する。ここで生成された間引き処理後の記録データは、ヘッドドライバ307へと出力される。ヘッドドライバ307では、入力された記録データに基づき、記録ヘッドの全ノズルのうち、インクを吐出すべきであるノズル内のヒータを駆動してインクを吐出させ、記録媒体に画像を形成する。
Next, in step S1005, it is determined whether or not the print scan direction of the
この後、ステップS1008では、実行された記録走査回数が4パス分実行されたか否か(n≦4であるか否か)を判断し、記録走査回数nが4パス分行われたと判断された場合には、記録データの生成を終了し、4パス未満であると判断された場合にはステップS1002に戻って走査回数nに1を加え、再度記録データの生成、記録が行われる。 Thereafter, in step S1008, it is determined whether or not the number of executed printing scans has been performed for four passes (whether n ≦ 4), and if it is determined that the number of printing scans n has been performed for four passes. In step S1002, the print data generation is completed, and if it is determined that the number of passes is less than 4, the process returns to step S1002 to add 1 to the number of scans n, and print data is generated and printed again.
上記のようにして生成される記録データに基づき4パス往復記録を行う場合、記録画像の偶数ラスタは、記録ヘッドの2列の吐出口列51,52のうち往走査方向(X1方向)前方に位置する第1の吐出口列51によって形成され、奇数ラスタは往走査方向(X2方向)後方に位置する第2の吐出口列52によって記録され、これによって1200dpiの高密度な記録画像が形成されることとなる。
When 4-pass reciprocal recording is performed based on the recording data generated as described above, the even-numbered raster of the recorded image is forward in the forward scanning direction (X1 direction) of the two
この際、記録ヘッド110の1回目の往走査(第1回目の記録走査)では、千鳥マスクパターンM1と第1のランダムマスクM3とを組み合わせた第1の間引きパターンAを用いて記録動作を行う。この第1の間引きパターンAは、第2の吐出口列52に供給される記録データを、第1の吐出口列51に供給される記録データの間引き率の3倍の間引き率で間引くパターンとなっている。従って、1回目の往走査における第1の吐出口列51の記録比率は、同走査おける第2の吐出口52の記録比率に対して、最大3倍の記録比率となる。すなわち、往走査時の第1の吐出口列51において、往走査時のインク滴の吐出可能数は、復走査時のインク滴の吐出可能数の最大3倍になる。例えば、一つの記録走査領域の全ての画素に対してインクを付与するような、いわゆるべた記録を行った場合、第1の吐出口列51の記録比率は18.75(=37.5÷2)パーセント、第2の吐出口列52の記録比率は6.25(=12.5÷2)パーセントとなり、第1の吐出口列51におけるインク吐出数は、第2の吐出口列52におけるインク吐出数の3倍になる。
At this time, in the first forward scanning (first recording scanning) of the
また、1回目の復走査において使用される前記第2の間引きパターンBは、第1の吐出口列51に供給される記録データを、第2の吐出口列52に供給される記録データの3倍の間引き率で間引くパターンとなっている。従って、1回目の復走査における第2の吐出口列52の記録比率は、同走査おける第1の吐出口列51の記録比率に対して、最大3倍の記録比率となる。従って、べた記録を行った場合、第1の吐出口列の記録比率は6.25(=12.5÷2)パーセント、第2の吐出口列52の記録比率は18.75(=37.5÷2)パーセントとなり、第2の吐出口列52におけるインク吐出数は、第1の吐出口列51におけるインク吐出数の3倍になる。
In addition, the second thinning pattern B used in the first backward scanning is based on the recording data supplied to the first
一方、2回目の往走査(第3回目の記録走査)においては、逆千鳥マスクパターンM2と第2のランダムマスクパターンM3とを組み合わせた間引きパターンCを用い、2回目の復走査(第4回目の記録走査)においては、逆千鳥マスクパターンM2と第1のランダムマスクパターンM4とを組み合わせた間引きパターンDを用いて記録を行う。これにより、2回目の往走査では、前述の1回目の往走査と同様に、第1の吐出口列51の記録比率が、第2の吐出口列52記録比率の最大3倍になり、2回目の復走査では、1回目の復走査と同様に、第2の吐出口列52の記録比率が第1の吐出口列52の記録比率の3倍になる。
On the other hand, in the second forward scanning (third recording scanning), a thinning pattern C that is a combination of the inverted zigzag mask pattern M2 and the second random mask pattern M3 is used, and the second backward scanning (fourth scanning). In the recording scan), recording is performed using a thinning pattern D obtained by combining the inverted staggered mask pattern M2 and the first random mask pattern M4. As a result, in the second forward scanning, as in the first forward scanning described above, the recording ratio of the first
このように、本実施形態では、記録ヘッド110が往走査を行う場合には、第1の吐出口51に対して高い間引き率で間引いた記録データを、第2の吐出口列52に対しては低い間引き率で間引いた記録データをそれぞれ供給するようにし、記録ヘッド110が復走査方向に移動する場合には、第1の吐出口51に対して低い間引き率で間引いた記録データを、第2の吐出口52に対しては高い間引き率で間引いた記録データをそれぞれ供給するようになっており、これによって、画像品質の向上を図ることができると共に、スプラッシュおよびインクミストの発生などを低減することができる。
As described above, in the present embodiment, when the
すなわち、前述のように、往復走査において記録ヘッド内に生じるインクの慣性力は、共通液室10の走査方向前端部近傍に位置する吐出口に対しては、負圧が作用してメニスカスが適正な状態に保たれるという効果があり、逆に共通液室10の後方部近傍に位置する吐出口では正圧が発生してメニスカスの安定性を乱す虞がある。このため、本実施形態のように、共通液室10の走査方向前端部近傍に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度を高めるようにし、かつ共通液室10より走査方向後端部近傍に位置する吐出口列からインクを吐出させる頻度を低減させるようにすれば、メニスカスが不安定な状態にある吐出口の使用頻度を低減することが可能となると共に、メニスカスが安定した状態にある吐出口の使用頻度を高めることが可能となる。このため、画像品質の向上およびスプラッシュやインクミストの発生量の低減を図ることができる。また、本実施形態では、第1および第2の吐出口列の1回の走査における記録比率を100%とした場合、往走査では、第1の吐出口列の記録比率を75パーセント、第2の吐出口列の記録比率を25パーセントとし、復走査では、第2の吐出口列の記録比率を75パーセント、第1の吐出口列の記録比率を25パーセントとしているため、一つの記録走査において、走査方向前方に位置する吐出口列の記録比率が、同走査方向後方に位置する吐出口列の記録比率より高くなるような関係に設定されている。
That is, as described above, the inertia force of the ink generated in the recording head in the reciprocating scan is such that a negative pressure acts on the discharge port located in the vicinity of the front end of the
また、この記録比率の関係は、一つの吐出口列の往走査と復走査のそれぞれの記録比率に着目した場合、一方の吐出口列が他方の吐出口列よりも走査方向前方にあるときには、その一方の吐出口列が他方の吐出口列よりも記録ヘッドの主走査方向後方にあるときに比べ、一方の吐出口列のインク吐出可能数が多くなるよう設定されているという関係をも満たしているともいえる。つまり、第1の吐出口列51において、各往走査における記録比率は75パーセント、各復走査における記録比率は25パーセントであり、また、第2の吐出口列52において、各復走査における記録比率は75パーセント、各往走査における記録比率は25パーセントであり、いずれの吐出口列においても往復両走査において、走査方向前方に位置する場合の記録比率の方が、走査方向後方に位置する場合の記録比率よりも高く設定されているということになる。このように、各々の吐出口列において往復両走査間における記録比率の関係を設定すれば、各両吐出口列の往復両走査における合計の記録比率が異なる場合にも、両吐出口列において良好なメニスカスが形成されている吐出口をより多く使用して記録動作を行うことが可能となり、より確実に高品位な画像の形成およびスプラッシュやインクミストの低減を図ることができる。なお、本実施形態における第1/第2ランダムマスクパターンおよび千鳥/逆千鳥パターンは、記録ヘッドの走査距離に応じて適宜同様のマスクパターンを連続して繰り返し用いれば良く、記録ヘッドの走査距離(記録幅)はどのような距離であっても良い。
In addition, when the relationship between the recording ratios is focused on the respective recording ratios of the forward scanning and the backward scanning of one ejection port array, when one ejection port array is ahead of the other ejection port array in the scanning direction, It also satisfies the relationship that one discharge port array is set so that the number of ink dischargeable in one discharge port array is larger than when the other discharge port array is behind the recording head in the main scanning direction. It can be said that. That is, in the first
また、本実施形態においては、走査方向前方に位置する吐出口列の記録比率を75パーセント、走査方向後方に位置する吐出口列の記録比率を25パーセントとしたが、記録比率の値は、記録ヘッドの特性、記録モードなどによって適宜選択すれば良く、場合によっては走査方向前方に位置する吐出口列のみを用いるようにすることも可能であり、要は、常に走査方向前方に位置する吐出口列の記録可能比率を高めるようにすれば良い。 In this embodiment, the recording ratio of the ejection port array positioned in front of the scanning direction is set to 75%, and the recording ratio of the ejection port array positioned in the rear of the scanning direction is set to 25%. It may be selected as appropriate according to the characteristics of the head, the recording mode, and the like. In some cases, it is possible to use only the ejection port array positioned in front of the scanning direction. The recordable ratio of the columns may be increased.
また、上記実施形態では、千鳥マスク、逆千鳥マスク、第1、第2のランダムマスクなどの固定マスクを使用して、記録媒体にインクを付与すべきか否かを表す記録データを間引く場合を例に採り説明したが、記録媒体上にインクを付与すべきか否かを表す記録データのうち、ヌルデータを除いたデータ、すなわち記録媒体上にインクを付与すべきデータに対してのみを間引き処理を行う、いわゆるシーケンシャルマスクなどを用い、第1の吐出口列の記録比率と第2の吐出口列の記録比率とを異なる値に設定することも可能である。この場合には、マスクによって設定された間引き率が、記録媒体上に吐出される吐出数に確実に対応するため、各吐出口列におけるインク吐出数の制御をより確実に行うことができる。 Further, in the above-described embodiment, an example of thinning out recording data indicating whether or not to apply ink to a recording medium using a fixed mask such as a staggered mask, an inverted staggered mask, and first and second random masks is taken as an example. As described above, the thinning process is performed only on the data excluding null data, that is, the data on which the ink should be applied on the recording medium, among the recording data indicating whether or not the ink should be applied on the recording medium. It is also possible to set the recording ratio of the first ejection port array and the recording ratio of the second ejection port array to different values using a so-called sequential mask. In this case, since the thinning rate set by the mask reliably corresponds to the number of ejections ejected onto the recording medium, it is possible to more reliably control the number of ink ejections in each ejection port array.
以上説明した第1の実施形態によれば、記録ヘッドの走査方向の先頭側の吐出口列におけるノズルの使用頻度を後方側の吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くし、メニスカスの安定した吐出口をより多く使用するようにしているので、スプラッシュやミストの発生を抑制した高品位な画像形成が可能となる。 According to the first embodiment described above, the nozzle usage frequency in the ejection port array on the head side in the scanning direction of the recording head is made higher than the usage frequency of nozzles in the ejection port array on the rear side, and the meniscus is stabilized. Since more discharge ports are used, it is possible to form high-quality images while suppressing the occurrence of splash and mist.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。なお、この第2の実施形態においても、上記第1の実施形態と略同様に図3及び、図4ないし図6に示す構成を有するものとなっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment also has the configuration shown in FIG. 3 and FIGS. 4 to 6 in substantially the same manner as the first embodiment.
但し、上記第1の実施形態においては、各記録走査における各吐出口列51,52の使用頻度の制御を、マスクパターンによる記録データの間引き処理により行うものとなっているが、この第2の実施形態では、往復記録走査での各吐出口列51、52の使用頻度の制御を、記録ヘッドの各吐出口に1対1対応で設けられるヒータに対し電気エネルギーの供給、遮断を行うヘッドドライバ307を制御し、駆動すべきヒータの数を制御することによって行うものとなっている。
However, in the first embodiment, the use frequency of each of the
また、本実施形態における記録ヘッド110は、図4および図5に示すような平面構造および断面構造を有するものとなっているが、ここでは2列の吐出口列51,52がそれぞれ648個の吐出口を有するものとなっており、この点が上記第1の実施形態に示した記録ヘッドと異なる。
The
この記録ヘッド110からインクを吐出させる場合には、これら全ての吐出口5から同時にインク滴を吐出するのではなく、648×2列=1296個の吐出口5を、吐出周期あたり24個のブロック(54ヒータ/ブロック)に分割し、ブロック毎に順次駆動するようになっている。
When ink is ejected from the
以上のように本実施形態における記録ヘッド110の各ブロックは、ヒータ数とブロック数との関係から、いずれも(54ヒータ/ブロック)となるように構成されている。また、同一ブロックのヒータ2は、吐出させる吐出口の選択を容易にするために、同一の吐出口列内に均等に分散して配置されている。図10に本実施形態の記録ヘッド110におけるヒータとブロックNo.との対応例を示す。すなわち、2列の吐出口列51,52は、それぞれ12個のブロックに分割されており、例えば図10における第1の吐出口列51にブロックNo.1〜12を、第2の吐出口列52にブロックNo.13〜24のブロックを付しており、同時に駆動される同一ブロックのヒータ(同一ブロックNo.が付されたヒータ)2は同一の吐出口列内に12個置きに分散して配置されている。
As described above, each block of the
次に、各ブロックの駆動方式に関して、図6および図10を用いて説明する。
図6における制御系内において、記録情報は、記録装置内部の入出力インタフェイス301に一時保存されると同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、記録ヘッド110の駆動信号の供給手段を兼ねるCPU302に入力される。CPU302は、ROM303に保存されている制御プログラムに基づき、CPU302に入力されたデータをブロック単位に分割し、RAM304に一旦格納する。RAM304に格納されたデータは、ブロックの駆動順序に合わせてCPU302に再度読み出され、実際に吐出させるタイミングに合わせてヘッドドライバ307から記録ヘッドへと転送されるようになっている。
Next, the driving method of each block will be described with reference to FIGS.
In the control system in FIG. 6, the recording information is temporarily stored in the input /
この際、CPU302は記録ヘッド110の走査方向により、読み出すブロックを切り換えるようなっている。具体的には、記録ヘッド110が往走査(X1方向への走査)を行う場合には、図10における往走査方向X1の前方に位置する第1の吐出口列51のブロックNo.1〜12を順次選択し、記録ヘッドが復走査(X2方向への走査)を行う場合には、復走査方向X2の前方に位置する第2の吐出口列52のブロックNo.24〜13を順次選択するようになっている。
At this time, the
以上のように、インクジェット記録装置内の制御系におけるブロック駆動順序を選択することで、記録ヘッド110の走査方向によって駆動する吐出口列を切り換えることができる。詳しくは、記録ヘッド110が往走査する場合には図10における第1の吐出口列51におけるブロックのみを駆動し、記録ヘッド110が復走査する場合には第2の吐出口列52におけるブロックのみを駆動して往復走査によって画像を完成する。これによって、常に記録ヘッド110の走査方向前方に位置する吐出口列、すなわち、共通液室の走査方向前方部近傍に位置して安定したメニスカスが形成される吐出口列のみを使用することができ、高品質な画像を形成することが可能になると共に、スプラッシュやミストの発生を抑制することが可能になる。
As described above, by selecting the block driving order in the control system in the ink jet recording apparatus, it is possible to switch the ejection port array to be driven according to the scanning direction of the
なお、本実施形態においては同一ブロックのノズルを、同一の吐出口列に分散して配置したが、2列の吐出口列に分散するように配置しても良い。この場合には、同一ブロックにおける走査方向前方に位置する吐出口の使用頻度が、走査方向後方に位置する吐出口の使用頻度より多くなるように、適宜ブロックの選択を行うようにすれば良い。 In the present embodiment, the nozzles in the same block are distributed and arranged in the same discharge port array, but may be arranged so as to be distributed in two discharge port rows. In this case, the block may be appropriately selected so that the frequency of use of the ejection ports located in the front of the scanning direction in the same block is higher than the frequency of usage of the ejection ports located in the rear of the scanning direction.
また、本実施形態における各吐出口列内のブロックの選択は、記録ヘッド110の往走査においてはNo.1から12のブロックを選択し、復走査においてはNo.24から13のブロックを順次選択するようにしたが、各走査における選択順序に制限はなく、各吐出口列内のブロックのうちブロック選択順序をランダムにしても良いし、規則的にしても良く、その選択順序は好適な画像が得られるように適宜行えば良い。
The selection of blocks in each ejection port array in the present embodiment is No. in the forward scan of the
また、本実施形態においては、各吐出口列内のブロックの分割を12ブロックとしたが、記録ヘッドの特性や吐出条件などによっては、分割数を適宜変更しても良い。 In this embodiment, the number of blocks in each ejection port array is 12 blocks. However, the number of divisions may be changed as appropriate depending on the characteristics of the recording head, ejection conditions, and the like.
なお、上記各実施形態においては、吐出口からインクを吐出させる吐出エネルギー発生手段として、電気熱変換素子(ヒータ)を有する記録ヘッドを用いた場合を例に採り説明したが、本発明は、吐出エネルギー発生手段として電気機械変換素子を有する記録ヘッドにも本発明は適用可能である。 In each of the above embodiments, the case where a recording head having an electrothermal conversion element (heater) is used as the discharge energy generating means for discharging ink from the discharge port has been described as an example. The present invention is also applicable to a recording head having an electromechanical conversion element as energy generating means.
1 基板
2 電気熱変換素子(ヒータ)
4 オリフィスプレート
5 吐出口
5a 開口縁
9 隔壁
10 共通液室
11 インク供給口
50 液滴
51 第1の吐出口列
52 第2の吐出口列
100 キャリッジ
101 インクタンク
110 記録ヘッド
300 ホストコンピュータ
301 入出力インターフェイス
302 CPU
303 ROM
304 RAM
305 モータドライバ
306 駆動用モータ
307 ヘッドドライバ
1
4
303 ROM
304 RAM
305
Claims (11)
前記記録ヘッドの各走査において、前記走査方向の前方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記走査方向の後方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御する制御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。 First and second ejection port arrays comprising a plurality of ejection ports arranged in a predetermined direction; and ejection energy generating means provided corresponding to the ejection ports of the first and second ejection port arrays; A recording provided with a common liquid chamber formed between the first ejection port array and the second ejection port array and for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays. The recording head is moved forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the ejection energy generating means is driven in each of the forward scanning and backward scanning of the recording head. An ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink supplied from the common liquid chamber from the discharge port,
Control for controlling each nozzle of the recording head so that the nozzle usage frequency in the ejection port array located in the front in the scanning direction is higher than the nozzle usage frequency in the ejection port array located in the rear in the scanning direction. An ink jet recording apparatus comprising: means.
前記制御手段は、前記往走査において前記第1の吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記第2の吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御し、且つ前記復走査において前記第2の吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記第1の吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 In the forward scan of the recording head, the ejection port array located in front of the scanning direction is the first ejection port array, and the ejection port array located rearward in the scanning direction is the second ejection port array. In addition, in the backward scan of the recording head, the ejection port array positioned forward in the scanning direction is the second ejection port array, and the ejection port array positioned rearward in the scanning direction is the first ejection port. If it is an exit column,
The control means controls the nozzle use frequency in the first discharge port array to be higher than the nozzle use frequency in the second discharge port array in the forward scan, and the first scan in the backward scan. 2. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein control is performed so that a nozzle use frequency in the second discharge port array is higher than a nozzle use frequency in the first discharge port array.
前記走査方向の前方に位置する吐出口列に対応するマスクパターンの記録比率は、前記走査方向の後方に位置する吐出口列に対応するマスクパターンの記録比率よりも高く定められていることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。 The frequency of use of the nozzles in the ejection port array is determined by the recording ratio of the mask pattern used in the thinning process by the data thinning unit,
The recording ratio of the mask pattern corresponding to the ejection port array positioned in the front in the scanning direction is set higher than the recording ratio of the mask pattern corresponding to the ejection port array positioned in the rear in the scanning direction. The inkjet recording apparatus according to claim 3.
前記制御部によって生成されたインクを吐出すべきであることを表す記録データと前記駆動データとが共に入力されることにより、前記両データに対応する吐出エネルギー発生手段を駆動してインクの吐出動作を行う駆動部と、を備え、
前記制御部は、前記各吐出口列に対応する前記駆動データの数を、前記記録ヘッドの走査方向に応じて制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 The control means generates a recording data indicating whether or not ink should be ejected onto the recording medium and a drive data that enables driving of each of the ejection energy generating means;
When the recording data indicating that the ink generated by the control unit should be ejected and the drive data are input together, the ejection energy generating means corresponding to the data is driven to eject the ink. And a drive unit for performing
The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the number of the drive data corresponding to each of the ejection port arrays in accordance with a scanning direction of the recording head.
前記複数のブロックのうち、吐出エネルギー発生手段を駆動すべきブロックを決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段は、記録ヘッドの走査方向によって吐出エネルギー発生手段を駆動すべきブロックを変更することを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。 The control unit divides a predetermined number of discharge energy generating means corresponding to the plurality of discharge ports into a plurality of blocks, and generates drive data that enables the discharge energy generating means belonging to the block to be driven at the same drive timing. Driving data generating means for
A determining unit that determines a block to drive the discharge energy generating unit among the plurality of blocks, and
The ink jet recording apparatus according to claim 6, wherein the determining unit changes a block to drive the ejection energy generating unit according to a scanning direction of the recording head.
前記記録媒体上の同一の記録領域に対し前記記録ヘッドを複数回走査させる走査手段と、
前記同一の記録領域に対する記録を前記複数回の走査で完成させるよう、前記同一の記録領域に対応した記録データを前記複数回の走査それぞれに分配するに際し、記録許容画素と非記録許容画素が配列されたマスクパターンを用いて前記記録データの分配を行う分配手段と、
前記複数回の走査それぞれにおいて、前記分配手段により分配された記録データに基づき前記同一の記録領域に対する記録を行う記録手段とを備え、
前記記録ヘッドの往走査において前記走査方向の前方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率よりも高くなり、且つ前記記録ヘッドの復走査において前記走査方向の前方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率よりも高くなるように、前記マスクパターンの記録比率は定められていることを特徴とするインクジェット記録装置。 First and second ejection port arrays comprising a plurality of ejection ports arranged in a predetermined direction; and ejection energy generating means provided corresponding to the ejection ports of the first and second ejection port arrays; A recording provided with a common liquid chamber formed between the first ejection port array and the second ejection port array and for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays. The recording head is moved forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the ejection energy generating means is driven in each of the forward scanning and backward scanning of the recording head. An ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink supplied from the common liquid chamber from the discharge port,
Scanning means for scanning the recording head a plurality of times for the same recording area on the recording medium;
When distributing the recording data corresponding to the same recording area to each of the plurality of scans so that the recording for the same recording area is completed by the plurality of scannings, the recording allowable pixels and the non-recording allowable pixels are arranged. Distributing means for distributing the recording data using the mask pattern formed;
In each of the plurality of scans, a recording unit that performs recording on the same recording area based on the recording data distributed by the distributing unit,
In the forward scan of the recording head, the recording ratio of the first ejection port array positioned in the front in the scanning direction is higher than the recording ratio of the second ejection port array positioned in the rear in the scanning direction, and In the backward scan of the recording head, the recording ratio of the second ejection port array positioned in front of the scanning direction is higher than the recording ratio of the first ejection port array positioned in the rear of the scanning direction. An ink jet recording apparatus, wherein a recording ratio of the mask pattern is determined.
前記制御手段は、前記第1の吐出口列が前記第2の吐出口列よりも前記記録ヘッドの主走査方向前方にあるときには、前記第1の吐出口列が前記第2の吐出口列よりも前記記録ヘッドの主走査方向後方にあるときに比べ、第1の吐出口列におけるノズルの使用頻度が高くなるよう制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 First and second ejection port arrays comprising a plurality of ejection ports arranged in a predetermined direction; and ejection energy generating means provided corresponding to the ejection ports of the first and second ejection port arrays; A recording provided with a common liquid chamber formed between the first ejection port array and the second ejection port array and for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays. The recording head is moved forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the ejection energy generating means is driven in each of the forward scanning and backward scanning of the recording head. An ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink supplied from the common liquid chamber from the discharge port,
When the first ejection port array is ahead of the second ejection port array in the main scanning direction of the recording head, the control unit is configured so that the first ejection port array is more than the second ejection port array. In addition, the inkjet recording apparatus controls the frequency of use of the nozzles in the first ejection port array to be higher than when the recording head is behind the main scanning direction.
前記記録ヘッドの各走査において、前記走査方向の前方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度が前記走査方向の後方に位置する吐出口列におけるノズルの使用頻度よりも高くなるように制御することを特徴とするインクジェット記録方法。 First and second ejection port arrays comprising a plurality of ejection ports arranged in a predetermined direction; and ejection energy generating means provided corresponding to the ejection ports of the first and second ejection port arrays; A recording provided with a common liquid chamber formed between the first ejection port array and the second ejection port array and for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays. The recording head is moved forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the ejection energy generating means is driven in each of the forward scanning and backward scanning of the recording head. An ink jet recording method for performing recording by ejecting ink supplied from the common liquid chamber from the ejection port,
In each scan of the recording head, control is performed so that the nozzle usage frequency in the ejection port array positioned in front of the scanning direction is higher than the nozzle usage frequency in the ejection port array positioned in the rear in the scanning direction. An inkjet recording method characterized by the above.
前記記録媒体上の同一の記録領域に対し前記記録ヘッドを複数回走査させる走査工程と、
前記同一の記録領域に対する記録を前記複数回の走査で完成させるよう、前記同一の記録領域に対応した記録データを前記複数回の走査それぞれに分配するに際し、記録許容画素と非記録許容画素が配列されたマスクパターンを用いて前記記録データの分配を行う分配工程と、
前記複数回の走査それぞれにおいて、前記分配工程において分配された記録データに基づき前記同一の記録領域に対する記録を行う記録工程とを備え、
前記記録ヘッドの往走査において前記走査方向の前方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率よりも高くなり、且つ前記記録ヘッドの復走査において前記走査方向の前方に位置する前記第2の吐出口列の記録比率が前記走査方向の後方に位置する前記第1の吐出口列の記録比率よりも高くなるように、前記マスクパターンの記録比率は定められていることを特徴とするインクジェット記録方法。
First and second ejection port arrays comprising a plurality of ejection ports arranged in a predetermined direction; and ejection energy generating means provided corresponding to the ejection ports of the first and second ejection port arrays; A recording provided with a common liquid chamber formed between the first ejection port array and the second ejection port array and for supplying ink to each ejection port of the first and second ejection port arrays. The recording head is moved forward and backward along a scanning direction intersecting the predetermined direction, and the ejection energy generating means is driven in each of the forward scanning and backward scanning of the recording head. An ink jet recording method for performing recording by ejecting ink supplied from the common liquid chamber from the ejection port,
A scanning step of scanning the recording head a plurality of times for the same recording area on the recording medium;
When distributing the recording data corresponding to the same recording area to each of the plurality of scans so that the recording for the same recording area is completed by the plurality of scannings, the recording allowable pixels and the non-recording allowable pixels are arranged. A distribution step of distributing the recording data using the mask pattern formed;
In each of the plurality of scans, the recording step of recording on the same recording area based on the recording data distributed in the distribution step,
In the forward scan of the recording head, the recording ratio of the first ejection port array positioned in the front in the scanning direction is higher than the recording ratio of the second ejection port array positioned in the rear in the scanning direction, and In the backward scan of the recording head, the recording ratio of the second ejection port array positioned in front of the scanning direction is higher than the recording ratio of the first ejection port array positioned in the rear of the scanning direction. An ink jet recording method, wherein a recording ratio of the mask pattern is determined.
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