JP2001071482A - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
像品質を劣化させることなく高解像度の画像記録を行
う。 【解決手段】同じ記録媒体に対してライン方向の位置を
ずらしながらドット記録を複数回繰返して高解像度の画
像記録を行うものにおいて、各種記録用紙に対してイン
ク吐出の試験を行い、濃淡の差による縞模様が発生する
境となる印字間隔時間U(ミリメートル毎秒)とインクの
吸収速度t(ピコリットル毎ミリ秒)との関係がU=2.
04×t−0.87、すなわちグラフg1で示すように
なり、従って、縞模様の発生を防止するために印字間隔
時間UX(ミリメートル毎秒)を、U X<Uを満足するよ
うに設定する。
Description
録ヘッドの各インク吐出口間のピッチよりも細かいピッ
チでドット記録を行うインクジェット記録方法に関す
る。
吐出するインク吐出口を設けた複数のインク室と、この
インク室内にインクを供給する共通インク室と、インク
室内のインクをインク吐出口から吐出させる吐出エネル
ギー発生体とを備えている。吐出エネルギー発生体とし
ては、インク室内に体積変動を与えてインク吐出口から
インクを吐出させる圧電部材やインク室内のインクを部
分的に瞬時に蒸発させて気泡を生じさせそれにより生じ
る体積変動によってインク吐出口からインクを吐出させ
る電気熱変換素子等が知られている。インク吐出口から
吐出したインクは記録媒体である用紙やフィルムなどに
ドットとして付着され吸収され定着されて記録される。
いて、記録の高速化を図るには、ヘッドを記録媒体の幅
に合せてライン方向に長尺に形成し、多数のインク吐出
口を細かいピッチで配置することが望ましいが、多数の
インク吐出口を細かいピッチで配置した場合、全てのイ
ンク吐出口を同じピッチ、同じ高さ、同じ径で形成する
ことは相当の精度が要求されることになり実現が困難で
あり、かりに実現できたとしてもかなり高価なものとな
ってしまい現実性に乏しい。また、インク吐出口が目詰
まりを起こす確立も高くなり記録画像劣化の原因とな
る。
チを粗くし、記録媒体に対して最初はインク吐出口間の
ピッチでドット記録を行い、次に記録ヘッドを、例え
ば、ライン方向にインク吐出口間のピッチの1/2だけ
移動して各インク吐出口が前回の各インク吐出口の位置
の中間に位置するようにして2回目のドット記録を行
い、これによりインク吐出口のピッチの1/2のピッチ
の高解像度で画像記録を行うようにしている。なお、記
録ヘッドの移動を各インク吐出口のピッチの1/3や1
/4にすればより高解像度の画像記録が可能になる。但
し、同じ記録媒体に対する記録の回数が3回、4回と繰
返されることになり印字速度が低下する。
体に対してドット記録をライン方向の位置をずらして複
数回繰返して高解像度の画像記録を行うものでは、記録
ヘッドを移動させずにドット記録した画像記録部分と記
録ヘッドを1/2ピッチ移動してドット記録した画像記
録部分とで濃度差が生じ、このため記録媒体にライン方
向とは直交する方向に縞模様が発生し、画像品質を劣化
させるという問題があった。
媒体に対してライン方向の位置をずらしながらドット記
録を複数回繰返して高解像度の画像記録を行うものにお
いて、濃度差による縞模様の発生を防止することで画像
品質を劣化させることなく高解像度の画像記録ができる
インクジェット記録方法を提供する。
同じ記録媒体に対してインクジェット記録ヘッドの各イ
ンク吐出口間のピッチでドット記録を行うとともに記録
ヘッドをライン方向にずらしドットが先に記録したドッ
ト間に位置するようにしてドット記録を行い、記録ヘッ
ドの各インク吐出口間のピッチよりも細かいピッチでド
ット記録するインクジェット記録方法において、記録媒
体にインク吐出口から吐出したインクが吸収される速度
をt(ピコリットル毎ミリ秒)、最初のドットと記録ヘッ
ドをライン方向にずらしドット間に記録するまでの印字
間隔時間をUX(秒)としたとき、両者の関係が、 UX<2.04×t−0.87 (但し、UX>0) となるように設定して記録を行うことにある。
ンクジェット記録方法において、インクが吸収される速
度t(ピコリットル毎ミリ秒)と印字間隔時間UX(秒)と
の関係が、 UX<1.9×t−1.57 (但し、UX>0) となるように設定したことにある。
してインクジェット記録ヘッドの各インク吐出口間のピ
ッチでドット記録を行うとともに記録ヘッドをライン方
向にずらしドットが先に記録したドット間に位置するよ
うにしてドット記録を行い、記録ヘッドの各インク吐出
口間のピッチよりも細かいピッチでドット記録するイン
クジェット記録方法において、記録媒体にインク吐出口
から吐出したインクが吸収される速度をt(ピコリット
ル毎ミリ秒)、最初のドットと記録ヘッドをライン方向
にずらしドット間に記録するまでの印字間隔時間をUX
(秒)としたとき、両者の関係が、 UX<2.04×t−0.87 (但し、UX>0) となるように設定するとともに、温度センサによりイン
クの温度を検出し、この検出温度に応じて印字間隔時間
UX(秒)が、Ux<2.04×t−0.87の関係を満
足するように調整して記録を行うことにある。
ンクジェット記録方法において、インクが吸収される速
度t(ピコリットル毎ミリ秒)と印字間隔時間UX(秒)と
の関係が、 UX<1.9×t−1.57 (但し、UX>0) となるように設定したことにある。
載のインクジェット記録方法において、温度センサによ
りインクジェット記録ヘッド内のインクの温度を直接検
出することにある。
載のインクジェット記録方法において、温度センサによ
りインクを吐出させるエネルギーを発生する吐出エネル
ギー発生体の温度を検出してインクの温度を間接的に検
出することにある。
して説明する。なお、この実施の形態は本発明を吐出エ
ネルギー発生体として圧電部材を使用したタイプのイン
クジェット記録ヘッドに適用したものについて述べる。
を示す一部切欠した斜視図で、圧電部材からなる基板2
の上部を切削加工して長尺な溝を所定のピッチで多数形
成してインク室3を形成するととともにその各インク室
3の後方にこの各インク室3にインクを供給する共通イ
ンク室4を形成している。前記各インク室3及び共通イ
ンク室4の上部を天板5にて塞ぐとともに各インク室3
の前端に各インク室3の中央部に位置してそれぞれイン
ク吐出口6を開けたオリィフィスプレート7を接着固定
している。
した回路基板9を固定している。前記共通インク室4の
上に位置する天板5に孔を開け、この孔内に熱電対温度
センサ10を挿入し耐インク性の接着剤で固定してい
る。この熱電対温度センサ10の先端は共通インク室4
内のインクと接触するように配置され、耐インク性部材
で保護されている。そして、前記熱電対温度センサ10
の後端はリード線11を介して前記回路基板9の所定の
回路部に接続している。前記各インク室3を区切る両側
の壁には電極が設けられている。
エネルギー発生体が圧電部材からなるもので、各インク
室3の隔壁を構成する両壁の両面の電極間に電位差を与
えることでこの両壁を構成する圧電部材を変形させ、こ
の変形によりインクを吐出すべきインク室に体積変動を
与えてインク吐出口6からインクを吐出させるようにな
っている。
ェット記録ヘッド1をキャリッジ12に固定し、このキ
ャリッジ12を記録媒体13を外周に巻き付ける回転ド
ラム14の回転軸方向に平行に配置したガイドレール1
5に移動自在に設けている。
ば、記録媒体13の幅に対して数分の1の長さで、回転
ドラム14の1回転目は記録ヘッド1の各インク吐出口
6のピッチでドット記録を行い、2回転目はキャリッジ
12がガイドレール15上を移動して記録ヘッド1をイ
ンク吐出口間のピッチの1/2だけずらして各インク吐
出口6の位置が前回ドット記録したときの各インク吐出
口の位置の中間に位置するようにしてドット記録を行
い、この動作を記録ヘッド1をその幅ずつ移動させて数
回繰返すことで1枚の記録媒体13の全幅に対する画像
記録を行うようになっている。
の記録密度が150dpiであればこの装置は記録媒体
13に対して300dpiの高解像度の記録密度で画像
記録ができることになる。
129mmのものを使用している。従って、この回転ドラ
ム14が1回転する距離は、π×129mm=405mmと
なる。
16は印字速度制御部17とヘッド制御部18を備えた
印字制御部である。前記印字制御部16は前記温度セン
サ10からの温度検出信号を取込むと前記印字速度制御
部17が温度テーブル19から検出温度に対応する印字
速度を読出し、この印字速度に基づいて前記回転ドラム
14の回転制御や前記記録ヘッド1の移動制御を行い、
前記ヘッド制御部18が印字データに基づいて前記記録
ヘッド1を駆動して前記記録媒体13に対する画像記録
を行うようになっている。
販の各種記録用紙を使用し、かつ、インクとして石油系
の溶剤に顔料を分散させた油性顔料インクを使用し、印
字速度と濃淡の縞模様の発生状態との関係を調べた。な
お、油性顔料インクは、インク温度10〜50℃におい
て、粘度5〜18cps、表面張力26〜30mN/m
のものを使用し、試験では、インク温度が35℃、粘度
7cps、表面張力27mN/mであった。
てそれぞれ印字速度、すなわち、回転ドラム14の周速
度を10〜811mm/sと変化させて試験を行ったとこ
ろ、表1に示す結果が得られた。なお、表中○は縞模様
の発生が認められないことを示し、×は縞模様が発生し
ていることを示している。
印字速度が135mm/s以下で縞模様が発生し、サンプル
NO.2の記録用紙では、印字速度が101mm/s以下で縞模
様が発生し、サンプルNO.3の記録用紙では、印字速度が
58mm/s以下で縞模様が発生し、サンプルNO.4の記録用
紙では、印字速度が406mm/s以下で縞模様が発生し、
サンプルNO.5の記録用紙では、印字速度が811mm/s以
下で縞模様が発生し、サンプルNO.6の記録用紙では、印
字速度が101mm/s以下で縞模様が発生し、サンプルN
O.7の記録用紙では、印字速度が406mm/s以下で縞模
様が発生することが分かった。
転ドラム14が1回転する距離が405mmであることを
使用して回転周期、すなわち、印字時間間隔に換算する
と、0.5〜40秒となる。従って、表1における印字
速度を印字間隔時間に置き換えることができ、この結果
を表2に示す。なお、表中○は縞模様の発生が認められ
ないことを示し、△は縞模様の発生がごく僅かに認めら
れることを示し、×は縞模様が発生していることを示し
ている。
印字間隔時間が3秒を越えた時間で縞模様が発生し、サ
ンプルNO.2の記録用紙では、印字間隔時間が4.5秒を
越えた時間で縞模様が発生し、サンプルNO.3の記録用紙
では、印字間隔時間が7秒を越えた時間で縞模様が発生
し、サンプルNO.4の記録用紙では、印字間隔時間が1.
5秒を越えた時間で縞模様が発生し、サンプルNO.5の記
録用紙では、印字間隔時間が0.5秒を越えた時間で縞
模様が発生し、サンプルNO.6の記録用紙では、印字間隔
時間が4.5秒を越えた時間で縞模様が発生し、サンプ
ルNO.7の記録用紙では、印字間隔時間が1.5秒を越え
た時間で縞模様が発生することが分かった。
ク浸透性の試験を行った。インクの浸透性を測定する方
法は種々あるが、ここではインク吐出口から吐出したイ
ンク滴の1ドロップが記録用紙に着弾してからどの位の
時間で吸収したかを測定し、それを吸収速度で表わし
た。
で、X−Y−Zステージ21の上にサンプルの記録用紙
22を載せ、この記録用紙22に対して前記インクジェ
ット記録ヘッド1からインク滴を着弾させる。また、記
録用紙22のインク着弾部にストロボ23を使用して閃
光を当てるとともに記録用紙22のインク着弾部の状態
を光学顕微鏡24を通して高速度カメラ25で撮影する
構成になっている。具体的には記録ヘッド1が吐出した
インクが記録用紙22に着弾し、吸収している様子を遅
延装置26でディレイ時間を調整しながらストロボ23
の発光タイミング、高速度カメラ25の撮影タイミング
を決めて撮影を行い、これらの制御はシステムコントロ
ーラ27が行うようになっている。
からインク滴が記録用紙22に着弾してから吸収される
までの時間を求め、インクの吸収速度を算出した。この
試験により表3に示す結果が得られた。なお、表中○は
記録用紙上にインクが存在しまだ吸収が完了していない
ことを示し、×は吸収が完了したことを示している。
5msで吸収が完了し、吸収速度が5.6pl/msであり、
サンプルNO.2の記録用紙は4.1msで吸収が完了し、吸
収速度が10.24pl/msであり、サンプルNO.3の記録
用紙は0.96msで吸収が完了し、吸収速度が43.7
5pl/msであり、サンプルNO.4の記録用紙は15msで吸
収が完了し、吸収速度が2.80pl/msであり、サンプ
ルNO.5の記録用紙は27msで吸収が完了し、吸収速度が
1.56pl/msであり、サンプルNO.6の記録用紙は3.
4msで吸収が完了し、吸収速度が12.35pl/msであ
り、サンプルNO.7の記録用紙は13msで吸収が完了し、
吸収速度が3.23pl/msであることが判明した。
22の印字速度と吸収速度の関係を、印字速度をTミリ
メートル毎秒(以下、mm/sとする)、インクの吸収速度を
tピコリットル毎ミリ秒(以下、pl/msとする)として縞
模様が発生する領域と縞模様が発生しないか発生しても
ごく僅かな領域との境界を式で示すと、 T=888×t−0.82 …(1) となる。
ないように印字するには設定する印字速度TX(mm/s)を
TX>T、すなわち、 TX>888×t−0.82 …(2) にすればよい。
の印字速度とインクの吸収速度との関係で示したが、印
字速度を回転ドラム14の1回転の距離405mmの関係
を用いて印字間隔時間に換算し、印字間隔時間とインク
の吸収速度との関係で示すと図5に示す分布となる。こ
の関係を印字間隔時間をU秒(以下、sとする)、インク
の吸収速度をt(pl/ms)として、縞模様が発生する領域
と縞模様が発生してもごく僅か場合を含む縞模様が発生
しない領域との境界を式で示すと、 U=2.04×t−0.87 …(3) となり、図中グラフg1で示すようになる。
ないように印字するには印字間隔時間U(s)とインクの
吸収速度t(pl/ms)との関係がグラフg1よりも下の領
域になる必要があり、設定する印字間隔時間UX(s)を
UX<U、すなわち、 UX<2.04×t−0.87 …(4) にすればよい。
な場合は縞模様を発生させないものと見なしているが縞
模様の発生をより確実に防止するために、ごく僅かな縞
模様の発生を縞模様が発生する領域に含ませる場合にお
ける縞模様が発生する領域と縞模様が発生しない領域と
の境界を式で示すと、 U=1.9×t−1.57 …(5) となり、図中グラフg2で示すようになる。
に発生させないように印字するには印字間隔時間U(s)
とインクの吸収速度t(pl/ms)との関係がグラフg2よ
りも下の領域になる必要があり、設定する印字間隔時間
UX(s)をUX<U、すなわち、 UX<1.9×t−1.57 …(6) にすればよい。
ば、インク吐出口6のピッチが150dpiのインクジ
ェット記録ヘッド1を使用し、この記録ヘッド1を移動
制御することで300dpiの記録密度で各種記録用紙
に画像記録を行っても縞模様を発生させることなく、す
なわち、印字品質を劣化させることなく高解像度の画像
記録ができる。さらに、上記(6)式の条件を満たせば、
より確実に縞模様の発生を防止でき、より高解像度の画
像記録ができる。
力などの物性が変化し、インクの吸収速度が変化するこ
とが知られている。一般に、温度が上昇するとインクの
粘度、表面張力が下がり、インクの吸収速度は上昇す
る。逆に温度が低下するとインクの粘度、表面張力が上
がりインクの吸収速度は低下する。さらに、記録用紙上
に発生する縞模様の濃淡はインクの吸収速度の遅いもの
ほど現れやすいことは図5からも明らかである。
温度が低いものほど縞模様の濃淡が現れやすくなる。こ
のことは換言すれば、インクの温度が低い場合は、印字
速度を現状よりも速くしなければならないことを示して
いる。
共通インク室4のインクの温度を検出している。また、
温度テーブル19を設け、この温度テーブル19に各温
度レベルに応じた印字間隔時間UXを、UX<2.04
×t−0.87の関係を満たす範囲で設定している。
17は熱電対温度センサ10からのインクの検出温度に
応じて温度テーブル19から該当する印字間隔時間を選
択的に読出し、その印字間隔時間に基づいてヘッド制御
部18がインクジェット記録ヘッド1を駆動制御する。
が変化しても印字間隔時間UX(mm/s)とインクの吸収速
度t(pl/ms)との関係が常にUX<2.04×t
−0.87を満足することになり、たとえ、インク温度
が変化しても縞模様を発生させることなく、すなわち、
印字品質を劣化させることなく高解像度の画像記録がで
きる。
応じた印字間隔時間UXを、UX<1.9×t
−1.57の関係を満たす範囲で設定すれば、共通イン
ク室4内のインクの温度が変化しても印字間隔時間UX
(mm/s)とインクの吸収速度t(pl/ms)との関係が常にU
X<1.9×t−1.57を満足することになり、たと
え、インク温度が変化しても縞模様の発生をより確実に
防止でき、より高解像度の画像記録ができる。
度センサ10を共通インク室4上の天板5内に配置して
インクの温度を直接検出するようにしたが必ずしもこれ
に限定するものではなく、図6に示すように、駆動源と
なる吐出エネルギー発生体を構成する圧電部材と接触す
る部位の天板5に孔を開け、この孔内に熱電対温度セン
サ10を挿入しその温度センサ10の先端を圧電部材に
接触させて圧電部材の温度を検出してもよい。すなわ
ち、圧電部材は電圧の印加により変形動作してインク室
3に体積変動を与えるものであり、熱を発生する。そし
て、この熱はインク室3内のインクに伝わってインクの
温度を上昇させることになる。従って、圧電部材の温度
の上昇とインク温度の上昇は対応しており、圧電部材の
温度を検出することで間接的にインクの温度を検出でき
ることになる。また、温度センサとして熱電対温度セン
サを使用したが必ずしもこれに限定するものでないのは
勿論である。
口間のピッチが150dpiのインクジェット記録ヘッ
ドを使用し、この記録ヘッドをインク吐出口間にさらに
1ドットを印字するように移動制御して300dpiの
高解像度画像の記録を行うものについて述べたが必ずし
もこれに限定するものではなく、記録ヘッドをインク吐
出口間にさらに3ドットを印字するように移動制御して
600dpiの高解像度画像の記録を行うものであって
もよい。
出エネルギー発生体として圧電部材を使用したタイプの
インクジェット記録ヘッドに適用したものについて述べ
たが必ずしもこれに限定するものではなく、吐出エネル
ギー発生体として発熱抵抗体などの電気熱変換素子を使
用したタイプのインクジェット記録ヘッドにも適用でき
るものである。
媒体に対してライン方向の位置をずらしながらドット記
録を複数回繰返して高解像度の画像記録を行うものにお
いて、濃度差による縞模様の発生を防止することで画像
品質を劣化させることなく高解像度の画像記録ができ
る。
ヘッドの一部切欠した斜視図。
ドと記録媒体との配置関係を示す図。
ック図。
ブロック図。
記録ヘッドの一部切欠した斜視図。
Claims (6)
- 【請求項1】 同じ記録媒体に対してインクジェット記
録ヘッドの各インク吐出口間のピッチでドット記録を行
うとともに前記記録ヘッドをライン方向にずらしドット
が先に記録したドット間に位置するようにしてドット記
録を行い、前記記録ヘッドの各インク吐出口間のピッチ
よりも細かいピッチでドット記録するインクジェット記
録方法において、 前記記録媒体にインク吐出口から吐出したインクが吸収
される速度をt(ピコリットル毎ミリ秒)、最初のドット
と前記記録ヘッドをライン方向にずらしドット間に記録
するまでの印字間隔時間をUX(秒)としたとき、両者の
関係が、 UX<2.04×t−0.87 (但し、UX>0) となるように設定して記録を行うことを特徴とするイン
クジェット記録方法。 - 【請求項2】 インクが吸収される速度t(ピコリット
ル毎ミリ秒)と印字間隔時間UX(秒)との関係が、 UX<1.9×t−1.57 (但し、UX>0) となるように設定したことを特徴とする請求項1記載の
インクジェット記録方法。 - 【請求項3】 同じ記録媒体に対してインクジェット記
録ヘッドの各インク吐出口間のピッチでドット記録を行
うとともに前記記録ヘッドをライン方向にずらしドット
が先に記録したドット間に位置するようにしてドット記
録を行い、前記記録ヘッドの各インク吐出口間のピッチ
よりも細かいピッチでドット記録するインクジェット記
録方法において、 前記記録媒体にインク吐出口から吐出したインクが吸収
される速度をt(ピコリットル毎ミリ秒)、最初のドット
と前記記録ヘッドをライン方向にずらしドット間に記録
するまでの印字間隔時間をUX(秒)としたとき、両者の
関係が、 UX<2.04×t−0.87 (但し、UX>0) となるように設定するとともに、温度センサによりイン
クの温度を検出し、この検出温度に応じて印字間隔時間
UX(秒)が、Ux<2.04×t−0.87の関係を満
足するように調整して記録を行うことを特徴とするイン
クジェット記録方法。 - 【請求項4】 インクが吸収される速度t(ピコリット
ル毎ミリ秒)と印字間隔時間UX(秒)との関係が、 UX<1.9×t−1.57 (但し、UX>0) となるように設定したことを特徴とする請求項3記載の
インクジェット記録方法。 - 【請求項5】 温度センサは、インクジェット記録ヘッ
ド内のインクの温度を直接検出することを特徴とする請
求項3又は4記載のインクジェット記録方法。 - 【請求項6】 温度センサは、インクを吐出させるエネ
ルギーを発生する吐出エネルギー発生体の温度を検出し
てインクの温度を間接的に検出することを特徴とする請
求項3又は4記載のインクジェット記録方法。
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