JP2006137040A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置において、隣接するインクジェットヘッドでの濃度差を抑えながら良好で安全な記録動作を実現する。
【解決手段】 インクジェットヘッドに印加される吐出電圧は、４つのインクジェットヘッド（ヘッド１，ヘッド２，ヘッド３，ヘッド４）毎にインクジェットヘッド間での濃度差をなくすようにインクジェットヘッド間での電圧差を調整し、規定範囲内（最大値と最小値との間の電圧内）に収まるように４つのインクジェットヘッド毎に、一列に並ぶ複数の圧力室の端部に印加する電圧を増加又は減少させることで設定されている。これにより、隣接するインクジェットヘッドでの濃度差を抑えながら良好で安全な記録動作を実現することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置は、記録媒体に対して複数のノズルから選択的にインク滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えている。このインクジェットヘッドは、ノズルを有する複数の圧力室を備えており、複数の圧力室内のインクを選択的に加圧することでそのノズルからインク滴を吐出させる。

インクジェット記録装置では、記録エリア（印字エリア）を拡大するため、複数のインクジェットヘッドをそのノズルが並ぶ方向に並べて設けたインクジェット記録装置が提案されている（特許文献１参照）。このようなインクジェット記録装置では、隣接するインクジェットヘッド間での濃度差をなくすため、インクジェットヘッド毎にノズルからインク滴を吐出させるための吐出電圧を変更し、複数のインクジェットヘッド全体の濃度調整を行う。これにより、隣接するインクジェットヘッド間での濃度差は減少する。

一方、白筋の発生防止を目的として、連続する吐出口（ノズル）のうちの両端部に位置する吐出口から吐出される液体の吐出エネルギーをその中央部に位置する吐出口から排出される液体の吐出エネルギーよりも大きく設定する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００２−２２５２６１公報 特開２００３−１１８１２２公報

しかしながら、図７に示すように、ノズルが並ぶ方向に徐々に濃度が濃くなる（図７中では、インクジェットヘッド内で濃度が右上がりに傾く）インクジェットヘッドを用いる場合には、そのようなインクジェットヘッドをそのノズルが並ぶ方向に並べて設ける際、隣接するインクジェットヘッド間での濃度差をなくすため、図８に示すように、インクジェットヘッド毎に吐出電圧を徐々に高く設定していく必要がある。ここで、図７及び図８では、４つのインクジェットヘッド（ヘッド１，ヘッド２，ヘッド３，ヘッド４）が並べて設けられており、図７では、縦軸が濃度を示し、横軸がインクジェットヘッド毎のノズル位置を示し、図８では、縦軸が電圧を示し、横軸がインクジェットヘッド毎のノズル位置を示す。

詳述すると、図７に示すように、ヘッド１の端部の濃度（図７中Ａ）にヘッド２の端部の濃度（図７中Ｂ）を合わせるため、図８に示すように、ヘッド１の電圧（図８中Ｃ）よりヘッド２の電圧（図８中Ｄ）を高く設定して濃度調整を行う必要がある（図８中Ｃの電圧を基準とする）。このようにして、４つのインクジェットヘッド全体の濃度調整を行うと、ヘッド４の吐出電圧はその規格範囲の上限である上限値を超えてしまう（あるいは上限値までのマージンが減少してしまう）。

したがって、上述したような方法によって、隣接するインクジェットヘッド間での濃度差を減少させることは可能であるが、インクジェットヘッド（ヘッド４）の吐出電圧が上限値を越えると、良好で安全な記録動作ができなくなってしまう。そこで、インクジェットヘッド（ヘッド４）の吐出電圧を規格範囲に収めるために下げると、隣接するインクジェットヘッド間（ヘッド３とヘッド４との間）での濃度差が増加してしまう。

本発明の目的は、複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置において、隣接するインクジェットヘッドでの濃度差を抑えながら良好で安全な記録動作を実現することである。

本発明は、インクを収容して一列に並ぶ複数の圧力室に対する吐出電圧の印加により、それらの圧力室に各々連通する複数のノズルからインク滴を吐出させる複数のインクジェットヘッドをそのインク滴の着弾位置が略一列になるように並べて構成されているインクジェット記録装置において、前記吐出電圧は、複数の前記インクジェットヘッド毎に前記インクジェットヘッド間での濃度差をなくすように前記インクジェットヘッド間での電圧差を調整し、所定範囲内に収まるように複数の前記インクジェットヘッド毎に複数の前記圧力室の端部に印加する電圧を増加又は減少させることで設定されている。

したがって、隣接するインクジェットヘッド間での濃度差は抑えられ、インクジェットヘッド毎に印加される吐出電圧は全て所定範囲内に収まる。

本発明によれば、複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置において、隣接するインクジェットヘッドでの濃度差を抑えながら良好で安全な記録動作を実現することができる。

本発明を実施するための最良の一実施の形態について図１ないし図６を参照して説明する。

図１は本実施の形態のインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図、図２はインクジェット記録装置が備える複数のインクジェットヘッドのノズル側を概略的に示す平面図、図３はインクジェットヘッドの内部構成の一部を拡大して概略的に示す縦断側面図である。

インクジェット記録装置１は、用紙等の記録媒体に対してインクを複数のノズル２から選択的にインク滴として吐出させるインクジェットヘッド３を複数個備えるヘッドユニット４、及びインクジェットヘッド３にインクを供給するインク供給部である加圧部５等を備えている。さらに、インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド３のノズル２に対向する位置に記録媒体を順次送り出して副走査方向に搬送する搬送部（図示せず）も備えている。

ヘッドユニット４は複数のインクジェットヘッド３を支持する支持部材６を備えている。この支持部材６には、複数のインクジェットヘッド３がそれぞれのノズル２を同一方向に向けノズル２が並ぶ方向に略一列に並べられて設けられている。なお、記録媒体は搬送部により搬送され、複数のインクジェットヘッド３のそれぞれのノズル２に対向する位置を通過する。

インクジェットヘッド３は、インクが供給されるインク供給口１１、インク供給口１１から供給されたインクを収容する共通インク室１２、共通インク室１２に連通して他のインクジェットヘッド３にインクを供給するための接続口１３、共通インク室１２にそれぞれ連通してインクを収容する複数の圧力室１４、及び複数の圧力室１４にそれぞれ対応させて複数のノズル２が設けられたノズルプレート１５等を備えている（図３及び図４参照）。なお、複数のノズル２はそれぞれ複数の圧力室１４に連通している。

ノズルプレート１５には、複数のノズル２が略一直線上に等間隔に並べて形成されている。そのノズルプレート１５の外面はノズル面１５ａとして機能する。ノズル面１５ａには、撥インク膜（図示せず）が形成されている。圧力室１４は、その一部が圧電素子（例えばピエゾ素子）等の圧電部材により形成されており、圧電部材の変形により容積が変化する。なお、本実施の形態においては、圧電部材を利用する圧電方式のインクジェットヘッド３が用いられているが、これに限るものではなく、例えば発熱体を利用するサーマルインクジェット方式のインクジェットヘッドが用いられても良い。

このようなインクジェットヘッド３は、支持部材６に４個、それらのノズル２を重力方向に向けて設けられている。なお、ここでは、インクジェットヘッド３は４個設けられているが、これに限るものではなく、例えば５個や６個設けられても良い。複数のインクジェットヘッド３は、支持部材６にそれを挟んで交互に配置され、インク滴の着弾位置が略一列になり、かつ全てのドットピッチが一定になるように並べて設けられている。

また、複数のインクジェットヘッド３は各共通インク室１２が連通するように構成されている。すなわち、各共通インク室１２は、互いの接続口１３とインク供給口１１とが接続路（図示せず）を介して接続されて連通している。その並びの最端に位置するインクジェットヘッド３のインク供給口１１には、加圧部５が接続されており、その他端に位置するインクジェットヘッド３には、他のインクジェットヘッド３にインクを供給するための接続口１３は形成されていない。

加圧部５は、インクジェットヘッド３にインク供給経路２１を介して接続されてインクを保持するインクタンク２２、インクタンク２２からインクジェットヘッド３の内部にインクを供給するための加圧力を発生させる加圧ポンプ２３、及び加圧ポンプ２３とインクタンク２２とを連通させる加圧経路２４から構成されている。

このような加圧部５は、所定のタイミングで、加圧ポンプ２３による加圧力によりインクタンク２２からインク供給経路２１を介してインクジェットヘッド３の共通インク室１２にインクを供給し、さらに、所定のタイミングで、加圧ポンプ２３による加圧力によりノズル２からインクを押し出す（加圧パージ）。ノズル２から押し出されたインクは、廃インク受け部材（図示せず）により受け取られる。

インクとしては、様々なインクが用いられるが、ここでは、例えば、ＵＶインク（紫外線硬化型インク）が用いられている。このＵＶインクは、具体的には、顔料、モノマー、オリゴマー、光重合開始剤、分散剤やその他の添加剤（例えば表面張力調整剤）等から構成されている。ＵＶインクは揮発性が非常に低いインクであるため、インクの蒸発乾燥によるノズル２の目詰まりの発生頻度を抑えることが可能になる。さらに、ＵＶインクは耐磨耗性にも優れている。このようなＵＶインクを用いることで、印字品質を向上させることができる。

図４はインクジェット記録装置１が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。

インクジェット記録装置１はコントローラ５０を内蔵している。コントローラ５０は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＣＰＵ５１が実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＣＰＵ５１のワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）５３及びタイマ５４等をバスライン５５で接続することによって構成されている。

ＣＰＵ５１には、インクジェットヘッド制御部５６を介してインクジェットヘッド３が接続されており、ポンプ制御部５７を介して加圧ポンプ２３が接続されており、入出力装置制御部５８を介して操作パネルやＬＣＤ等から構成された入出力装置５９が接続されている。さらに、ＣＰＵ５１には、通信インターフェース（図示せず）を介して例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置（図示せず）が接続されており、駆動制御部（図示せず）を介して搬送部が接続されている。

このようなインクジェット記録装置１は、通信インターフェースを介して外部装置から受信した画像データに基づいて、搬送部によって副走査方向に記録媒体を搬送しながら、複数のインクジェットヘッド３をそれぞれ駆動制御することによって画像を記録媒体に形成する。

すなわち、インクジェットヘッド３は、複数の圧力室１４の圧電部材に対する吐出電圧の印加により、選択的に所望の圧力室１４の体積を変化させてインクに圧力を加えることで、圧力室１４に供給されたインクをノズル２から選択的にインク滴として吐出させる（記録動作）。このとき、インクジェットヘッド３毎に異なる電圧が吐出電圧として印加される。インクジェットヘッド３毎の吐出電圧は、最大値と最小値との間の規定範囲内（所定範囲内）で予め設定され、ＲＯＭ５２やＲＡＭ５３等に記憶されている。

ここで、インクジェットヘッド３毎に設定された吐出電圧（電圧印加）について説明する。図５はインクジェットヘッド３毎の濃度（記録濃度）を示す説明図、図６はインクジェットヘッド３毎に印加する電圧（吐出電圧）を示す説明図である。

なお、図５及び図６では、４つのインクジェットヘッド３をそれぞれヘッド１、ヘッド２、ヘッド３及びヘッド４として示す。図５では、縦軸が濃度を示し、横軸がインクジェットヘッド３毎のノズル２の位置を示し、図６では、縦軸が電圧を示し、横軸がインクジェットヘッド３毎のノズル２の位置を示す。

図５及び図６に示すように、ヘッド１の端部の濃度（図５中ａ）にヘッド２の端部の濃度（図５中ｂ）を合わせるようにヘッド１とヘッド２との電圧差を調整し、ヘッド１とヘッド２との電圧差を抑えるためにヘッド１の端部に印加する電圧（図６中ｃ）を減少させる（右下がりの傾斜）。これにより、ヘッド１及びヘッド２との間での濃度差は抑えられ、ヘッド１とヘッド２との電圧差はほとんどなくなる。なお、ここでは、ノズル２が並ぶ方向に徐々に濃度が濃くなる（図７参照）インクジェットヘッド３が用いられている。

このように本実施の形態によれば、吐出電圧は、図５に示すように、４つのインクジェットヘッド３（ヘッド１，ヘッド２，ヘッド３，ヘッド４）毎にインクジェットヘッド３間での濃度差をなくすため、図６に示すように、インクジェットヘッド３間での電圧差を調整することで設定され、さらに、図６に示すように、規定範囲内（最大値と最小値との間の電圧内）に収まるように、すなわち隣接するインクジェットヘッド３間での電圧差を抑えるように４つのインクジェットヘッド３毎に複数の圧力室１４の端部に印加する電圧を減少させることで設定されている。

これにより、隣接するインクジェットヘッド３間での濃度差は抑えられ、それらのインクジェットヘッド３間での電圧差がほとんどなくなり、複数のインクジェットヘッド３毎に印加する吐出電圧は規定範囲内に収まるため、隣接するインクジェットヘッド３での濃度差を抑えながら良好で安全な記録動作を実現することができる。

なお、本実施の形態では、複数の圧力室１４の端部は、一列に並ぶ複数の圧力室１４において、最端に位置する圧力室１４から例えば４つ目の圧力室１４までの部分を示しているが、これに限るものではない。また、同様に、インクジェットヘッド３の端部も、最端に位置するノズル２から例えば４つ目のノズル２までの部分を示しているが、これに限るものではない。それらの数（最端に位置する圧力室１４又はノズル２からの数）は、インクジェットヘッド３のノズル数や吐出電圧の規定範囲に応じて設定される。

また、本実施の形態では、図５に示すように、インクジェットヘッド３として、その濃度が右上がりに傾斜するインクジェットヘッド３が用いられているが、これに限るものではなく、例えば濃度が右下がりに傾斜するインクジェットヘッド３が用いられても良い。この場合には、複数のインクジェットヘッド３毎に複数の圧力１４の端部に印加する電圧を増加させて、複数のインクジェットヘッド３毎に印加する吐出電圧が下限値より小さくならないようにする。

本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドのノズル側を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドの内部構成の一部を拡大して概略的に示す縦断側面図である。 本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置でのインクジェットヘッド毎の濃度（記録濃度）を示す説明図である。 本発明の実施の一形態のインクジェット記録装置でのインクジェットヘッド毎に印加する電圧（吐出電圧）を示す説明図である。 従来のインクジェット記録装置でのインクジェットヘッド毎の濃度（記録濃度）を示す説明図である。 従来のインクジェット記録装置でのインクジェットヘッド毎に印加する電圧（吐出電圧）を示す説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ ノズル
３ インクジェットヘッド
１４ 圧力室

Claims (1)

1. インクを収容して一列に並ぶ複数の圧力室に対する吐出電圧の印加により、それらの圧力室に各々連通する複数のノズルからインク滴を吐出させる複数のインクジェットヘッドをそのインク滴の着弾位置が略一列になるように並べて構成されているインクジェット記録装置において、
   前記吐出電圧は、複数の前記インクジェットヘッド毎に前記インクジェットヘッド間での濃度差をなくすように前記インクジェットヘッド間での電圧差を調整し、所定範囲内に収まるように複数の前記インクジェットヘッド毎に複数の前記圧力室の端部に印加する電圧を増加又は減少させることで設定されている、
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
   
   
   

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