JP2006159843A - Ink-jet recorder - Google Patents

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JP2006159843A JP2004358284A JP2004358284A JP2006159843A JP 2006159843 A JP2006159843 A JP 2006159843A JP 2004358284 A JP2004358284 A JP 2004358284A JP 2004358284 A JP2004358284 A JP 2004358284A JP 2006159843 A JP2006159843 A JP 2006159843A
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Takahiro Oguro
高寛 大黒
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a correction of the unevenness of the impact positions of inks due to the state of paper surface for a recorder. <P>SOLUTION: The distance between a recording head 1 and an opposite recording material 2 is detected by a sensor 5 between papers of a carriage 4 provided at the upstream of a printer. Based on this detected signal, the unevenness of the impact of the ink droplets between lines is corrected by adjusting the timing for heating a heater to deliver inks during printing without receiving the affection of printing in an outward-trip printing, a return-trip printing and a multi-pass printing. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は非接触で記録材に記録を行う記録装置、特に記録部と被記録材の距離を計測する手段を有するインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to a recording apparatus that performs recording on a recording material in a non-contact manner, and more particularly to an ink jet recording apparatus having means for measuring the distance between a recording portion and a recording material.

近年、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置の一つとして、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の被記録材に記録を行うプリンタ等の記録装置が普及している。   In recent years, as one of information output devices in word processors, personal computers, facsimiles, etc., there are recording devices such as printers that record information such as desired characters and images on a sheet-like recording material such as paper or film. It is popular.

この記録装置の記録方式としては様々な方式が知られているが、その一つとして、用紙等の被記録材にヘッドと呼ばれる記録部よりインクを吐出し、該インクを着弾させて被記録材上にドットを形成することで記録を行うインクジェット方式が挙げられる。このインクジェット方式は、被記録材に記録部が接触しないので静粛性に富み、また比較的カラー化が容易であるなどの理由により急速に普及している。   Various methods are known as recording methods of this recording apparatus, and as one of them, ink is ejected from a recording unit called a head onto a recording material such as paper, and the ink is landed on the recording material. There is an ink jet method in which recording is performed by forming dots on the top. This ink jet method is rapidly spreading because it has a high quietness because the recording portion does not come into contact with the recording material and is relatively easy to color.

このインクジェットプリンタにはヘッド構造の違いにより、シリアル型インクジェットプリンタとフルライン型インクジェットプリンタに分かれる。シリアル型インクジェットプリンタは記録材である用紙の搬送方向に対して直交する方向(主走査方向)に走査しながら画像を形成し、一回または複数回の走査が終了した後に、用紙を主走査方向と直行する方向(副走査方向)に搬送し次の記録ラインに画像を記録していくものである。一方フルライン型インクジェットプリンタは、ノズルがほぼ用紙の幅方向全域に形成され、用紙の主走査方向への走査は行わずに、用紙を搬送しながら記録していくものである。後者は、幅方向の1ラインを一度に形成していくので記録速度が速いという長所がある一方で、ヘッドそのものが大きくなるためプリンタ全体が大きくなってしまうこと、高解像度の記録を行うには、ノズルそのものの配列を高密度にする必要があり、ヘッドの製造コストが高くなるという問題がある。それに比べて、前者は比較的小さなヘッドで画像を記録していくため、装置のコストが安いという長所があり、現在のインクジェットプリンタのほとんどがシリアル型インクジェットプリンタである。   This ink jet printer is divided into a serial type ink jet printer and a full line type ink jet printer depending on the head structure. The serial type ink jet printer forms an image while scanning in the direction (main scanning direction) perpendicular to the conveyance direction of the recording paper, and after one or more scans are completed, the paper is moved in the main scanning direction. And the image is recorded on the next recording line. On the other hand, in a full-line type ink jet printer, nozzles are formed almost in the entire width direction of the paper, and printing is performed while transporting the paper without scanning the paper in the main scanning direction. The latter has the advantage that the recording speed is fast because one line in the width direction is formed at a time. On the other hand, the entire head becomes large because the head itself becomes large, and for high resolution recording. However, it is necessary to make the arrangement of the nozzles high density, and there is a problem that the manufacturing cost of the head becomes high. On the other hand, the former has an advantage that the cost of the apparatus is low because an image is recorded with a relatively small head, and most of current ink jet printers are serial ink jet printers.

このシリアル型インクジェットプリンタは上記のようにラインごとに走査して記録を行うので、ラインのつなぎ目の位置がずれるとライン間で画像が乱れ画像ムラが発生してしまう。非接触で記録を行うインクジェットプリンタの場合、インクに含まれる水分によりインクを吸収した用紙が膨潤し波打つ現象(以下コックリング)が起きやすく、用紙が波打つことによりヘッドとの距離が一定に保てずライン間のつなぎ目位置がずれるため画像ムラに対して考慮する必要がある。また、被記録材である用紙とヘッドとの距離を一定に保つためのプラテンが製造上のばらつき等により被記録材とヘッドとの距離が記録領域全域に渡って一定に保てなくなり画像ムラが発生することもある。   Since this serial type ink jet printer scans and records line by line as described above, if the position of the joint of the line is shifted, the image is disturbed between the lines and image unevenness occurs. In the case of inkjet printers that perform non-contact recording, the paper that has absorbed ink due to moisture contained in the ink tends to swell and undulate (hereinafter referred to as cockling), and the distance from the head can be kept constant by undulating the paper. Therefore, it is necessary to consider image unevenness because the joint position between lines is shifted. In addition, the platen for keeping the distance between the recording material paper and the head constant due to manufacturing variations, the distance between the recording material and the head cannot be kept constant over the entire recording area, and image unevenness occurs. It may occur.

上記コックリングはコピー用紙などの普通紙で膨潤が起き易く、フィルムや特殊なコーティングを施した用紙では膨潤はそれほど起きない。実験によれば、インク打ち込み量が19.3nl/mm2の場合に、あるコピー用紙では約0.51%の伸びが発生した。一般に、記録後の用紙は図7に示すように拍車18で面方向に位置規制されているので、膨潤した記録材2は、主走査方向に所定間隔で並んだ拍車18の隙間においてプラテン3上で波打ち状態に変位する。計算によれば、例えば、A4サイズ用紙の長手方向(210mm)に等間隔で4箇所のコックリングが発生すると、用紙の0.5%の面方向伸びによって記録材表面に対し垂直方向に約1.2mmのコックリングが発生する。発生したコックリングの影響は、1ラインを記録してから次のラインを印刷するときに現れる。 The cockling tends to swell on plain paper such as copy paper, and does not swell so much on paper with a film or special coating. According to the experiment, when the ink shot amount was 19.3 nl / mm 2 , an elongation of about 0.51% occurred in a certain copy paper. In general, as shown in FIG. 7, the sheet after recording is regulated in the surface direction by a spur 18 so that the swollen recording material 2 is placed on the platen 3 in the gap between the spurs 18 arranged at a predetermined interval in the main scanning direction. Displaces into a wavy state. According to the calculation, for example, when four cocklings occur at equal intervals in the longitudinal direction (210 mm) of A4 size paper, the surface direction of 0.5% of the paper stretches to approximately 1 in the direction perpendicular to the recording material surface. .2mm cockling occurs. The influence of the generated cockling appears when one line is recorded and then the next line is printed.

従来このような問題に対して、キャリッジの主走査方向にノズルよりも前方に装着された紙間センサにより記録ヘッドと対向する用紙間の距離を読み取り、その値に応じて印字タイミングを制御することで印字ばらつきを補正する手法が提案されている。(例えば特許文献1参照)
また、記録ヘッドとプラテンとの距離(あるいはギャップと呼ぶ)であるプラテンギャップの複数の値に基づいてインクの着弾位置ずれ補正値を記憶部に保存し、双方向印字の際にプラテンギャップに応じた適切な位置ずれ補正値を選択して使用することによりインクの着弾位置補正を行う方法が提案されている。(例えば特許文献2参照)
特開平11−240146(第11頁、図1) 特開平16−122629(第14頁、図3)
Conventionally, with respect to such problems, the distance between sheets facing the recording head is read by a sheet interval sensor mounted in front of the nozzle in the main scanning direction of the carriage, and the printing timing is controlled according to the value. A method for correcting printing variations is proposed. (For example, see Patent Document 1)
In addition, ink landing position deviation correction values are stored in the storage unit based on a plurality of values of the platen gap, which is the distance between the recording head and the platen (or called a gap), and in accordance with the platen gap during bidirectional printing. In addition, there has been proposed a method of correcting the landing position of ink by selecting and using an appropriate misregistration correction value. (For example, see Patent Document 2)
JP-A-11-240146 (page 11, FIG. 1) JP-A-16-122629 (page 14, FIG. 3)

しかしながら特開平11−240146の方法では記録部と被記録材の距離を計測する、いわゆる紙間センサがキャリッジの主走査方向に対してノズルよりも前方に装着されているため、用紙を搬送しないで何度も印字を行うマルチパス印字に際しては印字された用紙面に対して紙間センサで紙間距離を読み取ることになり、印字の影響により正確な値を読み取れない。また、双方向印字の際、復印刷では紙間センサが印字後の紙間距離を読み取ることになり往印刷の際でしか正確な値を読み取れない。また、印字領域が記録材全てに及ぶ印字では紙間センサがキャリッジの主走査方向に装着されていることからヘッドを印刷材の外側に走査させない限り端部の値を読み取ることができない。   However, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-240146, a so-called inter-sheet sensor that measures the distance between the recording unit and the recording material is mounted in front of the nozzle in the main scanning direction of the carriage. In multi-pass printing in which printing is performed many times, the inter-sheet distance is read by the inter-sheet sensor on the printed sheet surface, and an accurate value cannot be read due to the influence of printing. In bi-directional printing, the paper interval sensor reads the distance between paper after printing in reverse printing, and an accurate value can be read only in forward printing. Further, in the printing in which the printing area covers the entire recording material, since the inter-sheet sensor is mounted in the main scanning direction of the carriage, the end value cannot be read unless the head is scanned outside the printing material.

また特開平16−122629の方法では印字前に複数のプラテンギャップの値に基づいた補正値を定めており、印字中の微妙な紙面状態のばらつきには補正を行うことができない。   In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 16-122629, correction values based on a plurality of platen gap values are determined before printing, and correction cannot be made for subtle variations in the paper surface state during printing.

(目的)
本発明は、インクを吐出する記録部と、そのインクが着弾し画像を記録する用紙などの被記録材との距離を、往路印字、復路印字、あるいは、マルチパス印字などあらゆる記録中においても正確に計測し、インクの吐出タイミングを制御可能なインクジェット記録装置を提供することである。
(the purpose)
The present invention accurately determines the distance between a recording unit that ejects ink and a recording material such as paper on which the ink has landed to record an image even during any recording such as forward printing, return printing, or multi-pass printing. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus that can measure the ink discharge timing and control the ink ejection timing.

上記課題はヘッドと用紙の距離を計測するセンサがキャリッジに搭載され、その搭載位置は往路印字、復路印字、あるいは、マルチパス印字などあらゆる記録中において正確に計測可能な紙搬送方向の記録部よりも上流側の位置とすることで実現できる。   The above problem is that a sensor that measures the distance between the head and the paper is mounted on the carriage, and the mounting position is from the recording unit in the paper conveyance direction that can be accurately measured during any recording, such as forward printing, return printing, or multipass printing. Can also be realized by setting the upstream position.

本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録部と、そのインクが着弾し画像を記録する被記録材との距離を計測するセンサをキャリッジに搭載し、その搭載位置は常に被記録材のインクが着弾していない印字直前の紙面で常に行われるようになるため、記録中においても、インク吸収による用紙の膨潤の影響を受けることなく印字領域全域にわたり正確に記録部と被記録材の距離を計測可能となり、より正確にインクの吐出タイミング制御が可能となる。   The ink jet recording apparatus of the present invention is equipped with a sensor for measuring the distance between a recording unit that ejects ink and a recording material on which the ink has landed and records an image, and the mounting position is always the position of the recording material. Since it is always performed on the paper immediately before printing without ink landing, the distance between the recording unit and the recording material can be accurately measured over the entire printing area without being affected by the swelling of the paper due to ink absorption even during recording. Can be measured, and ink ejection timing can be controlled more accurately.

以下に本発明の実施の形態について図1,2を用いながら説明する。図1はインクジェットプリンタの印字部における構成を示した図である。図2はキャリッジに装着した紙間センサの配置をプリンタ上面から見た図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a printing unit of an inkjet printer. FIG. 2 is a view of the arrangement of the paper spacing sensors mounted on the carriage as viewed from the top of the printer.

図1において各色に対応したインクを吐出するノズル(図示せず)は記録ヘッド部1に設けられており、ほぼ副走査方向(Y方向)に配列されている。印字の際は規定のタイミングで記録ヘッド1の内部ヒータを過熱することにより充填されたインク中に気泡を発生し各ノズルからインクを吐出する。2は記録材である用紙を表す。3は記録材2と対向した記録ヘッド1との距離を基準値に保つためのプラテンを表し、この基準値は、記録ヘッド1と記録材2表面に対向する方向の距離の最大値である。   In FIG. 1, nozzles (not shown) for ejecting inks corresponding to the respective colors are provided in the recording head unit 1 and are arranged substantially in the sub-scanning direction (Y direction). When printing, bubbles are generated in the filled ink by overheating the internal heater of the recording head 1 at a specified timing, and ink is ejected from each nozzle. Reference numeral 2 denotes a sheet as a recording material. Reference numeral 3 denotes a platen for keeping the distance between the recording head 2 and the recording head 1 facing the reference value, and this reference value is the maximum value of the distance in the direction facing the recording head 1 and the recording material 2 surface.

コンピュータなどのホストから画像データが記録装置に送られると記録材2は搬送機構(図示せず)により図1に示す副走査方向(Y方向)に送られ、プラテン3上の印字位置へ給送される。キャリッジ4は記録材2が規定位置へと給送されると駆動モータによりベルトを介して記録材2上を主走査方向(X方向)に走査し、記録材2に印字を行う。1ライン分の印字が終了すると記録材2は副走査方向に1ライン分搬送され、順次印刷を行っていく。ここでキャリッジ4には記録ヘッド1と記録材2との間の距離を検出するための紙間センサ5がインクを吐出する記録ヘッド1に搭載されたノズル位置よりもプリンタ上流に装着されている。また、キャリッジ4のX方向の位置情報はキャリッジ4に対し、主走査方向に平行して設置されたリニアエンコーダの値を読み取ることにより規定される。   When image data is sent from a host such as a computer to the recording apparatus, the recording material 2 is sent in the sub-scanning direction (Y direction) shown in FIG. 1 by a transport mechanism (not shown) and fed to the printing position on the platen 3. Is done. When the recording material 2 is fed to a predetermined position, the carriage 4 scans the recording material 2 in the main scanning direction (X direction) via a belt by a drive motor, and performs printing on the recording material 2. When printing for one line is completed, the recording material 2 is conveyed for one line in the sub-scanning direction, and printing is performed sequentially. Here, an inter-sheet sensor 5 for detecting the distance between the recording head 1 and the recording material 2 is mounted on the carriage 4 upstream of the printer from the nozzle position mounted on the recording head 1 that ejects ink. . Further, positional information of the carriage 4 in the X direction is defined by reading a value of a linear encoder installed in parallel with the main scanning direction with respect to the carriage 4.

紙間センサ5は図2に示すようにインクを吐出する記録ヘッド1に搭載されたノズル位置に対してプリンタ上流かつ副走査方向に平行して装着されている。上記センサ5によりキャリッジ4の走査に連動して後述の制御部に記録ヘッド1と直交した記録材2との距離(以下紙間距離)に応じた信号を送る。紙間センサ5は図1に示すようにレーザ光Lを記録材2に照射して反射光を検出し、紙間距離によりレベルが変化する直流信号を出力する。   As shown in FIG. 2, the inter-sheet sensor 5 is mounted upstream of the printer and parallel to the sub-scanning direction with respect to the nozzle position mounted on the recording head 1 that ejects ink. The sensor 5 sends a signal corresponding to the distance (hereinafter referred to as the inter-paper distance) from the recording material 2 orthogonal to the recording head 1 to the control unit described later in conjunction with the scanning of the carriage 4. As shown in FIG. 1, the inter-paper sensor 5 irradiates the recording material 2 with the laser beam L to detect reflected light, and outputs a DC signal whose level changes depending on the inter-paper distance.

図3に本発明の実施形態のブロック図を、図4に図3中各部の信号のタイミング図を示す。画像データが記録装置に転送されると、印字のためにキャリッジ4は主走査方向へと走査する。キャリッジ4の位置情報はリニアエンコーダ7により読み取られ、キャリッジ位置検出信号(図4(B)参照)として制御部8中のヒートタイミング形成回路9に送られる。ヒートタイミング回路9ではキャリッジ4の位置情報に基づいてラッチ信号を生成する。また記録ヘッド1と直交する記録材2との間の距離は紙間センサ5により読み取られ、紙間検出信号として制御部8中の比較回路10に送られる。ここでコックリングやプラテン製造上のばらつきなどにより紙間距離にばらつきが生じると紙間検出信号が一定ではなくなる。この状態で紙間センサ5から比較回路10に送られた紙間検出信号は図4に示すいくつかの比較器により紙間距離に応じた紙間信号に変換される。   FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a timing diagram of signals at various parts in FIG. When the image data is transferred to the recording apparatus, the carriage 4 scans in the main scanning direction for printing. The position information of the carriage 4 is read by the linear encoder 7 and sent to the heat timing forming circuit 9 in the control unit 8 as a carriage position detection signal (see FIG. 4B). The heat timing circuit 9 generates a latch signal based on the position information of the carriage 4. The distance between the recording head 1 and the orthogonal recording material 2 is read by a paper gap sensor 5 and sent to the comparison circuit 10 in the control unit 8 as a paper gap detection signal. Here, when the distance between the sheets varies due to variations in cockling or platen manufacturing, the sheet spacing detection signal is not constant. In this state, the paper gap detection signal sent from the paper gap sensor 5 to the comparison circuit 10 is converted into a paper gap signal corresponding to the paper gap distance by several comparators shown in FIG.

図4を用いながらこの変換について説明する。図4に示すように比較回路10はN個(Nは任意に設定)の比較器10.1,10.2,…,10.Nと加算器16で構成される。基準電圧は比較器10ごとに段階的に異なっており(Vref1、Vref2、…、VrefN)、紙間センサ5からの紙間検出信号を各比較器10において比較することにより紙面状態に応じた比較信号を算出する。N個の比較器10により算出された比較信号を加算回路16により合成し、紙間信号(図4(A)参照)を生成する。生成された紙間信号は、A/D変換器11によってディジタルデータnに変換される。   This conversion will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the comparison circuit 10 includes N (N is arbitrarily set) comparators 10.1, 10.2,. N and the adder 16. The reference voltage differs step by step for each comparator 10 (Vref1, Vref2,..., VrefN), and the comparison according to the paper surface state is made by comparing the inter-sheet detection signal from the inter-sheet sensor 5 in each comparator 10. Calculate the signal. The comparison signals calculated by the N comparators 10 are combined by the adder circuit 16 to generate a paper interval signal (see FIG. 4A). The generated inter-sheet signal is converted into digital data n by the A / D converter 11.

変換されたディジタルデータnは、紙間距離が最大(基準値)のときにn=0となり、距離が減少するにしたがってnは段階的にN(比較器の数)まで増加する。nの値は、記録ヘッド1と対向する記録材2との距離と記録ヘッド1とプラテン3との距離(基準値)との差である変位情報によって変化する。ここで、タイミング促進回路12(ここでの促進とはヒータ駆動のタイミングを早めることを意味する。)は、エンコーダ7からの検出信号にしたがって生成されたラッチ信号をnの値によって図4(C)に示すように時間T−nt(n=0,1,2・・・N)だけN段階に早めることで、ヒータ駆動タイミング信号を生成する。   The converted digital data n becomes n = 0 when the inter-paper distance is maximum (reference value), and n gradually increases to N (the number of comparators) as the distance decreases. The value of n varies depending on the displacement information that is the difference between the distance between the recording material 2 facing the recording head 1 and the distance (reference value) between the recording head 1 and the platen 3. Here, the timing promoting circuit 12 (promoting here means that the heater driving timing is advanced) is generated by using the value of n as a latch signal generated in accordance with the detection signal from the encoder 7 as shown in FIG. ), The heater drive timing signal is generated by advancing to N stages by time T-nt (n = 0, 1, 2... N).

図6はタイミング促進回路12の構成を示す。入力されたラッチ信号に対しN個のタイミング促進回路12からの信号をアナログスイッチ17により選択し、ラッチ信号を一定の時間だけ早めることでヒータ駆動回路13へと出力する。ここでアナログスイッチ17は入力されたディジタルデータnにより一意的にラッチ信号のいずれかを選択するように構成されている。   FIG. 6 shows the configuration of the timing acceleration circuit 12. The signals from the N timing promoting circuits 12 are selected by the analog switch 17 with respect to the input latch signal, and the latch signal is advanced by a predetermined time to be output to the heater drive circuit 13. Here, the analog switch 17 is configured to uniquely select one of the latch signals based on the input digital data n.

上記に示したように、ヒータの駆動タイミング信号は、一定の遅延時間Tに紙間信号に対応した可変の減衰時間−nt(n=0,1,2・・・N)を加えた時間だけエンコーダ検出信号を早めた信号となる。さらに、ヒータ駆動回路13は記録データI/F14からデータ転送回路15に入力された記録データI/F14に従って記録ヘッド1を駆動し、当該ヘッド駆動はヒータ駆動タイミング信号に同期して行われる。   As described above, the heater drive timing signal is the time obtained by adding the variable decay time −nt (n = 0, 1, 2,... N) corresponding to the inter-paper signal to the constant delay time T. This is a signal obtained by advancing the encoder detection signal. Further, the heater driving circuit 13 drives the recording head 1 in accordance with the recording data I / F 14 input from the recording data I / F 14 to the data transfer circuit 15, and the head driving is performed in synchronization with the heater driving timing signal.

以上のようにインク滴の吐出タイミングを記録ヘッド1と対向した記録材2の間の紙間距離によって変化させることによりコックリングやプラテン製造上のばらつきによるインクの着弾位置のずれを補正し、理想位置にインクを着弾させることができる。例えば、図1のようにキャリッジ4が主走査方向に走査したときに吐出して軌跡Tにしたがって本来ならばの位置aに着弾されたいインク滴がコックリングやプラテン製造上のばらつきにより記録材2が浮き上がってしまい、結果の位置bに着弾されてしまうところを上記のタイミング補正によって理想の着弾位置a'に着弾することができる。よって、記録材2表面でのインクの主走査方向の着弾位置は常に補正され、紙面状態によらずにドットずれの少ない画像を得ることができる。   As described above, by changing the ejection timing of the ink droplets according to the inter-paper distance between the recording material 2 facing the recording head 1, the deviation of the ink landing position due to variations in cockling and platen manufacturing is corrected. Ink can be landed on the position. For example, as shown in FIG. 1, ink droplets that are ejected when the carriage 4 scans in the main scanning direction and land on the original position a according to the trajectory T are caused by variations in cockling or platen manufacturing, and thus the recording material 2. Can be landed on the ideal landing position a ′ by the above timing correction. Therefore, the landing position of the ink in the main scanning direction on the surface of the recording material 2 is always corrected, and an image with little dot deviation can be obtained regardless of the state of the paper.

ここで、紙間センサ5が上記のように記録ヘッド1に搭載されたノズルよりもプリンタ上流側に装着されていることにより、シングルパス印字だけではなく用紙を搬送しないで何度も印字を行うマルチパス印字においても印字の影響をうけることなく、常に印字直前の紙面状態を検知し、着弾位置の補正を行うことができる。   Here, since the paper gap sensor 5 is mounted on the upstream side of the printer with respect to the nozzles mounted on the recording head 1 as described above, not only single-pass printing but also printing is performed many times without conveying the paper. Even in multi-pass printing, the paper surface state immediately before printing can always be detected and the landing position can be corrected without being affected by printing.

また、双方向印字を行う場合であっても紙間センサ5が記録ヘッド1に搭載されたノズルよりもプリンタ上流側に装着されていることにより、印字の影響をうけることはなく、常に印字直前のコックリングなどによる紙面状態の変化を検知することができ、理想の着弾位置にインク滴を着弾させることができる。   Even when bidirectional printing is performed, the paper gap sensor 5 is mounted on the upstream side of the printer with respect to the nozzles mounted on the recording head 1, so that it is not affected by printing and is always immediately before printing. It is possible to detect a change in the state of the paper surface due to the cockling of the ink, and it is possible to land an ink droplet at an ideal landing position.

また、図2に示すように紙間センサ5が記録ヘッド1に搭載されたノズルに対して副走査線上に平行して装着されていることにより、印字領域6が記録材2の端部に及び、余白なく印字を行う場合であっても印字動作に影響を与えることなく印字直前の紙面状態を検知することができ、印刷領域6全体にわたって着弾位置の補正を行うことができる。   Further, as shown in FIG. 2, the inter-sheet sensor 5 is mounted on the nozzle mounted on the recording head 1 in parallel on the sub-scanning line, so that the print area 6 extends to the end of the recording material 2. Even when printing is performed without margins, it is possible to detect the state of the paper immediately before printing without affecting the printing operation, and it is possible to correct the landing position over the entire printing region 6.

なお、上記実施の形態では変位情報を記録装置側で生成するようにしたが、この各種変位情報は、外部に接続されるホストコンピュータ内で記録データから生成し、生成した記録情報を記録データとともに記録装置に供給するようにしてもよい。   In the above embodiment, the displacement information is generated on the recording device side. However, the various types of displacement information are generated from the recording data in a host computer connected to the outside, and the generated recording information is combined with the recording data. You may make it supply to a recording device.

更に加えて、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が達成できるからである。   In addition, the present invention is provided with means (for example, an electrothermal converter, a laser beam, etc.) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection, particularly in the ink jet recording system, and the thermal energy. As a result, an excellent effect can be obtained in a recording head and a recording apparatus of a type that causes a change in the state of ink. This is because such a system can achieve high recording density and high definition.

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書,同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。   As for the typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface of the liquid, and as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, since the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve discharge of a liquid (ink) having particularly excellent responsiveness. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。   As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid channel or right-angle liquid channel) of the discharge port, the liquid channel, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting part The configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which is disposed in a bending region, are also included in the present invention. In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-123670 that discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal transducer or an aperture that absorbs pressure waves of thermal energy is provided. The effect of the present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 which discloses a configuration corresponding to the discharge unit. That is, whatever the form of the recording head is, according to the present invention, recording can be performed reliably and efficiently.

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。   Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium that can be recorded by the recording apparatus. As such a recording head, either a configuration satisfying the length by a combination of a plurality of recording heads or a configuration as a single recording head formed integrally may be used.

加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。   In addition, even the serial type as shown in the above example can be connected to the main body of the recording head or attached to the main body of the device so that electrical connection with the main body of the device and ink supply from the main body are possible. The present invention is also effective when a replaceable chip type recording head or a cartridge type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself is used.

また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出手段を挙げることができる。   In addition, it is preferable to add a recording head ejection recovery means, a preliminary auxiliary means, and the like as the configuration of the recording apparatus of the present invention, since the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, heating is performed using a capping unit, a cleaning unit, a pressurizing or suction unit, an electrothermal transducer, a heating element different from this, or a combination thereof. Examples include a preliminary heating unit for performing the discharge and a preliminary discharge unit for performing discharge different from the recording.

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。   Also, regarding the type or number of recording heads to be mounted, for example, a plurality of recording heads are provided corresponding to a plurality of inks having different recording colors and densities, in addition to one provided corresponding to a single color ink. May be used. That is, for example, as a recording mode of the recording apparatus, not only a recording mode of only a mainstream color such as black, but also a recording head may be configured integrally or by a combination of a plurality of different colors, Alternatively, the present invention is extremely effective for an apparatus having at least one of full-color recording modes by color mixing.

さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。   In addition, in the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, ink that is solidified at room temperature or lower and that softens or liquefies at room temperature may be used. In the ink jet method, the temperature of the ink itself is generally adjusted within a range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature of the ink so that it is in the stable discharge range. A liquid material may be used. In addition, it is solidified and heated in an untreated state in order to actively prevent the temperature rise caused by thermal energy from being used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or to prevent the ink from evaporating. You may use the ink which liquefies by. In any case, by applying thermal energy according to the application of thermal energy according to the recording signal, the ink is liquefied and liquid ink is ejected, or when it reaches the recording medium, it already starts to solidify. The present invention can also be applied to the case of using ink having the property of being liquefied for the first time. The ink in such a case is in a state of being held as a liquid or a solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260. Alternatively, the electrothermal converter may be opposed to the electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each of the above-described inks is to execute the above-described film boiling method.

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。   In addition, the ink jet recording apparatus according to the present invention may be used as an image output terminal of an information processing device such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmission / reception function. The thing etc. may be sufficient.

本発明の実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of embodiment of this invention. 実施形態の要素構成をプリンタ上面から示した図である。It is the figure which showed the element structure of embodiment from the printer upper surface. 実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment. 比較加算回路のブロック図である。It is a block diagram of a comparison addition circuit. 図3中の各部の信号を示すタイミング図である。FIG. 4 is a timing chart showing signals at various parts in FIG. 3. タイミング促進回路のブロック図である。It is a block diagram of a timing promotion circuit. コックリングの説明図である。It is explanatory drawing of a cock ring.

符号の説明Explanation of symbols

1 記録ヘッド
2 記録材
3 プラテン
4 キャリッジ
5 紙間センサ
6 印字領域
7 キャリッジエンコーダ
8 制御部
9 ヒートタイミング形成回路
10 10.1、10.2、10.N 比較回路
11 A/D変換器
12 タイミング促進回路
13 ヒータ駆動回路
14 記録データI/F
15 データ転送回路
16 加算回路
17 アナログスイッチ
18 拍車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 2 Recording material 3 Platen 4 Carriage 5 Paper gap sensor 6 Print area 7 Carriage encoder 8 Control part 9 Heat timing formation circuit 10 10.1, 10.2, 10. N Comparison circuit 11 A / D converter 12 Timing acceleration circuit 13 Heater drive circuit 14 Recording data I / F
15 Data Transfer Circuit 16 Adder Circuit 17 Analog Switch 18 Spur

Claims (2)

インクを吐出する記録部を用いて被記録材に非接触で記録を行う記録装置において、主走査方向に往復動作する前記記録部に対向して、副走査方向に搬送される前記被記録材との距離を計測するセンサを有し、記録中に前記センサから出力される前記距離情報にもとづき、前記記録部からのインク吐出タイミングを制御する手段をもつことを特徴とするインクジェット記録装置。   In a recording apparatus that performs recording in a non-contact manner on a recording material using a recording unit that ejects ink, the recording material conveyed in the sub-scanning direction facing the recording unit that reciprocates in the main scanning direction; An ink jet recording apparatus comprising: a sensor for measuring the distance of the ink, and means for controlling an ink discharge timing from the recording unit based on the distance information output from the sensor during recording. 前記センサは、前記記録部が前記被記録材にインクを吐出する直前の前記被記録材と前記記録部の距離を計測可能な位置に設置され、記録中に前記記録部と同様の往復動作で前記被記録部材の主走査方向全域に渡って前記距離を計測可能であ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 sensor is installed at a position where the distance between the recording material and the recording unit immediately before the recording unit discharges ink to the recording material can be measured, and is reciprocated in the same manner as the recording unit during recording. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the distance can be measured over the entire region of the recording member in the main scanning direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015160430A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 株式会社リコー Image forming device, image forming method, and printed matter

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