JP2652405B2

JP2652405B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2652405B2
Application number: JP63103596A
Authority: JP
Inventors: 次郎森山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH01275046A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、白黒記録を行うモードとカラー記録を行う
モードとを備えたインクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図及び第５図は、一般的なインクジェット記録装
置の模式的正面図、第５図はその制御系を示すブロック
図である。

第４図において、１はプラテンであり、不図示の被記
録体を巻き付け、記録時に副走査のために所定のステッ
プづつ回転する。２はラインフィードモータでありギア
３を介してプラテン１の回転軸に回転を伝達する。４は
プラテン１に平行配設された不図示のガイドバーに摺動
自在に取付けられたインクジェット記録ヘッド（以下ヘ
ッドという）であり、複数のインク液滴噴射用ノズル５
を備えている。６はヘッド５をプラテン１の長手方向に
往復動させるベルト、７及び８はベルト６の両端に配設
されるプーリ、９はプーリ８を回転させるキャリッジモ
ータである。

10はプラテン１の表面近傍に配設されて被記録体の有
無を検出する紙センサ、11はヘッド４に装着されるエン
コーダセンサ、12はプラテン１に平行に固定配置される
と共にエンコーダセンサ11が対向するように配置される
リニアエンコーダである。13はヘッド４がホームポジシ
ョンにあることを検出するホームポジションセンサ、14
はインク液吐出を回復させる際に用いられるキャップ、
15はキャップ14をヘッドに対し前後進させる為の駆動源
となるモータ、16はキャップ14がヘッド４に装着された
ことを検知するキャップセンサである。

以上の構成において、被記録体がプラテン１に装着さ
れていると紙センサ10によって検知され、記録可能な状
態にされる。記録開始ボタンが押されると、キャリッジ
が移動し、ヘッド４はホームポジションにセットされた
のち、記録装置の印刷フォーマットに従った移動をし、
記録データに従ってインク液滴を飛翔させる。ヘッド４
はモータ９を駆動源とし、ベルト６によって駆動され、
主走査される。一行分の主走査が終る毎にモータ２が駆
動され、プラテン１が回転する。

ヘッド４のノズルが目詰まりするのを防止するため、
定期的に或いは必要に応じてキャップ14をヘッド４に被
せる。この状態はキャップセンサ16によって検出され、
この検出をもって記録動作は中止される。この回復動作
は、キャップ14に連通された不図示の吸引機構により、
ノズル外側よりノズル内のインクを吸収し、ノズル内の
異物等を除去する。これによって、以後の記録不良は解
消する。

次に、第５図に示す制御系の構成について説明する。

CPU20は制御の中核を成すもので、不図示の入出力イ
ンタフェースを介してスイッチ群21（操作パネル上に配
置）、キャリッジモータ９を駆動するDCサーボ正逆反転
回路22、ラインフィードモータ２を駆動するステッピン
グモータ駆動回路23、記録データに基づいて記録ヘッド
４を駆動するヘッドドライバー24、各種のセンサ群25の
ほか、エンコーダセンサ11及びホームポジションセンサ
13が接続されている。

第５図の構成において、CPU20は不図示の操作パネル
上に設けられたスイッチ群21により行なわれる操作入力
に応じて以下の制御動作を行なう。すなわちエンコーダ
センサ11およびホームポジションセンサ13からの入力を
参照し、DCサーボ正逆反転回路22を介してキャリッジモ
ータ９の駆動回路を行ない、またステッピングモータ駆
動回路23を介してラインフィードモータ２の駆動制御を
行い、記録データＤをヘッドドライバ24に出力し、ヘッ
ドドライバ24により記録ヘッド４を駆動する。また他の
センサ群25からの入力に応じて不図示の他の機構の制御
を行なう。

このような構成のもとに、スイッチ群21中のプリント
スイッチが押下されることにより記録動作が開始され、
まず紙センサ10により記録紙が有ることを確認した上で
ラインフィードモータが数ステップ駆動され、プラテン
１が回転し、記録紙が記録開始位置にセットされる。続
いてキャリッジモータ９が駆動され、記録ヘッド４を往
復移動し、これと同期してラインフィードモータ２が駆
動されて記録紙を一行ずつ送る。この間ヘッドドライバ
24から記録データに応じた駆動信号が記録ヘッド４に印
加され、記録ヘッド４が駆動されてノズル５からインク
液滴が噴射され、文字、画像が記録される。

第６図は第４図のヘッド４の模式的正面図である。

第６図に示すように、同一線上に所定間隔で４個のノ
ズル41、42、43および44が配設されている。ノズル41〜
44には順番にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）およびブラック（BK）のインク色が供給されてい
る。各ノズルには不図示の圧電素子等による吐出エネル
ギー発生体が装着されており、この吐出エネルギー発生
体に所定の電圧を印加することにより、ノズルよりイン
ク滴が吐出される。ノズル41〜44の各々にはパイプ状の
圧力室（不図示）が個別に連通しており、圧力室の各々
には各色毎にビニールパイプ等を介して各色毎にインク
タンクが連通している。

この場合、第７図に示すように、入力信号に対し、先
ずT1時間だけ負極性の電圧Vrevを生じさせ、この電圧を
圧電素子に印加して圧力室を拡大させる。次に、正の電
圧VopをT2時間発生させ、これを圧電素子に印加して圧
力室を縮小させ、インク滴47を吐出させる。さらに、T3
の時間をかけて印加電圧を漸次減少させ、回復動作をさ
せる。電圧Vrev,Vopのレベルを適宜設定することによ
り、インク吐出量（すなわち記録ドット系）を変化させ
ることができる。インク吐出の最小時間々隔は、例えば
333μｓの最大4kHZにされている。フルカラーの記録
は、ノズル41〜44の夫々の駆動の有無、インク吐出量の
制御等によって行なうことができる。また、入力される
記録データＤが文字データであれば、文字の記録も可能
である。

〔発明が解決しようとする課題〕しかし、このような従来のインクジェット記録装置に
おいては、記録速度を高めるために、ブラックインクに
よるブラックの記録と混色によるブラックの記録とを同
時に行うことで白黒記録を行おうとする場合、均一なブ
ラック画像を得ることができない場合があるという課
題、並びに、記録速度向上のために主走査速度を速くし
ようとするとヘッドからの吐出量が減少してしまうとい
う課題があった。

これらの原因を解明すべく鋭意検討した結果、前半の
課題については、ブラックインクによるブラックの記録
と混色によるブラックの記録とでは色相が異なってお
り、この色相の相違が原因であることが判明し、後半の
課題については、記録速度向上のために主走査速度を速
くしようとしても、記録ヘッドの駆動周波数がヘッド毎
に決められており、それ以上に速くすると、ヘッドのノ
ズルから吐出されたインク量に見合うだけのインク量を
補充するリフィル動作が追いつかないことが原因である
ことが判明した。

本発明はこのような技術課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は、記録速度を高めるために、ブラ
ックインクによるブラックの記録と混色によるブラック
の記録とを同時に行うことで白黒記録を行おうとする場
合に、均一で高品位のブラック画像を得ることができ、
しかも、ヘッドからの吐出量を減少させることなく主走
査速度を速くして高速記録を行うことができるインクジ
ェット記録装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、ブラックインク
を吐出するノズルとブラック以外の色インクであって混
色によりブラックを形成可能な複数のインクの夫々に応
じたノズルとが同一線上に所定間隔で配設されたヘッド
と被記録体とを主走査方向及び副走査方向に相対移動さ
せながら、白黒記録を行うモードとカラー記録を行うモ
ードとを備えるインクジェット記録装置であって、前記
白黒記録モードで記録を行うとき、前記ヘッドと前記被
記録体の主走査方向の相対移動速度を、前記カラー記録
モードによる記録時よりも速い速度とする速度制御手段
と、前記ブラックのインクによるブラックの記録と前記
混色によりブラックを形成する複数のインクの混合によ
るブラックの記録とを、少なくとも主走査方向に交互に
被記録体上に記録するように制御する記録制御手段と、
を備えることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、第１図〜第３図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第３図は本発明を実現するために必要なキャリッジ用
モータ制御系のブロック図、第１図および第２図は本発
明の第１および第２の記録方法を示す模式図である。

第３図において、31はエンコーダセンサ11より出力さ
れるFG信号を周波数−電圧変換するF/V変換器、32はCPU
20よりの信号に基づいて２種類の基準電圧Vrefを発生す
る基準電圧発生回路、33は基準電圧VrefとF/V変換器31
の出力とを比較する比較器、34は比較器33の出力を電力
増幅する電力増幅器、35は電力増幅器34の出力をキャリ
ッジモータ９へ直接に供給し、或いはCPU20より指令が
与えられたときにキャリッジモータ９が逆回転するよう
に電力増幅器34の出力をキャリッジモータ９へ供給する
ように電力増幅器34の出力をキャリッジモータ９へ供給
する正逆転回路である。

第３図の構成において、キャリッジモータ９の回転速
度すなわち、ヘッド４の移動速度はエンコーダセンサ11
によって検知され、F/V変換器31へのフィードバックさ
れる。F/V変換された信号は比較器33で基準電圧Vrefと
比較される。基準電圧Vrefはカラー記録時に対し白黒記
録時の方が高くなるようにCPU20によって指定される。
比較器33からはF/V変換器31の出力と基準電圧Vrefとの
差が出力され、この差電圧を電力増幅してキャリッジモ
ータ９に印加して回転させる、キャリッジモータ９は比
較器33の出力が最小になるように回転し、エンコーダセ
ンサ11を介してフィードバックされていることにより、
DCサーボ制御が行なわれる。基準電圧Vrefが高い場合に
は、比較器33の出力が高くなるため、キャリッジモータ
９は回転数が高くなり、ヘッド４は高速に移動する。し
たがって、白黒記録時にはカラー記録時に比べてヘッド
４の移動速度、即ち主走査速度が早くなる。ヘッド４は
プラテン１に対し往復動するので、主走査の移動限界に
達する毎に正逆転回路35が働き、キャリッジモータ９を
反転させる。

本発明による以下の実施例では、白黒（モノトーン）
記録時における基準電圧Vrefをカラー記録時の２倍に設
定し、ヘッド４の主走査速度が２倍になるようにしてい
る。

次に、本発明による記録方法について説明する。

第１図において、白丸はブラックBKのインク滴により
記録を行ったドットであり、黒丸はシアン（Ｃ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色の減色混合によるブ
ラックによる記録ドットである。また、小さい点は７×
12（ドット）のうちの非記録点を示している。白丸と黒
丸により形成される文字は、英大文字の“E"であり、水
平方向の矢印は主走査方向を示している。

記録点の間隔は、約0.15mmであり、記録ヘッドの最高
駆動周波数ｆは3kHzにされている。従来、記録ヘッドは
0.45m/sで主走査をしていたのに対し、本実施例では黒
の文字記録時に0.9m/sの２倍の速度で主走査して記録す
る。主走査方向の奇数列はブラックBKのインク色で記録
し、偶数列はＣ、Ｍ、Ｙの３色混合によるブラックで記
録する。これにより、従来の文字記録速度が約36cpsで
あったのに対し、本実施例では約２倍の71cpsにするこ
とができた。

なお、ブラックBKと３色混合によるブラックとを使用
するに際しては、記録データがモノトーン（白黒）かカ
ラートーンかを判別する必要があるが、例えば、センサ
群25内にスイッチを設け、このスイッチをデータ内容に
応じて操作し、その操作内容に応じてCPU20により判定
するようにすればよい。或いは、データ伝送時にコマン
ドを伝送して白黒とカラーのデータ判別をさせるように
してもよい。さらには、記録装置内のCPU20の演算によ
り、白黒またはカラーを自動的に区別するようにしても
よい。

次に、第２図を参照して本発明の第２の記録方法を説
明する。

本実施例は、前記実施例の記録に加え、副走査方向に
対しても、ブラックBKと３色混合によるブラックとを交
互に被記録体面に記録させるようにしたものである。こ
のように、主走査方向（行方向）および副走査方向（列
方向）の各々にブラックBKと３色混合によるブラックと
を交互に記録することにより、２種類のブラックをバラ
ンスよく配分することができ、２種類のブラックの若干
の違いによる文字の記録品位を損うことなく記録するこ
とができる。

また、ブラックBKの記録ドットに対し、３色混合によ
るブラックは３ヶのインク滴が同一位置に飛翔してブラ
ックを形成するため、インク量が３倍になり、記録ドッ
ト径が大きくなり、文字品位を低下させる。そこで３色
混合によるブラックの記録ドット系（または光学的反射
濃度）が単色のブラックBKと同一になるように、Ｃ、
Ｍ、Ｙの各ノズルよりインクの噴射量の夫々をブラック
BKよりも少なくなるように制御することが望ましい。

なお、以上の実施例においては、Ｃ、Ｍ、Ｙ、BKの４
個のノズルを備えたヘッドを用いるものとしたが、この
ヘッドの複数個を一体化したヘッドを用いることもでき
る。

また、キャリッジモータ９にDC（直流）モータを用い
てDOサーボ制御を行なうものとしたが、DCモータに代え
てステッピングモータを用いることもできる。さらに、
各色ノズルの配列を前記実施例に直交する方向にし、主
走査方向をプラテン１の回転方向とし、所謂回転ドラム
方式にすることもできる。

さらに、以上の実施例では、主走査速度を２倍にする
ものとしたが、これに限定されるものでなく機構の動作
能力に合せた速度にすることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、ブ
ラックインクを吐出するノズルとブラック以外の色イン
クであって混色によりブラックを形成可能な複数のイン
クの夫々に応じたノズルとが同一線上に所定間隔で配設
されたヘッドと被記録体とを主走査方向及び副走査方向
に相対移動させながら、白黒記録を行うモードとカラー
記録を行うモードとを備えるインクジェット記録装置で
あって、前記白黒記録モードで記録を行うとき、前記ヘ
ッドと前記被記録体の主走査方向の相対移動速度を、前
記カラー記録モードによる記録時よりも速い速度とする
速度制御手段と、前記ブラックのインクによるブラック
の記録と前記混色によりブラックを形成する複数のイン
クの混合によるブラックの記録とを、少なくとも主走査
方向に交互に被記録体上に記録するように制御する記録
制御手段と、を備える構成としたので、ブラックインク
によるブラックの記録と混色によるブラックの記憶が主
走査方向に互いに隣接しながら記録されていくことにな
り、それによって色相が均一化され、均一なブラック画
像が得られる。

さらに、各ノズルからインクを吐出するタイミングは
主走査方向に見て一つの画素おきであるので、駆動周波
数を変えることなく主走査方向の相対移動速度を２倍に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による第１、第２の記録方法
を示す模式図、第３図は本発明を実現するために必要な
キャリッジ用モータ制御系を示すブロック図、第４図及
び第５図はインクジェット記録装置の模式的正面図及び
その制御系を示すブロック図、第６図は第４図のヘッド
４のノズル部を示す模式図正面図、第７図は第６図のヘ
ッドのインク吐出のための駆動信号波形図である。４……インクジェット記録ヘッド、９……キャリッジモ
ータ、20……CPU、24……ヘッドドライバ、41〜44……
ノズル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラックインクを吐出するノズルとブラッ
ク以外の色インクであって混色によりブラックを形成可
能な複数のインクの夫々に応じたノズルとが同一線上に
所定間隔で配設されたヘッドと被記録体とを主走査方向
及び副走査方向に相対移動させながら、白黒記録を行う
モードとカラー記録を行うモードとを備えるインクジェ
ット記録装置であって、前記白黒記録モードで記録を行うとき、前記ヘッドと前
記被記録体の主走査方向の相対移動速度を、前記カラー
記録モードによる記録時よりも速い速度とする速度制御
手段と、前記ブラックのインクによるブラックの記録と前記混色
によりブラックを形成する複数のインクの混合によるブ
ラックの記録とを、少なくとも主走査方向に交互に被記
録体上に記録するように制御する記録制御手段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記ブラックのインクによるブラックの記
録と前記複数のインクの混合によるブラックの記録と
は、主走査方向及び副走査方向へ交互に被記録体面に記
録されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記複数のインクの混合によるブラックの
記録のための各ノズルのインク吐出量を、カラー記録時
よりも少なくすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のインクジェット記録装置。