JPH03114838A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に記録ヘ
ッドと記録媒体との距離を調整可能なインクジェット記
録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、記録媒体に記録液（インク）を吐出して記録を行
うインクジェット記録装置においては、記録品位を向上
させるための試みが種々なされてきた０例えば記録ヘッ
ド自体の高精細化（吐出口配列の高密度化）が図られる
と共に記録液の記録媒体上への着弾精度の向上が図られ
てきた。この着弾精度を向上させるためには、一般に記
録ヘッド前面と記録媒体表面との距ｍ＜以下、単にギャ
ップともいう）を０．３〜０．７ｍｍ程度とする必要が
ある。

一方、近年、記録媒体として、通常用いられる記録用紙
以外に、葉書や封筒などの厚手の記録媒体にも記録がで
きることが求められており、したがって、使用される記
録媒体の厚さは０．Ｏ５ａ＋ｍ〜０．６ｍｍ程度の範囲
にわたるものとなりつつある。

また、インクジェット記録装置においては、液滴体であ
る記録液を記録媒体に吐出するものであるために、記録
媒体として紙等を用いた場合にあっては、記録後に紙が
膨潤し波形状に変形してしまうことがある。

第７図（Ａ）および（Ｂ）は、この様子を説明するため
の図であり、それぞれ記録前および記録後の記録ヘッド
と記録媒体との位置関係を示す説明図である。

図において、１３は記録液滴を吐出する記録ヘッドであ
る。また、Ｐは記録媒体であるところの記録用紙である
。そしてこの記録用紙Ｐに記録がなされると、第７図（
Ｂ）に示すように記録用紙Ｐがインク水分によって膨潤
することにより波形状に変形してしまう。

図示のようなシリアルタイプの記録装置では、この状態
で順次ヘッドが位置を変えながら記録を行うために記録
ヘッド１３を矢印Ａまたは矢印Ｂの方向に移動させると
、記録ヘッド１３の吐出面１４が記録用紙Ｐに触れる場
合があり、被記録面Ｐａをインク等によって汚してしま
うことがある。

そこで、これを防止するため、また、どのような厚さの
記録媒体を用いる場合にもその被記録面を汚さないよう
にするため、さらには所定の着弾精度を得るために記録
ヘッド前面と記録媒体表面との距離を適切な値に調整す
るための機構が設けられる。

このような機構としては、例えばシリアルプリンタ形態
のインクジェット記録装置においては、記録ヘッドを搭
載してこれを走査させるキャリッジと、当該走査方向（
第７図におけるＡおよびＢ方向）に延在し当該走査を案
内するための軸部材との相対的位置関係を記録媒体の厚
み等に応じて変化させる機構、例えばキャリッジを軸部
材の廻りに回動させるためのレーバーやカム等からなる
機構等に代表されるギャップ調整機構がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらの従来例に於いては、記録装置の
使用者が、用いる記録紙に応じて予じめ設定されている
ギャップを選択し切り換えるか、あるいは記録後等に紙
汚れや画質不良等を発見してからこれら不良等が起きな
いような間隔に調整しているのが実状であった。

そのために、従来例に於いては以下の様な記録性能上の
原理的な問題点を有していた。

前述の様にインクジェット記録装置に於いては、記録ヘ
ッドと記録紙との距離は、記録媒体に対する記録品位２
画質を大きく左右するパラメータである。また、近年記
録媒体も、大きな改良、研究が加えられて大きく進歩し
、使用目的に応じた多種類のものが市場に供給されるよ
うになり、そのため記録媒体の特性も多種、多様なもの
となっている。

すなわち、着弾精度等を考慮すれば記録品位は、記録ヘ
ッドを記録媒体に近づけるほど良好となるのであるが、
このとき、前述の記録媒体の膨潤による波形化等に代表
される変形を考慮しなければならない。その為にギャッ
プは最悪のケースを想定して１ｍｍ程度と比較的大きな
ものに設定される。これは、記録品位０画質の面では好
ましいものではない。

また、このギャップは機械的な方法によりマニュアルで
一律に切り換えているため、特に上記変形の大ぎな記録
媒体に於いては単位面積あたりの吐出打ち込み量（以下
、記録比率という）が少なく膨潤がそれ程生じない場合
にギャップを大きく保ったまま吐出が行なわれることに
なる。

このため、ギャップを大きくして記録を行なう必要のな
い部分についても、比較的大きなギャップのままで記録
を行なってしまい着弾精度に起因するよれ、むら等の記
録品位の低下を招き易い状態で記録を行なうことになる
。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので
あり、記録媒体に対する記録比率等の吐出頻度、あるい
は、記録比率と記録媒体の種類との組合せ、に応じて記
録ヘッドと記録媒体との間の間隔を最適な値に調整する
ための手段を設けることにより、常に記録品位１画質が
良好で、かつ記録紙の変形によって記録面を汚すことの
無いインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明では、インク液滴を吐出する記録ヘッ
ドを具え、前記インク液滴を記録媒体に付着させること
により記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドを、前記記録媒体に対して接近あるいは
離隔可能に支持する支持手段と、該支持手段において前
記記録ヘッドを接近あるいは離隔させる駆動手段と、前
記記録にかかる記録媒体の所定領域毎に、該領域に対応
した前記記録における吐出頻度にかかる量を検知する吐
出頻度検知手段と、前記駆動手段による前記移動を前記
吐出頻度にかかる量に応じて制御することにより、前記
記録媒体と前記記録ヘッドとの間隔を設定する制御手段
と、を具えたことを特徴とする。

より好適には上記インクジェット記録装置は、記録に用
いる記録媒体の種類を検知する記録紙検知手段を有し、
前記制御手段は、前記記録媒体の種類および前記吐出頻
度にかかる量に応じて前記移動を制御することを特徴と
する。

（作　用） 以上の構成によれば、記録媒体の所定領域毎に、インク
液滴の吐出頻度や記録に用いる記録媒体に応じて記録媒
体と記録ヘッドとの間隔が設定されるため、吐出頻度の
低い部分の次に隣接して記録する部分では上記間隔を小
さくでき、また、記録に用いる記録媒体がインク膨潤に
よる変形が小さなものであれば全体として上記間隔を小
さめに設定することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例に閏する
インクジェット記録装置の主要構成部を表わすそれぞれ
斜視図および側面図であり、これら図に於いて１は記録
液を貯留するためのインクタンクであり、１３はインク
タンク１と一体に構成される記録ヘッドである。２はイ
ンクタンク１と記録ヘッド１３とで構成されるインクカ
ートリッジを保持するとともにギャップ調整を可能にす
るためのスライドテーブルであり、３はスライドデープ
ル２とリニア移動パルスモータ５を介して結合され、記
録ヘッドの走査を行なうためのキャリッジである。４は
キャリッジ３による上記走査を案内するキャリッジガイ
ドである。

６は記録ヘッド１３への記録データ信号及びリニア移動
パルスモータ５への駆動データ信号を送るためのフレキ
シブルケーブル、７は記録媒体を搬送しかつ記録におけ
るプラテンとして機能するプラテンローラである。８は
記録ヘッドの吐出回復処理を行なうため記録ヘッド１３
のホームポジションに設けられる回復系ユニットであり
、回復系ユニット８は以下の要素を有する。すなわち９
は回復系ユニット８の本体に固定され記録ヘッド吐出面
との相対移動によって当該吐出面をワイピングするため
のワイピングブレード、１０はユニット８本体の前部に
設けられホームポジションにおいて記録ヘッドのキャッ
ピングを行なうためのキャップ、１１はキャップｌＯに
結合されたチューブ、１２はチューブ１１を介してキャ
ップ１０内と連通し、回復処理時に記録ヘッド吐出口よ
り記録液′を吸引するためのポンプユニットである。

また、第１図（Ｂ）において、１４は記録ヘッドの吐出
面であり、１５はプラテンローラ７に当接する排紙ロー
ラであり、１６は同様な給紙ローラ、１７は記録装置本
体のフレームである。さらに、Ｐは記録媒体であり、Ｐ
ａは記録面を示す。

第２図は、第１図（Ａ）および（Ｂ）に示した記録装置
における制御構成の主要部を示すブロック図である。図
において、２０は記録装置全体の制御にかかるデータ処
理を実行するＣＰＵ　、　２０Ａは［：ＰＩＩ２Ｇの処
理においてワークエリアとして用いられるＲＡＭ　、２
０Ｂは後述の処理手順やテーブルを格納するためのＲＯ
Ｍである。

５ＡはＣＰ１２０の制御信号に基づきリニア移動パルス
モータを直接駆動するためのリニア移動モータ駆動回路
、３Ｂおよび７Ｂは、同様にキャリア３およびプラテン
ローラ７を駆動するそれぞれキャリアモータ３Ａおよび
搬送モータ７Ａに対応したキャリアモータ駆動回路３Ｂ
および搬送モータ駆動回路７Ｂである。また、１３＾は
記録ヘッドの吐出エネルギー発生素子である電気熱変換
素子に記録データに対応した信号を供給して記録ヘッド
１３を駆動するための記録ヘッド駆動回路である。

次に、上記構成に基づいた本実施例による記録装置動作
を第３図のフローチャートに基づいて説明する。まずス
テップ５３０でインクジェット記録装置の電源投入後、
ステップ５３１で記録データが入力されると、ステップ
Ｓ３２においてその記録データのうち記録ヘッドによる
１ライン分の記録データについて、上記記録比率の大き
さを１ラインの分割された各領域毎に計算し、この中か
ら最大記録比率を求める。次に、ステップＳ３３で、そ
の際に得られる最大記録比率データを第６図（Ａ）にそ
の概念が示されるギャップ補正値テーブルへ入力する。

そして例えばこの人力する最大記録比率データをアドレ
スとしてギャップ補正値データを読出しＲＡＭ２０＾の
所定領域に記憶する。

次にステップＳ３４にて、当該記録が１行目（１ライン
目）か否かを判断し、肯定判断であればステップ５３７
で１ライン目の記録を行ない、否定判断であればステッ
プＳ３５にてＲＡＭ２０Ａに記録され、当該記録ライン
の前のラインについて得られたギャップ補正値データに
基づいた量のパルスをリニア移動パルスモータ駆動回路
５Ａに出力し、ギャップを初期状態の最もギャップの小
°さな状態から広げる方向（第１図（Ｂ）に於けるＣの
方向）にスライドテーブル２を移動させる。これにより
記録ヘッド１３とインクタンク１とで構成される記録ヘ
ッドカートリッジを移動させ吐出面１４と記録面Ｐａと
の間のギャップを調整し、その後ステップ５３［ｉで当
該ラインの記録を行なう。

以上の処理の繰り返しにより記録が行なわれる。

以上の処理によって、前のラインでの最大記録比率の大
小に応じて上記ギャップが設定されるため、記録のため
の走査をしたときに吐出面１４が記録面Ｐａとその変形
によって接触したりすることの無い記録動作が可能とな
る。

この結果、記録比率の高かったラインの次のラインのみ
がギャップが広がり、記録比率の低かった次のラインに
於いてはギャップが記録紙に応じて最適値となるため、
記録画像全体としては大きな記録品位９画質の劣化が無
く、記録品位等を保つことができる。

第４図に示すフローチャートと第６図（Ｂ）は本発明の
第２の実施例に関するものである。本実施例に於いては
、第１の実施例に対して、ざらに紙種による制御パラメ
ータを加えたものである。

前述の様に近年に於いては多種多様な記録媒体が存在す
るため、紙であってもメーカー、グレードにより、その
膨潤による変形量も大きなものから、小さなもの、さら
にはＯＨＰフィルムの様に変形しないものもある。その
ために記録媒体の種類によってもギャップ最適値が異な
る。

本実施例に於いては、その記録媒体の種類と記録比率の
パラメータを組合せてギャップを制御することにより、
さらに最適な記録を行ない、高い記録品位９画質を得よ
うとしたものである。第６図（Ｂ）に於ける紙種Ａは上
記変形の最も大きい紙種に対応したパラメータであり、
これに対して紙種Ｃは変形量の少ないものに対応したパ
ラメータである。ざらにＯＨＰ等のプラスチックフィル
ム等の変形しないものはギャップ補正量をＯとする。

なお、このギャップ補正量には紙厚が考慮されてもよい
。

第４図に示すように、ステップ５４０１で例えば所定の
操作キーによりて入力された紙種を検知してＲＡＭ２Ｏ
Ａに記憶し、ステップ５４０４のギャップ補正値読出し
においては、この紙種および記録比率に基づいて第６図
（Ｂ）に示すテーブルを参照する。以下、このギャップ
補正値に基づいて設定されたギャップで記録を行ない、
以上の処理を繰り返えす。

第５図は、第１図（Ａ）および（Ｂ）に示したリニア移
動パルス千−夕の代わりにステッピングモータ１８を用
いる場合を示したものである。このギャップ調整機構部
における駆動機構そのものは従来周知のどの様な機構や
、アクチュエータを用いてもよい。

また、前述の各実施例に於いては求めたギャップ補正値
を次ラインの記録にのみに用いていたが、これを数ライ
ン分の記録に用いてもよい。

さらに、制御パラメータとしては、ヘッド温度、雰囲気
湿度を用いることも出来、さらに加えて記録デユーティ
との組合せの補正値テーブルを用いることもできる。

また、記録媒体の種類によるテーブルの分類に、さらに
カラーモード、単色モードによる分類を加えたテーブル
等を使用してもよい。

また、上記実施例に於いてはギャップ補正値は最大記録
比率を用いて補正されるが、もちろん、検出ラインの中
の記録比率分布に応じて次のラインのギャップ補正値を
算出し、分布どおりにギャップ補正を行なっても良い。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、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
きるからであり、記録パターンによって一層定着の遅速
が生じることが予測されるからである。

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４４８３３５９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。

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、電気熱変換体の組合せ構成
（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５
９−１２３６７０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、定着を確実に効率よく行いうるか
らである。

加えて、上側のようなシリアルタイプのものでも装置本
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。

さらに、本発明は、記録媒体の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も適用することも可
能である。

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。

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
態を採るものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によればインク
液滴の吐出頻度や記録に用いる記録媒体に応じて記録媒
体と記録ヘッドとの間隔が設定されるため、吐出頻度の
低い部分の次に隣接して記録する部分では上記間隔を小
さくでき、また、記録に用いる記録媒体がインク膨潤に
よる変形が小さなものであれば全体として上記間隔を小
さめに設定することができる。この結果、常に記録品位
１画質が良く、かつ記録紙面を汚すことの無いインクジ
ェット記録装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（幻は、本発明の一実施例に関する
インクジェット記録装置の主要構成部を示すそれぞれ斜
視図および側面図、 第２図は、本発明の実施例にかかる制御構成を示すブロ
ック図、 第３図は、本発明の一実施例に関するインクジェット記
録装置の制御手順のフロチャート、第４図は本発明の他
の実施例に関する制御手順のフロチャート、 第５図は、本発明のさらに他の実施例に関するインクジ
ェット記録装置の主要構成部を示す側面図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ第３図および第
４図に示す制御において用いられるギャップ補正値テー
ブルの概念図、 第７図は紙の膨潤による変形と記録ヘッドとの位置関係
を示す模式的上面図である。 １・・・インクタンク、 ２・・・スライドテーブル、 ３・・・キャリッジ、 ４・・・キャリッジガイド、 ５・・・リニア移動パルスモータ、 １３・・・記録ヘッド、 １４・・・吐出面、 １８・・・パルスそ一タ、 ２Ｇ・ＣＰＵ　。 ２０Ａ・・・ＲＡＭ　。 ２０Ｂ・・・ＲＯＭ　。 第１図（Ｂ） 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インク液滴を吐出する記録ヘッドを具え、前記イン
   ク液滴を記録媒体に付着させることにより記録を行なう
   インクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドを、前記記録媒体に対して接近あるいは
   離隔可能に支持する支持手段と、該支持手段において前
   記記録ヘッドを接近あるいは離隔させる駆動手段と、 前記記録にかかる記録媒体の所定領域毎に、該領域に対
   応した前記記録における吐出頻度にかかる量を検知する
   吐出頻度検知手段と、 前記駆動手段による前記移動を前記吐出頻度にかかる量
   に応じて制御することにより、前記記録媒体と前記記録
   ヘッドとの間隔を設定する制御手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）請求項１に記載のインクジェット記録装置は、記録
   に用いる記録媒体の種類を検知する記録紙検知手段を有
   し、前記制御手段は、前記記録媒体の種類および前記吐
   出頻度にかかる量に応じて前記移動を制御することを特
   徴とするインクジェット記録装置。 ３）前記記録ヘッドは走査移動に伴なって前記インク液
   滴を吐出することにより記録を行なうことを特徴とする
   請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。 ４）前記吐出頻度にかかる量は、前記記録媒体の所定領
   域における単位面積あたりの吐出量であることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェッ
   ト記録装置。 ５）前記記録媒体の種類は、記録媒体のインク水分膨潤
   による変形量に応じて類別されることを特徴とする請求
   項２ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装
   置。