JPH11291475A - インクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録装置Info
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- JPH11291475A JPH11291475A JP10152098A JP10152098A JPH11291475A JP H11291475 A JPH11291475 A JP H11291475A JP 10152098 A JP10152098 A JP 10152098A JP 10152098 A JP10152098 A JP 10152098A JP H11291475 A JPH11291475 A JP H11291475A
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Abstract
ンク滴の着弾位置がずれることのないインクジェット記
録装置を提供すること。 【解決手段】 インクジェット記録装置において、キャ
リッジ11を主走査方向に走査させるときに、記録ヘッ
ド16が主走査方向に移動する間における記録ヘッド1
6と基板2の上面20との相対距離をセンサ160が計
測し、その計測結果に基づいて、制御手段60はアクチ
ュエータ170を駆動制御し、記録ヘッド16の高さ位
置を調整する。その結果、記録ヘッド16と被印刷面と
の相対距離を一定に保つことができる。
Description
装置に関するものである。
装置では、主走査方向に延びるガイド上を記録ヘッドが
移動しながらインク滴を記録用紙に向けて吐出して当該
記録用紙に印刷を行う。ここで、記録ヘッドと被印刷面
は、通常、0.5mm程度の隙間があいており、記録ヘ
ッドのノズル開口から吐出されたインク滴は、この隙間
を飛翔して記録用紙の表面に着弾する。
る際も記録ヘッドは停止しているのではなく、記録ヘッ
ドを搭載したキャリッジがガイド上を主走査方向に移動
している。ここで、インク噴射応答には限界があり、た
とえば、9kHzkの応答で、分解能を360dpi
(1インチ当たり360個、すなわち70μm)とする
と、移動速度Vは、 V=0.07×9000 =630mm/s である。この移動速度に比較してインクの吐出速度は1
0倍程度あるとしても、図6(A)、(B)に示すよう
に、インク滴は数度の角度をもって斜めに噴射されるこ
とになる。ここで、図6(A)には、記録ヘッドが図面
に向かって右に移動しているときに吐出されたインク滴
が記録用紙の表面に着弾するまでの様子を示してあり、
図6(B)には、記録ヘッドが図面に向かって左に移動
しているときに吐出されたインク滴が記録用紙の表面に
着弾するまでの様子を示してある。このような状態が発
生しているのを考慮せずに、双方向印刷を行って印刷速
度を高めると、図7に示すように、同じヘッド位置で同
じノズル開口からインク滴が吐出されても、記録ヘッド
が図面に向かって右に移動しているときに吐出されたイ
ンク滴と記録ヘッドが図面に向かって左に移動している
ときに吐出されたインク滴とではインク滴の着弾位置が
寸法aだけ主走査方向にずれることになる。
合わせて、インク滴を吐出するタイミングを補正するこ
とにより着弾位置のずれをキャンセルしている。それ
故、双方向印刷を行っても副走査方向に印刷された線が
繋がるのである。
ン上を走行する記録用紙などへの印刷の場合には、この
ような補正だけで対応できるが、基板やパネルなどとい
ったものが被印刷物であった場合には、これらの材料が
もつ反りあるいはうねりなどによって、記録ヘッドと被
印刷面との間の距離が変動していることが多い。このよ
うな場合には、上記の補正だけでは、副走査方向に延び
る線がきれいに繋がらなくなってしまう。すなわち、被
印刷物の位置が図7に実線で示した位置から点線で示す
位置まで変化すると、インク滴の着弾位置が寸法bと大
きくずれてしまい、双方向印刷を行った場合に副走査方
向に延びる線が繋がらなくなってしまう。
能にした手法と同じように、インク滴を吐出するタイミ
ングを補正することにより着弾位置のずれをキャンセル
する方法が考えられるが、これから印刷しようとする記
録ヘッドと被印刷面との間の距離の変動をキャンセルす
るように駆動パルスを出力するタイミングを駆動回路側
でずらすことはデータ処理上、間に合わないという問題
点がある。また、印刷を行うためのソフトウエアも大幅
に作りなおす必要がでてくるので、簡単には対応できる
方法ではない。
では、印字速度を高めるために多ノズル方式となってい
るが、この場合でも、360dpiという分解能に合わ
せてノズル開口の位置を70μm間隔まで狭めることは
できない。従って、図8に示すように、前記記録ヘッド
には、主走査方向に離間した位置で6列に並ぶ多数のノ
ズル開口が形成され、これらノズル開口の位置を各列間
で副走査方向に向けてわずかずつずらしてある。それ
故、記録ヘッドが主走査方向に移動していくときに各ノ
ズル開口からインク滴を吐出するタイミングを合わせれ
ば、副走査方向に延びる線を描くことができるのであ
る。但し、このような記録ヘッドでも、1本の線を構成
する各点同士は主走査方向で数mm離れた位置にあるノ
ズル開口から吐出されるインク滴で構成されるため、こ
の主走査方向に記録ヘッドが移動する間に、記録ヘッド
と被印刷面との距離が変わった場合には、双方向印刷を
実施しようとしたときに起きたのと同様な問題点(イン
ク滴の着弾位置が主走査方向にずれて、副走査方向に延
びる線が繋がらないという問題点)がある。
反りやうねりのある被印刷面であっても、インク滴の着
弾位置がずれることのないインクジェット記録装置を提
供することにある。
に、本発明では、主走査方向に延びるガイド上を記録ヘ
ッドが移動しながらインク滴を被印刷面に向けて吐出し
て当該被印刷面に印刷を行うオンデマンド方式のインク
ジェット記録装置において、前記記録ヘッドが主走査方
向に移動する間における当該記録ヘッドと前記被印刷面
との相対距離を計測していく距離計測手段と、前記記録
ヘッドと前記被印刷面との相対距離を変化させるアクチ
ュエータと、前記距離計測手段による計測結果に基づい
て前記アクチュエータを駆動制御し、前記記録ヘッドが
主走査方向に移動しながら印刷しようとする前記被印刷
面と前記記録ヘッドとの相対距離を調整する離間距離制
御手段とを有していることを特徴とする。
主走査方向に移動する間における記録ヘッドと被印刷面
との相対距離を計測し、その結果に基づいて、離間距離
制御手段はアクチュエータを駆動制御して、記録ヘッド
が主走査方向に移動しながら印刷しようとする被印刷面
と記録ヘッドとの相対距離を調整していく。従って、記
録ヘッドとの相対距離が変化しやすいような被印刷面で
あっても、被印刷面と記録ヘッドとの相対距離が常に調
整された状態にあるので、インク滴の着弾位置がずれる
ことはない。それ故、品位の高い印刷を行うことができ
る。
装置は、たとえば、前記記録ヘッドが主走査方向の双方
向に移動しながらインク滴を被印刷面に向けて吐出して
当該被印刷面に印刷を行うタイプのものである。
装置は、たとえば、前記記録ヘッドが主走査方向に離間
した位置で当該主走査方向に直交する副走査方向に向け
てずれるように形成された複数のノズル開口を備え、当
該ノズル開口により吐出されたインク滴が繋がって前記
副走査方向に延びる線が印刷されるように構成されてい
るタイプのものである。
たインクジェット記録装置を説明する。
ンクジェット記録装置の外観図、図2(A)はその装置
本体内の構成を示す斜視図である。
ト記録装置1は、トレイTRの上に配置された基板2
(被印刷物)の上面20に各種の印刷を行うためのもの
であり、記録装置本体10と、トレイTRを矢印Aに示
す方向に搬送するトレイ搬送テーブル3とを有してい
る。なお、被印刷物の種類によっては、トレイTRなど
を用いずに搬送装置で直接、被印刷物を搬送することも
ある。
記録装置1の記録装置本体10の内部では、キャリッジ
11がタイミングベルト12を介してパルスモータ13
に接続され、ガイド14に案内されてトレイTRの幅方
向(主走査方向)に往復動するように構成されている。
また、トレイ搬送テーブル3は、モータ110からの回
転駆動力が歯車、プーリ、タイミングベルト(いずれも
図示せず。)などを用いた周知の機構を内蔵しており、
トレイTRを矢印Aで示す方向(主走査方向と直交する
副走査方向)に搬送可能である。このようにして、モー
タ110およびパルスモータ13によって駆動されて、
キャリッジ11またはトレイTRを相対的に移動させる
搬送機構が構成されている。
面、この図に示す例では下面にインクジェット式の記録
ヘッド16が取り付けられている。記録ヘッド16はキ
ャリッジ11の上部に載置されているインクカートリッ
ジ17からインクの補給を受けて、キャリッジ11の移
動に合わせて、トレイTRの上に配置された各基板2の
パッケージ上面20にインク滴を吐出してドットを形成
し、各基板2のパッケージ上面20にシリアルナンバー
などを印刷する。
は、キャッピング装置18が構成され、記録の休止期間
中に記録ヘッド16のノズル開口を封止する一方、印刷
動作中に行われるフラッシング動作時に記録ヘッド16
から吐出されるインク滴を受ける。キャッピング装置1
8の近傍にはクリーニング装置19が配置され、このク
リーニング装置19では、記録ヘッド16の表面をブレ
ードなどでワイピングすることにより、そこに付着した
インク滓を拭き取るように構成されている。
1では、装置本体10の背面側、すなわち、記録ヘッド
16などが配置されている位置よりもさらに矢印Aで示
す方向の側に、印刷済の基板2の各パッケージ上面20
に紫外線照射を行ってパッケージ上面20に付着させた
インクを固化、定着させる紫外線照射装置120が配置
されている。この紫外線照射装置120は、紫外線ラン
プ121と、この紫外線ランプ121から照射された紫
外線を下方に向けて反射するリフレクタ122と、これ
らを覆う保護カバー(図示せず。)とを備えている。
水、アルコール、トルエン、メチルエチルケトン等の溶
媒に、紫外線硬化樹脂、染料または顔料、エチレングリ
コール等の界面活性剤などを溶解または分散させること
により調製される。さらに、記録ヘッドにヒーター等を
付設すれば、ホットメルトインクも使用できる。
記録ヘッド16の構成を示す断面図である。
には、複数のノズル111が形成されているが、これら
のノズル111のいずれにおいても、ノズル111の開
口にそれぞれ連通する圧力発生室113、およびこの圧
力発生室113の一壁面を構成する振動板116を変形
させることにより圧力発生室113を収縮させてノズル
113の開口からインク滴を吐出させる圧電振動子PZ
Tなどの圧力発生素子が構成されている。さらに、複数
の圧力発生室113に連通して各圧力発生室113の膨
張時にインクを送り込む共通インク室115が構成され
ている。
薄板から構成され、ピエゾ素子などの圧電振動子PZT
(圧力発生素子)の先端に当接している。また、振動板
16には、その変形を容易とするための肉薄部分119
が形成されている。このような構成により、図3に示す
状態から、圧電振動子PZTが収縮して、振動板116
が上方に撓んで圧力発生室113が膨張すると、共通イ
ンク室115のインクがインク供給口114を経由して
圧力発生室113に流れ込む。所定時間の経過後に、圧
電振動子PZTが伸長して、振動板116が元に戻って
圧力発生室113が収縮すると、圧力発生室113のイ
ンクが圧縮されて、矢印Dで示すように、ノズル111
の開口からインク滴が吐出する。このとき、記録ヘッド
16に形成されている多数のノズル111のうち、いず
れからインク滴を吐出するかによって所定の文字やマー
クなどを印刷する。
した記録ヘッド16は、図2(B)に示すように、従来
の記録ヘッドと違って、キャリッジ11に対してアクチ
ュエータ170を介して支持され、上下動することが可
能な状態にある。このアクチュエータ170としては応
答速度が高いことが要求されるので、たとえば、CD
(コンパクトディスク)から情報再生などに用いる光ピ
ックアアップ装置の対物レンズ駆動装置に用いられてい
る磁気駆動型のアクチュエータなどを用いることができ
る。このアクチュエータ170では、記録ヘッド16が
複数本のワイヤーばね172などに支持され、それを電
磁石173で駆動する磁気駆動型のものである。
うに、本形態では、記録ヘッド16に対して、記録ヘッ
ド16と基板2の上面20(被印刷面)との距離を計測
するためのセンサ160(距離計測手段)が取り付けら
れており、記録ヘッド16を主走査方向に移動させる
と、記録ヘッド16とともに、センサ160も主走査方
向に移動することになる。従って、センサ16を用いれ
ば、主走査方向における記録ヘッド16と基板2の上面
20との距離を計測することができる。ここで、センサ
160としては、被印刷物(基板2の上面20)からの
反射光強度で距離を計測するもの、被印刷物が金属製で
あれば基板2との静電容量を検出するもの、磁界変化を
利用するもの、被印刷面の帯電量を検出するものなどを
用いることができる。
としては、被印刷面との距離を計測可能な位置であれ
ば、たとえば、図3(B)に示すように、記録ヘッド1
6の主走査方向と平行な側面、あるいは、図3(C)に
示すように、記録ヘッド16の副走査方向と平行な両端
面などいずれの位置にあってもよい。図3(B)に示す
構成であれば、記録ヘッド16が双方向のいずれの方向
に移動中であっても、主走査方向における記録ヘッド1
6と同じ位置の被印刷面との距離を計測でき、図3
(C)に示す構成であれば、記録ヘッド16が双方向の
いずれの方向に移動中であっても、2つのセンサ160
を使い分ければ、主走査方向において記録ヘッド16に
対して同じ位置関係の箇所で被印刷面との距離を計測で
きる。
を参照して、本形態のインクジェット記録装置に構成さ
れている制御系および駆動系の構成を説明する。
に構成されている制御手段60は、ホストからの印刷指
令信号や印刷データを受けて、駆動電圧発生回路31お
よびヘッド選択回路32を備える記録ヘッド駆動回路3
0を制御するとともに、キャリッジ駆動回路33やトレ
イ駆動回路37なども制御して印刷動作を実行させる。
また、制御手段60は、タイマ手段34の計時データに
より、フラッシング動作を行わせたり、記録ヘッド16
のクリーニング動作を行わせる。
圧発生回路31は、ノズル111の開口からインク滴を
吐出させるのに必要な電圧値の台形波を発生させるよう
に構成されている。また、ヘッド選択回路32は、各ノ
ズル111毎に構成されたトランジスタTを制御するこ
とにより、複数の圧電振動子PZTのうち、印刷データ
に対応する圧電振動子PZTに駆動電圧発生回路31の
駆動電圧を選択的に印加する。タイマ手段34には、印
刷タイマ35、休止タイマ36および電源オフタイマ3
8が構成されている。印刷タイマ35は、印刷動作の継
続時間を計時するタイマであり、印刷開始より起動して
フラッシング動作によりリセットされる。休止タイマ3
6は、主電源SPのオフ後も計時可能なように、一時電
源などによりバックアップを受けていて、印刷動作が停
止して記録ヘッド16がキャッピング装置18により封
止された時点で計時を開始し、印刷が開始された時点で
リセットされる。電源オフタイマ38は、電源投入検出
手段39により、電源スイッチSWのオフが検出された
時点から計時をスタートし、記録ヘッド16をキャッピ
ング装置18により封止するのに要する時間の経過後に
出力してリレー40を消勢して装置への主電源SPの供
給を遮断する。
は、距離計測用のセンサ160からの出力がA/Dコン
バータ161を介して入力されている。また、制御手段
60は、アクチュエータ170への通電を制御して、記
録ヘッド16の被印刷面(基板2の上面20からの距離
を調整する。すなわち、制御手段60は、距離計測用の
センサ160を介して得た基板2の上面20との距離の
計測結果をRAM601などに一時記憶しておき、この
RAM601をワーキングメモリとして用いながら基板
2の上面20との距離を一定に維持するようにアクチュ
エータ170を制御し、記録ヘッド16の高さ位置を調
整する。このような動作が、記録ヘッド16が今回、主
走査方向に移動しながら印刷しようとする基板2の上面
20と記録ヘッド16との相対距離を調整する離間距離
制御手段であり、この離間距離制御手段は、記録装置本
体10内のROMなどに格納されているプログラムに基
づいて動作するCPUなどによって実現できる。
ェット記録装置1の動作として、図5(A)に示すよう
に、上面20(被印刷面)になだらかな起伏を有する基
板2(被印刷物)に印刷を行う場合を説明する。
クチュエータ170を原点復帰させてセンサ170の高
さ位置を基準位置に戻した状態で、これから印刷しよう
とする1列分をインク滴を吐出することなく、キャリッ
ジ11を主走査方向に走査させる。このような走査中
に、記録ヘッド16が主走査方向に移動する間における
記録ヘッド16と基板2の上面20との相対距離をセン
サ160が計測し、その計測結果は、記録ヘッド16の
位置との関連をもって制御手段60のRAM601に記
憶されていく。ここで、センサ160の検出範囲には空
間的な広がりを有しており、たとえば図3(B)に示す
ように構成したセンサ160から検出される情報は、記
録ヘッド16の主走査方向における幅寸法に相当する範
囲から得られた情報である。従って、本形態では、セン
サ160から時系列的に得られる情報のうち、各時点毎
に、記録ヘッド16と基板2の上面20との相対距離が
最大値となる値をRAM601に順次取り込むように構
成されている。従って、RAM601に対して、記録ヘ
ッド16と基板2の上面20との相対距離として取り込
まれたデータは、図5(B)に示す情報となる。
は、離間距離制御手段として、図5(C)に示すよう
に、アクチュエータ170への通電を制御し、記録ヘッ
ド16がインク滴を吐出しながら主走査方向に移動する
のに連動するように記録ヘッド16の高さ位置を調整す
る。その結果、図5(D)に示すように、記録ヘッド1
6が今回、主走査方向に移動しながら印刷しようとする
基板2の上面20と記録ヘッド16との相対距離が一定
に保たれる。
れば、図7を参照して説明したように、基板2に反りあ
るいはうねりがあっても、双方向印刷を行ったときに、
同じヘッド位置で同じノズル開口から吐出されたインク
滴は、基板2の上面20において着弾位置がずれること
がない。それ故、反りやうねりを避けることのできない
基板2などの上面20(被印刷面)であっても、副走査
方向に延びる線がきれいに繋がるなど、基板2などの表
面に高い分解能の印刷を行うことができる。
ノズル方式の記録ヘッド16において、主走査方向に離
間した位置で6列に並ぶ多数のノズル111の開口が形
成され、これらノズル111の開口の位置を各列間で副
走査方向に向けてわずかずつずらしてあっても、記録ヘ
ッド16と基板2の上面20との相対距離が一定になる
ように補正してあるので、反りやうねりを避けることの
できない基板2などの上面20(被印刷面)において副
走査方向に延びる線がきれいに繋がる。それ故、基板2
などの表面に高い分解能の印刷を行うことができる。
形態では、記録ヘッド16は、圧電振動子PZT等を利
用してノズル11に連通する圧力発生室113の容積を
変化させてインク滴の吐出を行なう形式のものであった
が、電極間に発生する静電気力を利用して振動板を振動
させることによりノズルに連通した圧力発生室の容積を
変化させてインク滴の吐出を行なう形式のものにも本発
明を適用することができる。
けたノズル111の開口からインク滴を吐出させるフェ
イスイジェクトタイプであるが、インク滴を基板の端部
に設けたノズル開口から吐出させるエッジイジェクトタ
イプでもよい。
クジェット記録装置では、距離計測手段が、記録ヘッド
が主走査方向に移動する間における記録ヘッドと被印刷
面との相対距離を計測し、その結果に基づいて、離間距
離制御手段はアクチュエータを駆動制御して、記録ヘッ
ドが主走査方向に移動しながら印刷しようとする被印刷
面と記録ヘッドとの相対距離を調整していく。従って、
記録ヘッドとの相対距離が変化しやすいような被印刷面
であっても、被印刷面と記録ヘッドとの相対距離が常に
調整された状態にあるので、インク滴の着弾位置がずれ
ることはない。それ故、分解能が高くて品位の高い印刷
を行うことができる。
ジェット記録装置の本体内の要部を示す斜視図、および
記録ヘッドに設けたアクチュエータの説明図である。
すインクジェット記録装置に用いた記録ヘッドを下面側
からみたときの斜視図、記録ヘッドに対する距離計測用
センサの取り付け構造を示す説明図、および記録ヘッド
に対する距離計測用センサの別の取り付け構造を示す説
明図である。
ている制御系および駆動系のブロック図である。
これから印刷を行おうとする基板上面(被印刷面)の起
伏を示す説明図、この起伏に起因する記録ヘッドと基板
上面との相対距離データを示す説明図、この相対距離デ
ータに基づくアクチュエータの駆動を示す説明図、およ
びアクチュエータを駆動して補正した後の記録ヘッドと
基板上面との相対距離を示す説明図である。
に向かって右に移動しているときに吐出されたインク滴
が記録用紙の表面に着弾するまでの様子を示す説明図、
および記録ヘッドが図面に向かって左に移動していると
きに吐出されたインク滴が記録用紙の表面に着弾するま
での様子を示す説明図である。
ンク滴の着弾位置のずれ、およびそれが記録ヘッドと基
板上面との相対距離の変動で拡大される様子を示す説明
図である。
の配置を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 主走査方向に延びるガイド上を記録ヘッ
ドが移動しながらインク滴を被印刷面に向けて吐出して
当該被印刷面に印刷を行うオンデマンド方式のインクジ
ェット記録装置において、 前記記録ヘッドが主走査方向に移動する間における当該
記録ヘッドと前記被印刷面との相対距離を計測していく
距離計測手段と、前記記録ヘッドと前記被印刷面との相
対距離を変化させるアクチュエータと、前記距離計測手
段による計測結果に基づいて前記アクチュエータを駆動
制御し、前記記録ヘッドが主走査方向に移動しながら印
刷しようとする前記被印刷面と前記記録ヘッドとの相対
距離を調整する離間距離制御手段とを有していることを
特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記記録ヘッドは、
主走査方向の双方向に移動しながらインク滴を被印刷面
に向けて吐出して当該被印刷面に印刷を行うことを特徴
とするインクジェット記録装置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記記録ヘッドは、
主走査方向に離間した位置で当該主走査方向に直交する
副走査方向に向けてずれるように形成された複数のノズ
ル開口を備え、 当該ノズル開口により吐出されたインク滴が繋がって前
記副走査方向に延びる線が印刷されるように構成されて
いることを特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10152098A JPH11291475A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | インクジェット記録装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10152098A JPH11291475A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | インクジェット記録装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003030991A Division JP2003200567A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | インクジェット記録装置 |
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JP10152098A Pending JPH11291475A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | インクジェット記録装置 |
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