JPH021326A

JPH021326A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JPH021326A
Application number: JP6932489A
Authority: JP
Inventors: Yuji Suzuki; 祐司鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1990-01-05

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、階調記録を行なうことのできるインクジェ
ット式記録装置に関する。

（従来の技術）紙類等に印刷記録する記録方式を分類すると、インパク
ト方式とノンインパクト方式とｌこ分類される。ノンイ
ンパクト方式を採用した記録装置は、本質的に、ノンイ
ンパクト方式を採用したものに比べて低騒音で、小形化
を図れる等の利点を備えている。

ところで、ノンインパクト方式を採用した記録装置は、
さらに幾つかに分類されるが、この中にインクジェット
記録方式を採用した記録装置がある。このインクジェッ
ト式記録装置は、基本的にはノズルからインク粒子を噴
射して記録媒体に衝突させることにより記録媒体上にド
ツトを形成させるようにしたもので、カラー記録が容易
であるという格別な利点を備えている。しかし、反面、
ノズルが目詰まりを起こし易く、記録装置としての安定
性に欠ける問題があった。

そこで、最近では目詰まりを大幅に緩和できるようにし
たインクジェット式記録装置が提案されている。第１３
図は、このインクジェット式記録装置の主要部を概略的
に示すものである。このインクジェット式記録装置は、
紙類等の記録媒体１の記録面２に近接して図中実線矢印
３で示す方向に走行するようにフィルム４を配置してい
る。このフィルム４には数１０〔μｍ〕ピッチで直径［
１０〔μｍ１Ｌ）の小凹部または小孔５が多数段けられ
でいる。そして、前記記録面２と対向する位置には、フ
ィルム４の上記記録面２と対向している面とは反対側に
位置している面に接触して各小孔５にインク６を充填す
るインク供給機構、例えばインク供給棒７が配置されて
いる。また、フィルム４の走行方向を基準にしてインク
供給棒７より前方位置には、フィルム４の前記記録面２
と対向している面とは反対側に位置している面に接触す
る関係にサーマルヘッド８が配置されている。このサー
マルヘッド８のフィルム４への接触面には、フィルム４
の幅方向に多数の発熱素子が所定ピッチで設けられてい
る。そして、インク供給棒７とサーマルヘッド８とはフ
ィルム４の走行速度より遅い速度で、例えばフィルム４
の走行方向と同方向に移動制御される。すなわち、この
記録装置は、インク供給棒７でフィルム４の各小孔５１
こインク６を充填しておき、この充填されているインク
６にサーマルヘッド８でヒートパワーを与えて気泡化さ
せ、この気泡化によって形成されたインク粒子９を記録
面２に衝突させるようにしている。サー？／Ｌ／ヘッド
８のフィルム４との接触面にはフィルム４の幅方向ζこ
複数の発熱素子が装着されているので、これらのうちの
所望の発熱素子を付勢すれば、付勢された発熱素子上を
通過する小孔５に充填されているインク６のみがインク
粒子９となって記録面２に衝突することになる。従って
、フィルムに設けられた小孔５からドツトイメージに対
応するインクのみを記録に使うことができる。この記録
装置で使用されるサーマルヘッド８は、公知の熱転写式
記録装置におけるサーマルヘッドと同じ動作を行い、ま
たフィルム４は同記録装置におけるインクリボン（こ対
応する。

こういったフィルム４を用いたノンインパクト方式のイ
ンクジェット式記録装置により階調記録を行う場合、一
般には第１２図（こ示すように１画素をマトリクスで構
成し、このマトリクスにドツトを順次形成していくよう
ζこして行う。ここでは１画素を３Ｘ３のマトリクスで
構成しているので、画素内にドツトを形成しない場合を
含めて形１０階調を表現することができる。また、１画
素を２×２のマトリクスで構成する場合は同様な方式で
計５階調を表現することができる。そして、画素の集合
体として記録媒体上に形成される画像は、画素の階調変
化を行うことにより微妙な濃淡の表現されたものとなる
。

このような画像形成方法であっても、表現色が多く、か
つきめ細かな画像を記録するためには、単位長さ当りの
画素の数、すなわち画素密度を高くしなければならない
。従って上記マトリクス方式の場合、同じ寸法の画素を
４Ｘ４や５Ｘ５のマトリクス構成とすれば画素密度が高
くなって解像度が上がり、一方で階調特性も上げること
ができる。しかし従来のマトリクス方式のインクジェッ
ト式記録装置のほとんどはドツトの大きさを変化させる
ことができず、マトリクス構成を変えるため正こは画素
の寸法を大きくしなければならない。

そのため階調特性を上げるには解像度を下げなければな
らず、階調特性と解像度のどちらかを犠牲にしなければ
ならなかった。

（発明が解決しようとする課題）以上のように従来のマトリクス方式のインクジェット式
記録装置のほとんどはドツトの大きさを変化させること
ができず、マトリクス構成を変えるためには画素の寸法
を大きくしなければならない。そのため階調特性を上げ
るためには解像度を下げなければならず、Ｗｔｖ４特性
と解像度のどちらかを犠牲にしなければならなかった。

本発明はこういった従来の問題点に鑑みてなされたもの
であり、階調特性と解像度の低下を防止して高精細な画
像を形成するインクジェット式記録装置の提供を目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明においては、記録紙
のほぼ同一位置にドツトを複数形成することにより異な
る濃度を表現するものとした。

（作用）上記の方式により階調数を格段１こ増やすことができる
ので、従来のように階調特性を上げるために解像反を下
げる必要がなくなり、画像の高精細化が実現する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るインクジェット式記
録装置の外観を示すものである。

同図において、フレーム１１の両端部には支持ｉ　１２
ａ、　１２ｂが立設されている。支持ｉ　１２ａ、１２
ｂには図示しない軸受がそれぞれ同軸的に装着されてお
り、これら軸受によりＣ軸１３が回転自在に支持されて
いる。軸１３の前記支持壁１２ａ％ｌＺｂ間に位置する
部分には外周面で記録紙１４を送り出すためのゴムロー
ラ１５が装着されている。コムローラ１５の下方には上
記コムローラ１５に記録紙１４を選択的に押付ける図示
しないピンチローラが設けてあり、また上記ピンチロー
ラより送り方向前方位置には記録紙１４の送り出し方向
を規制する規制部材１６が設けられている。そして、前
記軸１３は、ブー’Ｊ　１７、ゴムベルト【８、プーリ
１９を介して、前記支持壁１２ａに支持された紙送り用
モータ２０に連結されている。なお上記紙送り用モータ
２０は後述する関係ｌこ制御される。

しかして、ゴムローラ１５の側面（こ対向する位置には
、ゴムローラ１５と平行する関係に案内軸２１が配置し
てあり、この案内軸２１の両端は、それぞれ、前記支持
ｉ　１２ａ、　１２ｂに固定されている。案内軸２１に
はキャリッジ２２が案内軸２１の軸心線方向に摺動自在
に装着されている。キャリッジ２２は、支持壁１２ａと
１２ｂ　（！：の間の空間に張設されたゴムベルト２３
の一部分に結合されている。そして、ゴムベルト２３は
プーリ２４を介してキャリッジ、１駆動用のモータ２５
に連結されている。このモータ２５は後述する関係に駆
動制御される。

キャリッジ２２の上面にはリール駆動軸２６ａ１２６ｂ
が突設してあり、これらリール駆動軸２６ａ。

２６ｂはキャリッジ２２の背面側に固定された図示しな
いリール駆動モータに連結されている。そして、キャリ
ッジ２２の上面には、フィルムカセット２７が装着され
ている。このフィルムカセット２７は、前述した記録紙
１４側に位置する部分に開口Ｐを有したケース２８と、
このケース２８内に前記リール駆動軸２６ａ、２６ｂと
係合する関係に収容され上記リール駆動軸２６ａ、　２
６ｂから回転力を受ける図示しない一対のリールと、こ
れらリール右よび前記開口Ｐを通る経路に配設され上記
リールの回転に伴って図中矢印Ｐ１で示す方向ζζエン
ドレス状態で走行するフィルム２９とで構成されている
。そして、前記キャリッジ２２の縁部で前記開口Ｐの部
分には、フィルム２９の前記記録紙１４に対向している
面とは反対側に位置している面に接触するサーマルヘッ
ド３ｏと、フィルム２９の走行方向を基準にしてサーマ
ルヘッド３０の後方位置に配置され上記フィルム２９に
インクを供給するインク供給機構３１と、フィルム２９
の走行方向を基準にしてサーマルヘッド３０（Ｄｍ方位
置に配置され上記フィルム２９に付着しているインクを
除去するインク除去機構３２とが設けられている。フィ
ルム２９としでは、第９図に示した従来のものと同様１
こ多数の小孔を有したものが用いられており、また、サ
ーマルヘッド３０も従来のものと同様に、フィルム２９
の幅方向に多数の発熱素子を配列したものが用いられて
いる。

なお、キャリッジ、駆動用のモータ２５は図示しない制
御系によってキャリッジ２２を案内軸２１に沿って往復
駆動させるように制御され、また、紙送り用のモータ２
０は、キャリッジが折返した位置に至った時点で図示し
ない制御系によって記録紙１４を所定ピッチ移動させる
ように制御される。さらに、フィルム２９の走行速度は
キャリッジ２２の移動速度より大きく設定されておりキ
ャリッジ２２が折返し点に至った時点毎１こ走行方向が
切替えられる。さらにサーマルヘッド３０ρ各発熱素子
は図示しないヘッドドライバーによって付勢される。

また、上記構成のインクジェット式記録装置では、第２
図に示すようにサーマルヘッド９の１つの発熱素子にフ
ィルムの複数の孔が対応しているため、第３図に示すよ
うに１つのドツト３４は複数のマイクロドツト３３の集
合体で形成される。

従って、１つのドツトにフィルムの１つの孔が対応する
ものと比べて、ドツト形成に要するインクの量が少なく
濃度も薄い。そこで本発明では第４図１こ示すようにマ
トリクスの同じマス目に２度ドツトを打って濃度を出す
ようにした。このようにすると第６図に示す階調パター
ンのように２Ｘ２のマ）　ＩＪクスで１つの画素を形成
することを考えた場合、１つのドツトの濃度が薄いこと
を利用して、記録紙に何も書かない白を含めて計１５階
調を出すことができる。そして、同一濃度のインクのみ
を用いるだけでも十分な階調表現が可能となる。これに
より、従来の方式であれば２Ｘ２のマトリクスでは計５
階調しか出せないものを、本発明では更ｌこ１０階調多
くすることができる。また、第１２図に示す３×３のマ
ｌ−ＩＪクスよりも階調数が多くなるので、画素の寸法
を小さくすることにより階調特性と解像度を同時に向上
させることができる。伺、第４図では１度目と２度目に
打たれたマ・ｆクロドツト３３が同じ位ｆＲζこ形成さ
れているが、実際にはマイクロドツト３３は第５図ｉこ
示すようにわずかに異なる位置に形成される。このよう
にマイクロドツト３３が形成されることによりドツト３
４内の濃度は１度打ちの場合に比べてマイクロドツト３
３の総面積の占める割合が多くなる分だけ濃くなる。そ
して本実施例のようにドツト３４内にマイクロドツト３
３の形成されない部分の面積が比較的多い方式において
は前記の効果は一層顕著に現れ、更に３度打ち、４度打
ちを行う１こ従ってマイクロドツト３３の総面積が大き
くなり濃度も上昇する。以上のように濃度階調と面積階
調とを併用することによって高精細な画像が提供される
。

また本発明では、２度打ちを行う際、第７図に示すよう
に２度目のドツトを１つのドツトと隣りのドツトとの距
離、すなわちドツトピッチｐの１／ｎピツチ（ただしｎ
はｌよりも大きい実数）ずらして打つことにより、１画
素中におけるマイクロドツト３３の占める割合を更に多
くするようにした。この−例としてｌ／２ピツチすなわ
ちｐ／２だけずらした場合を第８図に示す。このように
、マトリクスのマス目間の中央にドツトを打つことによ
り、上述した２×２のマトリクスからなる１つの画素の
階調数を更に増やすことができる。すなわち、第９図に
示すように、同じ位置に２度打つ場合を採用したものに
比べて本実施例では更に１０階調階調数を増やすことが
できるので、この方式を用いれば従来の５Ｘ５のマトリ
クス構成の場合と略等しい階調数を実現するこ乏ができ
る。

この２×２のマドＩＪクスで１つの画素を形成した場合
で、従来の１度打ちの場合と、本発明の２度打ちにより
階調数を増やした場合とを比較したグラフを第１０図に
示す。

ここでは、マトリクスサイズとして２Ｘ２の場合を示し
たが、他のマ）　ＩＪクスサイズの場合においても同様
に階調数を増やすことができる。また、２度目のドツト
をずらす量を１例としてｐ／２だけずらした場合を示し
たが、１つ１つの画素ごとにずらす量を変えればさらに
階調数を増やすことができる。また、ここではマｌ−Ｉ
Ｊクスの横方向に１／ｎピツチずらしてドツトを形成し
たが、縦方向にずらしてももちろんよい。また、４つの
マス目の中央にドツトを形成してもよい。

また、同じフィルム厚さと同じピッチで孔径だ有利とな
る。そしてここでは、２度目のドツトと３度目のドツト
を打つ場所を、１度目のドツトを打つ場所とドツトピッ
チｐのｌ／ｎピッチ変えれば、２度打ちの場合よりさら
に階調数を増やすことができる。

また上記実施例では、多数の小孔もしくは小凹部を有す
るフィルム上に塗られたインクをヒートパワーで記録媒
体に向けて噴射させて記録を行なうインクジェット式記
録装置について述べたが、本発明はこれ１こ限定される
ものではない。

例えば第１１図に示すように、インク滴にリング状電他
を用いて帯電させ、個々のインク滴の持つ電荷によりイ
ンク滴の流れを円錐状に拡散させ、荷重電圧ζこよって
アパーチャを通過するインクの１を制御する方式のもの
にも適用できる。つまり、第３図乃至第９図に示すよう
に１つのドツト３４を複数のマイクロドツト３３により
構成するものにあっては本発明をそのまま応用すること
ができると共（こ同様の作用、効果を得ることができる
。

また、葛へ上記のようにドツト３４を複数のマイクロド
ツト３３により構成する以外の通常のインクジェット式
記録装置、つまり通常のドツト３４の集合で画素を形成
するものにおいても一回目のドツト３４の記録位置と複
数回目のドツト３４の記録位置をずらすことにより階調
数を増やすことができる。つまり、第８図１こ示すよう
にドツト３４の位置をずらすことにより１画素中の濃度
が変化するので、階調数を増やすことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、階調特性と解像度の低下
を防止して、高精細な画像を形成するインクジェット式
記録装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット式記録
装置の外観図、第２図はサーマルヘッド付近を示す模式
図、第３図乃至第９図は本発明に係るドツトの説明固止
階調パターンの説明図、第１０図は本発明占従来の方式
とを比較したグラフ、第１１図は本発明の他の実施例に
係る説明図、第１２図は従来の階調パターンの説明図、
第１３図は本発明が対象としているインクジェット式記
録装置程の基本構成を示す模式図である。１．１４　・・・記録紙、４．２９・・・フィルム、７
．３１　・・・インク供給機構、８１３０・・・サーマルヘッド、９・・・インク粒子、　　１１＝−・フレーム、２０、
２５・・・モータ、　　２２・・・キャリッジ、３３・
・・マイクロドツト、３４・・・ドツト。代理人　弁理士　則　近　憲　侑司　　　　　　松　　山　　光　　之第図Ｐ■名ｍ　ノでターン第図築図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インク滴を記録媒体上のほぼ同一位置に複数回衝
突させて異なる濃度の記録を行うことを特徴とするイン
クジェット式記録装置。
（２）前記記録媒体上に衝突した前記インク滴は少なく
とも一部が重なっていることを特徴とする請求項１記載
のインクジェット式記録装置。
（３）前記インク滴は複数のマイクロインク滴の集合体
であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
式記録装置。
（４）前記記録媒体上に同一濃度のインク滴を複数回衝
突させることを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
ト式記録装置。
（５）画像を複数の画素の集合体で表し、前記画素をマ
トリクス構造としてこのマトリクスの所定の位置に前記
インク滴を複数回衝突させることにより画像を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至４記載のインクジェット
式記録装置。
（６）前記マトリクスの所定のマス目に前記インク滴を
複数回衝突させることを特徴とする請求項５記載のイン
クジェット式記録装置。
（７）前記マトリクスのマス目間に前記インク滴を少な
くとも１回衝突させることを特徴とする請求項５記載の
インクジェット式記録装置。