JPH08310049A - インクジェット記録装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低密度ノズルのヘッドを用いたライン型イン
クジェットヘッドで高密度（高解像度）印字を可能にす
る。 【構成】 ライン型インクジェットヘッド１を上ガイド
６及び下ガイド７間に左右（水平方向）に移動可能に保
持し、その一方側にはサーボモータ８を配置し、このサ
ーボモータ８の回転軸８ａにヘッド１の側面に当接する
板カム９を装着し、他方側には固定部１０との間に圧縮
スプリング１１を配設して、ヘッド１をカム板９のカム
面に押し付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
記録装置及び方法に関し、特にライン型インクジェット
ヘッドを用いた記録装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクを吐
出するノズルと、ノズルが連通する液室と、液室を加圧
するための加圧手段とを備えたインクジェットヘッドを
用いてノズルからインク的を飛翔させることによって受
像材に印字を行うものである。このようなインクジェッ
トヘッドを用いて高速、高解像度印字を行うために、ノ
ズル間ピッチを微小化、ヘッドの長尺化（所謂ラインヘ
ッド化）が種々試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ットヘッドは上述したようにノズル、液室、加圧手段が
それぞれ対をなして１つのドットを印字するものである
ために、ノズル間ピッチの微小化を進めるには液室や加
圧手段の微小化も図らなければならず、他方、ラインヘ
ッド化を進めるためにはできる限り長尺のヘッドを製造
しなければならないが、低コストで高解像度印字が可能
なラインヘッドを製造することは非常に困難である。

【０００４】すなわち、例えば加圧手段として電気発熱
変換素子を使用したインクジェットヘッドにおいて、Ｉ
Ｃ技術の応用によるホトファブリケーション工法によっ
て、１ヘッドのノズル間ピッチを６１μ〜３２μにした
４００dpi〜８００dpiの解像度が得られるヘッドが製作
されている。この場合、６４μピッチで２５６〜５１２
個のノズルを有する幅１６〜３２mmの４００dpi相当の
ヘッドの製造上の歩留りはシリコンウエハー上で８０％
以上得られるものの、８００dpi相当のヘッドを製造し
ようとすると、歩留りは３０％以下になり、単体でＡ４
幅の長さを有するライン型インクジェットヘッドの製造
だけでなく、短尺ヘッドを継ぎ合わせた長尺のライン型
インクジェットヘッドの製造も困難で、極めてコストも
高くなる。

【０００５】また、加圧手段として圧電素子を使用した
インクジェットヘッドにおいても、セラミック基板の収
縮率等を勘案するとせいぜい２〜３cm幅のヘッドを製造
するのが限界であるとともに、素子の分割化の機械的工
法の限界などから１００dpi以上にノズル密度を上げる
ことは困難であり、コスト的にも高価になる。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、低密度ノズルのヘッドを用いたライン型インク
ジェットヘッドで高密度（高解像度）印字を可能にする
インクジェット記録装置及び方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェット記録装置は、ラインヘッ
ド型インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録
装置において、前記インクジェットヘッドを主走査方向
に予め定めた微小移動量だけ移動させるヘッド微小移動
手段を備えた。

【０００８】請求項２のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、前記ヘ
ッド微小移動手段には前記インクジェットヘッドの微小
移動量が複数設定されている構成とした。

【０００９】請求項３のインクジェット記録装置は、上
記請求項１又は２のインクジェット記録装置において、
前記ヘッド移動手段が時間に対するヘッド移動軌跡が千
鳥状になる移動量及び移動方向に前記インクジェットヘ
ッドを移動させる手段を備えている構成とした。

【００１０】請求項４のインクジェット記録方法は、ラ
インヘッド型インクジェットヘッドによって記録を行う
インクジェット記録方法において、前記インクジェット
ヘッドを主走査方向に予め定めた微小移動量だけ移動さ
せて記録する。

【００１１】請求項５のインクジェット記録方法は、上
記請求項４のインクジェット記録方法において、同一位
置で複数回重ね印字する構成とした。

【００１２】請求項６のインクジェット記録方法は、上
記請求項４のインクジェット記録方法において、ドット
径を異ならせて印字する構成とした。

【００１３】

【作用】請求項１のインクジェット記録装置は、インク
ジェットヘッドを主走査方向に予め定めた微小移動量だ
け移動させるヘッド微小移動手段を備えたので、各ノズ
ルのピッチ間に仮想的にノズルを配置したと同様の作用
が得られ、低密度ヘッドを用いても高密度印字を行うこ
とができ、高解像度の画像が得られる。

【００１４】請求項２のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、ヘッド
微小移動手段にはインクジェットヘッドの微小移動量が
複数設定されている構成としたので、複数の印字密度で
の印字が可能になり、例えばキャラクタ印字、画像や写
真等の高解像度印字など必要とする解像度に応じた印字
を行える。

【００１５】請求項３のインクジェット記録装置は、上
記請求項１又は２のインクジェット記録装置において、
ヘッド移動手段が時間に対するヘッド移動軌跡が千鳥状
になる移動量及び移動方向にインクジェットヘッドを移
動させる手段を備えているので、インクの受像材への吸
収時間を確保でき、フェザリング等のドット径の滲みを
防止できて高画質を得ることができる。

【００１６】請求項４のインクジェット記録方法は、イ
ンクジェットヘッドを主走査方向に予め定めた微小移動
量だけ移動させて記録するので、各ノズルのピッチ間に
仮想的にノズルを配置したと同様の作用が得られ、低密
度ヘッドを用いても高密度印字を行うことができて高解
像度の画像が得られる。

【００１７】請求項５のインクジェット記録方法は、上
記請求項４のインクジェット記録方法において、同一位
置で複数回重ね印字する構成としたので、インクの濃度
とドット径を変えることができて、印字の多値化を図
れ、高解像度の高階調画質を得ることができる。

【００１８】請求項６のインクジェット記録方法は、上
記請求項４のインクジェット記録方法において、ドット
径を異ならせて印字する構成としたので、印字時間に影
響を与えることなく、印字の多値化を図れ、高解像度の
高階調画質を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例を示すインクジェッ
ト記録装置の要部概略構成図、図２はその作用説明にも
供するインクジェットヘッドの要部拡大図である。この
インクジェット記録装置におけるライン型インクジェッ
トヘッド１は、複数のインクジェットヘッドをライン状
に継ぎ合わせて１つのライン型インクジェットヘッドと
したものである。このヘッド１は、図２に示すように、
内部には複数のノズル２，２…、ノズル２が連通する加
圧液室３，３…、加圧液室３にインクを供給する共通液
室４及び図示しないが加圧液室３，３…をそれぞれ印字
データに応じて加圧する圧電素子、電気熱変換素子等の
加圧手段を備え、加圧手段を印字データに応じて駆動す
ることによってノズル２からインク滴５を噴射して受像
材Ｐに所定のドットを付着させて画像を記録する。な
お、ここでは、ヘッド１のノズル２，２の間隔（ノズル
ピッチ）は２５６μに設定している。

【００２０】そして、このライン型インクジェットヘッ
ド１は図１に示すように上ガイド６及び下ガイド７間に
左右（水平方向）に移動可能に保持し、その一方側には
サーボモータ８を配置し、このサーボモータ８の回転軸
８ａにヘッド１の側面に当接する板カム９を装着し、他
方側には固定部１０との間に圧縮スプリング１１を配設
して、ヘッド１をカム板９のカム面に押し付けるように
している。また、サーボモータ８の回転軸８ａに装着し
たスリット円板１２とサーボモータ４に取付けた透過型
フォトセンサ１３からなるエンコーダ１４を設けてい
る。これらのサーボモータ８、カム板９及び圧縮スプリ
ング１１によってヘッド微小移動手段を構成している。

【００２１】以上のように構成したインクジェット記録
装置の作用について説明すると、まずライン型インクジ
ェットヘッド１の側面に当接しているカム板９は、図２
（ａ）のカム線図に示すように原点位置（０゜）から１
８０゜回転した位置で変位量が１２７μになるように形
成し、またエンコーダ１４はカム板９の原点位置で同図
（ｂ）に示すようにホーム信号を出力すると共に、所定
の間隔（角度）で位置信号を出力するようにする。

【００２２】これによって、サーボモータ８を回転駆動
制御してカム板９を回転させることによって、ライン型
インクジェットヘッド１は、図２に示すようにスプリン
グ１０の付勢力に抗してカム板９のカム面の変位に応じ
てヘッド１の位置（初期位置）から右方向にヘッド１´
の位置まで最大１２７μ移動すると共に、スプリング１
０の付勢力で左方向に移動して初期位置に復帰移動す
る。

【００２３】ここで、ライン型インクジェットヘッド１
の各加圧手段を、エンコーダ１３からのホーム信号を基
準として位置信号のパルス数をカウントし、カム板９が
原点位置の時及び１８０゜回転した位置で駆動すること
によって、１２７μのピッチでドットを飛翔させること
ができる。つまり、ライン型インクジェットヘッド１に
よるノズルピッチは２５６μであるが、ヘッド１を左右
に微小移動させることによって、仮想的にノズルピッチ
を１２７μにしたのと同じピッチでドットを飛翔して印
字することができる。

【００２４】したがって、ノズルピッチが２５４μ（１
００dpi）のヘッド１を用いて１２７μ微小移動させる
ことで２００〜４００dpiの解像度での印字が可能にな
る。同様に２００dpiのヘッド１を用いれば６４μ微小
移動させることで同様の解像度を得ることができる。更
に、ヘッド１を２段階移動（機械的ノズルピッチを３分
割した移動）を行うことで３００〜６００dpiに解像度
を得ることもできる。

【００２５】このようにして低密度ピッチのライン型イ
ンクジェットヘッドを用いても、微小移動させて印字を
行うことによって、高密度、高解像度印字を行うことが
できるようになる。

【００２６】この場合、カム板９のカム形状を２分割或
いは３分割することによって３００dpi、４００dpiの解
像度を得ることもできる。図４は３００dpiの解像度を
得るためのカム線図であり、０゜（３６０゜も同じ）を
原点位置として、９０゜回転した位置での変位量を８
４．７μ、１８０゜回転した位置での変位量を１６９μ
に設定している。また、図５は４００dpiに解像度を得
るためのカム線図であり、０゜（３６０゜も同じ）を原
点位置として、６０゜回転した位置での変位量を６３．
５μ、１２０゜回転した位置での変位量を１２７μ、１
８０゜回転した位置での変位量を１９７μに設定してい
る。

【００２７】これらの場合、カム板の０゜〜１８０゜の
範囲を印字タイミングにとって１８０゜〜３６０゜の範
囲を復帰移動タイミングにとることによって片方向印字
となり、また０゜〜１８０゜及び１８０゜〜３６０゜の
範囲をいずれも印字タイミングにとると両方向印字とな
り倍速印字が可能になる。

【００２８】また、ライン型インクジェットヘッドの微
小移動モードとして、例えば３２μ毎の移動、６４μ毎
の移動、１２７μ毎の移動等複数の予め定めた移動量を
選択可能にすることによって、２００dpi印字だけでな
く４００dpi印字や８００dpi印字が可能な記録装置を得
ることができる。これにより、文字等のキャラクタ印字
だけでなく、画像、写真等の高解像度印字が必要なグラ
フィック印字にも対応することができ、モード別印字が
可能になる。

【００２９】さらに、ライン型インクジェットヘッドの
移動方法としては、一方向に移動しながら順次印字す
る、たとえば１００dpiのヘッドで４００dpiを印字する
とき、移動量が６４μの移動を３回移動することになる
が、このとき順次６４μずつ移動して印字することもで
きるが、図６に示すように原点で印字した後１２８μ
移動させた位置で印字を行い、更に位置から原点
方向に６４μ移動させた位置で印字を行い、この位置
から位置を越えて１２８μ移動させた位置で印字
を行って印字することもできる。この図６に示すヘッド
移動方法では、ヘッドの時間的軌跡が千鳥状になる。

【００３０】このようにヘッドの時間的軌跡が千鳥状に
なるようにヘッドを微小移動させることによって、印字
ドットが受像材Ｐに吸収されるに充分な時間を確保する
ことができて、フェザリング等のドット径の滲みを防止
できるので、画像品質が向上する。

【００３１】次に、本発明に係るインクジェット記録装
置の他の実施例について図７を参照して説明する。この
実施例は、ライン型インクジェットへ１の微小移動駆動
手段として、前記実施例のモータ８及びカム板９に代え
て、圧電素子１５及び支軸１６で揺動可能に軸支したレ
バー１７とを備え、レバー１７の一端を圧電素子１５で
変位させることによって圧縮スプリング１１の付勢力で
ライン型インクジェット１を図で左右に微小移動させる
ようにしたものである。

【００３２】即ち、圧電素子１５を駆動して矢示方向に
伸長させることでレバー１７が同図で左方向に揺動し
て、圧縮スプリング１１で付勢されているヘッド１が左
方向に微小移動し、圧電素子１５を非駆動状態にするこ
とで圧縮スプリング１１の付勢力に抗してヘッド１が右
方向に復帰移動する。

【００３３】ここで、ヘッド微小移動手段に圧電素子を
用いることによって、圧電素子１５の変位量は印加する
駆動電圧に応じて変化するので、例えば図８に示すよう
に駆動電圧Ｖａで１２７μの変位量を得るようにするこ
とで２００dpiの解像度を、図９に示すように駆動電圧
Ｖａで８４．７μ、Ｖｂで１６９μの２段階の変位量を
得るようにすることで３００dpiの解像度を、図１０に
示すように駆動電圧Ｖａで６３．５μ、Ｖｂで１２７
μ、Ｖｃで１９７μの３段階の変位量を得るようにする
ことで４００dpiの解像度を得ることができる。

【００３４】次に、上述したようなインクジェット記録
装置において、ライン型インクジェットヘッドを主走査
方向に微小移動すると共に、同一印字位置で２、３或い
は４回等と複数回印字することによって、印字ドットの
濃度と径を変える、つまり印字の多値化ができるように
なるので、高解像度の印字を行うことができる。

【００３５】そして、必要ノズルに位置したもののみを
信号によって多値化することで、８階調、１６階調等の
高階調画質を得ることができる。を図ることができるよ
うになる。

【００３６】また、ライン型インクジェットヘッドを主
走査方向に微小移動すると共に、ヘッドの加圧手段に与
える駆動電圧の電圧値、パルス幅、波形を変化させるこ
とによって、ヘッドから飛翔させるインクドットの径を
変化させることができるので、これによっても印字の多
値化ができるようになるので、高解像度の印字を行うこ
とができる。そして、この場合には、重ね打ちをする場
合に比べて印字時間の増加を招くことなく、高画質を得
ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェット記録装置によれば、ラインヘッド型インクジェ
ットヘッドを主走査方向に予め定めた微小移動量だけ移
動させるヘッド微小移動手段を備えたので、各ノズルの
ピッチ間に仮想的にノズルを配置したと同様の作用が得
られ、低密度ヘッドを用いても高密度印字を行うことが
でき、高解像度の画像が得られる。

【００３８】請求項２のインクジェット記録装置によれ
ば、上記請求項１のインクジェット記録装置において、
ヘッド微小移動手段にはインクジェットヘッドの微小移
動量が複数設定されているので、複数の印字密度での印
字を選択することができ、キャラクタ印字やグラフィッ
ク印字等必要なモードに応じた解像度を得ることができ
る。

【００３９】請求項３のインクジェット記録装置によれ
ば、上記請求項１又は２のインクジェット記録装置にお
いて、時間に対するヘッド移動軌跡が千鳥状になる移動
量及び移動方向でライン型インクジェットヘッドを微小
移動させるので、フェザリング等のドット径の滲みを防
止できて高画質を得ることができる。

【００４０】請求項４のインクジェット記録方法によれ
ば、インクジェットヘッドを主走査方向に予め定めた微
小移動量だけ移動させて記録するので、各ノズルのピッ
チ間に仮想的にノズルを配置したと同様の作用が得ら
れ、低密度ヘッドを用いても高密度印字を行うことがで
きて高解像度の画像が得られる。。

【００４１】請求項５のインクジェット記録方法によれ
ば、上記請求項４のインクジェット記録方法において、
同一位置で複数回重ね印字するので、印字の多値化を図
れ、高解像度の高階調画質を得ることができる。

【００４２】請求項６のインクジェット記録方法によれ
ば、上記請求項４のインクジェット記録方法において、
ドット径を異ならせて印字するので、印字時間に影響を
与えることなく、印字の多値化を図れ、高解像度の高階
調画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインクジェット記録装
置の要部概略構成図

【図２】図１の作用説明にも供する要部拡大説明図

【図３】カム板の回転角及び変位量と各信号の一例を示
す説明図

【図４】カム板の回転角及び変位量の他の例を示す説明
図

【図５】カム板の回転角及び変位量の更に他の例を示す
説明図

【図６】ヘッドの移動方法の説明に供する説明図

【図７】本発明の他の実施例を示すインクジェット記録
装置の要部概略構成図

【図８】図８の圧電素子の駆動電圧と変位量との関係の
一例を示す説明図

【図９】図８の圧電素子の駆動電圧と変位量との関係の
他の例を示す説明図

【図１０】図８の圧電素子の駆動電圧と変位量との関係
の更に他の例を示す説明図

【符号の説明】

１…ライン型インクジェットヘッド、２…ノズル、６…
上ガイド、７…下ガイド、８…サーボモータ、９…カム
板、１１…圧縮スプリング、１４…エンコーダ、１５…
圧電素子、１７…レバー。

フロントページの続き (72)発明者 関谷 卓朗 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインヘッド型インクジェットヘッドを
   備えたインクジェット記録装置において、前記インクジ
   ェットヘッドを主走査方向に予め定めた微小移動量だけ
   移動させるヘッド微小移動手段を備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２】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置において、前記ヘッド微小移動手段には前記インクジ
   ェットヘッドの微小移動量が複数設定されていることを
   特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のインクジェット
   記録装置において、前記ヘッド移動手段が時間に対する
   ヘッド移動軌跡が千鳥状になる移動量及び移動方向に前
   記インクジェットヘッドを移動させる手段を備えている
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 ラインヘッド型インクジェットヘッドに
   よって記録を行うインクジェット記録方法において、前
   記インクジェットヘッドを主走査方向に予め定めた微小
   移動量だけ移動させて記録することを特徴とするインク
   ジェット記録方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のインクジェット記録方
   法において、同一位置で複数回重ね印字することを特徴
   とするインクジェット記録方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のインクジェット記録方
   法において、ドット径を異ならせて印字することを特徴
   とするインクジェット記録方法。