JPH11277726A

JPH11277726A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH11277726A
Application number: JP10086222A
Authority: JP
Inventors: Kimimori Tanaka; 公盛田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置の姿勢にかかわら
ず、記録の無駄を省き、高品位な画像記録が可能なイン
クジェット記録装置を提供する。【解決手段】水平位置測定装置１６がインクジェット
記録装置の水平面に対する姿勢を検出し、その結果に基
づき記録を開始するのに不適当であると判断したときは
ＣＰＵ１４は記録ヘッド１７による記録を行わないよう
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータなどのホスト装置で作成された文字や絵などの画
像データをインターフェースを介して受信し、紙などの
印刷媒体に記録するインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機
能を有する記録装置、或いはコンピュータやワードプロ
セッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器
として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙
やＯＨＰ等に用いられるプラスチック薄板等の記録媒体
に画像を記録するように構成されている。前記記録装置
は、使用する記録手段の記録方法により、インクジェッ
ト式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービ
ーム式等に分けられる。

【０００３】そのうち、インクジェット式の記録装置
（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッ
ド）から記録媒体にインクを吐出して記録を行うもので
あり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な
画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理
を必要とせずに記録することができ、ランニングコスト
が安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、
しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するの
が容易である等の利点を有している。

【０００４】中でも、記録媒体の幅方向に多数の吐出口
を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用する記録装
置は、記録の一層の高速化が可能である。

【０００５】特に、熱エネルギを利用してインクを吐出
するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エ
ッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセ
スを経て、基盤上に成膜された電気熱変換体、電極、液
路壁、天板等を形成することにより、高密度の液路配置
（吐出口配置）を有するものを容易に製造することがで
き、一層のコンパクト化を図ることができる。

【０００６】一般に、プリンタ装置は外部装置例えばホ
ストコンピュータに接続され、このホストコンピュータ
から転送されたデータを用紙に印字するための印刷処理
を行う。このデータを用紙に印字するための画像形成プ
ロセスとしては、ワイヤドット方式、熱転写方式、イン
クジェット方式、電子写真方式などの各種のプロセスが
ある。

【０００７】インクジェット方式の場合、インクを印刷
メディア（記録媒体）に吐出し、吸着させることにより
画像を形成する。吐出されるインク色の種類（ブラッ
ク、マゼンタ、シアン、イエロー）、インク滴の大き
さ、使用ノズルは印刷する画像に対応して決定される。
画像品位はインクの印刷メディアへの着弾精度によって
決定される。そのため、高画質の印刷を行うためにはイ
ンクの着弾精度を向上させる必要がある。また今日に至
っては、高解像度で高品位の階調表現が可能なレーザビ
ームプリンタや、８〜１６色程度のビジネス用途のカラ
ープリンタのみならず、写真画質品位のフルカラー表現
が可能なインクジェットプリンタなどが実用化されてい
る。また、これらの高性能なプリンタの印刷性能を１０
０％引き出すためには、光沢紙、コート紙、光沢フィル
ム、などの様々な高品位媒体が同時に実用化されてい
る。

【０００８】ところで、従来のプリンタ装置は机上等に
載置したときの水平面に対する傾きを測定する装置は備
えていない。一般にプリンタがどんな位置状態でも印刷
は可能であり、ホストコンピュータから印刷データが送
られてくると印刷を開始することになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、プリンタ装置の
印刷技術は高精細、高画質を可能とし、今後さらなる技
術発展が見込まれる。また、高精細化を実現するため
に、吐出されるインク滴の大きさも小さくなり、今まで
以上の着弾精度が求められる。

【００１０】現在のプリンタ装置は机上等に載置したと
きの水平面に対する傾きを測定する装置は備えていな
い。プリンタ装置がどんな位置状態でも、ホストコンピ
ュータから印刷データが送られてくると印刷を開始して
しまう。この時、プリンタ装置が水平な所定の姿勢に載
置されず、傾いた状態に置かれた場合には重力の影響を
受けてインクの吐出方向にずれが生じ、インクの着弾精
度が悪くなり、印刷品位は低下する。その結果、高価な
印刷媒体が無駄になってしまう。

【００１１】また、このようにインクの着弾精度が高く
ない場合、今後の高精細印刷に対応することは困難であ
る。

【００１２】したがって本発明は、インクジェット記録
装置が置かれた状態の姿勢に応じて記録動作を制御する
ことで、無駄な記録を行わず、記録を行う際には安定し
た高品位な画像を得ることができるインクジェット記録
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、インクを記録媒体に対して吐出する記録ヘッドを
用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、記
録動作を行う際の前記記録ヘッドの姿勢に関連する情報
を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じ
て、記録動作を制御する制御手段とを有することを特徴
とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明のプリンタ装置イン
クジェット記録装置の一形態の主要部構成を示すブロッ
ク図である。

【００１５】プリンタ装置は、図１に示すように、ホス
トコンピュータ１１とインターフェースを介して通信可
能に接続されたＣＰＵ１４を備えている。ＣＰＵ１４に
はＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３およびゲートアレイ１５が接
続されている。ＲＯＭ１２には文字、記号などのフォン
トデータ、およびプリンタ制御プログラムが接続されて
いる。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１４の作業領域およびホス
トコンピュータ１１からのデータの受信バッファとして
使用される。ゲートアレイ１５はプリンタの各種機能を
制御する機構として使用される。

【００１６】ゲートアレイ１５には、プリンタ装置の水
平面に対する傾き量を測定する水平位置測定装置１６お
よびヘッド１７が接続されている。ヘッド１７にはゲー
トアレイ１５から印刷データやインクを吐出するための
熱エネルギー発生体に印加されるヒート・パルスなどが
送られてヘッド１７の吐出口よりインクが記録媒体に対
して吐出されることで印刷が実行される。

【００１７】水平位置測定装置１６はプリンタ装置自体
の水平方向に対する傾き量を検知するものであるが、こ
れにより記録ヘッドの姿勢を知ることができることにな
る。水平位置測定装置としては例えば既存の傾斜センサ
を用いることができる。傾斜センサとは傾斜に比例した
液面レベルの変化を静電容量として検出し、電気信号に
変換するセンサである。尚、傾斜センサを１つだけ用い
た場合は２次元の傾きしか測定できないため、傾斜セン
サを２つ用いることで３次元の傾きを測定することがで
きる。

【００１８】尚、記録ヘッドの姿勢を直接検出するよう
に構成してもよい。

【００１９】（第１の実施例）以下、図２、図３を参照
して本発明の第１実施例を詳細に説明する。

【００２０】図２において２１はキャリッジ、２２はヘ
ッド面、２３はインク滴、２４は印刷メディアであり、
水平方向から見たときの状態を表す。

【００２１】プリンタ装置はホストコンピュータから印
刷データが送られてくると、その印刷データをプリンタ
装置内部で各ノズルに対応したプリンタデータに変換
し、印刷を実行する。吐出されたインクは印刷メディア
の所定の位置に着弾することにより印刷が完了する。そ
こで、図２に示されるようにプリンタ装置が水平に置か
れている場合には、インク滴が予め設定された方向に吐
出され、印刷メディアの所定の位置に安定に着弾する。

【００２２】しかしながら、図３のようにプリンタ装置
が水平面に対して傾いている場合、インク滴は設定され
た方向に吐出されても重力の影響を受けて着弾するまで
の方向にずれが生じ、印刷メディアへの着弾精度が悪
く、予定されている着弾位置からずれてしまう。その結
果、印刷品位は低下してしまう。

【００２３】そこで、プリンタ装置が自身の水平性を測
定した結果、プリンタ装置が傾いていた場合には印刷を
休止する。すなわち、水平位置測定装置１６がプリンタ
装置が所定角度、例えば５度以上水平面に対し傾いてい
ることを検知すると、その検知結果に応じてＣＰＵ１４
が記録動作を行うことが不適当であると判断し、記録動
作を行わないように制御する。その際に、各種インター
フェースを介してホストコンピュータ１１にエラーであ
ることを示す信号を出力することとする。また、このと
きホストコンピュータ１１から送られてきた印刷データ
であって記録を行うことができないデータはＲＡＭ１３
に保管しておく。そしてユーザがプリンタ装置からのエ
ラー通知によりプリンタ装置を水平な状態に移動次第、
前記水平位置測定装置１６が水平な状態に置かれたこと
を検知し、その検知結果に応じてＣＰＵ１４が記録が可
能であると判断し、プリンタ装置はＲＡＭ１３に保管し
ていた印刷データを自動的に印刷する。尚、上記所定角
度以上傾いていることの判断は、例えば後述の図６にお
いてθとθ１のいずれかが５度を超えたときに記録動作
を行うことが不適当であると判断する。

【００２４】（第２の実施例）以下、図４、図５、図６
および図７を参照して本発明の第２実施例を詳細に説明
する。

【００２５】本実施例は、ユーザが高価なコート紙等の
印刷媒体を用いて高精細印字を行いたい場合に、修正記
録モードを選択することにより実行される。また、いわ
ゆるドラフト印字や印刷媒体が普通紙や再生紙など、ユ
ーザが印刷品位が低下してもよいと判断した場合には、
修正記録モードを選択せず、通常記録モードで記録を行
うことができる。

【００２６】プリンタ装置が印刷媒体に印刷を実行する
場合、図５においてゲートアレイ５５からヘッド５６に
プリンタデータと、ヘッドよりインクを吐出するための
図４に示すＰＵＬＳＥ＿Ａを送信する。

【００２７】従来のプリンタ装置にはその水平方向に対
する傾き量を測定する手段が装備されていないため、印
刷メディアの紙送り制御、ヒート・パルスはプリンタデ
ータのみに依存し、プリンタ装置の傾き量には依存しな
い。

【００２８】図６はプリンタ装置が傾いた状態でインク
を吐出したときの様子を示す図である。

【００２９】ゲートアレイ５５からＰＵＬＳＥ＿Ａ（図
４）がヘッド５６に送信されると、ここでプリンタ装置
は傾いているため、インク滴６０の理想着弾位置は点ａ
であるが、実際には点ｂに着弾してしまう。そのため実
施の着弾位置点ｂは理想着弾位置点ａから給紙方向にΔ
ｘ、印字方向にΔｘ₁にだけずれた位置となり、着弾精
度は低下してしまう。その結果、高精細・高品位な印刷
が困難となる。

【００３０】そこで、本発明の第２の実施例では、ユー
ザが修正記録モードを選択した場合、プリンタ装置の傾
きを測定し、その傾き量に応じて印刷メディアの紙送り
制御およびインクを吐出するタイミングであるヒート・
パルスを補正することで記録動作を修正し、所定の記録
を行うことができるようにする。

【００３１】通常ＰＵＬＳＥ＿Ａ（図４）をヘッド５６
の熱エネルギー発生体に印加することによってインク吐
出を行うが、プリンタ装置が傾いている場合、水平位置
測定装置１６によりプリンタ装置の傾き量を測定し、そ
の結果に応じて給紙方向の着弾位置のずれであるΔｘを
算出し、本実施例においては印刷メディアの紙送り制御
をΔｘだけ遅らせる補正を行うことにより解消する。ま
た、印字方向の着弾位置のずれであるΔｘ₁は、ＰＵＬ
ＳＥ＿Ａ（図４）よりΔｔだけ早いＰＵＬＳＥ＿Ｂ（図
４）やＰＵＬＳＥ＿Ａ（図４）よりΔｔ₁遅いＰＵＬＳ
Ｅ＿Ｃ（図４）を用いてタイミングが所定量ずれたパル
ス信号をヘッドに対して出力することでインク吐出を行
う。このようにプリンタ装置の傾きに応じてヒート・パ
ルス信号の出力タイミングを変化させることにより、印
字方向のずれであるΔｘ₁は解消される。ここで傾きの
測定は、図６において三角形ａｃｅの辺ａｅと辺ｃｅで
作られる角度をθとし、三角形ａｄｅの辺ａｅと辺ｄｅ
とで作られる角度をθ１としたとき、前記水平位置測定
装置１６（傾斜センサ）によりθおよびθ１を測定する
ことにより行う。

【００３２】以上のように印刷方法をプリンタ装置の傾
きに応じて変化させることにより、給紙方向、印字方向
のずれを補正し、図７に示すようにインク滴７０を所定
の着弾位置点ａに着弾させることができる。

【００３３】尚、ここで、Δｔ、Δｔ₁はプリンタ装置
の傾き量に依存して決定される。

【００３４】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインク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。

【００３５】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４７４０
７９６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。この方式はいわゆるオンデマンド
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一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
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で対応した液体
（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、少なくとも一つの滴を形成する。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。

【００３６】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９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。

【００３７】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
の組み合わせ構成（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としてもよい。

【００３８】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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
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号公報に基づいた構成
とすることもできる。

【００３９】加えて、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インクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００４０】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加すること
は本発明の効果を一層安定できるので好ましいものであ
る。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての
キャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸
引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あ
るいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した
記録を行うために有効である。

【００４１】さらに、記録装置の記録モードとしては、
記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせに
より、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカ
ラーの少なくとも一つの記録モードを備えた装置あるい
は黒色等の主流色のみの記録モードだけを備えた装置と
することもできる。

【００４２】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。

【００４３】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればイ
ンクジェット記録装置が置かれた状態の姿勢に応じて記
録動作が制御されるので、無駄な記録を行わず、記録を
行う際には安定した高品位な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一形態を示
すブロック図である。

【図２】記録ヘッドからインクが吐出される状態を説明
するための図である。

【図３】記録ヘッドからインクが吐出される状態を説明
するための図である。

【図４】記録ヘッドに印加するヒートパルス信号を説明
するための図である。

【図５】本発明のインク記録装置の他の形態を示すブロ
ック図である。

【図６】インクジェット記録装置が傾いた状態でインク
を吐出したときのインク着弾の様子を示す図である。

【図７】実施例２に基づきインクを所定の位置に着弾さ
せる様子を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ホストコンピュータ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４ＣＰＵ１５ゲートアレイ１６水平位置測定装置１７ヘッド２１キャリッジ２２ヘッド面２３インク滴２４印刷メディア５１ホストコンピュータ５２ＲＯＭ５３ＲＡＭ５４ＣＰＵ５５ゲートアレイ５６ヘッド６０インク滴７０インク滴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを記録媒体に対して吐出する記録
ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であ
って、記録動作を行う際の前記記録ヘッドの姿勢に関連する情
報を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、記録動作を制御する
制御手段と、を有することを特徴とするインクジェット
記録装置。
【請求項２】前記検出手段は、前記インクジェット記
録装置の水平方向に対する傾き量を検出することを特徴
とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記検出手段による検出結果に基づき記
録動作を行うには不適当であると判断したとき、前記制
御手段は記録動作を行わない制御を行うことを特徴とす
る請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記検出手段による検出結果に基づき記
録動作を行うには不適当であると判断したとき、前記制
御手段は前記インクジェット記録装置に接続されたホス
ト装置に対してエラーが生じたことの信号を出力するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項５】前記検出手段による検出結果に基づき記
録動作を行うには不適当であると判断したとき、前記制
御手段は記録データを記憶媒体に保持する制御を行うこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項６】前記検出手段による検出結果に応じて、
前記制御手段は所定の記録が行われるように記録動作を
修正する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】記録動作を修正して行う修正記録モード
と、記録動作を修正しない通常記録モードとを有し、い
ずれかの記録モードを操作者が選択可能であることを特
徴とする請求項1乃至６のいずれかに記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項８】前記記録ヘッドは、吐出のための熱エネ
ルギーを発生する熱エネルギー発生体を備えることを特
徴とする請求項1乃至７のいずれかに記載のインクジェ
ット記録装置。