JPS6176372A - インクジエツトプリンタ - 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プリンタに°おけるインクジェ
ット記録ヘッドに係り、この記録ヘッドを複数個連結し
一体化して使用するマルチ記録ヘッド方式のインクジェ
ットプリンタに関するものである。

〔従来技術〕

インクジェットプリンタは一般に低騒音で高速２鎌か可
能であるとともに安価な普通紙が使えるなどの利点があ
り、またドツトの小径化やドツト間隔の短縮化忙よって
高解像力画像記録も可能であり、また漢字・図形、更に
カラー−１像の記録に有効である。

このインクジェットプリンタには種々の方式があるカー
１特に特公昭５３−１２１３８号公報に把されるように
、印字のための電気信号パルスか記録ヘッドのピエゾな
どの電気機械変換素子に印加されるｓ反、ノズルからイ
ンク小滴を噴射させて記録する方式が近年有力視されて
いる。このいわゆるオンデマンド方式は低い駆動電圧で
記録できること、不必要な噴射街みインクの回収機構も
不要なことなど小型低価格化に有力な方式として利用さ
れている。

しかしこの方式は、記録速度を上げるために電気パルス
の周波数を高めてゆくと、電気機械変換素子に応答して
ノズルから噴射するインクが、その粘性などのために十
分追従しなくなる。すなわち、正しく噴射する応答速度
に限界がある。

そのため記録速度を速（する目的で、１つの記鎌ヘッド
に複数のノズルを実装する記録ヘッドが考案され、特開
昭５１−３５２３１号公報に記載されている。

この記録ヘッドでは檻々の制約によりノズル間隔を０４
２朋以下くすることは困難である。そこでこれを解消す
るため、例えば千鳥状に２列複数個のノズルを実装した
マルチノズル記録ヘッドが開発され、高解像度画像記録
か可能となっている。

また、漢字などの記録では活字に近い高印字品質を得る
ためＵノズルから図ノズル以上のドツト記録の要求があ
り、このためにノズル間隔を小さくする必要があるが、
上述の記録ヘッドはノズル間隔をそれに必要な０．０５
〜０．１５　ｍにするＫは極めて困難である。

一方、特開昭５６−６２１６３号公報に記された構造の
記録ヘッドもあるが、これは何れも外形を基準にしてい
るため、外形とノズル間の寸法誤差によりて２個の記録
ヘッドのノズル間寸法精度が不正確となり印字品質を損
ねる。特にカラー画像の記録では色ずれによる色バラン
スがくずれ画質劣化となる。

以上のような欠点を牌決するべ（記録ヘッド間の位置精
度を高めるため、例えば先に特願昭５８−８４７６９号
に提案されているように記録ヘッドの製作上、構成上の
改善が行なわれているが、いずれも絶対的高精度を保持
する忙は生産性などから限度があり、高価格忙なるなど
の欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は複数個のインクジェット記録ヘッドを連結して
使用するインクジェットプリンタに関し、上述した種々
の欠点を解消するための手段として正しく・記録をする
ものであり、低価格で生産性のよいインクジェットプリ
ンタを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

インクジェットプリンタの記録ヘッドを複数個連結し一
体化し、て配録に使用する場合、高品買の記録をするた
め（は記録紙上の正しい位置に各ドツトを記録すること
か必要である。このため複数個の記録ヘッドを連結する
場合、各ヘッド間距離の位置誤差を最少忙する高私度な
加工、組立か要求される。

しかし本発明ではこの各ヘッド間隔の高い位置精度を確
保する代りに、各ヘッドを駆動する電気信号のタイミン
グを制御して補正することによって正確な記録をすると
いう目的を達成することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の機構を着装したインクジェットプリン
タの斜視図であり、以下各図において同一の構造部品忙
は同一の符号を付して説明する。

又実施例として７チヤンネルドツトの記録ヘッド２個を
連結し、千鳥状忙して縦に１４ドツトの記録をするよう
に一体化した記録ヘッドを使用するインクジェットプリ
ンタについて説明するか、２列配！２４チャンネル等で
あってもよく、また３個以上の記録ヘッドの一体化〈つ
いても拡張でざる。

第２図はこの一体化したヘッドの一例である。

図において通常のインクジェットプリンタではプラテン
ｌによって記録紙Ｐが１行印字記録されると駆動モータ
Ｍ１によってこの記録紙が縦に送られる機構になってお
り、一方一体化された記録ヘッド４Ａ、　　４Ｂを搭載
したキャリジ３は、駆動モーターｆ’ｉｆ＆によりてガ
イドレール２人及び２Ｂに沿って記録紙Ｐ面に対し、横
方向に移動しながら記録する機構となりている。

キャリッジ３に搭載された一体化された記録ヘッド４Ａ
、４Ｂは通常左から右へ一定速度で移動するとともに、
クロックパルスを基準とした一定間隔のタイミングパル
スで、目的とする画像の各ドツトに対応した電気信号を
、記録ヘッドの各チャンネルに加えること比より、記録
紙Ｐ３忙文字や画像が記録される。そして記録ヘッドが
１行分の記録を終了し、右端に来るとプラテン１が駆動
されて記録紙Ｐか１行ピッチ縦に送られると同時にキャ
リッジ３は再び左端に戻って上述の動作を繰り返し記録
をしてゆくのを基本とする。もちろん、キャリジ３が右
端から左端に戻る時も記録に利用して、いわゆる双方向
記録も出来るのは勿論である。

今、一本化された二つの記録ヘクト４Ａ、４８によって
、例えば第３１１（Ａ）に示すように、直線を記録する
場合、記録ヘッド４八ではドラ）　Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、
Ｄ８　ｓ　ＩＪｌｏ　ｓ　Ｄｌ２、Ｄｌ４を記録し、記
録ヘッド４Ｂではその間をうめるよう忙ドツトＬ）！、
”ｓ　、Ｄ５、Ｄ７、Ｄｌ、ＪＪ１□、１）１３ン記録
して正しい直塚を記録するよう各記録ヘッド忙パルスを
印加する。そして第４図（５）に示すように従来は記録
ヘッド４Ａと４Ｂの間隔が理想的に精度よ（正しく保持
されているすなわち、４Ａと４Ｂのそれぞれのノズルの
間隔が、正ｆｆ１Ｋドツトのピッチの整数倍であるとし
て、記録ヘッド４Ａに印加するパルス列倉のパルスに対
し、記録ヘッド４Ｂに印加するパルス列りのパルスは、
ａに対してパルスの丁度整数個分の遅れを以て、ａと同
じ位相で印加することで、第３図（７！忙示すよう正し
い直線を記録しようとしていた、゛しかし実際は上述し
た両ヘッド間の距離を正確にドツトピッチの整数倍とす
るのは１離で誤差か生じるため、第３図（１３）のよう
な正しくない記録となってしまっている。すなわち、第
３園内、世）は記録されたドツトの状態を示したもので
、正しい直線を記録すべきところ第３図中）では記録ヘ
ッド４Ｂで記録したドツトＤ２、Ｄｌ、Ｌ）６、Ｄ８、
Ｄｌ。、Ｌ）１２、Ｄｌ４に対し、記録ヘッド４Ａで記
録したドツトＤ８、Ｄ３、Ｌ）５、Ｄ７、Ｄ４、Ｌ）１
０、Ｌ）１３との間に誤差ＤＸを生じている。しかし本
発明くよるパルスによるタイミング補正をすると、第３
園内のように誤差りは０となり正しい直線となって記録
される。

帛５図は本発明に係る記録ヘッドの各チャネルに印加す
る電気信号パルスのタイミングを表したもので、パルス
列ａは記録ヘッド４Ａに印加するパルスを表わし、パル
ス列すは記録ヘッド４Ｂに印加するパルスを表わす。又
１×はパルスＩＪ＠期を表し、ｔｌ、は（ｂ）のパルス
列の、（ａ）に対する遅れの時間を表す。そして整数を
ｎとして記録ヘッド４ＢＫ加える印字信号のバルスタ１
ｊの記録ヘッド４人パルス列に対する遅れの時間ｔｘは
ｊ）（＝　ｎｔ□　＋　ｔ’）（となる。

又キャリッジ３すなわち記録ヘッド４Ａ、４Ａの移動速
度をＶｘｃＩｒＬ／　ｓｅｃ、記録ヘッド４Ａと４Ｂの
間隔以上運べたことは特にカラー画像記録に関して更に
重要となる。力２−画像記録では、イエロー、マゼ／り
、シアン色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の３原色及び黒色（ＮＫ対応
した複数の記録ヘッドを一体化して構成するため、上述
の各記録ヘッド間の間隔誤差が累積されて丈に大さくな
りがちであるか、６栓の色を止しく衣現するには１つの
ドツト記録点に３原色及び黒色の各色が常に正しく取っ
て又は、一定の相対位置関係ン以て記録されることが必
要である。

例えばみどり色を辰現し記録する場合には、同じドツト
記録点にイエロー（Ｙ）とシアン（Ｃ）か亀って記録さ
れなければならない。しかしこれか記録ヘッド間隔誤差
Ｌｘによって多少でもずれて記録されると全体としてカ
ラーバランスの正しくない画像となるはかりでなく、高
精度解像力を必要とする′＠像や文字も正しく記録でき
ない結果となる。

次に本発明の回路について説明する。第６図はタイミン
グを制御する電子回粋のプロッ久図である。制御するコ
ンビエータ−すなわちＣＰＵＩＩで文字パターンを含む
各塊信号を制御する。１８は文字パターンを記憶したリ
ードオンリーメモリに劇であり、与えられた文字コード
などをもとに、ＣＰ　Ｕ　１１か該当する文字のパター
ンをＲ（Ｊ　ｂｉ　Ｉ８から読み出し、各チャンネルの
ゲート＆Ｆ　１５　ａ、１５　ｂに各チャンネル忙対応
したパターンを送る。又１２は記録ヘッド４Ａと４Ｂの
基本的タイミングの差を考慮して４Ｂのヘッドのケー［
７Ｈ５ｂを制御するためのシフトレジスターである。１
３はノズルから液溝を噴射するタイミングを指令するク
ロックパルス発生器、セして１４　ｂは記録ヘッド４Ｂ
のゲート評１５　ｂを記録ヘッド間隔の精度に対応して
印加パルスを遅延させるようにするための遅延部であり
、この遅延量はあらかじめ記録ヘッドを一体化して製造
するとき、両ヘッドの間隔を精智側足して決定し、その
必要な遅延量であるデータをリードオンリメモリｍ　Ｕ
　ＬＶＩ　ｌｕに記憶させておく。

次忙このＲＯＭ　１０へ記憶させる遅延量の測定法につ
いて説明する。第７図、第８図、第９図にテスト記録の
一例を示す。

先づ測定は、該一体化されたヘッドを検査用のプリンタ
へ取付け、第５図（ｂ）の位相の遅延量ｔｘ’を様々に
変化させて印字させて、ドツト並びの良し悪しを比較し
、ドツト並びが最も良い遅延量ｔｘ′を決定し、その値
をＲＯＭへ書き込むものである。

、該テスト用プリンタは、ｔｘ／のデータの書き込まれ
た凡Ｕ　Ｍの代りに必要な種類のｔｘ′の値を次々に変
化発生できる遅延回路が設けられている。また文字加も
また、やはり、ドツトマトリクスで形成される訳だか　
こちらはｔＸ′の値としては、製造上の誤差は禾だ不明
なので無視し、設計値を用いるものとする。第７図、第
８図忙示すよう（このときのプリンタによりその記録紙
上で測定用印字パターンの順序と信号の遅延量を表すた
め記録紙上ＫＡ、Ｂ、ｅ・・・・・・Ｊの文字を順次記
録し、この夫々の文字の右側に一定の字間スペースで測
定用のドツト列を記録する。一定の字間スペースな保り
てドツトを記録する理由は文字を記録したあと、その文
字の影響でドツト列か乱れるのを防ぐためで、例えば文
字とドツト列との間を１０ドツト分のスペースをとるも
のとする。夫々の文字はその右側のドツト列を記録する
時にヘッド４Ｂに与えた信号の遅延量に対応している。

例えば図に示すように加は遅延量を表す文字でＡはその
右側に記録したドツト列の遅延量を２００μＳ遅らせた
もので一２００μＳを示している。

同様文字Ｂか一１６０μ式、文字Ｃが一１２０μ■と４
０μ式ステップで増大し、最後の文字Ｊが＋１６０μ式
になる。このようにドツト列にそれぞれの文字が対応し
て表わすこととし、この対応を第１表に示す。　　。

次にオペレーターが肉眼杭又〈ルーぺ又は自ｍＪＪ判定
装置で文字Ａ−Ｊのうち最も記録ズレの少ないドツト列
の記号を選び、キーボードからインプットする。例えば
最も記録ズレの少ないドットタリが文字加のうちＧ２１
のドットタＩＩρ、（＋４０μｓ）であったとすると４
０−２５　＝　１５μ式から４０　＋　２５　＝　６５
μ式までを５μ式のステップで同様忙記録し、それぞれ
対応するＰ　−Ｇ　−Ｙの文字は、この場合、それぞれ
、１５μ式、加μ式、δμ式、°・パ°°、（イ）μ式
を表わし、この対応を第２表に示す。

次にオペレーターがこのＰ−Ｇ〜Ｙの中から記録ズレの
最も少ないドツト列の文字記号を選ぶ。

例えば文字′ｒ′１３か最もズレの少ないドツト列冴で
あったとするとキーボードから、この値をインプットす
る。するとこのヘッド−組の遅延量のデータは＋あμ−
であるので、十アμ弐とプリントアウトされ、同時に、
このデータは凡（ＪＭライターへ転送されて、データＲ
ＯＭ　１０にこの値が記憶される。ここで与える遅延量
の設計値は例えば記録紙上でのドツト間距離を１　／　
１ｓｏインチ、即ち１４１．１／ｆｆｉとし両ヘッドの
ノズル間距離を１３．３闘とすると、ヘッド４Ａに対し
て９４ドツト±０．３ドツト分−どなる。又液滴の噴射
局彼数を２１００）ｉｚとすれば４４７６２μ式±１４
３μ式の遅延量（ｔｘ’　）に相当する。

次に第９図に示すよ５にはじめから上述同ａ５μｓ間隔
で遅延量を弄す文字とそれに対応する測定用ドツト列を
連続して記録して、その中から上述同様最も記録ズレの
少ないドツト列を選び遅延量を決め、データＲＯＭ１上
述同様記憶させてもよい。第９図でドツト列は棒線で記
しである。

更に別の方法は実体顕微鏡や万能拡大投影器を用いて、
視野内に複数のノズル列を収め、ヘッド間のノズル列の
距離°を直接測定する。又は複数のヘッド間の距離が大
きい場合や十分に倍率を上げる場合など複数のヘッドが
同時に視野に入らない場合にも載物台のマイクロメータ
の目盛からノズル間の距離を測ることができ、この測定
値をデータｆ（、（Ｊ　Ｍ　１０に１：ぎ込む方法であ
る。このようにしてあらかじめ遅延量を測定し、データ
ｌ（、（Ｊ　Ｍ　１０に記憶させておくと、電源をオン
してプリンタが動の遅延データを読み出し、遅延部１４
　ｂに記憶させて目的とする正しい記録をするよう記録
ヘッドａのゲート群１５　ｂを制御する。

このようにして電気信号は各記録ヘッドの増巾器ｒｆ１
ｔ５ａ　、　１６　ｂを経て電気機械変換のピエゾ素子
群１７ａ、１７ｂへ印加される。

本発明を更に拡張してひとつのヘッド内の複数のノズル
列の間の、上述と同様の問題の補正に用いることも出来
る。また、各ヘッドの各チャネル間での水平方向のドツ
ト間隔の誤差の修正や、記録ヘッド４Ａと４Ｂのノズル
列の平行度の不正確さによる印字のゆがみの修正に関し
ても、遅延部を各チャネルに対応してもうけ、制御する
こと忙よって正しい記録をするよう制御することができ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によって複数の記録ヘッドを一
体化して使用するインクジェットプリンタで、その記録
ヘッドを比較的精度を要求しないで組合せ一体化する構
成でも、各記録ヘッドに印加する電気信号パルスを通常
の部品構成による電子回路で構成した遅延部を含む制御
忙よって、印加パルスのタイミングを制御し正確な記録
をする簡単−で、低価格〈生産できるインクジェットプ
リンタを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一体化した記録ヘッドを１ｆ載し
たインクジェットプリンタの構成を示す斜視図、第２図
は一体化した記録ヘッドの図、第３図は記録したドツト
の状態を示した図であり、第４図、第５図は記録ヘッド
に印加する電気信号パルス列のタイミング°を示した図
である。又第６図は本発明に係る電気信号パルスの制御
を行うための電子回路ブロック図であり、第７図、第８
図、第９図は遅延量測定のためのテスト記録の一例図で
ある。 ｌ・・・プラテン、Ｐ・・・記碌紙　２．２′・・・ガ
イドレール３・・・キャリッジ、　　４Ａ　、　４Ｂ・
・・記録ヘッドハ〜Ｄ４・・・記録ドツト、ｌ（１・・
・遅延量の値のデータ朋１１・・・制御＝、ンピエータ
ＣＰＵ、１２・・・シフトレジスタ１３・・・クロック
発生器、１４　ａ　、　１４　ｂ用達延部、１５ａ、１
５ｂ・・・ゲート群、１５ａ、１６ｂ−増幅器群、１７
ａ、１７ｂ・・・ピエゾ素子群 １８・・・文字パターンのＲ，ＯＭ 代理人　　弁理士　野　１）義　親 （、Ａ）　　　　　　　　　　、　　　ＣＢ）ム 第４図 第５図 １＋−ｔエーーー−４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の記録ヘッドを連結して一体化したマルチ記録ヘ
   ッドを用いるインクジェットプリンタにおいて、各記録
   ヘッド間の距離の位置誤差による記録誤差を各記録ヘッ
   ドを駆動する電気信号のタイミングによって補正するよ
   うになしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。