JPS6233647A - カラ−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、インクジェット方式のカラーインクジェット
プリンタに関する。

（従来の技術） 連続噴射型のインクジェット記録においては、インクは
、微小開口を有するノズルから噴出され、表面張力で粒
子となり、直進して、回転ドラムに巻き付けられた記録
紙にドツトを記録させる。記録を行わない場合は、イン
クに矩形波帯電電圧を印加してインク粒子を帯電させ、
噴射軸と垂直方向に向いた偏向電場下で帯電インク粒子
を曲げ、記録紙からずれた方向に導く。画像信号に対応
して帯電電圧を印加し、記録は、非帯電粒子のみによっ
て行う。

インクジェット方式のカラープリンタにおいては、黄（
Ｙ）、マゼンタＣＭ）およびシアン（Ｃ）の３色または
黒（ＢＫ）を加えた４色のインクをそれぞれ別のノズル
から噴出させ、カラー記録を行う。

各ノズルの位置は記録紙上のドツト記録位置が全ての色
について同一位置あるいは同一線上になるように設ける
。

第７図に、連続噴射型のヘルツ方式のカラーインクジェ
ットプリンタの構成を示す。ここに、給排紙メカニズム
、ドラム駆動系およびノズルヘッド駆動モータは省略し
た。ヘルツ方式においては、極小ノズルを用いて、イン
ク粒子を数十個の単位で変調して制御する。ホストコン
ピュータあるいは画像源ｌから入力される画像データは
、画像インターフェース２を経て制御回路３のバッファ
メモリ４に取り込まれる。制御回路３は、バッファメモ
リ４のデータをプリントラインバッファ５と後に説明す
る補正回路６を通してノズルヘッド１０の帯電電極に印
加する。また、制御回路３は、インクポンプコントロー
ラ７を介して４色（Ｙ、Ｍ。

Ｃ，ＢＫ）のインクを加圧するインクポンプ８を制御し
、ノズルヘッド１０の４本のノズル（図示しない）から
インクを噴出させる。該ノズルの位置は、記録紙９のド
ツト記録位置が全ての色について同一線上になるように
調整されている。ノズルヘッドｌＯの帯電電極では、プ
リントラインバッファ５から画像信号（ＯＮ−ＯＦＦ信
号）に対応して帯電電圧が印加され、記録ドラム１３上
の記録紙９に画像の記録が行なわれる。ノズルヘッドＩ
Ｏはヘッド送り台１１に取り付けられ、ヘッド送りネジ
１２により記録ドラムＩ３の軸方向に移動し、記録ドラ
ム１３は高速回転する。

（発明の解決すべき問題点） 普通、白黒あるいは単色インクジェットプリンタにおい
ては１色の適性流量（記録紙上に付着するインク量）だ
けを考慮すればよい。これに対してカラープリンタにお
いては、４色のノズルが通常平行に配置されていて、同
一点に４色のインクを同時には送り出せない。そこで、
同一の記録位置についての画像データが、各インクに対
し異なった時間に順次出力される。そこで、各色（黄、
マゼンタ、シアン、黒）の記録位置が重なるように調整
する必要がある。この調整は、通常、機械的な位置合わ
せ要素と時間的な位置合わせ要素から成る。この記録位
置の精度が線質向上に重要である。

機械的な位置合わせは、ノズルの配置の正確な位置合わ
せて解決できる。すなわち、左右および上下調整ネジを
各色のノズルに対して調整すればよい。

時間的な位置合わせについては、次の点を考慮する必要
がある。

１、インクジェットノズル先端から噴出したインクは一
定の飛翔距離を有限の速度で移動すること。

たとえば、オンデマンド型では２〜５ｍ／ｓ、ヘルツ型
では、４０〜５０ｍ／ｓ０ ２、記録紙とノズルとは相対的に移動していて、インク
の飛翔時間内に記録紙は移動してしまっているので、同
一点に各色を重ねるためには、インクの噴出タイミング
を異ならせる必要があること。

３、ノズルにバラツキがあること。このバラツキはノズ
ル内径圧力損失等による。このためノズル毎にジェット
速度が異なる。

即ち、飛翔時間及び噴出タイミングはノズル毎に異なり
、これを補正する必要がある。すなわち、信号系の途中
に時間補正回路を設け、記録紙上でのドツト記録位置を
一定とするようにする。

ここで、第９図に従来のプリントラインバッファ５のメ
モリの内容を示す。横方向にアドレスを示し、縦方向に
色信号データを４ビツトで示すものとすると、第１番目
のアドレスには第１番目の４・色記録ドツトのデータ（
ＩＹ、ＩＭ、ＩＣ，ＩＢ）が収納され、その順でｎ個の
データセットが収納されている。読出しの場合、各デー
タセットは、プリンラインバッファ５のデータバッファ
に制御回路３から書き込まれ、さらにこのデータセット
は記録ドラム１３の回転に連動した読出クロックにより
アドレスの順番で読出され、遅延回路１５〜１８で各色
毎に遅延した後、ノズルヘッド１０へ送られる。

カラープリンタにはたとえば４色のノズルが必要であり
、前に記したように各ノズルの位置にバラツキがあるた
め、第７図に示すような時間補正回路６が必要である。

（各ノズルの位置力（全での色のドツト記録位置が記録
紙°９上の同一位置上になるように調整されている場合
ら、同様に時間補正回路６が必要である。） この種の補正回路６として第８図に示すように各色のノ
ズル毎に遅延回路１５．１６，１７．１８を設けること
が考えられる。この場合、遅延回路としては、周波数発
振器と数百段のシリアル型シフトレジスタとで構成し、
発振周波数を変えることにより、シフトレジスタ内にジ
ェットの０Ｎ−ＯＦＦ信号が滞まる時間を変化させるこ
とで各色毎に独立に時間調整を行なうようにする。しか
しながら、この種の遅延回路！５〜Ｉ８は、各ノズルの
位置や個体差に対する調整を行おうとすると、さらに発
振周波数の調整を必要とする等、装置の複雑化、高コス
ト化が避けられない。また、各種の付加機能を設ける場
合、時間補正回路にソフトウェアで関与できないので不
便である。

従来のオンデマンド型のカラーインクジェットプリンタ
は、飛翔距離が短いためノズル間の速度差の影響は比較
的少ない。しかし、−滴目と二滴目の速度のちがいの影
響は大きい。オンデマンド型の場合も、連続噴射型の場
合も、カラーインクジェットプリンタにおける記録位置
の重ね合わせの精度をさらに向上することが必要である
。

本発明の目的は、ドツトの位置の正確なカラーインクジ
ェットプリンタを提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るカラーインクジェットプリンタは、それぞ
れ異なった色のインクを記録紙へ噴出する複数本のノズ
ルを備え、該ノズルの位置は記録紙のドツト記録位置が
全ての色について同一位置あるいは同一線上になるよう
に調整されていて、ノズルから噴出したインクを帯電さ
せろための帯電手段と帯電されたインクを噴出方向から
偏向させる偏向手段とを各ノズル毎に備えているインク
噴出手段と、記録紙上の各ドツト記録位置における各色
の記録の有無についてのデータを各ノズルの取付位置に
対応した所定の位置ずれ補正分だけをずらして格納でき
る記録データ記憶手段と、上記の位置ずれ補正分を設定
する補正設定手段と、読出クロックごとに記録データ記
憶手段から１組のデータを読出し、上記の各帯電手段に
データを出力する出力制御手段とを備えたことを特徴と
する。

（作　用） 各ノズルの帯電手段に与えられるデータが、位置ずれ補
正分だけずらして与えられる。これにより、各インクの
記録紙上の同じドツト記録位置への付着が異なったタイ
ミングで行われるにもかかわらず、各ノズルの位置や個
体差により必要になる各色のインクのドツト記録位置の
調整が、簡単に且つ精度よく行える。

（実施例） 以下、添付の図面を用いて本発明の詳細な説明する。

本実施例においては、記録時間位置の補正を、遅延回路
により行うのではなく、データバッファ内のデータの処
理により行うので、各色の記録位置の重なりが正確に調
整できる。

第２図に、本実施例の連続噴射型のヘルツ方式のカラー
インクジェットプリンタの構成を示す。

第７図に示した従来例との相違点は、プリンタ制御回路
３に、記録位置設定器ｌが接続されることと、補正回路
６が省略されることである。さらに、後に説明するよう
に、バッファメモリ４のデータ格納方式を変更する（第
１図参照）。ホストコンピュータあるいは画像源ｌから
入力される画像データは、画像インタフェース２を経て
、制御回路３のバッファメモリ４に書き込む。この書込
において、制御回路３は、記録位置設定器１４で設定さ
れた記録位置データに応じた演算処理（第４図参照）を
行い、第１図に示すように画像データを格納する。

記録の際は、制御回路３は、バッファメモリ４に格納さ
れたデータを読み出し、プリント位置を出力するプリン
トラインバッファ（プリント位置コントローラ）５を介
してノズルヘッドＩＯに出力する。

第３図はプリントラインバッファ５を形成するハードウ
ェア部分を示°す。プリントラインバッファ５としての
本質的な機能は、制御回路３からみれば出力データバッ
ファである。

プリントラインバッファ５はメモリ２０をもつ。

メモリ２０は、非プリント時に制御回路３からデータが
書き込まれ、プリント時に記録ドラム１３の回転と同期
するジェット読出クロックのカウンタ２Ｉで作られるカ
ウンタアドレスにより読出される。アドレスバッファ２
２．２３はそれぞれ書込、読出のアドレスを出力する。

この切り換えは制御回路３のコントロール信号で行なわ
れる。

ところで、ノズルからジェットが噴出する際の粒子への
充電の時定数は数μｓであって、ジェットの０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号のタイミングによっては、わずかに帯電した粒子
（通常の帯電粒子と非帯電粒子との中間の帯電量を有す
る粒子）が発生し、これが線質劣化に大きく影響する。

従って、インクか粒子化した直後に０Ｎ−ＯＦＦ信号を
与えるのが理想的である。これを改善するためには発生
する粒子とジェットの０Ｎ−ＯＦＦ信号を同期させ、わ
ずかに帯電する粒子の数を極小にすればよい。この発生
粒子と０Ｎ−ＯＦＦ信号の同期はノズルに超音波振動子
を付加することで容易にできる。このため、超音波振動
子つきのノズルを用いる。また、発振器３１により一定
の周波数で発振させ、その周波数で（必要に応じて遅延
回路３３を経由し）同期化回路兼インク帯電回路３４に
おいて、ジェット信号出力を同期化させ、１００〜２０
０Ｖのインク帯電信号に変換する。遅延回路３３の必要
性および遅延時間は、ノズルからのジェット破断のタイ
ミングを実験的に調べて調整する。

読出クロックはｌ記録ドツト内に含まれる粒子数分だけ
分周器３２により分周する（ｌ対ｌのときには不要）。

メモリ２０から与えられるバッファメモリ４の内容は第
１図に示すとおりである。これによってドツト記録位置
のふらつきのない鮮明なプリントが可能となる。すなわ
ち、データは、第９図に示すように一様ではなく、ノズ
ルのずれ分だけアドレスがずれたデータとして入力され
る。第１図でＩＹ、ＩＭ、ＩＣ，ＩＢ、２Ｙ、２Ｍ、・
・・等は、それぞれ第１番目の黄データ、第１番目のマ
ゼンタデータ、第１番目のシアンデータ、第１番目の黒
データ、第２番目の黄データ、第２番目のマゼンタデー
タ、・・・を示す。また、０はジェットを出さない信号
である。ここでは、ノズルは、黄、マゼンタ、黒、シア
ンの順に配置されていて、ノズルのずれ分はそれぞれｌ
アドレス分である。ノズルのずれ分が１アドレス分でな
い場合も、同様にアドレスをずらして入力する。なお、
メモリ４におけるノズルのずれ分は、後に説明する記録
位置設定器Ｉ４により容易に設定できる。また、実験的
に調べて調整できる。

データバッファのメモリ２０としては、第１図の形にデ
ータが人力されていて、読出クロックにより順々に出力
されればよいものとなる。読出ドツトクロック単位で位
置ずれ補正を行うことができる結果となる。

本発明はメモリ４内のメモリの内容を第１図のように構
成する点に特徴がある。ソフトウェアで第１図のように
データを再構成する仕方には多くの方法があるか、大別
すると、次の２つがある。

■、いったんメモリに第９図のよう？こ書き込んだ後に
再構成しなおす。

２、あらかじめデータを再構成した後にバッファメモリ
に書き込む。

書き込み方法はメモリ２０の構成と密接な関係がある。

最もわかりやすいのは、書き込むときに各色ｌビットの
データとし、４色順次書き込み、読出しのときのアドレ
スバッファを４セット設け、１ビツトのメモリを４つも
てばよい。しかしこの構成はハードウェア部品を多量に
必要とする。このためプリントラインバッファ５を第３
図に示した構成として、データ再構成をソフトウェアで
行うのが実際的である。

第４図は、黄データの再構成のプログラム流れ図の一例
を示す。まず、はじめに読出番地の最大数（ステップＳ
ｌ）と、シフトすべき数との加算によって、書き込み番
地の最大数（ステップＳ２）をセットする。

読出番地のデータを取り込ろ（ステップＳ３）、ビット
判定（ステップＳ４）によってデータがある場合、書き
込み番地にデータを書き込む（ステップＳ５）。

読出番地（−取り込み番地）を減らしていき（ステップ
Ｓ６）、θ番地になるまでデータ取込を続ける。θ番地
になった場合（ステップＳ７）、書き込み番地はまだ０
になっていないので、残り番地のビットをＯにする（ス
テップＳ８）。

以上の流れで黄データの再構成が完了する。

４色の再構成を行う場合、以上の動作を各色毎に４回繰
り返すか、あるいは、メモリの書き込みプログラム部分
を４色分に拡張することで行うことができる。

このプログラムは、単純な再構成操作であるから、バッ
ファメモリ４に書き込んだ後に行う必要かなく、制御回
路内で行う色変換等の処理の途中あるいは処理後に行っ
てからバッファメモリ４に書き込んでもよい。この方が
時間的に余裕がある。

第５図は記録位置設定器１４の一例である。黄位置設定
器は、ロータリースイッチ３１とその人力バッファ３５
から成り、黄位置取り込み指令によって、設定数値を取
り込む。これと同様に、マゼンタ、シアン、黒について
もそれぞれ位置設定器があるが、図では簡略および省略
しである。

ロータリースイッチ３１の代わりに、サムホイールスイ
ッチとかデジタルスイッチという名前で呼ばれるコード
化スイッチ類を用いてもよい。この方が配線数が少なく
て望ましい。また、マイクロプロセッサへの接続に適し
ている。

第６図は別の記録位置設定器１４である。電源４２の電
圧は黄位置設定器である可変抵抗４３により設定電圧に
変換して、多入力端子型のＡＤ変換器４１に入力する。

他の色の場合ら、同様に可変抵抗４４，４５．４６によ
り記録位置を設定する。

いずれの場合ら位置設定は相対的であり、かつ、ずらし
量もまた任意であるため適宜定めればよい。

（発明の効果） 各色のインクのドツト記録位置の微調整が簡単に且つ精
度よく行える。

読出クロック毎にプリント位置決めが可能となり、プリ
ントのジェットドツトは読出クロックと同期するため、
従来の非同期型に比べてドツトの帯電電荷が安定し、位
置決めの正確さを得ることができる。

ソフトウェアで位置設定値を変更できるため、ハードウ
ェアが少なくなり安価となる。

ドツト読出クロックを整数倍することにより細かい調整
もできる。

ソフトウェアで構成されるため別の機能を追加したり変
更したりする場合に有利である。たとえばノズルの圧力
を低くしたりあるいはノズルの形状を変更したりすると
、ジェットの飛翔時間が変わる結果、ハードウェアだけ
に依存する場合、位置調整範囲が不足したり、反対に粗
すぎたりする場合がある。このような場合、部品交換や
回路変更の必要があるが、ソフトウェアの場合、たとえ
ばセレクトスイッチを切り換えるだけですむ利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、画像データの格納方式を示すアドレスマツプ
である。 第２図は、カラーインクジェットプリンタの構成を示す
ブロック図である。 第３図は、プリントラインバッファとノズルヘッドのブ
ロック図である。 第４図は、画像データ格納のフローチャートである。 第５図と第６図は、それぞれ、記録位置設定器の回路図
である。 第７図は、従来のカラーインクジェットプリンタの構成
を示すブロック図である。 第８図は、補正回路のブロック図である。 第９図は、従来の画像データの格納方式を示すアドレス
マツプである。 ９・・・ノズルヘッド、　　　　ＩＯ・・・記録紙、１
３・・記録ドラム。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　弁理士　前出　葆ほか２名第１図 ＢＫ　　ＣＭ　　Ｙ　　　　　　　　　　　　ＢＫ　　
ＣＭ　　Ｙ第２図 Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ＪｌＥ４１！２１ 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ異なった色のインクを記録紙へ噴出する
   複数本のノズルを備え、該ノズルの位置は記録紙のドッ
   ト記録位置が全ての色について同一位置あるいは同一線
   上になるように調整されていて、ノズルから噴出したイ
   ンクを帯電させるための帯電手段と帯電されたインクを
   噴出方向から偏向させる偏向手段とを各ノズル毎に備え
   ているインク噴出手段と、 記録紙上の各ドット記録位置における各色の記録の有無
   についてのデータを各ノズルの取付位置に対応した所定
   の位置ずれ補正分だけずらして格納できる記録データ記
   憶手段と、 上記の位置ずれ補正分を設定する補正設定手段と、 読出クロックごとに記録データ記憶手段から１組のデー
   タを読出し、上記の各帯電手段にデータを出力する出力
   制御手段とを備えたことを特徴とするカラーインクジェ
   ットプリンタ。