JP2002011864A

JP2002011864A - インクジェット印字装置

Info

Publication number: JP2002011864A
Application number: JP2000193740A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Nakajima; 光康中嶋
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】適正な画像を高速に両面印刷するインクジェッ
ト印字装置を提供する。【解決手段】ライン式プリンタ３０は、用紙２６を搬送
する搬送ローラ対３１（３１ａ、３１ｂ）及び用紙２６
の表裏に対峙して設けられた上側ヘッド３２及び下側ヘ
ッド３３を備えている。上側ヘッド３２及び下側ヘッド
３３は用紙２６の用紙の主走査方向のほぼ全幅に対応す
る印字素子を備えた印字ヘッドと、この印字ヘッドにイ
ンクを供給するインク供給装置を備えている。上側ヘッ
ド３２と下側ヘッド３３の同じノズル番号の吐出ノズル
３４は用紙２６を介し対向して一致する位置に配置さ
れ、上下の同じノズル番号の吐出ノズル３４から吐出さ
れるインク滴３５は、用紙２６の表裏の同じ位置に着弾
する。片面の印字を行った後に紙面の波打ちが発生する
前に他面を印字するように表裏で印字タイミングを異な
らせてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、適正且つ高速に画
像を両面印刷するインクジェット印字装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット方式のプリンタが
広く用いられている。このインクジェット方式によるプ
リンタには、ピエゾ抵抗素子（圧電素子）の変形によっ
てインク滴を飛ばすピエゾ方式や、膜気泡の発生する力
でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等がある。更
にサーマルジェット方式には、インク滴の吐出方向によ
り二通りの構成があり、一つは発熱素子の発熱面に平行
する方向にインク滴を吐出する構成のサイドシュータ型
と呼称されるものであり、他は発熱素子の発熱面に垂直
な方向にインク滴を吐出する構成のルーフシュータ型又
はトップシュータ型と呼称されるものである。ルーフシ
ュータ型の印字ヘッドを備えたプリンタは、消費電力が
極めて小さくて済み、経済的であることが知られてい
る。

【０００３】また、家庭で個人的に使用される小型のプ
リンタとしては、比較的軽便なキャリッジ移動型のプリ
ンタが主流となって広く用いられている。キャリッジ移
動型のプリンタは、小型の印字ヘッドとインクカートリ
ッジが一体になってキャリッジに搭載され、そのキャリ
ッジが用紙の幅方向に往復移動しながら、縦方向に搬送
される用紙面に文字や画像を印字（印刷）する。

【０００４】図５(a) は、そのようなキャリッジ移動型
のプリンタの構成を模式的に示す斜視図であり、同図
(b) は、同図(a) に示す印字ヘッドがモノクロ用である
場合の用紙側から見た拡大図（同図(a) のＡ矢視拡大
図）、同図(c) は、同図(a) に示す印字ヘッドがフルカ
ラー用である場合のＡ矢視拡大図である。

【０００５】このプリンタ１は、同図(a) に示すよう
に、キャリッジ２に印字を実行する印字ヘッド３とイン
クを収容しているインクカートリッジ４が取り付けられ
ている。キャリッジ２は、一方ではガイドレール５によ
り滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト６に
固着している。

【０００６】これにより、印字ヘッド３及びインクタン
ク４は、図の両方向矢印Ｂで示す装置本体（プリンタ
１）の幅方向、つまり印字主走査方向に往復駆動され
る。この印字ヘッド３と装置本体の不図示の制御装置と
の間にフレキシブル通信ケーブル７が接続され、このフ
レキシブル通信ケーブル７を介して制御装置から印字デ
ータと制御信号が印字ヘッド３に送出される。

【０００７】この印字ヘッド３に対向し、図の両方向矢
印Ｂで示す印字ヘッド３の上述した往復移動方向に延在
して、装置本体のフレーム８の下端部にプラテン９が配
設されている。このプラテン９に接して用紙１１が給紙
ローラ対１２（下のローラは用紙１１の陰になっていて
図では見えない）と排紙ローラ対１３（下のローラは同
様に陰になって見えない）により図の矢印Ｃで示す印字
副走査方向（図の斜め左下方向）に間欠的に搬送され
る。

【０００８】この用紙１１の間欠搬送の停止期間中に、
印字ヘッド３は、モータ１４により歯付き駆動ベルト６
及びキャリッジ２を介して駆動されながら、用紙１１に
近接してインクを吐出し、紙面に印字する。この用紙１
１の間欠搬送と印字ヘッド３による往復移動時の印字と
の繰り返しによって、用紙１１の全面に印字を行うこと
ができる。

【０００９】上記の印字ヘッド３は、上述したピエゾ素
子を用いるピエゾ方式の印字ヘッドでもよく、また、膜
気泡の成長力を利用するサーマル方式の印字ヘッドであ
ってもよい。また、印字ヘッドがモノクロ用である場合
は、同図(b) に示す印字ヘッド３′のように、そのイン
ク吐出面にはインクを吐出して印字を実行する１列のノ
ズル列１５が形成されている。

【００１０】１列のノズル列１５には、設計上の理由に
もよるが、およそ６４個、１２８個又は２５６個の吐出
ノズル１６が、例えば２５．４ｍｍ当り３００個の密度
で縦１列に並んで配置されている。これらの吐出ノズル
１６に、インクタンク４からインクが供給される。

【００１１】また印字ヘッドがフルカラー用である場合
は、同図(c) に示す印字ヘッド３″のように、通常、そ
のインク吐出面にはインクを吐出して印字を実行する４
列のノズル列１７（１７ｙ、１７ｍ、１７ｃ、１７ｂ
ｋ）が形成されている。これら４列のノズル列１７は、
それぞれイエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン
（ｃ）及びブラック（ｂｋ）のインクを吐出する。この
場合も、１列のノズル列１５には、６４個、１２８個又
は２５６個の吐出ノズル１８が配置される。

【００１２】図６(a),(b) は、用紙の主走査方向のほぼ
全幅に対応する印字素子を有するライン式プリンタ用印
字ヘッドの外観平面図であり、同図(a) はモノクロ用印
字ヘッドを示す図、同図(b) はフルカラー用印字ヘッド
を示す図である。同図(a) に示すモノクロ用印字ヘッド
２０は、図５(b) に示す印字ヘッド３′とほぼ同様の構
成の要素チップ２１を、親基板２２の長手方向に互い違
いに千鳥状に配置して構成されている。このような長尺
のモノクロ用印字ヘッド２０は、プリンタ装置本体に固
定され、用紙の方が図の矢印Ｄで示す副走査方向に搬送
される。

【００１３】また、同図(b) に示すフルカラー用印字ヘ
ッド２３は、図５(c) に示す印字ヘッド３″とほぼ同様
の構成の要素チップ２４を、やや幅広の親基板２５の長
手方向に互い違いに千鳥状に配置して構成されている。
このフルカラー用印字ヘッド２３も、プリンタ装置本体
に固定され、用紙の方が、図の矢印Ｅで示す副走査方向
に搬送される。

【００１４】上記のように、長尺のモノクロ用印字ヘッ
ド２０（又はフルカラー用印字ヘッド２３）を１個のチ
ップとして構成せずに複数の要素チップを用いて構成す
るのは、シリコンウエハ上に作成される印字ヘッド用チ
ップの大きさには限界があるからである。また、仮に大
型の単結晶シリコンウエハが得られたとしても、シリコ
ンウエハは丸形であるから、その直径に沿って形成し得
る長尺印字ヘッドの数には限りがあって歩留りが極めて
悪くなるから実用的でない。

【００１５】もっとも、最近では、シリコンウエハでは
なくガラス基板に印字ヘッドを構成する技術が開発され
ており、これであると、図５(b) に示す印字ヘッド３′
又は同図(c) に示す印字ヘッド３″の形状をそのまま長
尺にした単体構成の安価な長尺印字ヘッドの実現も可能
である。

【００１６】一般に、用紙に印字する場合、片面だけに
印字したほうが使い勝手が良いため、長らくの間は片面
印字が主流であった。しかし、そのように用紙の片面だ
けの印字では裏面の白地が不経済であり、両面印字がで
きた場合に比較して用紙の原料である木材の消費が倍に
なるということから、地球環境保護を目的として両面印
字を行うことが多くなっている。

【００１７】このような両面印字をプリンタ或は複写機
（以下、プリンタのみを取り上げる）で行うには、用
紙の表面（片面）に印字する、表面が定着（乾燥）を
終了するまで待機する、自動反転機構を用い（大型機
の場合）、或は用紙を一旦機外に排出して手作業で（小
型機の場合）、用紙を反転させる、用紙の裏面（他
面）に印字する、という作業工程により、両面印刷を行
う。すなわち印字ヘッドは用紙の片側のみに配置され、
用紙を表裏反転させて両面に印刷を行っている。

【００１８】ここで上記の工程を省略すると、印字を
終了したばかりの片面の印字面が定着の不完全なインク
で汚れる不具合が発生するから工程を省略することは
出来ない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子写真式
のプリンタや熱転写型のプリンタでは、印字終了と同時
に印字画像が用紙に定着されるから、両面印字を行う場
合でも片面の印字を終了して直ちに他面の印字に移るこ
とができ、上記の工程に要する時間は殆ど零であっ
て、特にこれといった問題はない。

【００２０】しかし、インクジェット式のプリンタで
は、印字が終了してから、その印字画像が用紙に定着す
る（印字インクが完全に乾燥する）までには比較的長い
時間を要する、すなわち上記の工程に比較的長い時間
を要するため、両面印字が実用にならないという問題を
有していた。

【００２１】例えば、インクジェット式プリンタにおけ
る一般的なＯＡ用紙を用いた場合の印字直後からインク
が定着するまでの時間は、緩浸透インクを用いたときで
は、印字インクが用紙面に着弾後、数ｍ秒で用紙への浸
透を開始し、完全に定着するまでに１０秒程度の時間を
要する。また、超浸透インクを用いたときでも、印字イ
ンクが用紙面に着弾後、用紙への浸透を開始するまでに
１００〜２００μ秒を要し、浸透完了までに数１０ｍ
秒、これが完全に定着するまで更に数百ｍ秒の時間を要
する。したがって、多忙なオフィスにおいて使用される
事務用プリンタとしては、時間効率が悪く両面印字に使
用することができない。

【００２２】もっとも、家庭で個人的に使用する場合に
は、工程における待ち時間の長さは我慢できないこと
はない。ところが、実際に両面印字を行ってみると更に
他の問題が発生した。そもそも近年のインクジェット式
のプリンタは、銀塩写真を優に凌ぐほどの極めて高精細
な画像を形成するものであり、その高精細な画像がイン
クジェット式プリンタの特徴ある利点ともなっている
が、折角のそのような高精細であるべき画像を、両面印
刷の裏面に印刷することができない。つまり最初の片面
（表面）には高精細な画像が印字されるが他の片面（裏
面）には何ゆえか不良画像が印字されることが判明し
た。そして、この原因を追求していくと、インクジェッ
ト式のプリンタ特有の不良画像発生の誘因が発見され
た。

【００２３】図７(a) 〜(d) は、インクジェット式プリ
ンタにおける、吐出ノズルから吐出されるインク滴の用
紙への着弾から定着までの微視的な基本動作を模式的に
示す図である。図８(a) 〜(d) は、インクジェット式プ
リンタにおける印字面に発生する両面印字に悪影響を及
ぼす不具合を説明する図である。

【００２４】先ず、図７(a) 〜(d) において、同図(a)
に示すように印字ヘッド（図１(b)の印字ヘッド３′、
同図(c) の印字ヘッド３″、図２(a) のモノクロ用印字
ヘッド２０又は同図(b) のフルカラー用印字ヘッド２
３、以下同様）から用紙２６に向けて吐出されたインク
滴２７は、図７(b) に示すように用紙２６に着弾する。

【００２５】そして、用紙２６に着弾したインク滴２７
は、毛細管現象により、同図(c) に示すように用紙２６
中に浸透を開始する。同図(c) には未浸透部分２７−１
を白抜きで示し、浸透部分２７−２を梨地で示してい
る。この着弾インク滴２７は、やがて同図(d) に示すよ
うに、全て用紙２６中に浸透して定着する。

【００２６】このインク滴の用紙への着弾から定着まで
における用紙の状態を、図８(a) 〜(d) においてやや広
い印字範囲を設定して巨視的に観察すると、先ず、同図
(a)に示すように、用紙２６に一辺の長さＷの印字面を
想定する。Ｗ＝２５．４ｍｍすなわち観察すべき印字面
を２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍとし、印字解像度が２
５．４ｍｍ当り６００ドットであり、印字率１００％で
印字を行ったとすれば、上記２５．４ｍｍ×２５．４ｍ
ｍの印字面には、６００発×６００発＝３６００００発
のインク滴が吐出されることになる。

【００２７】同図(b) は、３６００００発のインク滴が
用紙２６に着弾した直後の状態を示している。上記２
５．４ｍｍ×２５．４ｍｍの印字面には、３６００００
発のインク滴が着弾してなる印字インクの一団２８が形
成される。この印字インクの一団２８は、着弾後、所定
の時間が経過すると、同図(c) に示すように、用紙２６
中への浸透を開始し（未浸透部分２８−１及び浸透部分
２８−２参照）、やがて同図(d) に示すように用紙２６
中に完全に浸透して、完全浸透インク２８−３となって
定着する。そして、ことき、同図(d) に示すように、用
紙２６の印字面に波打ちが発生する。この波打ちは、印
字インクが完全乾燥後も解消されることはない。

【００２８】両面印字において他面への印字時には、上
記のように波打ち状態になっている凹凸の激しい用紙２
６の裏面に印字することになるため、インクジェット式
のプリンタのように高精細な画像を高精度に形成する方
式の印字装置では、そのような波打ち状態の紙面に画像
を正しく再現することができない。これがインクジェッ
ト式のプリンタにおいて、両面印刷時に他面には印字む
らの有る不良画像が印字される理由である。

【００２９】このように、印字済み用紙の波打ち現象
は、用紙中へのインク滴の浸透に伴うインクジェット式
プリンタに特有の性質であるため、上記他面に印字する
画像に発生する不具合は、これを回避することは不可能
であると思われていた。本発明の課題は、上記従来の実
情に鑑み、適正且つ高速に画像を両面印刷するインクジ
ェット印字装置を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
インクジェット印字装置の構成を述べる。本発明のイン
クジェット印字装置は、用紙を搬送する搬送手段と、該
搬送手段により搬送される上記用紙の表面に対峙して設
けられた第１の印字ユニットと、上記搬送手段により搬
送される上記用紙の裏面に対峙して設けられた第２の印
字ユニットと、上記第１の印字ユニット及び上記第２の
印字ユニットを制御する制御手段とを備え、該制御手段
は、上記第２の印字ユニットによる上記用紙の裏面への
印字位置が上記第１の印字ユニットによる上記用紙の表
面への印字位置に上記用紙を介し対向して一致する位置
となるべく、上記第１の印字ユニット及び上記第２の印
字ユニットを制御するように構成される。

【００３１】上記制御手段は、例えば請求項２記載のよ
うに、上記第１の印字ユニットにより上記用紙上に印字
を行った後、該第１の印字ユニットの印字時期から上記
第２の印字ユニットによる印字時期を遅延させる時間を
上記第１の印字ユニットによる印字インクの影響により
上記用紙の印字位置に波打ちが発生するまでの時間より
も短い時間内に収まるように印字制御するように構成さ
れる。

【００３２】また、上記第１の印字ユニット及び上記第
２の印字ユニットは、例えば請求項３記載のように、そ
れぞれ上記用紙の主走査方向のほぼ全幅に対応する印字
素子を有して構成され、この場合、例えば請求項４記載
のように、上記用紙の副走査方向に所定距離だけ離隔し
て配置されるようにしてもよい。

【００３３】また、上記第１の印字ユニット及び上記第
２の印字ユニットは、例えば請求項５記載のように、そ
れぞれ上記用紙の主走査方向に印字ユニットが移動する
キャリッジ移動型の印字ユニットで構成される。また、
例えば請求項６記載のように、用紙を搬送する搬送手段
と、該搬送手段により搬送される上記用紙の表面に対峙
して設けられ上記用紙の主走査方向に印字ユニットが移
動するキャリッジ移動型の第１の印字ユニットと、該第
１の印字ユニットに対し上記搬送手段により搬送される
上記用紙の裏面に対峙して設けられ、且つ副走査方向の
位置が上記第１の印字ユニットに対し上記用紙を介し対
向して一致する位置に配置され、上記用紙の主走査方向
に印字ユニットが移動するキャリッジ移動型の第２の印
字ユニットと、上記第１の印字ユニットにより上記用紙
上に印字を行った後、該第１の印字ユニットの印字時期
から上記第２の印字ユニットによる印字時期を遅延させ
る時間を、上記第１の印字ユニットによる印字インクの
影響により上記用紙の印字位置に波打ちが発生するまで
の時間よりも短い時間内に収まるように印字制御する制
御手段とを備えるように構成し、更に上記第１の印字ユ
ニットと上記第２の印字ユニットは、例えば請求項７に
記載のように、上記副走査方向の位置が相互に所定距離
だけ離隔して配置されるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に
おけるライン式プリンタの主要部の構成を模式的に示す
斜視図であり、図２は、図１のＦ−Ｆ′断面矢視図であ
る。

【００３５】図１及び図２に示すように、ライン式プリ
ンタ３０は、用紙２６を搬送する搬送手段としての搬送
ローラ対３１（３１ａ、３１ｂ）と、この搬送ローラ対
３１により搬送される用紙２６の表面に対峙して設けら
れた第１の印字ユニットとしての上側ヘッド３２と、同
じく用紙２６の裏面に対峙して設けられた第２の印字ユ
ニットとしての下側ヘッド３３を備えている。

【００３６】上記の上側ヘッド３２及び下側ヘッド３３
は、ともに図６(a) に示したと同様の印字ヘッド（勿
論、ガラス基板に形成された長尺一体型の印字ヘッドで
あってもよい）を用紙２６との対峙面に備え、更に、こ
れにインクを供給するインク供給装置を備えている。ま
た、上記の印字ヘッドには、それぞれ印字素子としての
２０００個の吐出ノズル３４（図２参照）が、用紙２６
の主走査方向のほぼ全幅に対応して設けられている。

【００３７】これら上側ヘッド３２と下側ヘッド３３の
同じノズル番号（Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐ２０００）の
吐出ノズル３４（図では簡略化された断面図であるため
吐出ノズルの本体は見えず位置のみ示している）から
は、同じタイミングでインク３５が吐出されるように不
図示の制御装置から制御パルスが与えられる。

【００３８】そして吐出ノズル３４の配置においては、
用紙２６に対して、上側ヘッド３２と下側ヘッド３３の
同じノズル番号の吐出ノズル３４が同配置（用紙２６を
介し対向して一致する位置）となっている。これによ
り、上側ヘッド３２と下側ヘッド３３の同じノズル番号
の吐出ノズル３４から吐出されるインク滴３５は、用紙
２６の表裏の違いがあるだけで全く同じ位置に着弾す
る。

【００３９】図３は、上側ヘッド３２の駆動回路の構成
を示す図である。尚、下側ヘッド３３の駆動回路も同様
の構成である。この駆動回路３６はブロック転送方式に
よって印字データの転送を行う。すなわち、先ず印字デ
ータ信号Ｄをシフトレジスタ回路３７にセットし、この
シフトレジスタ回路３７の出力を、印字周期ＣＫに同期
させたラッチ信号Ｌによりラツチ回路３８に取り込む。
ラツチ回路３８の出力とストローブ信号Ｓｔｂ（Ｓｔｂ
０、Ｓｔｂ２、・・・、Ｓｔｂ９）によリ、後述する１
０組に分けた各組毎に発熱素子を発熱駆動する。

【００４０】本例では、２０００個の吐出ノズル３４か
らなるノズル列を、２００個毎のグループに分け、ノズ
ル番号Ｐ１〜Ｐ１００をグループ３９−０、ノズル番号
Ｐ１０１〜Ｐ２００をグループ３９−１、・・・、ノズ
ル番号Ｐ１９０１〜Ｐ２０００をグループ３９−９とし
て、１０組のグループに分けている。

【００４１】それぞれのグループに対しては、１パルス
の上述したストローブ信号Ｓｔｂ（Ｓｔｂ０、Ｓｔｂ
２、・・・、Ｓｔｂ９）が与えられ、このストローブ信
号Ｓｔｂによリ印字データ信号Ｄの印字順が決められて
いる。本例では、グループ３９−０、グループ３９−
１、・・・、グループ３９−９の順に、シフトレジスタ
回路３７にセットされた印字データ信号Ｄに従って、ア
ンド回路４１を介してトランジスタ４２が駆動され、こ
れにより発熱素子４３が発熱駆動される。

【００４２】発熱素子４３は、特には図示しないが、例
えば厚さが５０００Å、面積が２５×２５μｍの抵抗体
膜であり、共通配線電極４４から駆動電源電圧ＶＨを供
給され、上記の印字データ信号Ｄに従って発熱する。こ
の発熱素子４３にはインクが常時供給されており、発熱
素子４３の発熱によって、発熱素子４３とインクの界面
に瞬時に膜気泡が発生して成長する。この膜気泡の成長
圧力によって、周囲のインクが、発熱素子４３に対向し
て形成されている図２に示す吐出ノズル３４から押し出
され、インク滴３５となって外部に吐出される。

【００４３】上述した制御を行うことにより、用紙２６
の表裏に同一のタイミングで同一位置（用紙２６を介し
対向して一致する位置）にインク滴３５を着弾させるこ
とができる。インク滴３５が用紙２６の表裏に着弾した
瞬間には、インク（図８(b)の印字インクの一団２８参
照）が未だ用紙２６に浸透していないから、インク滴３
５が着弾した瞬間の用紙２６の表裏には波打ちが発生し
ておらず、通常の印字面が保たれている。これによっ
て、用紙２６の表裏に同時に品質の高い印字画像を形成
することができる。

【００４４】尚、上記の第１の実施の形態では、上側及
び下側の印字ヘッドが共にその印字素子が用紙の主走査
方向のほぼ全幅に対応して設けられているライン型プリ
ンタについて説明しているが、プリンタはこれに限るこ
となく、上側及び下側の印字ユニットがそれぞれ主走査
方向に移動するキャリッジ移動型で構成されたシリアル
型のプリンタであっても同様に適用できる。

【００４５】次に、第２の実施の形態のとして、上側ヘ
ッド３２（下側ヘッド３３でもよい）により用紙２６に
印字を行った後、やや時間を遅延させて下側ヘッド３３
（上側ヘッド３２でもよい）により印字を行う方法を以
下に説明する。これは上側ヘッド３２により用紙２６に
印字を行った後、用紙２６の反対面への波打ちの発生に
やや時間がかかることを利用した印字方法である。

【００４６】先ず、ここで、上記の用紙２６に発生する
波打ち現象を子細に観察してみると、前述した図７(a)
〜(d) 及び図８(a) 〜(d) に示した吐出されたインク滴
の用紙への着弾から定着までの経過において、インク滴
の浸透開始から浸透完了までの間のいずれかの時期に波
打ちが発生し始める。その時期を正確に測定することは
困難であるが、少なくとも着弾から浸透開始までの間で
は、紙面には、すなわち反対面にも波打ちは発生しな
い。すなわち、上側ヘッドによる印字インクの影響が紙
面には未だでていない。

【００４７】前述したように、一般的なＯＡ用紙を用い
た場合、インクが用紙面に着弾してから浸透開始まで
に、緩浸透インクで数ｍ秒、超浸透インクで１００〜２
００μ秒である。したがって、この期間内であれば、上
述したように表裏同時に印字しなくとも、表裏の印字タ
イミングを異ならせて、片面の印字後に一定の遅延時間
を置いて他面を印字することができる。

【００４８】したがって、上記は、上側ヘッド３２によ
り用紙２６上に印字を行った後、この上側ヘッド３２に
よる印字インクの影響が紙面に出ない内に、つまり、印
字位置に波打ちが発生するまでの時間よりも短い時間内
に収まるように下側ヘッド３３による印字時期を遅延さ
せて印字するように印字制御する。

【００４９】この場合、上記の遅延時間は安全を見て上
記の着弾から浸透開始までの期間以内に収まる時間帯で
あれば全く問題はない。すなわち、着弾から浸透開始ま
での期間をＴｓ、遅延時間をＴｔとすれば、Ｔｔ＜Ｔｓ
であればよい。また、この場合、用紙には一般的に表と
裏があり、事務用の紙では平滑性の高い面が表、平滑性
の低い面が裏である。そして、インクの浸透は紙の平滑
性が高いほど緩慢であり、平滑性が低いほど早く浸透す
る。すなわち平滑性が低いほどインクの着弾後に短時間
で紙面の波打ちが発生する。したがって、上記のように
遅延時間Ｔｔを置いて用紙の表裏で印字タイミングを異
ならせる場合は、平滑性が高い用紙の表側に印字した後
に、その裏側に印字する順序が好ましい。

【００５０】また、その場合、先行して印字する上側ヘ
ッド３２よりも、印字タイミングを異ならせた分だけ、
つまり時間Ｔｔ分の用紙搬送距離だけ、下側ヘッド３３
を用紙２６の副走査方向に離隔して配置すると、時間Ｔ
ｔの期間を用紙２６の搬送を停止させて待機する必要が
なくそのまま搬送してよく、このようにしても、下側ヘ
ッド３３は未だ波打ちの発生していない紙面に印字する
ことができる。これによって用紙２６の搬送時間に無駄
がなくなる。

【００５１】また、このように印字タイミングを異なら
せて他面を印字するようにすれば、制御装置側のライン
バッファを上側ヘッド３２と下側ヘッド３３とで兼用す
ることができる、また、駆動電力を集中させず分割する
ことができて電力効率が向上する、また、上側と下側の
２つの印字ヘッドの配置で設計上の制約が緩和される等
の利点がある。

【００５２】尚、上記の第２の実施の形態では、第１の
実施の形態の場合と同様に上側及び下側の印字ヘッドが
共にその印字素子が用紙の主走査方向のほぼ全幅に対応
して設けられているライン型プリンタについて説明して
いるが、プリンタはこれに限ることなく、この場合も上
側及び下側の印字ヘッドがそれぞれ主走査方向に移動す
るキャリッジ移動型で構成されたシリアル型のプリンタ
であっても同様に適用できる。

【００５３】そして、その場合は、上側ヘッドと下側ヘ
ッドの副走査方向の配設位置が用紙を介し対向して一致
する位置に配置されるように構成して、上側ヘッド（下
側ヘッドでもよい）により用紙に印字を行った後、これ
より遅延時間Ｔｔだけキャリッジ移動時間を遅らせて下
側ヘッド（上側ヘッドでもよい）で印字するようにして
もよく、更には、上側ヘッドと下側ヘッドの副走査方向
の配設位置が所定距離だけ離隔して配置されるように構
成して、用紙搬送方向上流側に離隔した印字ヘッド（上
側ヘッドでも下側ヘッドでもよい）により用紙に印字を
行った後、間欠搬送された用紙に対して遅延時間Ｔｔだ
け遅れて下流側に離隔した印字ヘッド（下側ヘッドでも
上側ヘッドでもよい）で印字するようにしてもよい。

【００５４】尚、上記第１及び第２の実施の形態におい
ては、説明を分かり易くするため、いずれもインク吐出
ノズルのノズルが１列のみの印字ヘッドを用いたモノク
ロプリンタの例をとって説明しているが、ノズルが４列
（通常のフルカラー用）又は６列（ライトマゼンタ、ラ
イトシアンの淡色インクも用いるフルカラー用）からな
るカラープリンタの場合にも適用できる。

【００５５】図４は、第３の実施の形態におけるタンデ
ム方式のカラーインクジェットラインプリンタの構成を
示す図である。同図に示すカラーインクジェットライン
プリンタ４５は、搬送ローラ対４６（４６ａ、４６ｂ）
と、この搬送ローラ対４６に搬送される用紙２６を挟む
位置に対向して配置された上側イエローヘッド４７−１
と下側イエローヘッド４８−１、上側マゼンタヘッド４
７−２と下側マゼンタヘッド４８−２、上側シアンヘッ
ド４７−３と下側シアンヘッド４８−３、上側ブラック
ヘッド４７−４と、下側ブラックヘッド４８−４から構
成される。

【００５６】上記イエロー、マゼンタ、シアン及びブラ
ックの各色毎の上側ヘッド４７（４７−１〜４７−４）
と下側ヘッド４８（４８−１〜４８−４）の位置関係
は、第１の実施の形態における図２に示した上側ヘッド
３２と下側ヘッド３３の位置関係と同一である。

【００５７】図４において、用紙２６が上側イエローヘ
ッド４７−１から上側ブラックヘッド４７−４つまり下
側ブラックヘッド４８−４の位置まで、或いは下側イエ
ローヘッド４８−１から下側ブラックヘッド４８−４つ
まり上側ブラックヘッド４７−４の位置まで搬送される
時間をＴ１し、上側イエローヘッド４７−１又は下側イ
エローヘッド４８−１の吐出ノズル４９（４９ａ又は４
９ｂ）から吐出されたインク滴５１ａ又はインク滴５１
ｂが用紙２６に着弾してから浸透を開始して用紙２６の
印字面が波打ち現象を起こし始めるまでの時間をＴ２と
して、不等式「Ｔｌ＜Ｔ２」を満たすように設計をする
と、上側ブラックヘッド４７−４又は下側ブラックヘッ
ド４８−４がインク滴を吐出したとき、用紙２６の印字
面は波打ちの無い平常の面が保たれているから、この場
合も、用紙２６の表裏に同時に品質の高い印字画像を形
成することができる。

【００５８】尚、インク滴５１（５１ａ又は５１ｂ）の
用紙２６への浸透は、表面張力が高いインクを用いれば
用紙２６が濡れにくい、つまり浸透しにくくなり、時間
Ｔ２が長くなる。また、用紙２６によっても時間Ｔ２は
大きく異なる。したがって、使用するインク又は用紙に
応じて、Ｔ１を決めるようにするとよい。この場合、Ｔ
１を長くできれば、プリンタの平均消費電力を低減させ
ることになり、経済的である。

【００５９】また、上記の例は、１列のノズル列を備え
た印字ヘッドを多段式に４個並設した形式のタンデム方
式のカラーインクジェットラインプリンタであるが、こ
のようにタンデム方式のカラープリンタに限ることな
く、４列又は６列のノズル列を備えた１つの印字ヘッド
を用いる形式のカラープインクジェットラインリンタに
も適用できる。また、ライン式と限ることなく、シリア
ル式のカラープリンタの場合にも適用可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、用紙を挟む位置に対向させて２つの印字ヘッドを
配置し、同一印字タイミング又はインクの着弾から浸透
開始までの時間内でずらせた印字タイミングで、用紙の
表裏に印字を行うので、片面の印字による他面の波打ち
が発生する前に表裏の印字を行うことができ、これによ
り、高速な両面印刷ができるだけでなく表裏共に品質の
高い印字画像を得ることができるインクジェット印字装
置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるライン式プリンタの
主要部の構成を模式的に示す斜視図である。

【図２】図１のＦ−Ｆ′断面矢視図である。

【図３】上側ヘッド又は下側ヘッドの駆動回路の構成を
示す図である。

【図４】第２の実施の形態におけるタンデム方式のカラ
ーインクジェットラインプリンタの構成を示す図であ
る。

【図５】(a) はキャリッジ移動型のプリンタの構成を模
式的に示す斜視図、(b) はモノクロ用印字ヘッドのイン
ク吐出面の拡大図、(c) はフルカラー用印字ヘッドのイ
ンク吐出面の拡大図である。

【図６】(a),(b) は用紙の主走査方向のほぼ全幅に対応
する印字素子を有するライン式プリンタ用印字ヘッドの
外観平面図、(a) はモノクロ用印字ヘッドを示す図、
(b) はフルカラー用印字ヘッドを示す図である。

【図７】(a) 〜(d) はインクジェット式プリンタにおけ
る印字ドットの用紙への着弾から定着までの基本動作を
模式的に示す図である。

【図８】(a) 〜(d) はインクジェット式プリンタにおけ
る印字面に発生する両面印字に悪影響を及ぼす不具合を
説明する図である。

【符号の説明】

１プリンタ２キャリッジ３、３′、３″ 印字ヘッド４インクカートリッジ５ガイドレール６歯付き駆動ベルト７フレキシブル通信ケーブル８フレーム９プラテン１１用紙１２給紙ローラ対１３排紙ローラ対１４モータ１５、１７ノズル列１６、１８吐出ノズル２０モノクロ用印字ヘッド２１要素チップ２２親基板２３フルカラー用印字ヘッド２４要素チップ２５親基板２６用紙２７インク滴２７−１未浸透部分２７−２浸透部分２８印字インクの一団２８−１未浸透部分２８−２浸透部分２８−３完全浸透インク３０ライン式プリンタ３１（３１ａ、３１ｂ）搬送ローラ対３２上側ヘッド３３下側ヘッド３４吐出ノズル３５インク滴３６駆動回路３７シフトレジスタ回路３８ラツチ回路３９−０、３９−１、・・・、３９−９駆動グループ４１アンド回路４２トランジスタ４３発熱素子４４共通配線電極ＶＨ駆動電源電圧Ｓｔｂ（Ｓｔｂ０、Ｓｔｂ２、・・・、Ｓｔｂ９）ス
トローブ信号Ｌラッチ信号ＣＫ印字周期Ｄ印字データ信号４５カラーインクジェットラインプリンタ４６（４６ａ、４６ｂ）搬送ローラ対４７−１上側イエローヘッド４７−２上側マゼンタヘッド４７−３上側シアンヘッド４７−４上側ブラックヘッド４８−１下側イエローヘッド４８−２下側マゼンタヘッド４８−３下側シアンヘッド４８−４下側ブラックヘッド４９（４９ａ、４９ｂ）吐出ノズル５１（５１ａ、５１ｂ）インク滴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記用紙の表面に対峙して
設けられた第１の印字ユニットと、前記搬送手段により
搬送される前記用紙の裏面に対峙して設けられた第２の
印字ユニットと、前記第１の印字ユニット及び前記第２の印字ユニットを
制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記第２の印字ユニットによる前記用紙
の裏面への印字位置が前記第１の印字ユニットによる前
記用紙の表面への印字位置に前記用紙を介し対向して一
致する位置となるべく、前記第１の印字ユニット及び前
記第２の印字ユニットを制御することを特徴とするイン
クジェット印字装置。
【請求項２】前記第１の印字ユニット及び前記第２の
印字ユニットはそれぞれ前記用紙の主走査方向のほぼ全
幅に対応する印字素子を有することを特徴とする請求項
１記載のインクジェット印字装置。
【請求項３】前記第１の印字ユニットと前記第２の印
字ユニットはそれぞれ前記用紙の主走査方向に印字ユニ
ットが移動するキャリッジ移動型の印字ユニットである
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット印字装
置。
【請求項４】用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記用紙の表面に対峙して
設けられた第１の印字ユニットと、前記搬送手段により搬送される前記用紙の裏面に対峙し
て設けられた第２の印字ユニットと、前記第１の印字ユニット及び前記第２の印字ユニットを
制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記第１の印字ユニットにより前記用紙
上に印字を行った後、該第１の印字ユニットの印字時期
から前記第２の印字ユニットによる印字時期を遅延させ
る時間を前記第１の印字ユニットによる印字インクの影
響により前記用紙の印字位置に波打ちが発生するまでの
時間よりも短い時間内に収まるように印字制御すること
を特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項５】前記第１の印字ユニット及び前記第２の
印字ユニットは、それぞれ前記用紙の主走査方向のほぼ
全幅に対応する印字素子を有する印字ヘッドであり、且
つ前記用紙の副走査方向に所定距離だけ離隔して配置さ
れることを特徴とする請求項４記載のインクジェット印
字装置。
【請求項６】用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記用紙の表面に対峙して
設けられ前記用紙の主走査方向に印字ユニットが移動す
るキャリッジ移動型の第１の印字ユニットと、該第１の印字ユニットに対し前記搬送手段により搬送さ
れる前記用紙の裏面に対峙して設けられ、且つ副走査方
向の位置が前記第１の印字ユニットに対し前記用紙を介
し対向して一致する位置に配置され、前記用紙の主走査
方向に印字ユニットが移動するキャリッジ移動型の第２
の印字ユニットと、前記第１の印字ユニットにより前記用紙上に印字を行っ
た後、該第１の印字ユニットの印字時期から前記第２の
印字ユニットによる印字時期を遅延させる時間を、前記
第１の印字ユニットによる印字インクの影響により前記
用紙の印字位置に波打ちが発生するまでの時間よりも短
い時間内に収まるように印字制御する制御手段とを備え
たことを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項７】前記第１の印字ユニットと前記第２の印
字ユニットは、前記副走査方向の位置が相互に所定距離
だけ離隔して配置されることを特徴とする請求項６記載
のインクジェット印字装置。