JPH01208148A - 画像形成装置 - 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］ 本発明は画像形成装置に関し、詳しくは複数のインクジ
ェット記録ヘッドを用いて画像を記録する画像形成装置
に関する。

［従来の技術〕 この種装置の一従来例の構成の一部を第７図に示す。第
７図はシリアルプリンタの構成を示す斜視図である。同
図において、１０はヘッドユニットであり、その主走査
方向に配列された２つのインクジェット記録ヘッドを有
する。２４はヘッドユニット１０を搭載するキャリッジ
、２５はガイド、２５はスクリューであり、キャリッジ
２４の一部はスクリュー２６と噛合し、またガイド２５
と摺動可能に保合する。ざらに、スクリュー２６はヘッ
ド送りモータ２３によって回転駆動される。以上の構成
によりキャリッジ２４、従ってヘッドユニット１０はガ
イド２５に沿って記録等のための走査が可能となる。

２１はガイドｚ５と平行に配設されたプラテンであリ、
紙送りモータ２２によって回転駆動される。これにより
記録紙の副走査方向への紙送りを行うと共に記録ヘッド
に対向する記録紙の記録面を規制する。

第８図（Ａ）は第７図にて前述したインクジェット記録
ヘッドの断面図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）に示すピ
エゾ振動子の構造を示す断面図である。

これら図において、１は先端を細くした形状のガラス管
、２はガラス管１に外接するピエゾ振動子である。３は
管状のピエゾ素子、４，５は各々電極であり、電極４．
５間にパルス状の電圧を印加することにより管の内径方
向への収縮と回復を行う。この時矢印ａの方向からイン
クを供給することにより、ガラス管の細くした先端（以
下、オリフィスと称す）よりインク滴を吐出させること
ができる。また、このピエゾ素子３に印加する電圧の大
きさにより吐出されるインク滴の大きさを変えることが
可能であり、これによって記録ドツト径を変化させて記
録画像の階調を表現することができる。

また、記録ドツト径はオリフィス径Ｄ０を変えることに
よっても変化する。

さらに、記録画像の階調は、インク濃度の異なったイン
クを用いて記録を行なっても表現することができる。

第９図および第１Ｏ図は第７図に示したヘッドユニット
１０の詳細を示す斜視図である。これら図から明らかな
ように、２木の記録ヘッド１６および１７あるいは６お
よび７は主走査方向に配設される。

ここで、第９図に示す記録ヘッド１６および１７は互い
にそのオリフィス径を異ならせたものである。

また、第１θ図に示す記録ヘッド６および７は吐出する
インク濃度を互いに異ならせたものであり、この構成に
対応して２つのインクタンク１８および１９が各々設け
られる。

以上の説明から明らかなように、第９図あるいは第１Ｏ
図に示すような構成を用い、さらに前述した如く印加電
圧を変化させることにより、記録画像における階調を表
現していた。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような階調を表現するための構
成は、同一種のインクについて複数の記録ヘッドを必要
とし、さらにフルカラーの記録を行なうためにはＹ、Ｍ
、Ｃ，Ｂｋ等のインクに応じて記録ヘッドが必要であり
、従来例においてはこれら記録ヘッドが主走査方向に一
列に配設されていた。

ところで、上記構成に基づく画像の記録速度は、上述し
た記録ヘッドの配列構成によって、さらにはインク吐出
速度、記録ヘッドの走査速度等の条件によって上限があ
り、このため記録時間を短縮することは困難なことであ
った。

本発明は上述した観点においてなされたものであり、上
記のような記録ヘッド配列を複数列設けることによって
記録時間の短縮を可能にした画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明ではインクを吐出する記録ヘッドを
有して画像を形成する画像形成装置であって、同一種類
のインクに対応して副走査方向に記録ヘッドを配列して
なる記録ヘッドユニットを、複数の記録ヘッドからイン
クが吐出されることによって記録面に形成される記録ド
ツトの濃度または大きさの少なくとも一方が異なるよう
に主走査方向に複数配列されたことを特徴とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、同一種のインクに対応した記録ヘ
ッドを副走査方向に複数配列することによって画像情報
に基づいた個別の記録を同時に行なうことが可能となっ
た。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）および（Ｃ）は本発明の一実
施例を示すインクジェット記録ヘッドユニットのそれぞ
れ斜視図、側断面図および正断面図である。

これら図において、３１はインクタンクであり、インク
の種類に応じてその内部は８つのインク室３１ａ〜３１
ｂに分けられる。インク室３１ａ〜３１ｈの各々には、
シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック各々につい
て濃度の異なる２　ｆ！ｌ類のインクがそれぞれ収容さ
れる。１および２は第８図にて前述したガラス管および
ピエゾ振動子であり、これらガラス管１およびピエゾ振
動子２によフて構成される１６木の記録ヘッドＨ１〜Ｈ
８およびＨ１′〜Ｈ８′は８つのインク室３１ａ　〜３
１ｈの各々において副走査方向に２木づつ配設される。

これら副走査方向の２本の記録ヘッドは画像情報に応じ
て全く別個に駆動される。従って１回の記録のための走
査によって、従来例に比較して２倍の画像情報を記録す
ることができる。

３２は記録ヘッドのオリフィスからのインク液だれを捕
集するために記録ヘッド前方に配設される前面プレート
であり、前面プレート３２には液だれを捕集するための
溝が形成される。

３３はインクタンクふたであり、８つのインク室３１ａ
〜３１ｈの各々に対応して供給口３４Ａおよび排出口３
５Ａが形成され、供給口３４Ａおよび排出口３５Ａには
それぞれ供給チューブ３４および排出チューブ３５が接
続される。これら構成によって、供給口３４Ａからのイ
ンク供給および排出口３５Ａからのインクあるいは空気
の排出を適切に行なうことによってインクタンク上部に
空気部を形成し、インク吐出に悪影舌を与えるインク内
の圧力変動や気泡を吸収する。

第２図は第１図に示した記録ヘッドユニットの一部とプ
ラテンとの関係を示した斜視図であり、図から明らかな
ように、１種類のインクに対応した２木の記録へラドＨ
７およびＨ７’あるいはＨ８およびＨ８’はプラテン２
１による紙送り方向、すなわち副走査方向に配列される
。

なお、前述した如く記録画像において階調を表現するた
めには異なった濃度のインクで記録を行なう以外に、同
一のインクでオリフィス径を異ならせたインク吐出を行
ない、この結果記録されるドツト径を異ならせて階調を
表現する方法がある。この方法に本発明を適用した実施
例を第３図に示す。図から明らかなように記録ヘッドＨ
１７およびＨ１７′　　とＨ１８およびＨ１８′　は同
一のインクを収容したインクタンク３１からインクを供
給される。そして、記録ヘッドＨ１７およびＨ１７′　
は大口径のオリフィスを有し、記録ヘッドＨ１８および
Ｈ１８’　はヘッドＨ１７およびＨ１７′　に比較して
小さな径のオリフィスを有する。

これらのヘッドＨ７，Ｈ８，Ｈ７’　、Ｈ８’　あるい
はＨ１７，Ｈ１８，Ｈ１７’　、Ｈ１８’は、第４図（
Ａ）あるいは（Ｂ）に示すように配置される。図におい
て、矢印Ｃはヘッドの移動方向、即ち主走査方向を示す
。また、ヘッド間距離りは形成されるドツト間距離を１
ビツトとすると、ｎビットと定められる。もちろんヘッ
ドの寸法と形成すべき画素数によりｎは定められ、正の
整数ならば構わないができるだけ小さい数の方がメモリ
容量が小さくなるため有利である。

第５図は第７図に示すインクジェットプリンタを、カラ
ービデオ信号をプリントアウトするためのプリンタとし
て用いた場合の制御回路を示すブロック図である。なお
、同図は第１図に示した記録ヘッドＨ１〜Ｈ８を駆動す
るための回路を示し、記録ヘッドＨ１’〜Ｈ８’　は同
様の回路により画像情報に応じて駆動される。以下、図
に従って動作を説明する。

まずＲ，Ｇ、Ｂからの画像信号がサンプルホールド回路
ＳＨＲ，ＳＨＧ、ＳＨＢにそれぞれ入力し、また同期信
号５ＹＮＣがシステムコンローラ５ＹＳＣＯＮに人力す
る。このシステムコントローラ５ＹＳＣＯＮからのタイ
ミング信号に従ってビデオ信号をサンプルホールドする
。各カラービデオ信号のサンプル出力は信号切り換えス
イッチＳＷとＡＤ変換器ＡＤＣを通して、ラインメモリ
ＭＲ，ＭＧ、ＭＢにそれぞれ記憶される。次にラインメ
モリＭＲ，ＭＧ、ＭＢ内の情報はシステムコントローラ
５ＹＳＣＯＨの制御信号に基づいて出力され、マトリク
ス回路ＭＸによりマスキング処理、下色除去処理が行わ
れると共にシアン信号Ｃ。マゼンタ信号Ｍ、イエロー信
号Ｙ、ブラック信号ＢＬに変換されて出力され、Ｃ，Ｍ
、Ｙ。

ＢＬの出力信号はラッチメモリＭＣ，ＭＭ。

ＭＹ、ＭＢＬに記千意される。

さらに、ヘッドセレクト信号ＨＳに基づいて出力したラ
ッチメモリＭＣ，ＭＭ、ＭＹあるいはＭＢＬからの出力
はヘッドコントロールマトリクス回路ＭＸＣ，ＭＸＭ、
ＭＸＹ、ＭＸＢＬに入力する。これらヘッドコントロー
ルマトリクス回路では、ラッチメモリからの出力信号を
、選択すべき記録ヘッド、および印加すべき電圧値を示
すコード信号に変換し、変換されたコード信号はヘッド
駆動部ＨＤＲＣ，ＨＤＲＭ、ＨＤＲＹあるいはＨＤＲＢ
Ｌに入力する。これらヘッド駆動部からの出力に基づき
ヘッドセレクト信号Ｈ３で選択すれたヘッドを所望のタ
イミング信号ＴＰにより駆動させ、インク滴の吐出量を
制御する。

また、システムコントローラ５ＹＳＣＯＮからの信号は
ドライバＤＲＩ、ＤＲ２を介して、ヘッド送り用パルス
モータ２３１紙送りモータ２２に加えられ、ヘッド送り
と紙送りがそれぞれ制御される。特に、ヘッド送り用パ
ルスモータ２３はヘッド吐出用のタイミングパルスＴＰ
に同期した信号により制御される。

第６図は、第５図に示したヘッド駆動部ＨＤＲＣ，ＨＤ
ＲＭ、ＨＤＲＹあるいはＨＤＲＢＬの詳細回路図である
。シアンの信号処理を例にとり、インクジェット記録ヘ
ッドの制御を具体的に説明する。第５図示のヘッドコン
トロールマトリクス回路ＭＸＣからの８ビツトのデジタ
ル信号は、ゲート回路ＧＴＩ、ＧＴ２に人力される。ヘ
ッド選択信号ＨＳがハイレベルであるとゲート回路ＧＴ
Ｉが開き、８ビツトの信号は並列入力並列出力のシフト
レジスタＳＲＩに入力される。シフトレジスタＳＲＩは
タイミングパルスＴＰにより１ビツトづつシフトされる
。シフトレジスタＳＲＩは２つの記録ヘッドの間隔がｎ
ビット離れているのでｎ段に設定されている。

従ってｎ個のタイミングパルスが発生すると、ＭＸＣの
出力Ｄ／ＡコンバータＤＡＩに出力されてデジタル値に
応じたアナログ信号が得られ、インク濃度の高いヘッド
Ｈ２のヘッド駆動回路ＡＭＰ２に人力される。

また、ヘッド選択信号Ｈ３はタイミング信号ＴＰのタイ
ミングパルスでシフトされるｎ段のシフトレジスタＳＲ
２にも入力されるので、Ｄ／ＡコンバータＤＡＩから出
力がある時には同時にアンドゲートＧ３からも出力が得
られる。このように、インク濃度の高いヘッドＨ２はヘ
ッドコントロールマトリクス回路ＭＸＣから出力されて
からタイミング信号ＴＰのタイミングパルスｎ個分遅れ
て駆動される。

一方、ヘッド選択信号Ｈ３がローレベルの時には、ゲー
ト回路ＧＴ２が開き、ＭＸＣからの出力デジタル信号は
直接Ｄ／ＡコンバータＤＡ２に入力される。また、ヘッ
ド選択信号ＨＳも直接アンドゲートＧ２に入力される。

このようにインク濃度の低いヘッドＨ１はヘッドコント
ロールマトリクス回路ＭＸＣからの出力と大略同時に駆
動される。

信号Ｈ３がローレベルの場合のヘッドＨ１の駆動を例に
とってインク吐出にかかる駆動の詳細を説明する。アン
ドゲートＧ２の１端がハイレベルになるので、アンドゲ
ートＧ２の出力はヘイレベルとなりバッファＧ４の出力
はハイレベルとなる。従ってトランジスタＴｒ３はオン
し、トランジスタＴｒｉもオンする。ここでヘッドＨ１
は抵抗Ｒ３を介して電圧ＶＨが印加される。これにより
、ピエゾ振動子はガラス管の内径方向に収縮してインク
液滴が吐出される。インク液滴の吐出量は電圧ＶＨの値
によって制御される。

また、この時トランジスタＴｒ２はインバータＧ６の出
力がローレベルのためオフとなっている。次に、パルス
がローとなった時、上記と逆にトランジスタＴｒｉがオ
フし、トランジスＴｒ２がオンすることにより、ヘッド
Ｈ１にチャージされた電荷は抵抗Ｒ４を通じて放電され
、ピエゾ素子は元の状態に回復する。以上のようにして
、インク滴吐出が制御される。

なお、上側においては、ヘッドＨ１，Ｈ２はインク濃度
の異なるヘッドについて説明したが、オリフイス径の異
なるヘッドを用いた場合にも同様な制御回路が構成され
る。また、濃度の段階は２つの例を示したが３つ以上で
あっても勿論良い。

また、以上はシアンのインクについてのみ説明したが、
マゼンタ、イエロー、ブラックについても同様に制御回
路を構成できることは勿論である。

また、ヘッドの間隔を補償するヘッド間隔補償手段とし
てシフトレジスタを用いているが、車なる遅延回路であ
っても構わない。

さらに、上側においては記録ヘッドが副走査方向に２列
設けられるものとしたが、この数は２列以上であっても
勿論良く、装置構成や記録速度に鑑みて適切に定められ
得る。

以上のように本実施例では、一画素を１ドツトで表わし
、ドツトの間隔を一定としている。そして、インク濃度
の異なる複数の記録ヘッドを主走査方向と副走査方向に
マトリクス状に配列しているので、記録信号を記憶する
メモリを必要とせず、Ａ１純に記録信号を遅延する回路
を設けるだけでよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、同一
種のインクに対応した記録ヘッドを副走査方向に複数配
列することによって画像情報に基づいた個別の記録を同
時に行なうことが可能となった。

この結果、記録時間が短縮された画像形成装置を得るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）および（Ｃ）は本発明の一実
施例を示すインクジェット記録ヘッドユニットのそれぞ
れ斜視図、側断面図および正断面図、第２図および第３
図は第１図に示した記録ヘッドの配置を示す斜視図、 第４図は第１図に示した記録ヘッドの配置を示す概念図
、 第５図は実施例において記録ヘッドを駆動するための制
御回路を示すブロック図、 第６図は第５図に示したヘッド駆動部の詳細を示すブロ
ック図、 第７図はインクジェットプリンタの一構成例を示す斜視
図、 第８図はインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図
、 第９図および第１θ図は従来例における記録ヘッドの配
置を示す斜視図である。 １・・・ガラス管、 ２・・・ピエゾ振動子、 ３・・・ピエゾ素子、 ４．５・・・電極、 ６、　７．１６．１７．　Ｈ１〜Ｈ８，Ｈ１’〜Ｈ８′
。 ＨＩ３．　　Ｈ１７’　、　　Ｈ２Ｏ，Ｈ１８’　・・
・記録ヘッド、１０…ヘツドユニツト、 ２１・・・プラテン、 ２２・・・紙送りモータ、 ２３・・・ヘッド送りモータ、 ２４・・・キャリッジ、 ２５・・・ガイド、 ２６・・・スクリュー、 ３１・・・インクタンク、 ３１ａ〜３１ｈ・・・インク室、 ３２・・・前面プレート、 ３３・・・インクタンクふた、 ３４・・・供給チューブ、 ３４Ａ・・・供給口、 ３５・・・排出チューブ、 ３５Ａ・・・排出口、 ＳＨＲ，ＳＨＧ、ＳＨＢ・・・サンプルホールド回路、 ＡＤＣ・・・ＡＤ変換器、 ＭＲ，ＭＧ、ＭＢ・・・ラインメモリ、ＭＸ・・・マト
リクス回路、 ＭＣ，ＭＭ、ＭＹ、ＭＢＬ・・・ラッチメモリ、ＭＸＣ
，ＭＸＭ、ＭＸＹ、ＭＸＢＬ−・・ヘッドコントロール
マトリクス回路、 ＨＤＲＣ，ＨＤＲＭ、　　ＨＤＲＹ、　　ＨＤＲＢＬ・
・・ヘッド駆動部、 ＤＲＩ、ＤＲ２・・・ドライバ、 ５ＹＳＣＯＮ・・・システムコントローラ。 ￥化イ列を示１１名参にへ、ト・ユニブトの図第１図（
Ａ） 莢デ已イ列をホす銘會承へ７ドユニー７トの図第１図（
Ｂ） インク！ 莢ｙ乙イ列をＦＸす官乞ｔにヘットユニブト０閉第１図
（Ｃ） 莢カ芭イ列ｒ−３’ｌｊ３市乙少艮ヘッド／１ｉＨ６置
を示す祁七名図２　口・二　ノ゛オ辰！力士 参乙を東へ、ドの韓へを示す跡面図 笛　Ｑｔｆｆｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出する記録ヘッドを有して画像を形成す
   る画像形成装置であって、 同一種類のインクに対応して副走査方向に記録ヘッドを
   配列してなる記録ヘッドユニットを、前記複数の記録ヘ
   ッドからインクが吐出されることによって記録面に形成
   される記録ドットの濃度または大きさの少なくとも一方
   が異なるように主走査方向に複数配列されたことを特徴
   とする画像形成装置。