JPH10278241A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録方法により、円筒物等の
被記録媒体の円周面に、高品位な画像を直接に記録する
ことができ、かつ円筒物等の被記録媒体の外径が異なる
場合にも対応して高品位な画像を記録する。 【解決手段】 被記録媒体としての円筒物１００が中心
軸を中心として間欠的に回動し、記録ヘッド１が円筒物
１００の中心軸の方向に移動し、円筒物１００の内周面
１００ｃに画像を記録する際に、円筒物１００の外径に
応じて、円筒物１００の間欠送りの回転量、および画像
の記録に供する吐出口を設定し、円筒物１００を１周さ
せることによって円周面１００ｃの全体に画像を記録す
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、外周部が円周面と
された円筒形状や円柱形状の被記録媒体、例えば、缶、
瓶、コップ、ツマミ、ロール、電柱、パイプ等の被記録
媒体に、インク等の液体を吐出して、その円周面にレー
ベル等の画像を記録するインクジェット記録装置および
インクジェット記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、缶等の円筒形状の被
記録媒体の外周面に画像を記録する一般的な方法として
は、スクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷法によ
り、被記録媒体の周面に直接に画像を記録する方法があ
る。あるいは、間接的な記録方法としては、まず、同印
刷法により平板状の被記録媒体の表面に画像を記録して
から、これを円筒形状に湾曲させることによって、結果
として立体物を成す方法がある。あるいは、まず、フィ
ルムのような薄いシート状の被記録媒体に画像を記録し
てから、これを円筒物の外周部に貼り付ける方法が採ら
れていた。

【０００３】一方、インクジェット記録ヘッド（以下、
単に「記録ヘッド」ともいう）は、微細な吐出口からイ
ンク等の液体を被記録媒体上に吐出することによって記
録を行うものである。１個の記録ヘッドには、複数個の
吐出口が設けられ、各吐出口からのインクの吐出を独立
に制御することによって、インク滴を被記録媒体上に着
弾させて、インクのドットにより所望の記録が行われ
る。このような記録ヘッドを搭載して被記録媒体全体へ
の画像記録を行う画像記録装置は、周知のように、コン
ピュータの出力機器としてのプリンタ等として利用され
ている。このようなプリンタとしては、搬送装置による
用紙等の被記録媒体の間欠送りと、被記録媒体の搬送方
向と交差する方向に沿う記録ヘッドの走査とを繰り返し
て、全体画像を記録するシリアル記録方式のものがあ
る。その場合、用紙等の被記録媒体は、記録ヘッドから
一定距離だけ離れた対向位置において、平面状態を保つ
ようにして搬送される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
印刷法においては、印刷すべき原画像に対応するよう
に、その原画像に使われている色毎にスクリーン版やオ
フセット版を作成し、これらの版を微細な位置合わせを
行いつつ印刷装置に装着し、さらに要求される色にイン
クを調合しなければならなかった。そのため、スクリー
ン版やオフセット版の版代が経費として必要となる他、
それらの制作に日数がかかり、特に、印刷を行うまでの
工程に手間がかかるという問題があり、また、少ないロ
ットの印刷の場合には、被記録媒体１個当たりの印刷費
が高くつくという問題もあった。

【０００５】さらに、印刷終了時にはインクの洗浄、そ
の廃液の処理に手間がかかり、それらのための施設等も
必要であった。また、色毎に版を必要とするため、使用
する版の数に応じて装置が大型化し、その設置スペース
も拡大化するという問題もあった。さらにまた、印刷デ
ータを保存する場合には、印刷の終了した版を保存する
ための保管スペースも必要であった。

【０００６】また、前述した間欠的な記録方法では、画
像記録後の平板状の被記録媒体を円筒形状に成形した
り、それを円筒物の外周部に張り付けるための二次加工
が必要となる。その二次加工の際には、記録した画像を
キズつけないような配慮が必要となり、特に、フィルム
を貼るような場合には、その張り付け位置を決める作業
や、フィルムがシワにならないような機構が必要とな
り、結果的に、コスト高になるという問題があった。

【０００７】一方、記録ヘッドを用いたシリアル記録方
式においては、円筒物等の円周面を被記録面とした場合
に、次のような特有の問題が生じる。すなわち、例え
ば、円筒物を円周方向に間欠送りし、これと交差する方
向、すなわち、円筒物の軸線方向に記録ヘッドを走査さ
せた場合には、用紙のような平面に対しインクを吐出し
て画像を記録する場合とは異なり、記録ヘッドの全ノズ
ルにおいて、インクの吐出方向と円筒物の円周面の法線
方向との関係が一致しない。その結果、それらの吐出方
向と法線方向とがズレる程度に応じて、円筒物の円周面
に着弾するインク滴の間隔が広がって記録画像が歪むと
いう問題がある。このような問題を解消する方法として
は、例えば、それらの吐出方向と法線方向とを一致させ
るように、記録ヘッドの各ノズルを一定の曲率で配列す
る方法もある。しかし、この場合には、円筒物の外径が
異なる度に、それに合わせてノズル列の曲率が設定され
た記録ヘッドを使用しなければならず、甚だ煩雑であ
る。

【０００８】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、従
来の印刷方法ではなく、インクジェット記録方法を採用
した上、外周部が円周面とされた円筒物等の被記録媒体
に、高品位な画像を直接に記録でき、かつ被記録媒体の
外径に簡易に対応して画像を記録することができるイン
クジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、列状に配設された複数の吐出口からインク
を吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体の円周面
に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前
記被記録媒体の円周面の曲率中心を通る軸線の方向に対
して、前記記録ヘッドの吐出口の配列方向を交差させる
ように、前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを対向させ
て保持する保持手段と、前記記録ヘッドと前記被記録媒
体とを前記軸線の方向に相対移動させる移動手段と、前
記記録ヘッドと前記被記録媒体とを前記軸線を中心とし
て間欠的に相対回動させる回動手段と、前記被記録媒体
の円周面の曲率半径に応じて、前記記録ヘッドの複数の
吐出口の中から画像の記録に供する吐出口と、前記回動
手段による間欠的な回動量とを設定する制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１０】本発明のインクジェット記録方法は、列状
に配設された複数の吐出口からインクを吐出可能な記録
ヘッドを用いて、被記録媒体の円周面に画像を記録する
インクジェット記録方法であって、前記被記録媒体の円
周面の曲率中心を通る軸線の方向に対して、前記記録ヘ
ッドの吐出口の配列方向を交差させるように、前記記録
ヘッドと前記被記録媒体とを対向させて保持し、前記被
記録媒体の円周面に画像を記録する際に、前記記録ヘッ
ドと前記被記録媒体とを前記軸線の方向に相対移動させ
る動作と、前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを前記軸
線を中心として間欠的に相対回動させる動作とを繰り返
し、かつ前記被記録媒体の円周面の曲率半径に応じて、
前記記録ヘッドの複数の吐出口の中から画像の記録に供
する吐出口と、前記回動手段による間欠的な回動量とを
設定することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１２】本発明では、外周部が円周面とされた円筒
形状や円柱形状のものを被記録媒体とすることができ、
例えば、円筒形状の被記録媒体としては、缶、瓶、コッ
プ、ツマミ、ロール、電柱、蛍光灯、パイプ等を挙げる
ことができる。本実施形態においては、円筒形状で端面
を有する物（以下、「円筒物」という）を被記録媒体に
した場合について説明する。また、本発明は、原画像を
読み取ってから複写画像を記録する複写機形態や、コン
ピュータ内に作成された画像記録データに基づいて画像
を記録するプリンタ形態として適用可能である。

【００１３】図１は、本実施形態としての記録装置の要
部斜視図、図２は、その記録装置において用いられる記
録ヘッドの外観斜視図である。

【００１４】１は、カートリッジ化された着脱可能な記
録ヘッドであって、記録用のインクを貯留するためのイ
ンクタンク２と、インクを吐出するヘッド部３とを一体
に備えた構成となっている。記録ヘッド１は、不図示の
コンピュータから、ケーブルにより画像信号が転送さ
れ、その画像信号に基づいて、被記録媒体としての円筒
物１００の円周面１００ｃに記録を行う。円筒物１００
は、その中心軸線、つまり円周部１００ｃの曲率中心を
通る軸線を回転軸１００ｂとして回転される。

【００１５】４はキャリアであって、その定位置に記録
ヘッド１が着脱自在に搭載される。キャリア４は、不図
示のキャリアモータにより、一対の走査レール５に沿っ
て往復動する。６は、走査レール５を支持する支持枠で
あり、キャリア４をガイドする走査レール５が支持され
ることにより、記録ヘッド１と円筒物１００との位置関
係が規制される。通常、ヘッド部３と円筒部１００の表
面との対向間隔は、最短部で０．５ｍｍ程度である。円
筒物１００の外径が種々異なる場合は、記録ヘッド１を
支持枠６と共に移動させ、ヘッド部３と円筒物１００の
表面との間の距離を一定に維持する。その距離は、円筒
物１００の表面の軸方向に渡って一定である。

【００１６】７は、円筒物１００の端面１００ａを回転
軸１００ｂに沿って図１中右方向に押圧するパッド、８
は、パッド７と一体に回転するギア、９は、パッド７を
端面１００ａに押圧するための押圧シリンダであり、こ
れらの構成が円筒物１００の左右両側の端面１００ａと
の対向位置に備えられている。円筒物１００は、一端、
不図示の求心作用のある三方チャックにより把持され、
その中心である回転軸１００ｂがパッド７の中心と一致
するように、左右のパッド７の間に位置決めされる。円
筒物１００の外径は、記録装置に取り付ける前に、予め
計測などにより求めて本記録装置に入力したり、また
は、上記の三方チャックに設けたセンサによって、この
三方チャックに把持した円筒物１００の外径を検知する
ようにしてもよい。押圧シリンダ９は、その軸線が回転
軸１００ｂと一致するように、支持板１０により支持さ
れている。

【００１７】１１は駆動モータであり、その駆動力は、
駆動ギア１２、アイドラギア１３を介してギア８に伝達
される。この駆動力により、左右のパッド７の間に挾持
された円筒物１００が回転軸１００ｂを中心に所定量ず
つ間欠送りされる。

【００１８】図３に記録ヘッド１の内部構造を示す。こ
の記録ヘッド１は、インクジェット記録方式に用いられ
るものである。この記録ヘッド１は、液体（インク）を
吐出するための微細な複数の吐出口１００１、それらの
吐出口１００１毎に設けられて吐出口１００１に連通す
るノズルを形成する液路１００２、それらの液路１００
２にインクを分配する液室１００３、各液路１００２毎
に配設されるエネルギー作用部１００４、およびエネル
ギー作用部１００４の配設部位のインクに作用させるべ
き液滴形成エネルギー（吐出エネルギー）を発生するエ
ネルギー発生素子１００５を備えている。本例の場合
は、この素子１００５として、熱エネルギーを発生する
電気熱変換体を備えている。吐出口１００１を高密度に
実装した記録ヘッド１では、例えば、解像度３６０ｄｐ
ｉ（≒１４ノズル／ｍｍ）のものがある。インクタンク
２には、インクが含浸された多孔質体からなるスポンジ
が設けられている。インクタンク２は液室１００３に連
通されており、非記録動作時には、インクタンク２内の
スポンジが発生する負圧力により吐出口１００１のメニ
スカスが一定に保持され、記録動作時には、毛管作用に
より、吐出口１００１から吐出される分のインクが自動
的にインクタンク２から液室１００３に供給される。Ｆ
は、吐出口１００１が形成される面と同一平面となる吐
出口面であり、円筒物１００の表面である円周面１００
ｃと対向している。

【００１９】次に、記録動作時に使用するノズルを特定
する方法について説明する。図４は、記録部の拡大側面
図である。図４において、点Ｑは、前述の三方チャック
の求心作用によって定められた円筒物１００の回転中
心、点Ｒは、吐出口面Ｆと円周面１００ｃとの間隔が最
短距離となる円周面１００ｃ上の点である。記録装置上
においては、記録ヘッド１の吐出口面Ｆと円筒面１００
ｃとの相対位置が支持枠６とパッド７の軸線との位置関
係（寸法）により、記録動作前から確定されているた
め、これらの点Ｑ，Ｒは一義的に定められる。吐出口面
Ｆに直交する図４中の下方向がインクの吐出方向であ
る。

【００２０】ここで、点Ｑ，Ｒと結ぶ線分ＱＲに対して
反時計方向に角度θ２，θ１をなす円周面１００ｃ上の
点を各々Ｘ２，Ｘ１とする。また、円筒物１００の半
径、つまり円周面１００ｃの曲率半径はｒとする。点Ｘ
２，Ｘ１から線分ＱＲに下した垂線の長さを各々ｐ２，
ｐ１とすると、次の関係が成り立つ。

【００２１】

【数１】 θ２＝arcsin（ｐ２／ｒ）、θ１＝arcsin（ｐ１／ｒ） …（Ａ１） 点Ｘ２，Ｘ２間の円弧Ｘ２Ｘ１の長さをｓとすると、長
さｓは、式（Ａ１）を用いて、次式で表される。θ２，
θ１はラジアンである。

【００２２】

【数２】 ｓ＝ｒ×（θ２−θ１） ＝ｒ×｛arcsin（ｐ２／ｒ）−arcsin（ｐ１／ｒ）｝ …（Ａ２） 記録ヘッド１のノズルが等間隔に配列されているため、
点Ｘ２，Ｘ１をインクの着弾点とすれば、ｐ２−ｐ１≡
Δｐなる長さΔｐは、ノズルが配列されているピッチで
ある。これより、

【００２３】

【数３】 ｐ１＝ｐ２−Δｐ …（１） 上式（１）を式（Ａ２）に代入して、

【００２４】

【数４】 ｓ＝ｒ×｛arcsin（ｐ２／ｒ）−arcsin［（ｐ２−Δｐ）／ｒ］｝ …（２） ここで、ノズルピッチΔｐは、記録ヘッド１の解像度が
３６０ｄｐｉの場合、０．０７０５ｍｍと微小量である
ことから、上式（２）は近似的に次のように表される。

【００２５】

【数５】 ｓ≒ｒ×Δｐ×ｄ｛arcsin（ｐ２／ｒ）｝／ｄ（ｐ２） ＝Δｐ／｛１−（ｐ２／ｒ）² ｝^1/2 …（Ａ３） 上式（Ａ３）は、次式（Ｂ１），（Ｂ２）を用いて算出
した。

【００２６】

【数６】

【００２７】この長さｓは、円周面１００ｃ上における
ドットピッチとなる。式（Ａ３）において、半径ｒの値
に対して長さｐ２が増加すれば、長さｓも増加する。つ
まり、点Ｒから離れたノズルを使用する場合、円周面１
００ｃ上におけるドットピッチが点Ｒにおけるドットピ
ッチよりも大きくなる。したがって、歪みのない画像を
記録するためには、円周面１００ｃ上のドットピッチが
ある値以下でなければならない。歪みのない画像を記録
するために許容できる長さｓ（ドットピッチ）の許容値
をａとすると、その長さｓは、次の式を満足しなければ
ならない。

【００２８】

【数７】 ｓ≦ａ …（３） 上式（３）に式（Ａ３）を代入して整理すると、長さｐ
２が満たすべき値として以下の式を得る。

【００２９】

【数８】

【００３０】上式（Ａ４）は、下記のようにして算出す
ることができる。

【００３１】

【数９】

【００３２】吐出口面Ｆと円周面１００ｃとが最短距離
にある吐出口面Ｆ上の点をＨとすると、点Ｈから距離ｐ
２にあるノズルまでが記録画像を歪めることなく記録に
使用できるノズルである。点Ｈは、吐出口面Ｆと円周面
１００ｃとの位置関係により、一義的に確定するもので
ある。式（Ａ４）により、円筒物１００の半径ｒと、使
用する記録ヘッド１のノズルピッチΔｐと、許容値ａを
予め定めておくことにより、これらの諸量から記録に使
用できるノズルの範囲、つまり全ノズルにおいて画像の
記録に使用できるノズルが占める範囲を決定することが
できる。また、記録ヘッド１によって平面に記録した場
合の正規のドットピッチがノズルピッチΔｐであるか
ら、いかなる場合も式（Ａ４）における許容値ａをノズ
ルピッチΔｐの値未満とすることは不合理である。許容
値ａは、要求する画質のレベルに応じて定めればよい。
式（Ａ４）から明らかなように、許容値ａを小さくする
と、長さｐ２の最大値が小さくなり、ドットのズレ量が
規制できて画質は向上するものの、記録ヘッド１の一走
査において使用できるノズルの範囲が狭くなるために記
録速度が低下する。これらは、要求する仕様でのトレー
ドオフによって決めればよい。通常、被記録媒体におけ
るインク滴の着弾点のズレは、正規のノズルピッチΔｐ
に対してΔｐ／２が許容されるため、許容値ａは（３／
２）×Δｐとすることができる。

【００３３】以上は、線分ＱＲから反時計方向側におけ
る円周面１００ｃ上の領域に対して使用可能なノズルの
範囲の決定について説明したが、全く同様にして、線分
ＱＲの時計方向側における円周面１００ｃ上の領域に対
しての使用可能なノズルの範囲を決定することができ
る。線分ＱＲの時計方向側の円周面１００ｃ上の領域に
おいて、点Ｘ２に相当する点をＹ２とすれば、点Ｙ２
は、線分ＱＲに関して点Ｘ２と線対象の位置にある。従
って、線分ＱＲの時計方向側にある吐出口面Ｆの領域に
おいて、点Ｈから距離ｐ２にあるノズルまでが、記録画
像を歪めることなく記録に使用できるノズルとなる。

【００３４】次に、図５を参照して、円筒物１００の間
欠送り量を決定する方法について説明する。式（Ａ４）
により決定された距離ｐ２の範囲内において、点Ｈから
最も離れた位置にありかつ線分ＱＲから反時計方向側の
ノズルをＮ、点Ｈから最も離れた位置にありかつ線分Ｑ
Ｒの時計方向側のノズルをＭとする。さらに、ノズル
Ｎ，Ｍから吐出されて円周面１００ｃに着弾するインク
滴の位置、つまりドットの形成位置を各々点Ｘ３，Ｙ３
とし、点Ｘ３，Ｙ３から線分ＱＲに下した垂線の長さを
各々ｎ，ｍとする。点Ｘ２，Ｙ２の吐出口面Ｆへの投影
点にノズルが位置するとは限らないため、長さｎ，ｍの
一方はｐ２以下となる。図５においては、ｍ≦ｐ２とし
ている。また、距離ｐ２が、記録ヘッド１の吐出口面Ｆ
と円周面１００ｃの相対位置によって一義的に決まるた
め、結果的にｎ，ｍも一義的に決まる。そして、点Ｘ
３，Ｙ３間の円弧Ｘ３Ｙ３上にインクが吐出されて、画
像が記録されることになる。線分ＱＲと線分ＱＸ３との
なす角をφ１、線分ＱＲと線分ＱＹ３とのなす角をφ２
とし、また、点Ｙ３から弧長が長さΔｐとなる円周面１
００ｃ上の点をＺ３とし、線分ＱＲと線分ＱＺ３とのな
す角をφ０とする。このとき、円筒物１００の間欠送り
に必要な回転角φ［ｒａｄ］は、以下の式で表される。

【００３５】

【数１０】 φ＝φ０＋φ１＋φ２ ＝Δｐ／ｒ＋arcsin（ｎ／ｒ）＋arcsin（ｍ／ｒ） ［単位：rad ］ …（Ａ５） この回転角φ毎の間欠送りによって、円筒物１００の円
周面１００ｃ上に、その円周方向に画像が連続して記録
される。回転角φは、ノズルピッチΔｐ、円筒物１００
の半径ｒ、距離ｎ，ｍによって、一義的に定まる。

【００３６】次に、図６を参照して、円筒物１００の間
欠送りの送り回数について説明する。円筒物１００を１
周させる角度は２π［ｒａｄ］であり、φは２πよりも
小さいので下記（Ａ６）の関係が成り立つような整数ｋ
と角度α［ｒａｄ］を定めることができる。

【００３７】

【数１１】 ２π＝φ×ｋ＋α ［単位：rad ］ …（Ａ６） ここで、角度αは、回転角φよりも小さい角度である。
整数ｋは、間欠送りの回数を表す。図６において、同図
中下側の優弧Ｘ３Ｘ４は、間欠送りの回数ｋによって記
録が行われた領域となる。点Ｘ４は、最初の走査によっ
て記録が行われた点Ｘ３（図５参照）の位置が、回数ｋ
の間欠送り後に移動した点である。角度αは、線分ＱＸ
３と線分ＱＸ４とが成す角である。図６中上側の劣弧Ｘ
３Ｘ４の内、点Ｘ４から弧長がΔｐとなる円周面１００
ｃ上の点をＹ４とし、点Ｙ４から線分ＱＲに下した垂線
の長さをｇとし、線分ＱＸ３と線分ＱＹ４とが成す角を
βとすると、式式（Ａ７）が成り立つ。

【００３８】

【数１２】 β＝α−φ０ ＝φ１＋arcsin（ｇ／ｒ） ［単位：rad ］ …（Ａ７） 角度βは、間欠送りの回数ｋ後の残りの記録すべき領域
の大きさに相当する。

【００３９】ここで、β≦φ０のときは、残りの記録領
域がドットピッチ以下となるため記録を行う必要はな
く、円筒物１００全体に、画像が記録されたと判断す
る。この場合には、パッド７を解除し、円筒物１００を
記録装置から取外す。一方、β＞φ０のときは、まだ記
録すべき領域が存在するため画像記録を行う。この場
合、β＜φであるから、劣弧Ｘ３Ｙ４の領域の記録に使
用するノズル数がこれまでのノズル数と異なることにな
る。上式（Ａ７）より、長さｇは下式（Ａ８）のように
定まる。

【００４０】

【数１３】 ｇ＝ｒ×ｓｉｎ（α−φ０−φ１） …（Ａ８） したがって、線分ＱＲの反時計方向側の領域において
は、長さｎによって定まるノズルを使用し、また線分Ｑ
Ｒの時計方向側の領域においては、点Ｈから距離ｇまで
のノズルを使用することになる。このように記録ヘッド
１の最終走査時においては、距離ｎとｇによって定まる
ノズルを使用する。上式（Ａ８）において、長さｇがマ
イナスになる場合は、線分ＱＲの反時計方向側の領域に
長さ｜ｇ｜をとり、点Ｈから図６中左側の｜ｇ｜までの
ノズルは使用しない。すなわち、線分ＱＲの反時計方向
側の領域において、点Ｈから図６中の左方に向って距離
｜ｇ｜だけ離れた位置から、ノズルＮまでの間に位置す
るノズルを使用する。この最後の走査による記録が終了
することにより、円筒物１００への記録が完了する。

【００４１】以上のように、円筒物１００の間欠送りの
回数は、β≦φ０のときはｋ回であり、β＞φ０のとき
は回数ｋ回の回転角φと、角度βの送り１回を合せて
（ｋ＋１）回となる。回数ｋの値、角度α、また角度β
の判定は、回転角φと同様に、記録装置上での記録ヘッ
ド１の吐出口面Ｆと円周面１００ｃの相対位置によって
一義的に定まる。

【００４２】上述の例において、具体的に数値を当ては
めると次のとおりである。

【００４３】記録ヘッド１は、３６０ｄｏｐｉの解像
度、総ノズル数１３６０、ヘッド部３の長さ９５．９５
６ｍｍ（＝２５．４×１３６０／３６０）であり、円筒
物１００は外径６０ｍｍであるとする。そして、ｒ＝３
０ｍｍ、Δｐ＝０．０７０５ｍｍ、ａ＝（３／２）×Δ
ｐ＝０．１０５７５ｍｍとすると、上式（Ａ４）より、
ｐ２≦２２．３６１ｍｍとなる。

【００４４】これより、点Ｈから２２．３６１ｍｍまで
のノズルを使用して記録すればよいことになる。点Ｈに
丁度、ノズルが位置するように、記録ヘッド１と円筒物
１００とを配置した場合、２２．３６１（ｍｍ）／０．
０７０５（ｍｍ）＝３１７．１８であるから、点Ｈのノ
ズルを０番目とすると、ノズルＮ，Ｍとしては、３１７
番目のノズルになる。したがって、使用ノズル数は６３
５個となり、総ノズル数の５０％弱を使用することにな
る。

【００４５】次に、回転角φ、回数ｋ、角度αを求め
る。本例では、長さｎと長さｍは同じ値の２２．３４８
５ｍｍとする。上式（Ａ５）より、φ０＝０．００２３
５［ｒａｄ］、φ１，φ２＝０．８４１０８［ｒａｄ］
となるから、φ＝１．６８３３［ｒａｄ］となる。この
回転角φで、間欠送りをすればよい。

【００４６】次に、上式（Ａ６）より、

【００４７】

【数１４】２π≒１．６８３３×３＋０．７３２６６ であるから、回数ｋ＝３で角度α＝０．７３２６６［ｒ
ａｄ］となる。角度βあは、上式（Ａ７）より、β＝
０．７３０３１［ｒａｄ］であり、またβ＞φ０である
から、式（Ａ８）により、ｇ＝−３．２９７８ｍｍとな
る。

【００４８】この場合、ｇがマイナスとなるため、点Ｈ
から図６中右側の長さｇの範囲にあるノズル数は、３．
２９７８（ｍｍ）／０．０７０５（ｍｍ）＝４６．８で
あるから、４６個である。したがって、最終走査で使用
するノズルは、４７番目のノズルから３９０番目のノズ
ルとなる。また、間欠送りの回数は、３回となる。

【００４９】以上のようにして、円筒物１００の外径か
ら半径がわかり、記録ヘッド１と円筒物１００との位置
関係を基礎にして、記録に必要なノズル数を設定でき
る。そして、円筒物１００の間欠送り量および送り回数
を設定することができる。これらの設定値に基づいて、
制御装置により駆動モータ１１の送り量、記録ヘッド１
の使用ノズルを制御することによって、円周面１００ｃ
上に歪みのない高品位の画像を記録することができる。

【００５０】上述の例において、記録ヘッド１と円筒物
１００との円周方向の位置は、定まっていれば任意でよ
いが、ノズル数を有効に使用して１回の記録ヘッド１の
走査によって記録できる幅を最大にするためには、記録
ヘッド１の全ノズルが線分ＱＲによって２等分されるよ
うに配置することが望ましい。さらにまた、上述の例で
は、端面１００ａを有する円筒物１００を被記録媒体と
して説明したが、パイプのような中空の無端面の円筒物
などであっても被記録媒体とすることができる。この場
合、その円筒物の外径に応じて、記録ヘッド１における
使用ノズルの範囲を設定することは、上述の例と全く同
様である。また、この場合には、円筒物の保持手段とし
て、挾持部材であるパッド７の代わりに、円筒物の内周
面から系方向外側に向けて押圧することによって円筒物
を保持する部材を設ければよい。また、部分的に曲率面
を有する種々の形状の物体を被記録媒体とすることもで
きる。

【００５１】図７は、図１に示したインクジェット記録
装置の制御系構成を示すブロック図である。

【００５２】図７において、ＣＰＵ１００は、この装置
各部動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ
１００Ａには、その処理手順等が格納され、また、ＲＡ
Ｍ１００Ｂは上記処理実行のワークエリアとして用いら
れる。記録ヘッド１からのインク吐出は、ＣＰＵ１００
がエネルギー発生素子１００５としての電気熱変換体の
駆動データおよび駆動制御信号をヘッドドライバ１Ａに
供給することにより行われる。さらにＣＰＵ１００は、
上記キャリア４を移動させるためのキャリアモータ２０
や駆動モータ５０の回転をそれぞれモータドライバ２０
Ａおよび１１Ａを介して制御する。

【００５３】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００５４】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。この方式は所謂オンデマンド型，
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１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１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。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。

【００５５】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
の組合せ構成（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４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。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号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５６】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５７】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５８】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５９】さらに加えて、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、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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又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。

【００６０】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、版等を
必要とせずに、円筒形状等の被記録媒体円周面上に直接
画像を記録できるため、記録するためのコストが低減で
きる他、記録の作成のための手番、日程、納期等を短縮
することができる。

【００６２】また、外径の異なる種々の円筒物等の被記
録媒体に応じて、画像の記録に供する記録ヘッドの吐出
口を設定することにより、インクドットの着弾ピッチを
許容のピッチ以下に収めて、歪みのない高品位の画像を
記録することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る記録装置の要部の斜視図である。

【図２】図１に示す記録ヘッドの外観図である。

【図３】図１に示す記録ヘッドの要部の破断図である。

【図４】図１に示す記録ヘッドと円筒物との位置関係の
説明図である。

【図５】図１に示す円筒物の間欠送り量の決定方法の説
明図である。

【図６】図１に示す円筒物の間欠送りの回数の説明図で
ある。

【図７】図１に示す記録装置の制御系の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ インクタンク ３ ヘッド部 ４ キャリア ５ 走査レール ６ 支持枠 ７ パッド ８，１２，１３ ギア ９ 押圧シリンダ １０ 支持板 １１ 駆動モータ １００ 円筒物（被記録媒体） １００ａ 端面 １００ｂ 回転軸 １００ｃ 円周面 １００１ 吐出口 １００２ 流路 １００３ 液室 １００４ エネルギー作用部 １００５ エネルギー発生素子

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列状に配設された複数の吐出口からイン
   クを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体の円周
   面に画像を記録するインクジェット記録装置であって、 前記被記録媒体の円周面の曲率中心を通る軸線の方向に
   対して、前記記録ヘッドの吐出口の配列方向を交差させ
   るように、前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを対向さ
   せて保持する保持手段と、 前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを前記軸線の方向に
   相対移動させる移動手段と、 前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを前記軸線を中心と
   して間欠的に相対回動させる回動手段と、 前記被記録媒体の円周面の曲率半径に応じて、前記記録
   ヘッドの複数の吐出口の中から画像の記録に供する吐出
   口と、前記回動手段による間欠的な回動量とを設定する
   制御手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記
   録装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記記録ヘッドにおい
   て互いに隣接する吐出口から吐出されて前記被記録媒体
   の円周面上に付着するインク滴の間隔を求め、その間隔
   が所定の許容値以下となる吐出口を前記画像の記録に供
   する吐出口として設定することを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記許容値は、前記記録ヘッドにおける
   吐出口の間隔の３／２であることを特徴とする請求項２
   に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記軸線と直交する方向に沿って、前記
   記録ヘッドと前記被記録媒体とを相対移動させる手段を
   備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
   載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記被記録媒体は円筒体であり、 前記保持手段は、前記円筒体の両端を挾持するパッドを
   有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
   載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは、前記吐出口からイン
   クを吐出させるためのエネルギーを発生させる吐出エネ
   ルギー発生部を有することを特徴とする請求項１から５
   のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギー発生部は電気熱変換
   体であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェ
   ット記録装置。
8. 【請求項８】 列状に配設された複数の吐出口からイン
   クを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体の円周
   面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、 前記被記録媒体の円周面の曲率中心を通る軸線の方向に
   対して、前記記録ヘッドの吐出口の配列方向を交差させ
   るように、前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを対向さ
   せて保持し、 前記被記録媒体の円周面に画像を記録する際に、 前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを前記軸線の方向に
   相対移動させる動作と、前記記録ヘッドと前記被記録媒
   体とを前記軸線を中心として間欠的に相対回動させる動
   作とを繰り返し、かつ前記被記録媒体の円周面の曲率半
   径に応じて、前記記録ヘッドの複数の吐出口の中から画
   像の記録に供する吐出口と、前記回動手段による間欠的
   な回動量とを設定することを特徴とするインクジェット
   記録方法。
9. 【請求項９】 前記記録ヘッドにおいて互いに隣接する
   吐出口から吐出されて前記被記録媒体の円周面上に付着
   するインク滴の間隔を求め、その間隔が所定の許容値以
   下となる吐出口を前記画像の記録に供する吐出口として
   設定することを特徴とする請求項８に記載のインクジェ
   ット記録方法。
10. 【請求項１０】 前記許容値は、前記記録ヘッドにおけ
    る吐出口の間隔の３／２とすることを特徴とする請求項
    ９に記載のインクジェット記録方法。
11. 【請求項１１】 前記被プリント媒体の円周面の曲率半
    径に応じて、前記軸線と直交する方向に沿って前記記録
    ヘッドと前記被記録媒体とを相対移動させることを特徴
    とする請求項８から１０のいずれかに記載のインクジェ
    ット記録方法。
12. 【請求項１２】 前記被記録媒体は円筒体であり、 前記円筒体の両端をパッドによって挾持することを特徴
    とする請求項８から１１のいずれかに記載のインクジェ
    ット記録方法。