(57)【要約】【課題】通帳のような冊子類の記録媒体に対しても画質の低下を防止できる単純な構成のインクジェット記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】記録媒体上表面の磁気情報と記録媒体への記載情報に基づいて記録ヘッドに印加する駆動波形を変化させる駆動装置を設け、インク液滴が記録媒体に着弾するときの速度がほぼ一定になるようにして、インク液滴が記録媒体上に着弾する位置、及びドット径を安定させて、画質の低下を防止する。【選択図】　図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録信号に応じて記録媒体にインクを飛翔させる記録ヘッドと、記録媒体の記載情報を読み取る検知器とを有するインクジェット記録装置において、
記録媒体表面の記載情報より記録ヘッドと記録媒体との距離を演算する演算装置と、前記演算装置の演算結果により、記録ヘッドに印加する駆動波形を変化させる制御装置を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録媒体表面の記録情報は、頁情報と最終印刷位置との情報を含む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。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、前記制御装置は記録ヘッドと記録媒体の印刷位置との距離が大きいほど、記録ヘッドに印加する駆動波形の電圧値を大きくすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、前記制御装置は記録ヘッドと記録媒体との距離が大きいほど、記録ヘッドに印加する駆動波形の立ち下がり時間を短くすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
記録信号に応じて記録媒体にインクを飛翔させる記録ヘッドと、記録媒体の記載情報を読み取る検知器とを有するインクジェット記録装置において、
前記検知器は記録媒体の頁情報及び最終印刷位置の情報を読み取り、
当該情報に基づいて記録ヘッドに印加する駆動波形を変化させる制御装置を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、ノズルから微少量のインク液滴を飛翔させることによって記録媒体上にドットを形成するものである。従って、ノズルと記録媒体との距離が変化すると記録画質が低下する場合がある。例えば、特開２０００−６２１５０号公報に記載されているように、記録用紙の紙しわによってノズルと記録媒体との距離が変化し、インク滴が記録用紙に付着するまでの時間が変化することによりインク滴の記録用紙への着弾位置がずれてしまい、結果として記録画質が低下する現象が発生する場合がある。
【０００３】
特開２０００−３２６５７５号公報には冊子類に記録するための装置が開示されている。この装置では、上記のような画質の低下を防止するために媒体押さえ部材とプラテン部材とを備え、当該部材によって記録ヘッドと記録媒体とのギャップを一定に保つ構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通帳のような冊子類を記録媒体とする場合などは、冊子類の搬送路底面からの印刷面の高さは冊子類の開いている頁によって異なるため、特開２０００−６２１５０号公報の例のようなノズルと印刷面との距離の変化による記録画質の低下はより顕著となる。特開２０００−６２１５０号公報の例は、紙しわに起因してインク液滴が記録媒体上に着弾する位置がずれて画質が低下するものであり、この画質の低下を防ぐために、記録用紙へのインク滴の付着量を下げて紙しわの発生を防止する。この公報に記載の発明によって解決される位置ずれは紙しわによって発生する程度の大きさのものであり、冊子類の開いている頁の違いによるような大きな位置ずれを対象としていない。すなわち、通帳のような冊子類を取り扱うことについて考慮されたものではない。
【０００５】
特開２０００−３２６５７５号公報に記載の装置では冊子類を取り扱うにあたって記録ヘッドと記録媒体との距離を機械的に一定に保つ方法であるため、媒体押さえ部材やプラテン部材等の位置決め部材が必要となり、装置の構成が複雑になるという問題がある。この問題は、例えば現金自動取引装置等にインクジェット記録装置を組み込んで使用する場合などにおいては装置の小型化の要求があるために、より顕著となる。また、部品点数が多くなることはコスト面からも好ましくはない。従って、インクジェット記録装置はなるべく単純な構成とすることが望ましい。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、通帳のような冊子類の記録媒体に対しても画質の低下を防止できる単純な構成のインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、インクジェット記録装置の構成を以下のようにするものである。
すなわち、記録信号に応じて記録媒体にインクを飛翔させる記録ヘッドと、記録媒体の記載情報を読み取る検知器とを有するインクジェット記録装置において、記録媒体表面の記載情報より記録ヘッドと記録媒体との距離を演算する演算装置と、前記演算装置の演算結果により、記録ヘッドに印加する駆動波形を変化させる制御装置を有する。具体的には、記録ヘッドと記録媒体との距離が大きいほど、記録ヘッドから飛翔するインク液滴の速度が大きくなるようにする。インク液滴の速度を大きくする方法として、駆動波形（パルス波形）の電圧値を大きくする方法、または駆動波形の電圧値は一定として、パルスの立下り時間を短くする方法を用いる。
【０００８】
上記構成によれば、インク液滴は上記の距離によらずにほぼ同一の速度で記録媒体に到達するので、インク液滴が所定の位置に着弾し、画質の低下を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
インクジェット記録装置を大きな装置の中に組み込んで使用する例として、自動現金取扱機がある。図１は、自動現金取扱機の外観を示している。自動現金取扱機２１には、操作パネル２２、紙幣取扱口２３、硬貨取扱口２４、連絡用の電話２５、カード挿入口２６、通帳挿入口２７、明細書出口２８、連絡用のボタン２９などが設けられている。内部には、通帳に取引結果を印字するインクジェット記録装置が存在する。
【００１０】
上述したインクジェット記録装置での印刷には、取引結果の通帳や明細書への印刷、定期預金等の取引結果の証書への印刷などがある。通帳は、７枚程度の中紙と表紙が重ね合わさって２つ折りになっている構造である。また、証書は通帳の表紙と同程度の厚さを有する単票用紙である。
【００１１】
通帳への印字の際、通帳は開かれた状態でインクジェット記録装置を搬送される。そのため、搬送路底面から印刷面の高さは通帳の印刷する頁によって異なる。最も低い場合は表紙の裏面（第１頁と最終頁）であり、最も高い場合は第２頁と最終頁から数えて２頁目である。従って、印刷する頁によって、インクジェット記録ヘッドのノズルが並ぶ面と記録媒体との間隔は数ｍｍ程度のばらつきが存在することになる。また、明細書、証書に印刷する場合は、表紙の裏面に印刷する場合と同等である。
【００１２】
インクジェット記録装置は、ノズルから微少量のインク液滴を飛翔させているので、飛翔中のインク液滴は空気の抵抗を受けながら飛翔する。そのため、飛翔距離が長くなるとインク液滴の速度が低下してくることによって飛翔方向が不安定になってくるので、記録媒体上にインク液滴が着弾する位置がずれて画質が低下してくる。
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
最初に、本発明のインクジェット記録装置の概略構成について説明する。
図２は本インクジェット記録装置の印刷部を示している。
フレーム１の内側に収容される装置群には、記録ヘッド２、記録ヘッド２の下方で記録媒体１１を副走査方向Ａに搬送する記録媒体搬送装置４、記録媒体搬送路１０上を搬送されるの記録媒体１１を横切る方向（主走査方向）に記録ヘッド２を往復移動させるヘッド移動装置３、ヘッド支え５、外部の情報処理装置等からの画像データに応じてインクジェット記録装置全体を制御するコントローラ６、コントローラ６と記録ヘッド２等とを接続してコントローラ６との間で信号を伝達するフレキシブルケーブル７が含まれている。また、定期的に記録ヘッドのノズル面を清掃する清掃部８が存在する。
【００１４】
記録ヘッド２は２色分（例えば黒と赤）のインクタンク２ａ、２ｂを搭載し、ノズルからインクを飛翔させながら記録ヘッド２がヘッド移動装置３によって往復運動することにより、記録媒体１１上に画像を印刷する。記録ヘッド２とインクタンクをさらに増加することによって、多色印刷用の記録装置を実現することも可能である。
【００１５】
図３は本発明に使用する記録ヘッド２の最下部の構造例であり、インクタンク２ａ、２ｂと接して備えられるインク噴射部の断面図（記録ヘッド２の走査方向の断面）である。
【００１６】
記録ヘッド２は、圧電形のマルチヘッド（圧電素子のひずみでインク室の体積を変化させることによって複数のノズルからインクを飛翔させる記録ヘッド）である。また、紙面に対して奥方向に記録ヘッド２のノズル列が並んでおり、それぞれのノズル列が一つのチャネルを構成する。本実施例では、圧電素子によってインクを飛翔させる記録ヘッドの例を示しているが、他の方式による記録ヘッドでも本発明の効果を得ることができる。
【００１７】
記録ヘッド２は、ノズルプレート１１１、チャンバープレート１１２、リストリクタプレート１１３、ダイヤフラムプレート１１４、支持プレート１１５、共通インク路プレート１１６、１１７、フィルタプレート１１８、共通インク路カバープレート１１９、圧電素子１０６、圧電素子保持板１０７から構成されている。
【００１８】
１１１〜１１９で示した各プレートは、ステンレスやプラスチックなどの薄い板に所定の大きさの穴が所定の間隔であけられており、上記プレートが互いに接着剤で固定されることによって記録ノズル１０１、インク圧力室１０２、インク室１０３が形成される。
【００１９】
ノズルプレート１１１の厚さは、１００μｍ程度であり、このノズルプレート１１１に設けられた記録ノズル１０１の出口径は３０〜５０μｍ程度である。また、記録ノズル１０１の間隔は、２００〜３００μｍである。
【００２０】
インク室１０３は記録ノズル１０１が並ぶ方向（チャネル並び方向、すなわち紙面に対して奥方向）に伸びており、リストリクタプレート１１３に形成された穴によって、個別のインク圧力室１０２にインクが導かれるように構成されている。
【００２１】
上記１１１〜１１９で示した各プレートを互いに接着したプレート接着体とは別に、圧電素子保持板１０７上に圧電素子１０６が接着された駆動部材を製作し、この駆動部材をプレート接着体に接着することによって記録ヘッド２の完成体ができる。
【００２２】
記録ヘッド２のインクタンク２ａ又は２ｂとインク室１０３とを連通するインク供給口からインクを供給することによって、インク室１０３にインクが満たされ、さらに多数並ぶインク圧力室１０２にインクが満たされる。
【００２３】
個々の圧電素子１０６には２つの電極が存在し、１つの電極は共通電極として全圧電素子に結線される。もう一方の電極が個別電極として、電源と電子回路からなる高周波駆動装置に個別に接続され、記録データに基づいて記録電圧が印加されるようになっている。個別電極への記録電圧の印加と除去によって圧電素子を伸縮させ、記録ノズル１０１よりインクを飛翔させる。
【００２４】
図４は記録ヘッドの圧電素子に印加する電圧波形の例である。
図５は図４に示した電圧波形を高周波数で発生させる高周波駆動装置の一例である。
入力端子Ｉｎ１はインバーターＩｎｖ１に接続され、抵抗Ｒ１によりＶｃｃの電圧にプルアップされている。また、インバーターＩｎｖ１の出力は、抵抗Ｒ２を通してエミッタ設置のトランジスタＴｒ１のベースに接続されている。トランジスタＴｒ１のコレクタは抵抗Ｒ３を通して電源にプルアップされている。さらに、トランジスタＴｒ１のコレクタには、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３のベースが接続されている。出力段のトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３のエミッタは、互いに接続されて出力端子Ｏｕｔ１につながっている。この出力端子Ｏｕｔ１とトランジスタＴｒ１のベースの間には、帰還用コンデンサＣ１が挿入されている。また、出力端子Ｏｕｔ１には圧電素子ＰＺＴが接続されている。
【００２５】
図６は図５に示した高周波駆動装置の入出力信号のタイミングチャートである。入力端子Ｉｎ１に図６（ａ）に示す信号を入力した場合、入力信号が“Ｈ”のときトランジスタＴｒ１はオフ状態となり、圧電素子に印加される電圧は電源電圧ＶＨになるが、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１によって定まる時間を経た後でＶＨに達する。次いで、入力信号が“Ｌ”になると、前記と同様に圧電素子に印加される電圧は直線的に立ち下がるので、図６（ｂ）のような波形となる。
【００２６】
次に、インクジェット記録装置内の記録媒体搬送路について説明する。
図７はインクジェット記録装置内の記録媒体搬送路の断面図である。ここでは、記録媒体が通帳である場合について説明する。通帳１１が通帳挿入口２７から挿入されると、図示しないモータによって回転する搬送ローラ３１と、押さえローラ３２によって記録ヘッド２と対向する位置に搬送される。通帳１１が搬送される途中、その表面に貼付された磁気テープに記憶されている情報を磁気検知器３３によって検知する。この情報によって、通帳の種類が特定されるので、通帳に使用されている用紙の厚さや枚数の情報が得られる。さらに、光学センサ３４によって通帳が開かれている頁番号と印刷された最終行の位置を読み取る。
【００２７】
図８は通帳の印刷面を表している。通帳には、頁番号を表すバーコード４２が印刷されているので、このバーコード４２を読みとることによって、頁番号を読み取ることができる。また、光学センサによって、印刷された最終行の位置を読み取る。バーコード４２は図８の左上部に印刷されていることが多いので、印刷された最終行の位置が通帳の折り目の前であるか、それとも後であるかによって、搬送路の下面からの印刷面と高さは異なる。したがって、最終行の位置は、搬送路の下面からの印刷面と高さを決定するために重要な因子である。
【００２８】
以上述べたように、磁気センサ３３の検出結果と光学センサ３４の検出結果より、記録ヘッド２と通帳１１の印刷面との距離を演算することができる。この演算については後に詳述する。一般的な通帳では、この記録ヘッド２と通帳１１の印刷面との距離の変動は２〜３ｍｍ程度である。
【００２９】
また、図７は記録媒体が通帳である場合について説明したが、記録媒体が定期預金等の証書である場合は、磁気情報やバーコードが存在しないことが多いが、情報が存在しないことによって、記録媒体が証書であると認識することができるので、記録媒体が通帳の場合と同じように、この記録ヘッド２と証書の印刷面との距離を演算することができる。
【００３０】
前述したように、インクジェット記録装置は、ノズルから微少量のインク液滴を記録媒体に向けて飛翔させているので、飛翔中のインク液滴は空気の抵抗を受けながら飛翔する。そのため、飛翔距離が長くなるほど、飛翔速度が低下する。
【００３１】
図９はインク液滴の飛翔距離とインク飛翔速度との関係を示す図である。飛翔時間が長くなると、インク液滴の速度が低下してくるとともに、飛翔方向が不安定になってくるので、液滴が記録媒体上に着弾する位置がずれて、画質が低下してくるという問題が発生する。画質の低下を防止するためには、記録ヘッドと記録媒体の印刷面との距離が遠い場合ほど、吐出時のインク飛翔速度を大きくして、インク液滴が記録媒体に着弾する時点の飛翔速度が記録ヘッドと記録媒体の印刷面との距離によらずに、ほぼ一定になるようにする。記録媒体に着弾する時点での飛翔速度がほぼ一定にすることによって、飛翔方向が安定して画質が安定するとともに、記録媒体上に着弾する衝撃力が一定になり、ドット径がそろうことによっても画質が安定する。
【００３２】
前述したように、図４に示す駆動パルスを圧電素子に印加することによって、ノズルからインク液滴を飛翔させるが、そのときの飛翔速度は、駆動パルスの電圧値に依存する。
【００３３】
図１０は駆動パルスの電圧値と、インク液滴がノズルから１ｍｍ飛翔した時点における速度との関係を示す図である。駆動パルスの電圧が大きくするほど、インク液滴の飛翔速度を大きくさせることができる。本実施例で述べたようなインクジェット記録装置の場合、記録ヘッドと記録媒体の印刷面との距離の変動幅が大きい。そのため、距離に応じて記録ヘッドに印加する電圧を大きくすることによって飛翔速度を大きくして、インク液滴の記録媒体上への着弾位置が所定の位置になるようにして、画質の低下を防止する。
【００３４】
図１１は本発明の特徴を示すブロック図である。記録媒体搬送路の下方に設けられた磁気センサにより、記録媒体が通帳か証書であるかを認識する。通帳であった場合には、通帳の仕様を特定する。また、光学センサにより通帳の記載情報を読取り、頁番号と最終印刷位置を認識する。これらの情報により、距離演算部によって印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離を演算する。なお、距離演算部は図２に示すコントローラ６の一部に備えられる。その演算結果により、あらかじめ定められた電圧値に電源電圧を設定する。
【００３５】
ここで、距離演算部における処理について説明する。図１１に示す如く距離演算部は磁気情報、光学情報に基づいて記録ヘッドと記録媒体の印刷位置との距離を演算する。インクの飛翔速度と飛翔距離との関係は図９に示されたとおりであり、また、インクの飛翔速度と記録ヘッドに印加される電圧との関係は図１０に示されたとおりである。従って、必ずしも記録ヘッドと記録媒体の印刷位置との距離は直接は必要でなく、光学情報として頁番号と最終印刷位置の情報が得られれば、記録ヘッドに印加すべき電圧を演算すればよい。
【００３６】
本実施例では、図示しない記憶部に図１２に示すようなデータベースを有する。このデータベースには、頁番号及び最終印字行に対応する印加電圧が記録されている。すなわち、磁気検知器３３により得られる磁気情報により通帳の種類が特定されれば、光学センサ３４により得られる光学情報により頁番号及び最終印刷位置を特定できる。また、この図示しない記憶部は距離演算部と信号線を介して接続されている。距離演算部は磁気情報、光学情報に基づいて、図１２に示すデータベースを参照して電源電圧調整部に対して印加すべき電圧を出力する。
【００３７】
つまり、図５のＶＨの値を設定する。コンピュータからの印刷信号に基づき、駆動波形生成回路で駆動パルスを生成し、記録ヘッドの圧電素子に駆動パルスを印加する。ここで、電源の電圧値は、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じて連続的に変化させてもよく、離散的に変化させてもよい。
【００３８】
以上の方法によって、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じて定められた飛翔速度でノズルからインク液滴が飛翔する。また、上記の距離によらずほぼ同一の速度で記録媒体にインク液滴が到達するので、インク液滴が所定の位置に着弾し、画質の低下を防止することができる。
【００３９】
上記の方法は、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じて図５のＶＨの値を変化させて、インクの飛翔速度を変化させるものである。この方法以外に、図６（ｂ）に示したような、記録ヘッドの圧電素子に印加するパルスの立下り時間を変えることによっても、ノズルから飛翔するインク液滴の速度を変えることができる。つまり、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じて、記録ヘッドの圧電素子に印加するパルスの立下り時間を変える。これは、図５の抵抗Ｒ３を可変抵抗にして、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じてＲ３の抵抗値を変えることによって実現できる。この場合も、印刷時の記録ヘッドと記録媒体との距離に応じてＲ３の抵抗値を連続的に変化させてもよく、離散的に変化させてもよい。
【００４０】
すなわち、頁番号及び最終印刷位置の情報を光学情報として得られれば、インクジェット記録装置に備えられるコントローラ６等の制御装置が、印加電圧の値を変化させる、又は印加するパルスの立下り時間を変化させる等のように、記録ヘッドに印加する駆動波形を変化させるように制御することによってインクの飛翔速度を変化させ、画質の低下を防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、通帳のような冊子類の記録媒体に対しても画質の低下を防止できる単純な構成のインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動現金取扱機の外観を示す図である。
【図２】本実施例に用いるインクジェット記録装置の印刷部の外観を示す図である。
【図３】圧電方式のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図４】インクジェット記録ヘッドに印加する駆動パルスの例を示す図である。
【図５】インクジェット記録ヘッドに印加する駆動パルスを生成する回路の一例を示す図である。
【図６】インクジェット記録ヘッドに印加する駆動パルスの一例を示す図である。
【図７】本実施例に用いるインクジェット記録装置の記録媒体搬送部を示す図である。
【図８】通帳用紙に印刷される印刷例を示す図である。
【図９】インクジェット記録ヘッドからのインク液滴の飛翔距離とインク液滴の速度との関係を示す図である。
【図１０】インクジェット記録ヘッドに印加する駆動パルスの電圧値とインク飛翔速度との関係を示す図である。
【図１１】本実施例の制御方法を示すブロック図である。
【図１２】記憶部に記憶されるデータベースの一例である。
【符号の説明】
１…筐体、２ａ、２ｂ…記録ヘッド、３…ヘッド移動装置、４…記録媒体搬送装置、５…ヘッド支え、６…コントローラ、８…清掃部、１０…記録媒体搬送路、１１…記録媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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