(57)【要約】【課題】  本発明は、キャリッジ軸の弾性変形による画像劣化を、弾性変形による画像劣化メカニズムから導出される吐出タイミングの時間変更を行うことで、画像劣化を改善することのできる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】  本発明に係るインクジェット記録装置の代表的な構成は、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材を有し、キャリッジモータによる駆動力をベルトを介して前記キャリッジへ伝達することで前記キャリッジを走査し、インクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記ガイド部材と前記キャリッジ移動方向と前記キャリッジ位置により、インク吐出タイミングを変更することを特徴とすることを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材を有し、キャリッジモータによる駆動力をベルトを介して前記キャリッジへ伝達することで前記キャリッジを走査し、インクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ガイド部材と前記キャリッジ移動方向と前記キャリッジ位置により、インク吐出タイミングを変更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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査しつつインクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット記録装置は、紙、ＯＨＰ用シートなどの記録媒体の搬送方向に対し、垂直に往復運動する記録ヘッドを搭載したキャリッジが走査することにより記録を行う装置であり、記録媒体に直接インクを噴射する記録方式である。このインクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化が容易であり、カラー化も容易であることから、プリンタ、複写機、ファクシミリ等へ応用されている。また、近年では記録媒体の材質に対する要求が多様化し、通常の記録媒体である紙や樹脂薄板（ＯＨＰシート等）などの他に、布、皮、さらには金属などを記録媒体として用いる記録装置へも使用されるようになっている。このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドは記録媒体に対して一定の間隔があるものであり、記録ヘッドから吐出されたインクは記録ヘッドと記録媒体の間の空間を飛び、記録媒体へ到達することで記録をおこなう。記録ヘッドにはインクを吐出するための吐出口（通常は複数個）が形成されており、この吐出口の大きさは最近では高画質化とともに吐出口はさらに小さくなりつつある。インクジェット記録装置は、簡単な構成から成る極めて優れた記録装置であるが、一方では十分に配慮されるべき技術上の問題も存在する。インクジェット記録装置は、記録ヘッドからインクを吐出することで、記録ヘッドと記録媒体面の空間をインクが飛翔させている。従って、このインクが飛翔する時間や吐出ベクトルに変動が生じると画像劣化が生じてしまう。従って、記録ヘッドを搭載するキャリッジ駆動時の平行性や記録媒体の平面性などは重要な問題となっている。従来のインクジェット記録装置は、キャリッジ駆動時の平行性を保つようにしてキャリッジ軸が構成されており、このキャリッジ軸はシャーシに支持されている。また、記録媒体を支持する搬送経路も平面性を保つように構成されている。しかし、実際はキャリッジ軸や搬送経路の平面性の問題や、記録媒体の平面性が保てずに画像劣化が生じている。そこで、これらを改善する為、記録ヘッドと記録媒体距離の変動を検知し、インク吐出タイミングを変更することで、理想位置へ着弾させる構成がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記キャリッジ軸の平面性が悪化する主要な原因として、キャリッジ軸の弾性変形が挙げられる。この弾性変形は自重とキャリッジ質量で主に生じている。キャリッジ軸が弾性変形をすると、図４に示すように弓形になり、キャリッジの位置により、記録ヘッドと記録媒体面の距離が変動することになる。この距離変動によりインク飛翔時間のばらつきが発生し、画像劣化を引き起こす。またキャリッジ軸が弓形になることから、記録ヘッド面に傾きを持つ。これにより、インク吐出ベクトルにもばらつきが発生してしまう。このように、キャリッジ軸が弾性変形することで、画像劣化を引き起こすという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材を有し、キャリッジモータによる駆動力をベルトを介して前記キャリッジへ伝達することで前記キャリッジを走査し、インクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ガイド部材と前記キャリッジ移動方向と前記キャリッジ位置により、インク吐出タイミングを変更することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のインクジェット記録装置は、キャリッジ軸の弾性変形による記録ヘッドと記録媒体面の距離変動が引き起こす画像劣化問題を、センサなどを構成することなく低コストで改善することが出来る。また、センサによる距離変動の検知では改善不可能な、記録ヘッドが傾きインクの吐出ベクトルのばらつきが引き起こす画像劣化問題を改善することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係るインクジェット記録装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかるインクジェット記録装置の斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置Ａは、記録ヘッド１、キャリッジ２、支持板３、フレキシブル基板４、キャリッジ軸５、ガイド軸６、ベルト７、プーリ９、プーリ１０、１１、１２、排出ローラ１３、筐体１４を有している。記録ヘッド１は、インクジェット記録ヘッドを搭載可能である。キャリッジ２は、記録ヘッド１を搭載してキャリッジ軸５、ガイド軸６に沿って走査する。支持板３は、記録ヘッド１を支持し、記録ヘッド１の電気接続部（不図示）へ記録信号を伝達するための電気接続部（不図示）を有する。フレキシブル基板４は、支持板３の電気接続部（不図示）と本体制御部（不図示）とを接続する。本体からの電気指令値（インクを吐出する信号）はフレキシブル基板４を通して支持基板３へ伝達され、画像記録が行われる。キャリッジ軸５、ガイド軸６は、キャリッジ２を記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材である。ベルト７は、装置の両端に配置されたプーリ９、１０に架張されている。ベルト７にキャリッジ２が固定されている。キャリッジモータ１１から駆動力がギア等の機構を介してプーリ９に伝達され、ベルト７を回転することで、キャリッジ２が記録媒体上を走査する。搬送ローラ１２は、搬送モータ（不図示）によって駆動され、記録媒体を搬送する。排出ローラ１３は、画像記録された記録媒体を装置外へ排出する。筐体１４には、キャリッジ軸５、ガイド軸６等が固定され、上記の機構が構成されている。図２は記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。図２において、矢印Ａ、Ｂ、Ｃは、キャリッジ走査方向軸（Ａ軸）、シート搬送方向軸（Ｂ軸）、記録媒体に垂直な軸（Ｃ軸）とする。図２に示すように、キャリッジ２は、キャリッジモータ１１からベルト７により動力が伝達され、キャリッジ２が走査される。キャリッジ２に取り付けられた光学素子１６により、キャリッジ軸５に並行に設けられたリニアスケール１５を読み取り、キャリッジ２の走査方向の位置検出を行う。この位置検出により、所望の記録位置へキャリッジ２を走査し、インク吐出の指令信号が生成される。そして、記録ヘッド１において、記録ヘッドはインクに接した基板に電流が流れることにより熱エネルギが生じ、発泡現象が生じる。この現象により吐出口で液滴が形成されインクを記録媒体へ吐出し、所望の画像記録を行う。
【０００７】
図３はキャリッジ軸が自重とキャリッジ質量による弾性変形が生じ、画像劣化が生じるメカニズムを説明する図である。図３はキャリッジが図中のＡ方向へ速度Ｖｃｒで走査している場合である。キャリッジは記録媒体１７に平行に固定されたキャリッジ軸５で支持されている。キャリッジ軸に弾性変形が無い場合、キャリッジがインクを吐出すると、−Ｃ方向へのインク吐出速度ＶｊｅｔとＡ方向へのキャリッジ速度Ｖｃｒの合成方向へ飛翔する。この時の吐出から着弾までのインク飛翔時間はＬ／Ｖｊｅｔとなる。ここで重力の方向を−Ｃ方向とし、自重とキャリッジ質量により弾性変形が生じたキャリッジ軸は５ａのようになる。
【０００８】
図４はキャリッジ静止時におけるキャリッジ軸が弾性変形したときのインク吐出を描いたものである。図４において、キャリッジ両端部のキャリッジ軸の変形量をＤａとＤｂとする。この変形量は材料特性より算出可能である。キャリッジの幅をＷ、傾きθとする。キャリッジの傾きθにより、吐出速度ＶｊｅｔもＣ軸に対してθ傾くことになる。従ってインク吐出ベクトルは、−Ａ方向へＶｊｅｔ＊ｓｉｎθ、−Ｃ方向へＶｊｅｔ＊ｃｏｓθの速度へと分解できる。
【０００９】
これより、図３において弾性変形によりインク飛翔時間の変動を算出することが出来る。記録ヘッドと記録媒体面の距離はＬ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２となることから、インク飛翔時間は（Ｌ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）／（Ｖｊｅｔ＊ｃｏｓθ）と算出できる。従って、従来のインク吐出タイミングに対し、
（数１式）
Ｌ／Ｖｊｅｔ−（Ｌ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）／（Ｖｊｅｔ＊ｃｏｓθ）
で算出される時間遅らせることで、記録ヘッドと記録媒体面の距離変動による画像劣化を改善することが出来る。
【００１０】
またキャリッジが傾くことで、−Ａ方向にＶｊｅｔ＊ｓｉｎθの速度成分を持つ。この時の飛翔時間は先に計算した（Ｌ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）／（Ｖｊｅｔ＊ｃｏｓθ）で与えられることから、傾きによるインクの飛翔距離は（Ｌ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）／（Ｖｊｅｔ＊ｃｏｓθ）＊（Ｖｊｅｔ＊ｓｉｎθ）となる。これから、キャリッジ速度Ｖｃｒで割った値が、キャリッジの傾きによる吐出ベクトル変動成分の補正するための変更時間
（数２式）
ｓｇｎ（Ｄａ−Ｄｂ）＊（Ｌ−（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）＊ｔａｎθ／Ｖｃｒ
となる。この時、ｓｇｎ（Ｄａ−Ｄｂ）が負であればタイミングを遅らせ、正であればタイミングを進める。従って、（数１式）と（数２式）の和で決まる変更時間で、キャリッジ軸の弾性変形により生じた記録ヘッドと記録媒体面の距離変動と、記録ヘッドの傾きによる吐出ベクトル変動による画像劣化を改善する。図５には従来のインクジェット記録装置における画像劣化を示したグラフである。横軸はキャリッジ位置、縦軸は画像劣化量を示し、絶対値が大きいほど画像劣化は大きい。図６には本発明を適用したインクジェット記録装置における画像劣化を示すグラフである。横軸はキャリッジ位置、縦軸は画像劣化量である。従来に比べ画像劣化が少なくなっており、キャリッジ軸の弾性変形による画像劣化を、本発明を適用することで改善可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置の斜視図である。
【図２】記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。
【図３】画像劣化の発生理由を説明する図である。
【図４】インク吐出を説明する図である。
【図５】従来のインクジェット記録装置における画像劣化を示す図である。
【図６】本発明を適用したインクジェット記録装置における画像劣化を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
Ａ  インクジェット記録装置
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
２ａ  軸受
３  支持板
４  フレキシブル基板
５  キャリッジ軸
６  ガイド軸
７  ベルト
９  プーリ
１０  プーリ
１１  キャリアモータ
１３  排出ローラ
１４  筐体
１５  リニアスケール
１６  光学素子
１７  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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