JPH03197048A - インクジェット記録装置 - 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、インク等記録用液体（以下単にインクという
）を記録媒体に対して吐出することにより記録を行う液
体噴射記録装置（以下インクジェットプリンタという）
に関し、特にインクジェット記録ヘッドを記録媒体の所
定方向に走査させつつ記録を行うシリアルタイプのイン
クジェットプリンタに関するものである。

［従来の技術］ 従来のインクジェット記録装置では一般に交換可能なイ
ンク収容のカートリッジ、すなわちインクカートリッジ
を具え、インクカートリッジから供給管・を介して記録
ヘッドにインクを供給するようにしているが、供給管の
配置が煩雑で装置の組立費用にも影響するばかりでなく
、装置全体の小型化が難しい。

さらに供給管が可撓性の管の場合は、放置されたり移動
時に揺り動かされたりすると、供給管に空気が混入し、
ためにインクの不吐出を発生する虞があるので、記録ヘ
ッドの近傍にトラップとしてサブタンクを設ける必要が
生じる。また、異なる質のインク、例えば色９着色材の
濃度、粘度や溶剤が異なるインクを交換して使用する場
合は、記録ヘッドは勿論のこと供給管をも洗浄乾燥させ
る必要があり、実際問題として使用者がインクを使用す
ることは難しい。

そこで、第４図に示すような、記録ヘッドとインク収納
部とを一体的に構成し、交換可能なようにキャリッジに
着脱自在とした構成の記録ヘッドユニットがある。第４
図において、１０１はインク吐出部とインク収容部とが
一体に構成された使い捨ての記録ヘッドユニット、ｌ０
ＩＡはそのインク吐出部、ｌ０ＩＢはインク収納部、１
１０は記録ヘッドユニット１０１を搭載して移動するキ
ャリッジ、ｉｌｌはキャリッジ１１０に記録ヘッドユニ
ット１０１を固定するためのロックレバ−である。

第５図は、このような記録ヘッドユニットを具えたイン
クジェット記録装置の模式的斜視図である。

第５図において、上下に所定間隔をおいて設置されたシ
ート送りローラ６１．６２を通して矢印六方向にシート
送りされるシート（用紙やプラスチック薄板などの記録
媒体）６３の前方に、ガイド軸６４に沿って移動するキ
ャリッジ１１０が設けられ、該キャリッジ１１０上に記
録ヘッドユニット１０１が着脱自在に装着されている。

この記録ヘッドユニットｌｏｔは、その前面にインク滴
を噴射する複数個のインク吐出口（オリフィス）が第４
図に示したように形成されており、前記シート６３に対
し例えば０．８ｍｍ程度の間隔をおいて印字桁方向に走
査するよう装着されている。

前記キャリッジ１１０はキャリッジ駆動モータ６８によ
りベルト伝導機構６９を介して矢印Ｐ方向に往復駆動さ
れる。

前記キャリッジ１１０と記録装置の制御回路との間に電
力供給および信号伝送用のフレキシブルケーブル６７が
接続されている。

記録に際しては、前記キャリッジ１１０の印字桁方向移
動に同期して、記録ヘッドユニット１０１の各インク吐
出口の駆動素子（エネルギー変換体）を印字データに基
づいて駆動することにより、各インク吐出口からシート
６３へ向かう飛翔的インク滴を形成しながら、イメージ
ドツトを記録していく。

記録終了後、記録ヘッドユニット１０１は記録範囲外の
ホームポジションＨＰに停止させられる。このホームポ
ジションＨＰには、インク吐出口が形成された面を密閉
するキャッピング機能並びに必要に応じてインク吐出口
からインクをポンプ吸引するインク回復機能を備えた回
復装置７０が設けられている。ここで、前記記録ヘッド
ユニット１０１は、キャリッジ１１０に対し、着脱自在
かつ電気的に結合した状態で装着されている。

第６図は、このような記録装置の制御を行なう従来のロ
ジック部およびプリントヘッドの構成を示したブロック
図である。第６図において、ホストシステムからＩ／Ｆ
制御部３４を介して送られてくる情報に基づいてマイク
ロプロセッサユニット（以下ＭＰυ）３１は、そのバス
に接続されたＲＯＭ３３内のキャラクタ・ジェネレータ
（以下ＣＧ）から文字を構成するビットマツプパターン
データな読み出し、ＲＡＭ３２に１行分のイメージデー
タな書き込んだ後にヘッドを搭載したキャリッジを水平
方向に走査させる。そして、ヘッドが印字位置に達した
時にＭＰＵ３１は、ＲＡＭ３２の内容をヘッドのノズル
分読み出してレジスタ３５に記憶させる。

印字パルス発生回路３６は、ヘッドを駆動するためのパ
ルスを作り出し、ＡＮＤＮ−ゲート群はこのパルスとレ
ジスタ３５の出力とのＡＮＤ信号により選択的にヘッド
エレメントを駆動する吐出用パルスを作成する。そして
、ドライバ３９はこの吐出用パルスに従ってヘッドの各
エレメント４０を駆動し印字動作を行う。このように第
６図示のヘッドは単に駆動エレメントのみを有しドライ
バはヘッド以外の部分に配置するタイプである。この方
式はヘッドエレメント解像度およびノズル数が比較的少
ない場合や、使い捨てのタイプ等ヘッド部に機能部品を
持たせることによりヘッドのコストアップが問題となる
場合に用いられる方式である。

第７図は、従来のロジック部およびプリントヘッドの他
の構成を示すブロック図であり、第６図と同一符号のも
のは同一のものを示している。

第７図示の方式は、ドライバ３９の他、シリアルデータ
の転送を行うためのラッチ用シフトレジスタ３７および
ＡＮＤＮ−ゲート群をヘッド内に具備したタイプである
。この方式によるとヘッドへのデータ転送をシリアル方
式で行えるためヘッドと本体とを接続する線材の数を第
６図示の方式に比べ減らすことが可能であり、またレジ
スタ３５の出力のラッチを備えているために、転送タイ
ミングを楽にすることが可能である０水力式はヘッドの
解像度が高くエレメント数が多い時に特に配線数を減ら
すのに有効な方式である。

［発明が解決しようとする課題１ このように第６図に示す方式によると比較的簡単な構成
となるが、ヘッドの解像度が高く駆動エレメント数が多
いときにはＭＰＵ３１がＲＯＭ３３内のＣＧおよびＲＡ
Ｍ３２をアクセスする回数が多くなり、高速なＭＰＵが
要求され、またＲＡＭ３２の容量もヘッドエレメント数
、解像度の向上に伴って大きくなりコストが高くなると
ともに、スルーブツトの低下が生じてしまうという欠点
が有る。

さらに、ＣＧ３：ｒに内蔵している標準フォント以外の
フォントを使いたい場合には、第６図や第７図に示すよ
うにフォントカートリッジ４１用のコネタタが必要とな
り、さらに、フォントカートリッジ４１を収納するスペ
ースをプリンタ内に設けなければならず、また、使用者
がフォントカートリッジを交換するときの手間など、コ
スト、実装面での問題があった。

本発明の目的は、プリンタ本体内にフォントカートリッ
ジを手間をかけて装着せずに、使い捨てのインク収納部
一体型記録ヘッドユニットを交換するだけであたかもホ
イールタイプライタ−の活字ホイールを交換するように
数種類の字体を容易に交換することができるインクジェ
ット記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 脱自在に装着されている記録ヘッドに、主制御手段の指
令に従って文字パターンを出力する文字パターン発生手
段と、該文字パターン発生手段の出力を入力しインク吐
出用の信号を形成する吐出用信号形成手段と、該吐出用
信号形成手段の出力に従ってインクを吐出させるインク
吐出手段とが具備されていることを特徴とするものであ
る。

［作　用］ 本発明によれば、使用者が所望する字体のキャラクタジ
ェネレータを具えた記録ヘッドをプリンターに装着する
だけで、記録ヘッドに送られてくる文字コードに従って
使用者の所望する字体で印字をすることができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

第１図において１は装置の制御を行うＭＰＵ、２は入力
データのバッファリングや１ライン分の文字コードデー
タを記憶させるＲＡＭ　、　３はＭＰＵ　ｌのファーム
ウェアを保持するＲＯＭ　、　４はホストシステムとの
インターフェースを行うＩ／Ｆ制御部、５はプリントヘ
ッドとＭＰＵ　１とのインターフェースを行うヘッドＩ
／Ｆ部、６はヘッドエレメントの駆動タイミングを作り
出す印字パルス発生回路、７はヘッドの駆動エレメント
分のワード長のあらかじめ定められた字体の文字パター
ンを内蔵するＣＧＲＯＭ　、　８はＣＧＲＯＭ　７と印
字パルス発生回路６との出力のＡＮＤ出力により実際の
ヘッドエレメントに供給するオンオフの信号を作り出す
ＡＮＤゲート群、９はＡＮＤＮ−ゲート群出力に従って
ヒータエレメント１０を駆動するドライバを具えたドラ
イバアレイ、　１０は各ノズルに対し備えられ気泡を生
成しその圧力でノズル内のインクを吐出するためのヒー
タエレメントである。

第２図は、本実施例に使用される記録ヘッドユニットの
構成を示す構成図であり、プリンタ本体との情報の授受
はコネクタ７５を介して行なわれる。

以上の構成において、ＭＰＵ　１はＩ／Ｆ制御部４を通
してホストシステムより印字すべき文字コードの受信を
行ない、そのデータはＲＡＭ　２中に蓄えられる。

次にＭＰＵ　１はＲＡＭ　２内のデータの検索を行い、
改行命令、キャリッジリダーン命令等の取り決められた
印字開始条件、すなわち１行分のデータが受信できたこ
とを確認すると、その行の印字動作を開始する。

先ず、ＭＰＵ　１はＲＡＭ　２内に１行分の文字コード
を印字方向にしたがい、順次並べていく。次にヘッドを
搭載したキャリッジを移動させ水平方向の走査を開始す
る。そしてヘッドが印字すべき位置に到達する前に、印
字すべき文字コードに対応するＣＧＲＯＭ　７のアドレ
スをヘッドＩ／Ｆ部５を介してＣＧＲＯＭ　７に送る。

この場合のヘッドＩ／Ｆ部５は単なるレジスタであるの
で非常に簡単な構成となる。

ＣＧＲＯＭ　７はそのアドレス入力に応じた文字パター
ンを発生させて、ＣＧＲＯＭ　７の出力に１対１に対応
しているＡＮＤＮ−ゲート群出力する。そして、ヘッド
が印字位置に達すると、印字パルス発生回路６で作られ
たパルスにより実際の駆動タイミングパルスが作成され
てドライバアレイ９の駆動が選択的に行われて、ヒータ
ーエレメント１０により垂直方向１列分（１力ラム分）
の印字が行われる。

次の印字位置においては、ＭＰＵ　ｉは同一文字の次の
カラムである場合には、ヘッドの走査方向に応じて前の
ＣＧＲＯＭ　７のアドレスに１を足すか、ｌを引いたか
したアドレスをヘッドに転送し同様に印字を行う。

この動作を繰り返し、１文字の印字が終ると、ＭＰＵ　
ｉは次のＲＡＭ　２内に１編集された文字コードにより
ＣＧＲＯＭ　７のアドレス値を計算し、それをＣＧＲＯ
Ｍ　７に送ることにより、前と同様に印字動作を行う、
この動作を各印字位置において連続的に行い１行の印字
を完了するとキャリッジを停止させてこの行の印字を終
了する。

ここで、　ＣＧＲＯＭ　？内のデータの順番は、一般的
に、１つの文字についてはアクセスを容易にするように
ヘッドのノズル１列ごとに連続したアドレスに配置しで
ある。つまり同一文字の印字動作においてはＣＧＲＯＭ
のアクセスは単にカウンタの機能で十分である。

第３図は記録ヘッドユニット内に（：ＧＲＯＭのアドレ
ス発生機構を付加することにより、さらにアクセスの簡
易化を考慮した本発明の他の実施例の構成を示したブロ
ック図である。

第３図において第１図と同一符合のものは同一のものを
示しており、また、１１はＭＰＵ　１よりヘッドＩ／Ｆ
部５を介して送られる印字モードデータを保持するモー
ドレジスタ、　１２はアップダウンカウンタにより構成
されるＣＧＲＯＭ　７のアドレスを発生するアドレスカ
ウンタである。

以上のように構成された本実施例においては、印字動作
に入る前にＭＰＵ　１はモードレジスタ１１に印字方向
が順方向か逆方向であるかの情報をセットしておく。そ
してキャリッジを走査しヘッドが印字位置に達する前に
、ＭＰＵ　１はＲＡＭ　２内に編集された文字コードよ
りＣＧＲＯＭ　７のアドレスを計算し、アドレスカウン
タ１２にロードしておく。アドレスカウンタ１２の出力
はＣＧＲＯＭ　７のアドレス入力となり、ＣＧＲＯＭ　
７は指定された文字のビットマツプイメージを出力する
。そして、印字パルス発生回路６の出力により実際の印
字が行われるのは、先に説明した実施例と同様である。

次に、アドレスカウンタ１２は印字パルスの後縁でアッ
プ又はダウンの動作を行い、次のカラムのデータをアク
セスする。このようにして１文字の印字が終了するとＭ
ＰＵ　１は次のヘッド駆動を行うまでに、次に印字すべ
き文字の最初にアクセスすべく、そのアドレスをアドレ
スカウンタ１２にロードしておく、以後は同様にして、
印字パルスが発生するごとに、ＣＧＲＯＭ　７のアドレ
スが進み、あらかじめ定められた字体の文字パターンの
印字を行うことになる。

なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、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。

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４７４０７９６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−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
（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。

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４４５９６００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５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔な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、記録を確実に効率よく行いつるか
らである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
て整適用しても本発明は有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、使用者が選択し
た字体を印字する記録ヘッドをプリンタに装着するだけ
で、使用者は所望する字体での印字を簡単に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は第１図示の実施例の記録ヘッドユニットの構成
を示す構成図、 第３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、 第４図は従来の記録ヘッドユニットの構成を示す構成図
、 第５図はインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、 第６図および第７図は従来のインクジェット記録装置の
構成を示すブロック図である。 １・・・マイクロプロセッサユニッ ２・・・ＲＡＭ　。 ３・・・ＲＯＭ　１ ４・・・Ｉ／Ｆ制御部、 ５・・・ヘッドＩ／Ｆ部、 ６・・・印字パルス発生回路、 ト（ＭＰＵＩ ７・・・キャラクタジェネレータ（ＣＧ）、８・・・Ａ
ＮＤＮ−ゲート 群・・・ドライバアレイ、 ｌＯ・・・ヒーターエレメント、 １１・・・印字モードレジスタ、 １２・・・アドレスカウンタ、 ４１・・・フォントカートリッジ、 ７５・・・コネクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インク吐出部を具え、インクジェット記録装置本体
   に着脱自在に装着されている記録ヘッドに、 主制御手段の指令に従って文字パターンを出力する文字
   パターン発生手段と、 該文字パターン発生手段の出力を入力しインク吐出用の
   信号を形成する吐出用信号形成手段と、 該吐出用信号形成手段の出力に従ってインクを吐出させ
   るインク吐出手段と が具備されていることを特徴とするインクジェット記録
   装置。 ２）前記記録ヘッドはキャリッジに装着されており、か
   つ、そのインク吐出部は、インク収納部と一体となって
   形成されていることを特徴とする請求項１記載のインク
   ジェット記録装置。