JPH08216437A - 記録装置及び該装置における駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録装置に負荷をかけずに記録速度を変更す
ることなく記録装置の電源容量を削減できる記録装置を
提供する。 【構成】 記録ヘッドＩＪＨを所定の方向に走査するこ
とにより記録データを記録媒体に記録し、記録ヘッドＩ
ＪＨの一走査により所定の記録幅で記録データを記録媒
体上に記録する。記録動作に並行して一走査毎の記録ド
ット数及び記録時間をそれぞれクロックカウンタ３、ド
ットカウンタ４を用いて計数する。一走査分の記録終了
毎に、記録ドット数と記録時間から記録デューティ比を
算出し、これに応じて次の一走査の記録開始までの停止
時間を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録装置に関し、特に、
例えば、装置を駆動するのに最低限必要な定格電力を有
する電源を用いた記録装置及び該装置における駆動方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタの様に駆動負荷により、電源負
荷の大きく変化する記録装置では、その最大負荷を想定
した定格の電源を備えるか、もしくは特公平４−７４１
９１号等に示されている様に、電源容量を最大負荷時の
定格よりも小さくおさえる為に、記録前に予め最大同時
駆動負荷を算出し、その最大負荷に合わせて記録速度を
変更し、最大負荷時の必要電源容量を電源の定格内に押
さえ込む方法が用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例の前者では、最大負荷に合わせた定格の電源を使用す
るので、そのコストが増大すると共に装置サイズが大型
となり装置設計上、取扱上に不便であるという問題があ
る。また、後者の場合では、前者の場合に比べてより小
型の電源が使用できるが各記録走査毎に予め最大同時駆
動負荷を求め、必要に応じて各走査ごとに記録速度を変
更しなければならず極めて複雑な制御が必要となってい
た。

【０００４】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、記録装置に負荷をかけずに各走査毎に記録速
度を変更することなく記録装置の電源容量を削減でき、
よりコンパクトなサイズの記録装置及び該装置における
駆動方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による記録装置は以下の構成を備える。即
ち、記録ヘッドを所定の方向に走査することにより記録
データに応じた記録ドットを記録媒体に記録する記録装
置であって、前記記録ヘッドを前記所定の方向に走査す
る走査手段と、前記走査手段による前記記録ヘッドの走
査に応じて所定の記録幅で前記記録データを前記記録媒
体上に記録する記録手段と、前記記録手段による前記一
走査毎の記録ドット数及び記録時間を算出する算出手段
と、前記一走査分の記録終了毎に、前記記録ドット数と
前記記録時間とに従って前記走査手段による次の一走査
の記録のための前記記録ヘッドの走査の開始を遅延させ
る遅延手段と、を備える。上記の目的を達成するための
本発明による記録装置における駆動方法は以下の構成を
備える。即ち、記録ヘッドを所定の方向に走査すること
により記録データに応じた記録ドットを記録媒体に記録
する記録方法であって、記録ヘッドを前記所定の方向に
走査し所定の記録幅で記録ドットを前記記録媒体上に記
録する記録工程と、一走査毎の記録ドット数及び記録時
間を算出する算出工程と、一走査分の記録終了毎に、前
記記録ドット数と前記記録時間とに従って前記走査手段
による次の一走査の記録のための前記記録ヘッドの走査
の開始を遅延させる遅延工程と、を備える。

【０００６】

【作用】上記の構成により本発明は、記録ヘッドを所定
の方向に走査して一走査当たりに所定の記録幅で記録デ
ータを記録媒体に記録するという記録動作に並行して一
走査毎の記録ドット数及び記録時間の計数を行い、一走
査分の記録終了毎に、記録ドット数と記録時間に従って
次の一走査の記録のための走査の開始を遅延させる。

【０００７】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。 ＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の代表的な実施
例であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要
を示す外観斜視図である。図１において、駆動モータ５
０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜
５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の
螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン
（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて
矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、
記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体
型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されてい
る。５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動
方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押
圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリ
ッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モ
ータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホーム
ポジション検知器である。記録紙Ｐの搬送時モータ５０
１３の回転は伝達ギア５０１０を介してプラテン５００
０に伝えられ、このプラテン５０００の回転により記録
紙ＰがキャリッジＨＣの移動方向にほぼ直交する方向に
搬送される。５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャ
ップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０
１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内
開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５
０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレ
ード５０１７を前後方向に移動可能にする部材であり、
本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレー
ド５０１７は、この形態でなく周知のクリーニングブレ
ードが本例に適用できることは言うまでもない。又、５
０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、
キャリッジＨＣと係合するカム５０２０の移動に伴って
移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等
の公知の伝達機構で移動制御される。

【０００８】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側の領域
に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそ
れらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されて
いるが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにす
れば、本例にはいずれも適用できる。 ＜制御構成の説明＞次に、上述した装置の記録制御を実
行するための制御構成について説明する。

【０００９】図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、１７００は記録信号を入力するインタ
フェース、１７０１はＣＰＵ、１７０２はＣＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯ
Ｍ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供
給される記録データ等）を保存しておくダイナミック型
のＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する
記録データの供給制御を行うゲートアレイであり、イン
タフェース１７００、ＣＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３
間のデータ転送制御も行う。５０１３は記録ヘッドＩＪ
Ｈを搬送するためのキャリアモータである。１７０５は
ヘッドを駆動するヘッドドライバ、１７０７はキャリア
モータ５０１３を駆動するためのモータドライバであ
る。

【００１０】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７
０４とＣＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ１７
０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送
られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨが駆動さ
れ、記録が行われる。

【００１１】図３は図２に示した制御回路の内、特に記
録ヘッドの記録制御について示したブロック図である。
図３において、１７０１は記録装置全体を制御するＣＰ
Ｕ、２は記録装置の記録ヘッドＩＪＨへの記録データの
送出、記録パルスの送出の制御をするヘッドコントロー
ラ、３は記録時間を算出する為の記録データ送出クロッ
クをカウントするクロックカウンタ、４は実駆動負荷を
算出する為のドット数をカウントするドットカウンタ、
１７０２は制御プログラム等を格納しているＲＯＭ、１
７０３は記録データ等を格納しているＲＡＭ、ＩＪＨは
記録ヘッド、８はヘッドコントローラ２より送出された
シリアルデータ列をパラレルデータ列に変換するシフト
レジスタである。１１は装置に電力を供給する電源ユニ
ットである。

【００１２】図４は本実施例の記録装置の記録制御を示
すフローチャートである。上記図３、図４をもとに以下
に動作説明を行なう。本構成において、使用する電源１
１の定格は、記録デューティ比が５０％以下の場合、そ
の負荷が電源１１の出力定格以下となり、記録デューテ
ィ比が５０％以上の場合に電源の出力定格を越えるよう
に設定されており、且つ少なくても記録デューティ比が
１００％の記録を１行分行っても電源を構成する素子の
発熱が温度定格を越えないものである事を前提に本実施
例の動作を説明する。ここで記録デューティ比とは、記
録ヘッドＩＪＨの一走査によって記録される所定幅の記
録バンドにおいて、その記録バンドを構成する画素数
（全記録画素数）に対して、記録ヘッドＩＪＨからのイ
ンクの吐き出しによって記録がなされる画素数（記録画
素数）の割合のことである。従って、例えば記録デュー
ティ比が５０％とは記録画素数が全記録画素数の半分で
あることを示している。

【００１３】ＣＰＵ１７０１は記録命令に従い、ＲＡＭ
１７０３上に記録データを展開し、一走査分の記録デー
タの作成が終了するとステップＳ１においてキャリアモ
ータ５０１３を回転駆動し、ヘッドコントローラ２を介
して記録データ、記録パルスの送出を行い記録動作を開
始する（ステップＳ２）。また、これと並行してクロッ
クカウンタ３はステップＳ３において、記録ヘッドＩＪ
Ｈに転送されるデータ転送クロック数を計数し、ドット
カウンタ４は記録ドット数（黒データの数）を計数する
（ステップＳ４）。ステップＳ５で一走査の記録が終了
するとＣＰＵ１７０１はステップＳ６においてキャリア
モータ５０１３の回転を停止し、クロックカウンタ３の
値とドットカウンタ４の値とを読み込む（ステップＳ７
とステップＳ８）。それからステップＳ９、ステップＳ
１０において今回記録した記録幅の記録デューティ比と
記録時間とを算出し、記録デューティ比が５０％以下の
場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）、ウエイト動作な
しに改行動作を行ない、次の一走査の記録を開始する
（ステップＳ１５）。次に記録デューティ比が５０％を
越えた場合（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）、ステッ
プＳ１２においてＣＰＵ１７０１は記録デューティ比×
記録時間×係数（平均負荷を定格内に収める為のセット
固有の係数）の算出を行ない、その結果得られたウエイ
ト時間をステップＳ１３でＣＰＵ１７０１内部のタイマ
１７２０にセットし、ウエイト時間経過後（ステップＳ
１４）に改行を行ない、次の一走査の記録を開始する
（ステップＳ１５）。

【００１４】従って本実施例に従えば、記録デューティ
比が１００％の記録を最低でも一走査分は行なえる定格
の電源を使用し、且つ一走査記録毎に記録に要した負荷
を算出し、その負荷に応じて次の一走査の記録開始まで
のウエイト時間を設定し、平均負荷を電源の定格内に収
めることにより、各走査毎に記録速度の変更、及び記録
デューティ比の先読みを行なう事なく、記録装置の電源
容量を削減できる。

【００１５】尚、本実施例は記録デューティ比が５０％
以上の時にウェイトを行う場合について説明したが、本
発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、
他の値をもつデューティ比を設定してもよい。又、本発
明は、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることはいうまで
もない。

【００１６】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
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、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。

【００１７】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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膜沸騰を越
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ー
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１対１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をすると、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。

【００１８】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、電気熱変換体の組み合わせ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈
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、共通するスロット
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ーの圧力波を吸収
する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５
９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。

【００１９】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。加えて、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
いてもよい。

【００２０】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、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にでき
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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００２１】さらに、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ってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。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
インクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを
用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク
自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であればよい。

【００２２】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギー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良い。いずれに
しても熱エネルギー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既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギー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
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０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または固形物
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。

【００２３】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良
い。以上説明したように本実施例によれば、記録ヘッド
を所定の方向に走査して一走査当たりに所定の記録幅で
記録データを記録媒体に記録するという記録動作に並行
して一走査毎の記録ドット数及び記録時間の計数を行
い、一走査分の記録終了毎に、その走査で記録された記
録ドット数と記録時間に従って次の一走査の記録のため
の走査の開始を遅らせるので単位時間に消費される電力
が減り、その結果その電力を供給する電源容量を小さく
することができる効果がある。これによって、本実施例
によれば、継続的に記録デューティ比が１００％の記録
を行なう事は不可能だが、少なくても記録デューティ比
が１００％の記録を１走査分行なっても電源を構成して
いる素子の発熱がその温度定格を越えない電源を用い、
一走査記録毎に記録デューティ比と記録時間とに応じて
次の一走査の記録までのウエイト時間を設定する事で、
記録速度等の変更をすることなく、小容量電源による記
録装置の駆動を可能にできる。

【００２４】特に印字装置の様に、通常記録する文字等
の記録密度が低く、高記録デューティ比になる事のまれ
な装置では、ウエイト時間が設定される事はほとんどな
く、最大負荷に合わせた大容量電源を用いた場合と一般
用途における性能ではほとんど変わらない。また、一走
査の記録動作と並行して、記録ドット数のカウント、記
録時間のカウントを行なう為、各走査による記録前に記
録デューティ比等を確認する従来の方式に対して、ＣＰ
Ｕの処理時間等が大幅に削減できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録装置に負荷をかけずに各走査毎に記録速度を変更する
ことなく記録装置の電源容量を削減でき、よりコンパク
トなサイズの記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の代表的な実施例であるインク
ジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視
図である。

【図２】インクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の
構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示した制御回路の内、特に記録ヘッドの
記録制御について示したブロック図である。

【図４】本実施例の記録装置の記録制御を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

２ ヘッドコントローラ ３ クロックカウンタ ４ ドットカウンタ １７０１ ＣＰＵ １７０２ ＲＯＭ １７０３ ＲＡＭ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドを所定の方向に走査すること
   により記録データに応じた記録ドットを記録媒体に記録
   する記録装置であって、 前記記録ヘッドを前記所定の方向に走査する走査手段
   と、 前記走査手段による前記記録ヘッドの走査に応じて所定
   の記録幅で前記記録データを前記記録媒体上に記録する
   記録手段と、 前記記録手段による前記一走査毎の記録ドット数及び記
   録時間を算出する算出手段と、 前記一走査分の記録終了毎に、前記記録ドット数と前記
   記録時間とに従って前記走査手段による次の一走査の記
   録のための前記記録ヘッドの走査の開始を遅延させる遅
   延手段と、 を備えることを特徴とした記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録装置は、更に一走査分の記録ド
   ット数が一走査で記録される最大記録ドット数の場合、
   連続して最大一走査分の記録が可能な容量の電源ユニッ
   トを備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録
   装置。
3. 【請求項３】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
   する請求項１、又は請求項２に記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与
   える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体
   を備えていることを特徴とする請求項１、又は請求項２
   に記載の記録装置。
5. 【請求項５】 前記遅延手段は、前記記録ドット数と前
   記一走査によって記録される領域に記録できる最大記録
   ドット数との比を算出する算出手段と、 前記算出された比と所定の 閾値を比較する比較手段
   と、 前記比較手段により前記比が前記閾値よりも大きいと判
   断された時に遅延させる制御手段と、を含むことを特徴
   とする請求項１に記載の記録装置。
6. 【請求項６】 記録ヘッドを所定の方向に走査すること
   により記録データに応じた記録ドットを記録媒体に記録
   する記録方法であって、 記録ヘッドを前記所定の方向に走査し所定の記録幅で記
   録ドットを前記記録媒体上に記録する記録工程と、 一走査毎の記録ドット数及び記録時間を算出する算出工
   程と、 一走査分の記録終了毎に、前記記録ドット数と前記記録
   時間とに従って前記走査手段による次の一走査の記録の
   ための前記記録ヘッドの走査の開始を遅延させる遅延工
   程と、 を備えることを特徴とする記録方法。
7. 【請求項７】 前記記録は、更に一走査分の記録ドット
   数が一走査で記録される最大記録ドット数の場合、連続
   して最大一走査分の記録が可能な容量の電源ユニットか
   らの電源供給によって行われることを特徴とする請求項
   ６に記載の記録方法。
8. 【請求項８】 前記遅延工程は、前記記録ドット数と前
   記一走査によって記録される領域に記録できる最大記録
   ドット数との比を算出し、前記算出された比と所定の閾
   値を比較し、比較手段により前記比が前記閾値よりも大
   きいと判断された時に遅延させる制御工程を含むことを
   特徴とする請求項６、又は請求項７に記載の記録方法。