JP2004148737A

JP2004148737A - 記録装置

Info

Publication number: JP2004148737A
Application number: JP2002318214A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takagi; 真二高木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】急激な加減速のラインフィードや、高速なラインフィードを必要せず、安価なラインフィードモータと、安価な電源を用いた安価な記録装置を提供する。
【解決手段】紙送りを常に一定速度で行い、紙送りと同時にキャリッジを走査して記録し、キャリッジがキャリッジの走査方向の記録開始位置に到達した時の搬送方向への搬送量に応じて複数の記録素子の中から使用すべき記録素子を選択して記録する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドと被記録材とを相対移動させて画像を記録する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、或はコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（ＯＨＰ用シート）等の被記録材に画像（文字や記号を含む）を記録（印刷）するように構成されている。特に、被記録材の搬送方向（副走査方向）と交差する方向に記録ヘッドを走査する（主走査）記録方式を取るシリアルタイプの記録装置では、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像（文字や記号を含む）を記録し、１主走査分の記録を終了した後に所定量、被記録材を搬送し（副走査）、その後に次の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、被記録材の所望の領域に画像を記録している。
【０００３】
このようなシリアルタイプの記録装置では、記録に要する時間を短縮するために、キャリッジの加減速と用紙送り（ラインフィード）とをオーバーラップさせて行うようにしたものがある。
【０００４】
また、このようなシリアルタイプの記録装置では、記録に要する時間を短縮する方法としてもっとも有効は方法は、１回の主走査で記録できる副走査方向の記録領域を広げることである。たとえばインクジェット記録装置においては、記録ヘッドを多ノズル化することである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャリッジの加減速とラインフィードとをオーバーラップさせる方法は、記録に要する時間を短縮する方法としては、キャリッジの加減速とラインフィード時間を短くする方法が考えられる。キャリッジの加減速とラインフィード時間を短くするためには、強力なモータと、大容量の電源を使用すればよいが、コストを上げることになる。
【０００６】
また、１回の主走査で記録できる副走査方向の記録領域を広げる方法は、非常に有効な方法であるが、反面、１回の用紙送り（ラインフィード）量が大きくなり、用紙送りにかかる時間の増大につながる。用紙送り時間を短縮するためには、高速で用紙送りをし、さらに急激は加減速すればよいが、そのためには強力なモータと、大容量の電源を使用しなければならずコストを上げることになる。本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、キャリッジの加減速の時間が予め定められた時間にならない場合であっても、安価なラインフィードモータと安価な電源を用い安価な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】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体の搬送方向と交差する走査方向に走査しつつ記録を行う記録装置において、前記記録媒体を搬送方向に搬送すると共に、前記キャリッジを走査方向に走査して記録を行う記録手段と、前記キャリッジが前記走査方向の記録開始位置に到達した時の前記搬送方向への搬送量に応じて前記複数の記録素子の中から駆動すべき記録素子を選択する選択手段とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体の搬送方向と交差する走査方向に走査しつつ記録を行う装置において、キャリッジがその走査方向の記録開始位置に到達した時の記録媒体の搬送方向への搬送量に応じて複数の記録素子の中から駆動すべき記録素子を選択する駆動制御を含む装置として実施可能である。このような本発明は、具体的に図１〜図５に示す構成において、以下の第１若しくは第２実施形態と対応して実現できる。
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態のプリンタ装置の制御構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、１はホストコンピュータで、本実施形態のプリンタ装置１００にプリントデータや各種制御データなどを送信している。
【００１２】
次に、プリンタ装置１００の構成を説明する。
【００１３】
２はＣＰＵで、本実施の形態のプリンタ装置１００の制御の中心的な役割を果たしている。３はＲＯＭで、ＣＰＵ２により実行される制御プログラム及び文字パターンデータ（ＣＧ）等の各種データが記憶されている。４はゲートアレイ（ＧＡ）であり、ＣＰＵ２が有している機能では実行できない処理を実行させるためにカスタマイズされたロジック回路を備えている。
【００１４】
５はＲＡＭで、ホストコンピュータ１から送信されたデータ（プリントデータ、制御コード等を含む）を記憶する受信バッファや、受信バッファからデータを読み出してビットマップデータに展開されたプリントデータを格納するためのプリントバッファや、ＣＰＵ２による制御動作の実行時に、各種データを一時的に保存するワークエリアとして使用されるメモリ領域などを備えている。
【００１５】
６はキャリッジモータ（ＣＲモータ）で、被記録材に沿って記録ヘッド１０を主走査方向に走査させている。７は用紙送り用モータ（ＬＦモータ）で、被記録材である記録用紙を副走査方向に搬送している。８はＡＳＦモータで、給紙のために使用されるモータである。２２〜２４のそれぞれはモータ駆動回路で、ゲートアレイ４の指示により、それぞれ対応するモータを回転駆動している。９はインターフェース（Ｉ／Ｆ）制御回路で、ホストコンピュータ１と本実施形態のプリンタ装置１００との間のデータ通信制御を行っている。
【００１６】
記録ヘッド１０は、キャリッジ１４（図２参照）上に搭載され、被記録材に沿って走査しながらインクを吐出することにより記録を行う記録ヘッドである。１１はヘッド制御回路で記録ヘッド１０を駆動する。
【００１７】
図２は、本実施形態のプリンタ装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１８】
図２において、１４は、記録ヘッド１０を搭載し、キャリッジモータ６の回転により主走査方向に走査されるキャリッジである。このキャリッジ１４は、キャリッジ走査用ベルト１３に固定して接続されており、キャリッジモータ６の回転によりこのベルト２０が移動することにより主走査方向に走査される。１２はラインフィード（ＬＦ）ローラであり、ラインフィードモータ７の回転により駆動され、被記録材である記録用紙を搬送するのに使用される。
【００１９】
また、不図示のリニアエンコーダのスケールと、キャリッジ１４上のリニアエンコーダセンサーとともに、キャリッジ１４の位置を検知する。
【００２０】
以上の構成において、ホストコンピュータ１からＩ／Ｆ制御回路９を介してデータ、コマンド等を受信すると、ＣＰＵ２は、ＤＭＡにより受信データを一旦ＲＡＭ５に転送して格納する。次に、ＣＰＵ２はそのＲＡＭ５に格納されたデータをＲＡＭ５から読み出し、ＲＯＭ３に記憶されている文字フォントデータ等を参照してビットマップデータ（プリント・イメージデータ）に展開する。そして、そのプリントイメージデータをＲＡＭ５のプリントバッファに格納する。その後、キャリッジ１４の移動を開始し、所定のタイミングでプリントバッファに記憶されているプリントイメージデータを順次記録ヘッド１０に転送することにより、キャリッジ１４の主走査に合わせて記録を行うことができる。
【００２１】
尚、記録時のキャリッジ１４の主走査速度は、プリント品位を良くするために定速である。また、このキャリッジモータは、ＤＣモータであり、前記リニアエンコーダ―によって検知される位置情報をもとに制御される。
【００２２】
図３は、図２に示した記録ヘッド１０の要部斜視図である。
【００２３】
記録ヘッド１０は、図３に示すようにそれぞれが所定のピッチで複数の吐出口３０が形成されており、共通液室３１と各吐出口３０とを連結する各液路３２の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するための記録素子３３が配設されている。記録素子３３とその回路はシリコン上に半導体製造技術を利用して作られている。これらの電気配線が作られたシリコンプレート３８を放熱用のアルミベースプレート３７に接着している。
【００２４】
また、シリコンプレート上の回路接続部４１とプリント板３９とは超極細ワイヤー４０により接続され記録装置本体からの信号は信号回路４２を通して受け取られる。液路３２および共通液室３１は射出成形により作られたプラスチックカバー３６で形成されている。
【００２５】
共通液室３１は、インクタンク（不図示）とジョイントパイプ３４とインクフィルター３５を介して連結しており、共通液室３１にはインクタンクからインクが供給される構成となっている。
【００２６】
インクタンクから共通液室３１に供給されて一時的に貯えられたインクは、毛管現象により液路３２に侵入し、吐出口３０でメニスカスを形成して液路３２を満たした状態を保つ。このとき、電極（不図示）を介して記録素子３３が通電されて発熱すると、記録素子３３上のインクが急激に加熱されて液路３２内に気泡が発生し、この気泡の膨張により吐出口３０からインク滴４３が吐出される。
【００２７】
以上、本発明は、記録ヘッドの記録素子を駆動するものとしての記録ヘッド、特にインクジェット記録方式の例について説明してきた。その中でも、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記録装置が高密度化、高精細化が達成しやすい。
【００２８】
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。
【００２９】
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５９−１２３６７０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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００３０】
さらに、記録ヘッドとしては、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てもよい。
【００３１】
また、本発明のプリント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。
【００３２】
【実施形態１】
図４は実施形態１により印字される様子を示した概念図である。
【００３３】
実施形態１では、１ＰＡＳＳ印字、すなわち、ある記録領域を一回の主走査で記録を行う。
【００３４】
図４（ａ）は、１回目の主走査（往方向）で記録される様子を示している。図４（ａ）で斜線部分が記録される領域であり、図面上方のグラフは、主走査方向の位置とキャリッジ速度との関係を表しており、キャリッジ速度が一定の時に記録を行う。
【００３５】
また、図左側のグラフは副走査位置とラインフィード速度との関係を表しており、ラインフィード速度は常に一定の速度を保っている。図示のように、記録ヘッドは被記録媒体に対して相対的に斜め方向に走査される。同様に、図４（ｂ）は２回目の主走査（復方向）で記録される様子を、図４（ｃ）は３回目の主走査（往方向）で記録される様子を、図４（ｄ）は４回目の主走査（復方向）で記録される様子を夫々示している。
【００３６】
ここで、各主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転して復方向に加速する。この減速及び加速時間は一定の時間に行われるように制御されるが、キャリッジモータは、ＤＣモータであるため誤差を生じる。
【００３７】
１回目の主走査で図４（ａ）の斜線部分ａを記録した後、キャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査される。次に、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、記録可能領域の全てを記録するのではなく、１回目の走査で記録した領域に重ねて記録を行わないように、使用するノズルを選択して記録する。そして、図４（ｂ）に示すように副方向の主走査で斜線部分ｂが記録される。このとき３回目で記録される領域ｃは記録しない。
【００３８】
２回目の主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査する。次に、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、記録可能領域の全てを記録するのではなく、２回目の走査で記録した領域ｂに重ねて記録を行はないように、使用するノズルを選択し記録する。そして３回目の主走査で図４（ｃ）の斜線部分ｃを記録する。このとき４回目で記録される領域ｄは記録しない。
【００３９】
３回目の主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査する。次に、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、記録可能領域の全てを記録するのではなく、３回目の走査で記録した領域ｃに重ねて記録を行はないように、使用するノズルを選択し記録する。そして、４回目の主走査で図４（ｄ）の斜線部分ｄを記録する。このとき５回めで記録される領域は記録しない。
【００４０】
以下同様にして、記録媒体上に画像を形成していく。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、キャリッジモータがＤＣモータの場合でも、記録媒体を搬送方向に搬送中に、記録を行い、急激な加減速のラインフィードや、高速なラインフィードを必要せず、安価なラインフィードモータと、安価な電源を用いた安価な記録装置を提供することができる。
【００４２】
【実施形態２】
図５は実施形態２により印字される様子を示した概念図である。
【００４３】
実施形態２では、２ＰＡＳＳ印字、すなわち、ある記録領域を２回の主走査で記録を行う。図５（ａ）は、１回目の主走査（往方向）で記録される様子を示している。図５（ａ）で斜線部分が記録される領域であり、図面上方のグラフは、主走査方向の位置とキャリッジ速度との関係を表しており、キャリッジ速度が一定な時に記録を行う。
【００４４】
また、図左側のグラフは副走査位置とラインフィード速度との関係を表しており、ラインフィード速度は常に一定の速度を保っている。図示のように、記録ヘッドは被記録媒体に対して相対的に斜め走査される。同様に図５（ｂ）は２回目の主走査（復方向）で記録される様子を、図５（ｃ）は３回目の主走査（往方向）で記録される様子を、図５（ｄ）は４回目の主走査（復方向）で記録される様子を夫々示している。
【００４５】
ここで、各主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転して復方向に加速する。この減速及び加速時間は一定の時間に行われるように制御されるが、キャリッジモータは、ＤＣモータであるため誤差を生じる。
【００４６】
１回目の主走査で図５（ａ）の斜線部分ａを記録した後、キャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査する。次に、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、使用するノズルを選択し、図５（ｂ）に示すように副方向の主走査で斜線部分ｂ１，ｂ２が記録される。ここで２回目の主走査（往方向）で記録された斜線部分ａと斜線部分ｂ１は重なっており、この斜線部分ｂ１は１回目と２回目の主走査で記録される。
【００４７】
２回目の主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査する。３回目の主走査で、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、使用するノズルを選択し、図５（ｃ）の斜線部分ｃ１，ｃ２を記録する。
【００４８】
ここで２回目の主走査（往方向）で記録された斜線部分ｂ２と斜線部分ｃ１は重なっており、この斜線部分ｃ１は２回目と３回目の主走査で記録される。
【００４９】
３回目の主走査が終わるとキャリッジは減速し、反転し加速し、そして定速度で走査する。４回目の主走査で、キャリッジが記録開始位置に達した時点の被記録媒体の搬送量の情報を元に、使用するノズルを選択し、図５（ｄ）の斜線部分ｄ１，ｄ２を記録する。
【００５０】
ここで３回目の主走査（往方向）で記録された斜線部分ｃ２と斜線部分ｄ１は重なっており、この斜線部分ｄ１は３回目と４回目の主走査で記録される。
【００５１】
以下同様にして、記録媒体上に画像を形成していく。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、キャリッジモータがＤＣモータの場合でも、記録媒体を搬送方向に搬送中に記録を行い、急激な加減速のラインフィードや、高速なラインフィードを必要せず、安価なラインフィードモータと、安価な電源を用いた安価な記録装置を提供することができる。
【００５３】
本実施の形態は、特に、記録ヘッドのノズル数が増加した場合に最も効果を発揮する。
【００５４】
【他の実施形態】
なお、本発明は、例えばシステム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体などとしての実施態様をとることがかのうであり、具体的には、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００５５】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５７】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図４及び図５に示す記録手順に対応するプログラムコード及び各種テーブルが格納されることになる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャリッジの加減速の時間が予め定められた時間にならない場合であっても、記録媒体を搬送方向に搬送中に、記録を行い、急激な加減速のラインフィードや、高速なラインフィードを必要せず、安価なラインフィードモータと、安価な電源を用いた安価な記録装置を提供することができる。
【００５９】
また、多ノズルの記録ヘッドを用いた場合には、安価なラインフィードモータと、安価な電源を用いることができるため、安価に記録時間を短縮ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施形態の記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す記録ヘッドの要部斜視図である。
【図４】実施形態１による印字の様子を示した概念図である。
【図５】実施形態２による印字の様子を示した概念図である。
【符号の説明】
１ホストコンピュータ
２ＣＰＵ
３ＲＯＭ
４ゲートアレイ
５ＲＡＭ
６キャリッジ（ＣＲ）モータ
７ラインフィード（ＬＦ）モータ
８ＡＳＦモータ
９Ｉ／Ｆ制御回路
１０記録ヘッド
１１ヘッド制御回路
１２ＬＦローラー
１３キャリッジ走査用ベルト
１４キャリッジ
１５プラテン
２２ＣＲモータ駆動回路
２３ＬＦモータ駆動回路
２４ＡＳＦモータ駆動回路
３０吐出口
３１共通液室
３３記録素子

Claims

複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体の搬送方向と交差する走査方向に走査しつつ記録を行う記録装置において、
前記記録媒体を搬送方向に搬送すると共に、前記キャリッジを走査方向に走査して記録を行う記録手段と、
前記キャリッジが前記走査方向の記録開始位置に到達した時の前記搬送方向への搬送量に応じて前記複数の記録素子の中から駆動すべき記録素子を選択する選択手段とを備えることを特徴とする記録装置。