JP2668573B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラー印字やものカラー高速印字に好適なイ
ンクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装
置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタやファクシミリなどの記録装置は、記録方式
により、サーマル式、ワイヤドット式、インクジェット
式などに分けられる。

このうち、インクジェット式は、少なくとも１流路を
有する記録ヘッドにインクを供給するとともに、記録デ
ータに基いて該流路に設けたエネルギー発生体を駆動
し、流路内のインクに圧力を付与し、吐出口からインク
を吐出させて飛翔的液滴を形成し、この液滴を記録媒体
に付着させてドットパターンを記録するように構成され
ている。

ところで、従来のインクジェット記録装置にあって
は、記録ヘッドにシフトレジスタや駆動回路が組込ま
れ、かつ複数のインク吐出口から成るインク吐出口群を
一体的に形成した吐出口形成部材（オリフィスプレー
ト）を用いる構造になっている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

しかし、上記従来の構造では、インク吐出口がオリフ
ィスプレート上に一体的に形成されているので、例え
ば、色数や解像度を変更することは容易でなかった。

また、多色印字や高速印字を実現するために複数数の
記録ヘッド（インク吐出口群）を装着した場合、内部に
シフトレジスタや駆動回路を有するため、各ヘッドを駆
動する信号は並列に伝達することができず、駆動信号を
記録装置本体から送るためのコネクタも記録ヘッドの数
だけ必要になる。このため、単色での高精細印字および
低精細高速印字、または多色印字を行うことが不可能で
あった。

本発明はこのような次術的課題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、複数のインク吐出口群を有す
るインクジェット記録ヘッドを用いるインクジェット記
録装置へ外部から記録データを送信するにあたり、外部
装置側で各インク吐出口群ごとに駆動データを区別する
ことなく、各インク吐出口群の夫々を駆動することがで
きるインクジェット記録装置を提供することである。

〔課題解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、キャリッジの移
動方向に対して交差する方向に第１インク吐出口群と第
２インク吐出口群とを併設するインクジェット記録ヘッ
ドを用いて、前記第１インク吐出口群と前記第２インク
吐出口群とを駆動する記録データを所定の配列で混在さ
せて外部から送信されて来る記録データに基づいて記録
媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、第
１のマスクデータを用いて前記記録データから前記第１
インク吐出口群を駆動する記録データを選択して前記第
１インク吐出口群を駆動するとともに、第２のマスクデ
ータを用いて前記記録データから前記第２インク吐出口
群を駆動する記録データを選択して前記第２インク吐出
口群を駆動する駆動手段を具備することを特徴とする。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明を適用するのに好適なイ
ンクジェット記録装置の斜視図および縦断面図である。

これらの図において、用紙などの記録媒体８は、プラ
テンローラ６と搬送ローラ７に支持され、紙送りモータ
４の駆動を受けたプラテンローラ６によって矢印Ａ方向
に搬送される。プラテンローラ６の前方にはこれと平行
にガイドシャフト５、５が設けられ、それに沿ってキャ
リッジ２がキャリッジモータ３の力をベルト９によって
受けて矢印Ｂ方向に往復駆動される。

前記キャリッジ２にはインクジェット記録ヘッド１
（後述の記録ヘッド41、51および61を総称したもの）が
搭載され、記録媒体８と所定間隔（例えば1.0mm）をお
いて対向する面には所定配列の複数のインク吐出口から
成るインク吐出口群が形成されており、記録データに基
づいて各インク吐出口の電気熱交換体（発熱素子）を駆
動することにより飛翔インク滴を形成し、このインク滴
を記録媒体８に付着させることで記録が行われる。

第３図は前記キャリッジ２の詳細を示す斜視図であ
り、同図において、31はインクジェット記録ヘッド１の
コネクタ部に電気的に接続される電気接続部を構成する
16極のコネクタ（オス側）である。このコネクタ31は後
述の記録ヘッド41、51または61のコネクタ部44、54また
は64に接続される。

32は前記インクジェット記録ヘッド１を固定するツメ
である。34は記録装置本体のプリント基板10とキャリッ
ジ２の前記コネクタ31とを電気的に接続するフレキシブ
ルケーブル（以下、フレキと略称する）である。

第４図は高精細印字用のインクジェット記録ヘッド41
の斜視図である。

第４図において、記録ヘッド41内には、1/360インチ
のピッチで１列に配列された64個のインク吐出口から成
るインク吐出口群43を有するチップ42が収納されてい
る。

44は前記キャリッジ２のコネクタ31に接続されて内部
の発熱素子に駆動信号を供給するためのコネクタであ
る。

第７図は第４図のインクジェット記録ヘッド41の内部
構成を示す回路図である。

第７図において、インク吐出口群43の各インク吐出口
に対応して設けられる64個の発熱素子71の一端は８素子
ごとに８素子づつ並列に接続されてコネクタ44の電極Ｓ
−１〜Ｓ−８に接続されている。前記64個の発熱素子71
のそれぞれの他端は、ダイオード72を経て、連続した８
素子づつまとめてコネクタ44の電極Ｃ−１〜Ｃ−８に接
続されている。このように、各発熱素子71を駆動するた
めの配線部はマトリクス構造になっており、前記コネク
タ44には前記配線部に対応する前記電極が設けられてい
る。

第５図の（ａ）および（ｂ）は多色印字用のインクジ
ェット記録ヘッド51の斜視図および中央部正面断面図で
ある。

第５図において、一つの枠体52内に、シアンインクを
吐出するインク吐出口群43を有するチップ55、マゼンタ
インクを吐出するインク吐出口群43を有するチップ56、
イエローインクを吐出するインク吐出口群43を有するチ
ップ57、ブラックインクを吐出するインク吐出口群43を
有するチップ58が位置決め状態で収納することにより、
インクジェット記録ヘッド51が構成されている。

前記チップ55〜58のそれぞれは、前述の高精細印字用
のインクジェット記録ヘッド41（第４図）内に収納され
ている前記チップ42と同じ構造をしている。

各チップ55〜58の底面にある電極59は、第５図の
（ｂ）に示すように、その一部が選択的にフレキ53と接
続され、そのフレキ53がコネクタ54に接続されている。

第８図は第５図のインクジェット記録ヘッド51の内部
構成を示す回路図である。

第８図において、各チップ55〜58は選択的に間引いて
駆動されるので、各チップ相互の位置は枠体52内部で位
置決めされ、高さ方向でドット位置ずれが発生しないよ
うに考慮されている。

第８図における各チップ55〜58のインク色はシアン、
マゼンタ、イエロー、ブラックの順に選定されるが、こ
れらのインク色はこの順序に限定されるものではなく、
色の種類もこの４色に限定されるものではない。

第６図は高速印字用のインクジェット記録ヘッド61を
例示する斜視図である。

第６図において、１つの枠体65内に２個のチップ62、
63が収納されており、これらのチップ62、63の夫々には
同色（例えばブラック）のインクを吐出する吐出口群43
が形成されている。

前記チップ62、63のそれぞれは、前記高精細印字用の
インクジェット記録ヘッド41（第４図）に収納されてい
る前記チップ42と同じ構成をしており、1/360インチの
ピッチで１列に配列された64個のインク吐出口から成る
インク吐出群43を具備している。

このインクジェット記録ヘッド61にも、前記キャリッ
ジ２のコネクタ31に接続されて内部の発熱素子に駆動信
号を供給するためのコネクタ64が設けられている。

第９図は第６図のインクジェット記録ヘッド61の内部
構成を示す回路図である。

各チップ62、63の電気的接続は、第９図に示すよう
に、その一部が選択的に接続されており、前記４色の記
録ヘッド51の場合と同様にコネクタ64に接続されてい
る。また、各チップ62、63相互の位置も、枠体65内部で
位置決めされ、高さ方向でドットの位置ずれが発生しな
いように考慮されている。

再び第１図に戻って、10は記録装置の駆動を行う電気
回路を有するプリント基板である。この電気回路に対し
て外部装置であるホスト装置（不図示）が接続され、ホ
スト装置から送られてきた記録データが記録装置により
記録されていく。

第10図は本発明を適用するのに好適なインクジェット
記録装置で使用するのに好適な制御系を例示するブロッ
ク図である。

第10図において、CPU（マイクロプロセッサー）101
は、インターフェース102を介してホストコンピュータ
に接続されており、該ホストコンピュータからデータメ
モリ103に読み込んだ記録データ信号とプログラムメモ
リ104およびワーキングメモリ105等に格納されたプログ
ラムとに基づいて記録動作を制御する。

CPU101は、出力ポート106およびモータドライバ107を
介してキャリッジモータ３および紙送りモータ４等を制
御するとともに、データメモリ103に格納されている内
容に従い、記録制御回路109を介してインクジェット記
録ヘッド１を制御する。

第11図は記録制御回路のブロック図である。

第11図において、103は記録データを記憶するための
データメモリであり、111および112はデータメモリ103
のアドレスを指定するアドレスカウンタであり、図示の
回路では行アドレスと列アドレスを指定して前記データ
メモリ103にアクセスするように構成されている。

113はタイマーである。このタイマー113は、キャリッ
ジ２が主走査することによって発生する信号（例えば第
１図のキャリッジモータ３がパルスモータであればそれ
を駆動するパルス信号）をトリガにして所定のパルス幅
（例えば10μsec）を発生する。

114は３入力のデコーダである。このデコーダ114はト
ランジスタアレイ115に接続されて８個のトランジスタ
のうちのいずれか一つを選択して駆動（オン）する。

前記トランジスタアレイ115は第３図中のフレキ34を
介して記録ヘッド１の電極Ｃ−１〜Ｃ−８に接続されて
いる。

もう一方のトランジスタアレイ116はデータメモリ103
の8bitのデータバス117に接続され、記録データに従っ
て駆動（オン）される。そして、そのコレクタがフレキ
34（第３図）を介して記録ヘッド１の電極Ｓ−１〜Ｓ−
８に接続されている。

第12図は第11図の記録制御回路の動作を示すタイムチ
ャートであり、次に、第12図のタイムチャートを参照し
て第11図の記録制御回路のシーケンスを説明する。

第11図および第12図において、CPU101は、ホストコン
ピュータからの記録データも命令データに従って編集し
た記録情報を前記データメモリ103に蓄積する。

次に、CPU101は、リセット信号118を発生させ、行ア
ドレスカウンタ111および列アドレスカウンタ112をリセ
ットする。すなわち、データメモリ103の１−１番地を
指定する。

その後、CPU101は、キャリッジモータ３を起動してキ
ャリッジ２で走査する。キャリッジモータ３がパルスモ
ータであれば、その駆動パルス信号が走査信号119とな
り、タイマー113で所定のパルス幅を得る。その出力が
通電信号120である。この通信信号120がデコーダ114の
イネーブル信号として供給され、記録ヘッド１（第１
図）の駆動時間を決定する。

前記通電信号120は、行アドレスカウンタ111にも接続
されていて、その信号の立下がりすなわち記録ヘッド１
の駆動終了時でアドレスカウンタが更新され、２−１番
地を指定する。

行アドレスカウンタ111は８進カウンタに設定されて
いるので、通電信号120が８個入力される毎にリセット
されると同時にキャリー信号121を発生し、列アドレス
カウンタ112を更新する。

以下、このような動作を順次繰り返し、８−Ｎ番地が
終了した時点で記録動作を停止する。

このときのデータメモリ103の記録情報のビット構成
は、使用する記録ヘッドにより異なる。

第13図〜第15図はそれぞれ第４図〜第６図の各インク
ジェット記録ヘッド41、51、61のデータメモリのビット
構成と記録結果を示す模式図である。

第４図の高精細印字用のインクジェット記録ヘッド41
の場合は、第13図（ａ）のように、１−ｎ番地にはK1,n
（ブラックの１行、ｎ列目を表す）からK8,nのドット位
置に対応する記録情報が、８−ｎ番地にはK57,nからK6
4,nのドット位置に対応する記録情報が格納されてい
て、その記録結果が第13図の（ｂ）に示されている。す
なわち、1/360インチの間隔で印字ドット数64個が形成
される。

また、第５図のインクジェット記録ヘッド51の場合、
すなわち各チップ55〜58間の間隔がｌ×1/90インチの多
色印字用の記録ヘッド51の場合は、第14図の（ａ）に示
すように、１−ｎ番地には、C1,n（シアンの１行、ｎ列
目を示す）、M1,n＋ｌ（マゼンタの１行、ｎ＋ｌ列目を
示す）、Y1,n＋2l（イエローの１行、ｎ＋2l列目を示
す）、K1,n＋3l（ブラックの１行、ｎ＋3l列目を示
す）、C2,n……K2,n＋3lのドット位置に対応する記録情
報が格納されており、８−ｎ番地には、C15,n……K16,n
＋3lのドット位置に対応する記録情報が格納されてい
る。

その記録結果が第14図の（ｂ）に示されている。すな
わち、縦方向1/90インチの横方向ｌ×1/90インチの間隔
で16×４の印字ドット数（64個の印字ドット）が形成さ
れる。

そして、走査ステップを1/90インチにすることで、縦
および横ともに1/90インチ間隔で印字ドットを形成する
ことができる。

さらに、第６図の高速印字用のインクジェット記録ヘ
ッド61の場合、すなわち第４図の記録ヘッド41で用いた
1/360インチのピッチで64個のインク吐出口を１列に配
列したインク吐出口群43を有するチップ42と同じチップ
を２個（チップ62、63）を使用し、その間隔をｌ（1/18
0×（2k−１）インチ、すなわち奇数倍）にし、両方の
インク吐出口群（両方のチップ62、63）とも同じ色のイ
ンク（同じブラックのインク）を吐出する記録ヘッド61
の場合のデータビットメモリの構成および記録結果は第
15図に示す通りである。

すなわち、第15図（ａ）に示すように、１−ｎ番地に
は、K1,n（ブラックの１行、ｎ列目を示す）、K1,n＋2k
−1,K2,n、K2,n＋2k−１……K4,n＋2k−１のドット位置
に対応する記録情報が格納されており、８−ｎ番地に
は、K29,n,K29,n＋2k−１、K30,n……K32,n＋2k−１の
ドット位置に対応する記録情報が格納されている。

その記録結果は、第15図の（ｂ）に示す通りであり、
１ステップで1/90インチ走査することによってドット間
隔が1/180インチで印字することができる。その場合の
ドット間隔は第13図の高精細印字の場合に比べて２倍に
なるが、印字速度は４倍になる。

次にホストコンピュータからの記録情報を使用する記
録ヘッドに応じて編集する方法について説明する。

第16図は使用される記録ヘッドが高精細印字用のイン
クジェット記録ヘッド41である場合の受信データのフォ
ーマットを示す説明図である。

第16図において、１バイト目でK1〜K8までの縦８ドッ
ト分のデータを受信し、データメモリ103の1,1番地に格
納する。２バイト目は１−２番地へ、８バイト目は8,1
番地へ、９バイト目は１−２番地へ、以下同様に８・Ｎ
バイト目を８−Ｎ番地へ格納する。

第17図の（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用したイ
ンクジェット記録装置の一実施例として、第５図に示す
ような複数のインク吐出口群43を有するインクジェット
記録ヘッド51をキャリッジ２に搭載して使用する場合の
受信データおよびマスクデータのフォーマットを示す説
明図である。

第17図（ａ）に示すように、１バイト目で各色の縦２
ドット分を受信する。これをそのままデータメモリ103
の1,1番目に格納すると、各色のチップ55〜58は第14図
に示すように間隔（ｌ×1/90）で搭載されているため、
本来ならば同一位置に印字されるべきデータは距離（ｌ
×1/90）だけ離れた位置に印字されてしまう。

従って、受信データをデータメモリ103に格納する前
に、先ずデータメモリ103を０にクリアする。

次に、受信データとマスクデータとでANDをとり、そ
れをデータメモリ103の1,1番地のデータとORし、それを
1,1番地に格納する。

同様に、受信データとマスクデータＹとをANDし、そ
れを1,1＋ｌ番地のデータとORし、それを1,1＋ｌ番地に
格納する。

以下同様の方法で、マゼンタのデータを1,1＋2l番地
に、シアンのデータを1,1＋3l番地に格納する。２バイ
ト目以降も同様の方法でブラックのデータを1,2番地に
イエローのデータを1,2＋ｌ番地に、マゼンタのデータ
を1,2＋ｌ番地に、シアンのデータを1,2＋3l番地に格納
する。

以下、同様の方法で８×（Ｎ−3l）バイトまで行う。

第18図の（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用したイ
ンクジェット記録装置の他の実施例として、第６図に示
すようなブラックインク吐出用の２つのインク吐出口群
43を有するインクジェット記録ヘッド61をキャリッジ２
に搭載して使用する場合の受信データおよびマスクデー
タのフォーマットを示す説明図である。

第18図に示すような受信データおよびマスクデータの
フォーマットを有するインクジェット記録装置によれ
ば、キャリッジ２の移動方向に対して交差する方向に第
１インク吐出口群（チップ62のインク吐出口群43）と第
２インク吐出口群（チップ63のインク吐出口群43）とを
併設するインクジェット記録ヘッド61を用いて、前記第
１インク吐出口群と前記第２インク吐出口群とを駆動す
る記録データを所定の配列で混在させて外部から送信さ
れて来る記録データに基づいて記録媒体８に記録を行う
インクジェット記録装置であって、第18図の（ｂ）のマ
スク１（第１のマスクデータ）を用いて前記記録データ
から前記第１インク吐出口群を駆動する記録データを選
択して前記第１インク吐出口群を駆動するとともに、第
18図の（ｂ）のマスク２（第２のマスクデータ）を用い
て前記記録データから前記第２インク吐出口群を駆動す
る記録データを選択して前記第２インク吐出口群を駆動
する駆動手段を具備することを特徴とするインクジェッ
ト記録装置が構成されている。

そして、このようなインクジェット記録装置によれ
ば、第１インク吐出口群と第２インク吐出口群とを併設
するインクジェット記録ヘッドを用いるインクジェット
記録装置へ、外部から記録データを送信するにあたり、
外部装置で第１インク吐出口群駆動用データと第２イン
ク吐出口群駆動用データとに区別することなく、第１イ
ンク吐出口群と第２インク吐出口群との夫々を駆動する
ことができるインクジェット記録装置が得られる。

また、第６図に示すような２つのインク吐出口群43を
有するインクジェット記録ヘッド61を使用する場合は、
インク色を濃いブラックと淡いブラックにすることで、
諧調印字を行うことも可能になる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らなごとく、本発明によれば、キャ
リッジの移動方向に対して交差する方向に第１インク吐
出口群と第２インク吐出口群とを併設するインクジェッ
ト記録ヘッドを用いて、前記第１インク吐出口群と前記
第２インク吐出口群とを駆動する記録データを所定の配
列で混在させて外部から送信されて来る記録データに基
づいて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置で
あって、第１のマスクデータを用いて前記記録データか
ら前記第１インク吐出口群を駆動する記録データを選択
して前記第１インク吐出口群を駆動するとともに、第２
のマスクデータを用いて前記記録データから前記第２イ
ンク吐出口群を駆動する記録データを選択して前記第２
インク吐出口群を駆動する駆動手段を具備する構成とし
たので、複数のインク吐出口群を有するインクジェット
記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置へ外部から
記録データを送信するにあたり、外部装置側で各インク
吐出口群ごとに駆動データを区別することなく、各イン
ク吐出口群の夫々を駆動することができるインクジェッ
ト記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するのに好適なインクジェット記
録装置を例示する斜視図、第２図は第１図のインクジェ
ット記録装置の縦断面図、第３図は第１図中のキャリッ
ジの詳細を示す斜視図、第４図は高精細印字用のインク
ジェット記録ヘッドの一例を示す斜視図、第５図の
（ａ）および（ｂ）は多色印字用のインクジェット記録
ヘッドの一例を示す斜視図および正面断面図、第６図は
高速印字用のインクジェット記録ヘッドの一例を示す斜
視図、第７図は第４図のインクジェット記録ヘッドの内
部配線図、第８図は第５図のインクジェット記録ヘッド
の内部配線図、第９図は第６図のインクジェット記録ヘ
ッドの内部配線図、第10図は第１図のインクジェット記
録装置の制御系のブロック図、第11図は本発明を実施す
るのに好適なインクジェット記録装置の記録制御回路の
ブロック図、第12図は第11図の記録制御回路の動作を示
すタイムチャート、第13図は第４図のインクジェット記
録ヘッドのデータメモリのビット構成と記録結果を示す
模式図、第14図は第５図のインクジェット記録ヘッドの
データメモリのビット構成と記録結果を示す模式図、第
15図は第６図のインクジェット記録ヘッドのデータメモ
リのビット構成と記録結果を示す模式図、第16図は第４
図の高精細印字用のインクジェット記録ヘッドを用いる
時の受信データのフォーマットを示す説明図、第17図の
（ａ）および（ｂ）は第５図のインクジェット記録ヘッ
ド使用する時の受信データおよびマスクデータのフォー
マットを示す説明図、第18図の（ａ）および（ｂ）は第
６図のインクジェット記録ヘッドを使用する時の受信デ
ータおよびマスクデータのフォーマットを示す説明図で
ある。 １……インクジェット記録ヘッド、２……キャリッジ、
８……記録媒体、31……コネクタ（キャリッジ）、41…
…インクジェット記録ヘッド、42……チップ、43……イ
ンク吐出口群、44……コネクタ、51……インクジェット
記録ヘッド、52……枠体、54……コネクタ、55、56、5
7、58……チップ、59……電極、61……インクジェット
記録ヘッド、62、63……チップ、64……コネクタ、65…
…枠体、71……熱エネルギー発生素子、72……ダイオー
ド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリッジの移動方向に対して交差する方
   向に第１インク吐出口群と第２インク吐出口群とを併設
   するインクジェット記録ヘッドを用いて、前記第１イン
   ク吐出口群と前記第２インク吐出口群とを駆動する記録
   データを所定の配列で混在させて外部から送信されて来
   る記録データに基づいて記録媒体に記録を行うインクジ
   ェット記録装置であって、 第１のマスクデータを用いて前記記録データから前記第
   １インク吐出口群を駆動する記録データを選択して前記
   第１インク吐出口群を駆動するとともに、第２のマスク
   データを用いて前記記録データから前記第２インク吐出
   口群を駆動する記録データを選択して前記第２インク吐
   出口群を駆動する駆動手段を具備することを特徴とする
   インクジェット記録装置。