JPH0269245A - 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〕 本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは記録
ヘッドの過熱を防止するための構成を有したインクジェ
ット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置で、副走査方向に配列するノズルを備えた
記録ヘッドにより画像データに基づいて記録を行なう装
置は、各ノズルに対応する主走査分の画像データを受信
した後、これらノズルの全てを用いてインク吐出を行な
いながら記録ヘッドを主走査方向に移動させ、１走査分
の記録を行なう。

ところで、このような記録ヘッドはその吐出方式のため
に記録に伴なってヘッド温度、すなわちインク液室の温
度が上昇する。これは特にバブルジェット方式の記録ヘ
ットにおいて顕著である。

このヘッドの温度上昇防止のため、例えばヘッドに温度
検出手段を設け、ヘッドの温度が所定温度に達したら記
録動作の休止等の方法によりヘッドの過熱を防止してい
るものが従来から知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、一般にグラフィックや写真等、比較的記
録密度が高い画像に基づく記録を行なう場合、各ヘッド
で吐出ドツト数が多くなりヘッドにおけるノズル近傍の
温度が急激に上昇するため、インク液室内に不要な気泡
を生じさせ、この気泡の影響によってインク不吐出を引
き起こすことがあった。

これに対し、上述のヘッドに温度検出手段を具えた装置
はインク液室内の実際の温度を検出することがヘッド構
成上困難であり、すなわち通常は記録ヘッドの外壁等に
検出手段が設けられるため、ヘッドユニット全体の平均
的な温度が、しかも時間遅れを伴なって検出されること
になり、急激な温度上昇に対処できず不吐出の発生は避
は難いものであった。

さらに、ヘットの高温状態を検出したときには記録動作
を休止し、ヘッドの過熱による不吐出を防止する制御方
式においては、特に記録密度の高い記録の後、ある程度
の時間が経過すると記録紙に含まれた比較的多量のイン
ク水分の影響により紙面がもちあがるなどしてヘッド移
動の際に紙面をこすり、記録紙を汚染するという問題点
も生じさせていた。

また、上述したような問題点に対して予め画像データ中
の記録すべきドツト数を計数し、１走査分の記録動作を
複数回の走査に分割して行なう方式が提案されているが
、分割の方向が主走査方向であるため、分割点、すなわ
ち記録画像のつなぎ目において濃度差が表われるという
問題が、特にキャリッジの主走査移動における往動作の
みで記録する方式においては顕著であった。また、この
方式の場合、記録時にキャリッジを定速にするための助
走領域を必要とするため、既に記録した部分をヘッドが
移動することとなり、やはり記録紙を汚染する恐れがあ
った。

本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは画像データに応じて駆動
するノズル数を減少させることにより記録ヘッドの発熱
を制限し、ヘッドの過熱によるインク不吐出を防止した
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） そのために本発明では副走査方向に配列されたインク吐
出口の各々に対応して設けられ、インク吐出エネルギー
を発生するヘッドエレメントと、ヘッドエレメントの駆
動データおよび非駆動データで構成されるドツトイメー
ジデータを、ヘッドエレメント各々の駆動態様および当
該駆動に伴なう走査に対応させて記憶する記憶手段と、
記憶手段にドツトイメージデータをヘッドエレメント毎
に順次記憶させる記憶制御手段と、記憶制御手段によっ
て記憶手段へ記憶されるドツトイメージデータの駆動デ
ータ数を計数する計数手段と、計数手段が計数する駆動
データ数が所定値となったとき、所定値に計数された駆
動データに対応するヘッドエレメントのイメージデータ
までで、記憶制御手段による記憶を中断させ、残余の記
憶手段に記憶するイメージデータを非駆動データとする
データ転送制御手段とを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

以上の構成によれば、ドツトイメージデータ中の駆動デ
ータの数が所定値に達したとき、ドツトイメージデータ
の記憶手段への転送が中断され、記憶手段における残余
のドツトイメージデータは非駆動データとなる。

これにより全ヘッドエレメント数より少ない数のエレメ
ントを用いて記録が行なわれる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体的
な説明する。

第１図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
装置の主要部における制御構成を示すブロック図である
。

第１図において、１はドツトイメージデータ（ラスタデ
ータ）をインクジェット記録装置に送出するホストシス
テムである。２は、マイクロプロセッサ形態のＭＰＵ　
、第３図（Ａ）および（Ｂ）で後述する処理手順等のプ
ログラムを格納したＲＯＭ　、レジスタ、フラグ等作業
用領域を有するＲＡＭ　、およびタイマ、人出力部（Ｉ
ｌｏ）等よりなるマイクロコンピュータユニット（以下
ＭＣＵと略す）である。３はホストシステム１とプリン
タとの間の通信を行うインターフェースコントローラ（
以下１７Ｆコントローラと略す）、４はホストシステム
１より転送されたドツトイメージデータを蓄えるイメー
ジＲＡＭ、５はＭＣＩ２の指令により制御され、イメー
ジＲＡＭ４におけるドツトイメージデータのリード／ラ
イト制御及びリード／ライトにかかるアドレスを発生す
るＲＡＭコントローラ、４０は第５図にて後述されるマ
スク回路、６は吐出エネルギー発生素子としてのヘッド
エレメントの数に対応したビットを有し、イメージＲＡ
Ｍ４より読み出されたデータを一時保存するシフトレジ
スタ、７はシフトレジスタ６のデータに基づいてヘッド
エレメントを駆動するヘッドドライバ、８は記録ヘッド
が搭載されたキャリッジを主走査方向に移動するモータ
を制御するキャリッジモータドライバ、９は紙等の記録
媒体を副走査方向に移動させる紙送りモータを制御する
紙送りモータドライバである。

以上の構成において、ホストシステム１は記録装置に対
しプリント準備コマンドを転送する。

ＭＣＩ２は紙送りモータドライバ９により記録媒体をプ
リント開始位置にセットした後、ＲＡＭコントローラ５
によりドツトイメージデータ格納位置を初期化し、Ｉ／
Ｆコントローラ３を介し主走査方向分の画像データの転
送要求を行う。ホストシステム１はこの信号を受信する
と画像データの送信を開始する。送信されたデータはイ
メージＲＡＭ４に書き込まれ、さらにヘッドエレメント
数分のラインデータを同様にしてイメージＲＡＭ４に収
納すると、ＭＣｌＩ２はＲＡＭコントローラ５に画面上
左上端に位置すべきデータの収納された読み出し開始ア
ドレス、−主走査方向のデータビット数およびデータ読
み出しビット数をあらかじめセットしておく。

さらにキャリッジドライバ９によりキャリッジ走査を開
始する。キャリッジ上の記録ヘッドが記録位置に達する
ごとにＭＣｌＩ２はＲＡＭコントローラ５に読み出しコ
マンド与え、ＲＡＭコントローラ５はこれに基づき副走
査方向のドツト位置に相当するアドレスをヘッドエレメ
ントの数だけ発生するとともにそのデータをシフトレジ
スタ６に転送する。

転送が完了すると、ＭＣＩ２はヘッドドライバ７に対し
、一定期間の駆動信号を送る。このヘッドドライバ７は
、前記駆動信号とシフトレジスタ６の各出力とのＡＮＤ
信号を入力するヘッドエレメントの数のドライバ群であ
り、これにより、記録データに基づき、副走査方向に配
列したヘッドエレメントを選択的に駆動することにより
インク吐出を行う。

以上のシーケンスを主走査方向の記録位置ごとにくり返
し行うことにより、１ライン分の記録を完了すると、Ｍ
ＣＵ２はキャリッジを停止するとともに、インク吐出に
係るヘッドエレメント数分に相当する量の副走査方向の
紙送りを、紙送りトライバ９を介し紙送りモータを駆動
することにより実行させる。

さらにＭ（：Ｕ２は次ライン以降のデータをホストシス
テム１より受信し、キャリッジを記録開始位置に８勤さ
せたあと同様な方式で一頁分の記録を行う。

第２図は第１図に示したシフトレジスタ６およびヘッド
ドライバ７の詳細を示すブロック図である。ここで６は
記録のためのデータがシリアルに転送され、蓄積される
シフトレジスタ、２２は８ｂｉｔ毎の分割駆動を可能と
すべく設けられ、シフトレジスタ６の出力をスイッチン
グするＡＮＤＮ−ゲート群３はＡＮＤゲート群２２の出
力を受容し記録ヘッドに設けられた各ヘッドエレメント
を駆動するドライバアレーである。

なお、本例では６４個のヘッドエレメントを記録ヘット
に有し、これらヘッドエレメントによって副走査方向に
形成される６４個のドツト（ＤＯＴＩ〜ＤＯＴ５４）に
対応させて、ＡＮＤゲート群２２およびドライバアレー
２３が構成されている。

第３図は第１図および第２図に示した構成によって記録
動作を行なうインクジェット記録装置の外観斜視図であ
る。同図において、５１は吐出エネルギー発生手段とし
ての６４個のヘッドエレメントの各々に対応して副走査
方向に配列されたインク液路およびインク液路に連通ず
る吐出オリフィスを具えた記録ヘッドである。５７は回
転することにより記録紙Ｐの副走査方向への紙送りを行
ない、かつ記録紙Ｐを記録ヘッド５１の吐出オリフィス
に対向させて記録面を形成するプラテン、５８はプラテ
ン５７を回転させる紙送りモータである。

５６は記録紙Ｐの記録面と平行に配設された２木のガイ
ドシャフト・、５２は記録ヘッド５１を塔載し、ガイド
シャフト５６に摺動可能に係合するキャリッジである。

キャリッジ５２はガイドシャツ（・５６の両端近傍に設
けられたプーリ５４Ａに張設されるベルト５３と接続し
、プーリ５４Ａの一方はキャリランモータ５５と係合す
る。これにより、キャリッジ５２、従って記録ヘッド５
１は記録紙Ｐの記録面に沿った主走査方向の渾多勤が可
能となる。

第４図（Ａ）はＩ／Ｆコントローラ３およびホストシス
テム１のデータ出力部の一部を示す。図において、３１
はホストシステム１のドツトイメージデータのパラレル
／シリアル変換を行なうシフトレジスタ、３３はシフト
レジスタ３１から送出されるドツトイメージデータ中の
記録にかかる駆動データを検出するためのアンドゲート
、３２はアンドゲート３３の検出に応じて記録装置で実
際に記録されるドツトを計数するカウンタである。アン
ドゲート３３における人力および出力のタイムチャート
が第４図（Ｂ）に示される。

以上の構成において、ホストシステム１はシリアルデー
タラインにシリアルデータおよびその転送用クロックを
送出するために、例えばホストシステム１のＲＡＭにお
けるデータを転送りロックに同期させシフトレジスタ３
１に入力し、さらに前述クロックに同期してデータを順
次シフトさせて１ドツト行のドツトイメージデータを記
録装置側に転送する。

記録装置のＩ／Ｆコントローラ３におけるアンドゲート
３３はこのドツトイメージデータとクロックのアンド出
力によりインクを吐出すべき駆動データを検出し、この
検出信号はカウンタ３２のクロック人力となりその人力
が計数される。カウンタ３２にはインクの吐出されるド
ツト数がドツト行毎に計数される。

ＭＣ：Ｕ２は１行分のイメージデータ通信終了ごとにカ
ウンタ３２の計数値を監視し、その値があらかじめ定め
られた値、つまり記録ヘッドの１回の主走査に基づく記
録動作を行なったとき、カウンタ３ｚが計数するドツト
数の吐出を繰り返えしても、発熱による不吐出が生じな
い最大の値を越えないようにＩ／Ｆコントローラ３にお
いてイメージデータの受信を制御し、予め定められた値
となるドツト行でデータ受信を中断する。このとき、イ
メージＲＡＭ４のデータは人力したイメージデータ部の
み有効となる。

従って、ここで単に前述したような記録動作を行なうと
、非有効データに対応するヘッドエレメント、すなわち
使用してはならないヘッドエレメントはイメージＲＡＭ
４の非記録部分に対応するデータによって駆動される可
能性がある。このようなヘッドエレメントの駆動を防止
するために第５図に示すマスク回路４０が付加される。

第５図はシフトレジスタ６へ転送するデータのマスク回
路を示すブロック図であり、図中、４１は記録に使用す
るエレメント数を一時記憶するレジスタ５４２はシフト
レジスタ６へ転送するデータを計数するカウンタ、４３
はレジスタ４１のデータとカウンタ４２の計数値とを比
較するコンパレータ、４４はコンパレータ４３の出力に
より、ヘットに対するデータをマスクするためのアント
ゲ−１・である。

シフトレジスタ６に対するクロックはデータ転送のため
に全てのヘッドエレメントに対応する散発せられる。デ
ータはこのクロックに同期してシフトレジスタ６に転送
されるが、任意の数のベツドエレメントのみを駆動する
ためには、使用しないヘッドエレメントのデータは、第
２図に示すような構成のシフトレジスタドライバを用い
た場合、非記録を意味する０”にマスクされなければな
らない。この要請によりＭＣ１１２によってレジスタ４
１に記憶さねたエレメント数と、前述のデータ転送用ク
ロックを計数するカウンタ４２の計数値とが常に比較さ
れ、一致するとコンパレータ４３の出力を“０”とし、
アンドゲート４４によりシフ１〜レジスタ６へ転送する
データをディスエーブル状態とする。また、カウンタ４
２はＭｅＯ２によりシフトレジスタ６へのデータ転送前
には常に０にクリアされている。

以上のようなマスク回路４０を用いることにより、ヘッ
ドエレメントに対するデータのマスキングが可能となる
。また、実際の記録動作は前述したものと同様であるが
、紙送り量は、記録に使用したエレメントに対応するオ
リフィス配列の長さ分の送り量であるのはもちろんであ
る。

このようにヘッドの１主走査による記録ドツト数を所定
値以内に制限することが可能となる。

第６図（Ａ）は本発明の他の実施例を示し、Ｉ／Ｆコン
トローラ内に設けられたデータ選択回路のブロック図で
ある。同図において６１はホスト側からのドツトイメー
ジデータおよびクロック、あるいはＩ／Ｆコントローラ
３内部のクロックデータ発生手段からのクロックおよび
データのいずれかを選択可能なマルチプレクサである。

また、第６図（Ｂ）はイメージＲＡＭ４のメモリマツプ
の概念図である。

上記の構成に基づくデータ転送において、ＭＣ［Ｉ２は
まず最初にマルチプレクサ６１へのデータ人力としてホ
スト側からのデータ人力を選択し、通常のドツトイメー
ジデータの受信およびイメージＲＡＭ４への書込みを行
なう。この受信により前述の実施例と同様、予め定めら
れた所定ドツト数となるドツト行の受信および書込みを
完了したと判断すると、ＭＣＩ＋２はマルチプレクサ６
１へのデータ入力を内部からのクロックおよびデータの
人力に切換え、このデータの内容を白データ、すなわち
“Ｏ″としたデータ数分のクロックを発生させることに
よりホスト側からのデータ受信と同様の回路を起動し、
イメージＲＡＭ４にデータ“０”を書き込む。

これにより、第６図（Ｂ）　に示すように、イメージＲ
ＡＭ４には６４個のヘッドエレメントの各々に対応した
記録データまたは非吐出の白データが１主走査分格納さ
れる。この結果、第５図に示したようなハードロジック
は不要となり、単にイメージＲＡＭ４のデータをヘッド
に転送すればヘットエレメントの所定部分を非記録とし
た記録動作が可能となる。

また、本例によればヘッドエレメント中のどの範囲のエ
レメントを使用するかはイメージｎへＭ４へのデータ設
定の仕方によって自由度が大きくなる利点があり、例え
ばヘッドエレメントの上下を非使用とすることによって
上端部分のエレメントを常に使用する必要性はなくなり
、特定ノズルに負担をかけることをさけることが可能と
なる。

さらに、本例においてはデータのマスキングを人力段の
ハードロジックで行なったが、ＭＣｌＩ２が充分高速で
あればＭＣＩ２自身がイメージＲＡＭ４に°′０°。

データを書き込みマスキングを行なうことも可能である
。

上記第１．第２の実施例ではホスト側よりドツトイメー
ジをラスターデータとして受信し、データ人力段におい
て吐出するドツトを計数する例を示したが、本例では、
ホスト側よりコードデータを受信し、このコードデータ
に基づき記録装置自らが内蔵するキャラクタジェネレー
タ（以下ＣＧ）のイメージデータにより記録を行なう方
式、つまり一般のキャラクタ記録の場合の応用例につい
て説明する。

ホストシステム１より１行分または１頁分のコードデー
タを受信するとＭＣｌＩ２は受信したコードデータをイ
メージＲＡＭ４の所定領域に記憶しておく。次に、この
記憶した内容に基づきＭＣＩ２のＲＯＭの所定領域を占
めるＣＧより、順次コードに対応した文字フォントとし
てのイメージデータを、主走査にかかるドツトイメージ
を形成するために読み出す。

第７図はＣＧ中のデータ構成を示す概念図であり、本例
では１文字横８ドツト縦７ドツトのサイズを有するもの
とし、さらにこのＣＧには横方向の吐出される総ドツト
数を示す駆動データ数を別に格納している。

ＭＣＩ２はＣＧより得たドツトイメージデータをイメー
ジＲＡＭ４に書き込んでいくが、１文字にかかるドツト
イメージデータの１行目を書き込むと共に、その行に対
応してＣＧに格納された総ドツト数データをＭＣＩ２の
ＲＡＭに記憶する。このようにドツトイメージデータの
１行のデータに対し行方向のイメージ展開を行なうごと
にその行の有する総ドツト数を上記ＲＡＭの記憶領域に
加算する。

１ドツト行の書込みが終了するごとにＭＣｌＩ２はこの
値を監視し、所定値以上となったら、前述の実施例同様
にデータマスクにより使用すべきヘッドエレメント数が
設定され、さらに上記ＲＡＭに記憶される総ドツト数を
Ｏクリアし、記録動作を行なう。以上のようにｌノで、
ドツトイメージデータの次の行より書込みを順次行ない
、記録動作を継続する。

本例では、ＣＧ中にキャラクタデータと共に行ごとの吐
出されるドツト数を示す駆動データ数を伴わせて格納し
たが、ＭＣ１１２の能力によっては自らがＣＧ読み出し
時に計算を行なうことが可能であ・るのはもちろんであ
る。

前述迄の実施例においては、記録を開始すべきドツト数
を一定値としていた。つまり、前述迄の実施例における
方式は、記録ヘッドを外部ヒーター等の手段等により所
定の温度に昇温した後、一定期間に一定の電力消費を行
なうようにすることにより、ヘッド温度上昇を一定範囲
内に維持するようにした方式である。このため、例えば
環境温度の上昇によりヘッドの自然冷却効率が落ちた場
合を考慮すると、前述の方式においては記録開始のドツ
ト数を必要以上に少な目に設定しなければならない。こ
れは使用可能なエレメント数が少なくなることを意味し
、スループットの低下をまねくこととなる。

本例では、記録ヘッド温度に応じて記録開始のドツト数
を変化させる方式について説明する。

第８図は第１図に示したのと同様な制御構成を示すブロ
ック図である。同図において、５９はへラドヒートシン
クに設けられたサーミスタである。

ＭＣＩ２はＭＣＩ２が有するＲＯＭにヘッド温度に応じ
た記録開始のドツト数のテーブルを予め記憶しておく。

このテーブルのドツト数データは温度が高いほど少なく
、また温度が低いほど多く設定されている。

すなわち、低温時にはヘッド温度上昇に対する許容密度
が高いので１走査で多量の記録が可能となる。しかしな
がら、その反面多量の記録を行なうと急激な温度上昇に
より濃度むらが発生する要因となるので極端な値の差を
つけるのは得策ではない。

ＭＣｌＩ２は記録動作開始直前にサーミスタ５９からの
情報に基づいてヘッド温度を求め、この温度に基づきＲ
ＡＭ内のテーブルを参照して記録可能なドツト数を求め
る。

以後は前述の実施例と同様にヘッドのエレメント数をデ
ータ内容により決定し、そのエレメントのみを使用した
記録動作をくり返す。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によればドツト
イメージデータ中の駆動データの数が所定値に達したと
き、ドツトイメージデータの記憶手段への転送が中断さ
れ、記憶手段における残余のドツトイメージデータは非
駆動データとなる。

これにより全ヘッドエレメント数より少ない数のエレメ
ントを用いて記録が行なわれる。

この結果、ヘッド温度上昇勾配を一定値以内に押さえ、
ヘッド過熱による不吐出を未然に防止する。

また、すでに記録した個所は紙送り動作によりヘッドの
通過領域にはないので紙面を汚すこともなくなる。

さらに、一定時間内に記録されるドツト数つまリインク
量が一定以下のため、インクの定着にも良い結果を得る
こととなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる記録装置制御部の構
成を示すブロック図、 第２図は第１図に示したシフトレジスタおよびドライバ
の回路ブロック図、 第３図は記録装置の構成を示す外観斜視図、第４図（Ａ
）および（Ｂ）は本発明の実施例を示すドツト計数回路
のそれぞれブロック図およびタイムチャート、 第５図は実施例のデータ転送部におけるデータマスク回
路の回路ブロック図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は第２実施例にかかる白デー
タ書き込み方式を示すそれぞれ回路ブロック図および記
憶領域概念図、 第７図は第３実施例を示すＣＧの構成例を示す概念図、 第８図は第４実施例の制御部構成例を示すブロック図で
ある。 １・・・ホストシステム、 ２・・・ＭＣＩＩ、 ３・・・Ｉ／Ｆコントローラ、 ４・・・イメージＲＡＭ、 ５・・・ＲＡＭコントローラ、 ６・・・シフトレジスタ、 ７・・・ヘッドドライバ、 ２１・・・シフトレジスタ、 ２２・・・ＡＮＤゲート群、 ２３・・・ドライバアレー ３１・・・ホスト側シフトレジスタ、 ３２・・・カウンタ、 ３３・・・アンドゲート、 ４１・・・レジスタ、 ４２・・・カウンタ、 ４３・・・コンパレータ、 ４４・・・アンドゲート、 ５９・・・サーミスタ、 ６１・・・マルチプレクサ。 ５７〜６４ 第２図 第３図 第４図（Ａ） 第４５Ａ（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）副走査方向に配列されたインク吐出口の各々に対応
   して設けられ、インク吐出エネルギーを発生するヘッド
   エレメントと、 該ヘッドエレメントの駆動データおよび非駆動データで
   構成されるドットイメージデータを、該ヘッドエレメン
   ト各々の駆動態様および当該駆動に伴なう走査に対応さ
   せて記憶する記憶手段と、 該記憶手段に前記ドットイメージデータを前記ヘッドエ
   レメント毎に順次記憶させる記憶制御手段と、 該記憶制御手段によって前記記憶手段へ記憶されるドッ
   トイメージデータの駆動データ数を計数する計数手段と
   、 該計数手段が計数する駆動データ数が所定値となったと
   き、該所定値に計数された駆動データに対応するヘッド
   エレメントのドットイメージデータまでで、前記記憶制
   御手段による記憶を中断させ、残余の前記記憶手段に記
   憶するイメージデータを非駆動データとするデータ転送
   制御手段とを具えたことを特徴とするインクジェット記
   録装置。 ２）前記所定値は前記インク吐出口および前記ヘッドエ
   レメントを有する記録ヘッドの温度に応じて定められる
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録
   装置。