JPH03296621A - 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］ 本発明はプラテンに沿って左右に往復動するキャリッジ
上に記録ヘッドを搭載し、該記録ヘッドでライン方向に
走査しながらキャリッジモータに取り付けられたエンコ
ーダの出力信号をトリガー源として記録を行なうシリア
ル式記録装置に関する。

［従来の技術］ 記録装置の走査方式には、シリアル式、ラインプリント
式、ページプリント式なとがあるか、そのうちシリアル
式は、プラテンに沿って左右に往復動するキャリッジ上
にヘッドを搭載し、該ヘッドでライン方向に走査しなが
ら記録していくものである。

シリアル式記録装置のキャリッジ駆動源としてはＤＣモ
ータ、ステップモータ等が利用されるが、該モータ軸に
ロータリエンコーダを取り付け、その出力信号により記
録位置を決定する方法か一般的に多く用いられている。

エンコーダは、第８図に示すように周囲に笠間隔に切っ
たスリ＋１７ト（交互に光を通す部分としゃ断する部分
かある）を有する円形の薄板にホトダイオード、ホトト
ランジスタ等により構成された光センサモジュールを配
置したもので、これをモータシャフトに直結させること
によりキャリッジモータの回転、つまりキャリッジの移
動と共に第９図に示すような２相出力信号（位相差９０
度）を発生させるものである。従来、この信号のどちら
か１相の立上りごと、又は立上り、立下り両エツジをト
リガーとして記録動作を行なう方法がとられていた。他
の９０度位相の異なった信号は、キャリッジモータの回
転方向を特定するために利用される。

［発明が解決しようとする課題］ ト述した従来の記録装置は、エンコーダ出力信号の１相
の立上り（立下り）のみを記録動作のトリガーとした場
合、記録密度の高い記録装置の場合には、円形薄板又は
リニアエンコーダのスリット数を増加させなければなら
ず、加工技術上不可能かあるいは実現できても大幅なコ
ストアップにつながるという欠点かある。また、スリッ
ト数の増加を避けるために立上り、立下りの両エツジを
使用した場合、エンコーダの取り付は等の誤差により、
信号の“Ｈ”レベルと“Ｌ”　レベルのチューティか５
０％にならず、立トリく立下り）同士のＭｉは高いが、
立下り（立上り）の精度か低いために、記録精度が大幅
に低下するという欠点もある。

本発明は上記欠点のない記録装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の記録装置は、プラテンに沿って左右に往復動す
るキャリッジ上に記録ヘッドを搭載し、該記録ヘッドで
ライン方向に走査しなからキャリッジモータに取り付け
られたエンコーダの出力信号をトリガー源として記録を
行なうシリアル式の記録装置において、 前記出力信号の論理レベルの変化に対応して作成される
記録トリガー信号の中間を補間する補間記録トリガー信
号を、記録を行なう直前のエンコーダの出力信号に同期
して出力するトリガー信号補間手段を有する。

［作用］ エンコーダの出力信号の論理レベルの変化に対応して出
力される記録トリガー信号の中間において、トリガー信
号補間手段がエンコーダの出力信号と同期した補間記録
トリガー信号を出力する。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の記録装置の一実施例の全体を示す斜視
図、第２図は第１図の実施例の制御回路を示すブロック
図である。

記録ヘッド１が搭載されたキャリッジ２は、ガイド輔３
，４により摺動可能に支持されており、タイミングベル
ト８に係合して記録行方向に往復運動しながら記録ヘッ
ド１による記録を行なう。

そして、プーリ６．７に係合しているタイミングベルト
８はプーリ７を介してキャリッジモータ５によって駆動
される。キャリッジモータ５の軸にはロータリエンコー
ダが直結されている。記録紙９はベーパーパン１０によ
ってガイドされ、図示しない紙送りローラにピンチロー
ラで圧接されて搬送される。この搬送は紙送りモータ１
４を駆動源として行なわれる。搬送された記録紙９は、
排紙ローラ１２と拍車１３とによりテンションを加えら
れて排紙される。

次に第１図の実施例の制御回路について第２図、第３図
を参照して説明する。

本実施例において、キャリッジモータ５としてＤＣモー
タを用い、モータの制御方法はキャリッジモータの軸に
直結したロータリエンコーダ３５の出力信号を利用した
完全ソフトウェアサーボシステムとした。

中央処理装置２１（以降ＣＰＵ２１と記す）はマイクロ
プロセッサなどの素子から構成される装置 および記録装置の動作を制御するコマンドは、パラレル
インターフェースまたはシリアルインターフェースなど
の公知のインターフェースから構成される記録データ受
信部２２を介して、コンピュータシステムなとのホスト
装置２０からＣＰ［２１に転送される。転送されたデー
タに基づいてＣＰＵ２１はヘッド制御部２３およびヘッ
ド駆動部２４を介して記録ヘッド１を制御する。ヘッド
の駆動パルスはタイマ２５を用いることによって所定値
に制御される。

ホスト装置２０から転送される記録データが文字、記号
の場合には、データは文字コードの形で転送されるため
、ドツトマトリックス方式の記録ヘッドで記録できるよ
うに記録装置側でビットイメージデータに変換される。

この変換のためにキャラクタジェネレータＲＯＭ　（Ｃ
ＧＲＯＭ　）　２６が設けられている。またＣＰＵ２１
が処理すべき制御プログラムは、コントロールＲＯＭ２
７に格納されている。さらに転送された記録データのバ
ッファエリアないしＣＰＵ２１のワークエリアとして用
いるためにＲＡＭ２Ｂが設けられている。

その他各種スイッチ、センサーなどの外部人力装置３０
からの入力の検出用には人力ボート２９が、紙送りモー
タ、表示器などの外部出力装置３２に制御信号を出力す
るためには出力ポート３１がそれぞれ設けられている。

次に、キャリッジモータ５の制御方法について説明する
。

キャリッジモータ５として用いられているＤＣモータは
、供給された電流に比例するトルクを発生し、モータ電
流は外部からモータに印加された電圧から回転数に比例
して発生した逆起電圧を差し引いた実効電圧に比例する
。つまりＤＣモータは、電圧を与えれば回転し始めるが
、その回転数は負荷によって異なるので、モータの回転
角度を検出してフィードバックすることにより、モータ
に供給する電流又は電圧を制御する必要があり、本実施
例ではパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用し完全ソフトウェ
アサーボを採用している。パルス幅変調とは、モータに
印加される電圧をトランジスタ等のスイッチ素子により
高速に切り替えて、ある一定周期（通常は２０　ｋＨｚ
以上）間のオンとオフの時間の割合によりモータ電流を
調整する方式である。このスイッチングによりモータに
発生するトルクにはむらか生しるが、モータの回転子や
負荷にはイナーシャか存在するため回転むらは瞬時に平
均化されて吸収され、モータ出力として得られるトルク
はほぼ一定となる。

第２図において、キャリッジモータ５の駆動は、ＰＷＭ
波によりモータドライバ３４をスイッチングすることに
より行ない、フィードバック制御におけるキャリッジモ
ータ５への制御バラン“＝りとしてＰＷＭ波のデユーテ
ィ比を公知のＰＷＭジェネレータ３３に与えることによ
り実現される。キャリッジモータ５の回転軸には、ロー
タリエンコーダ３５が直結されており、モータの回転に
伴ない第９図に示すような信号を出力する。信号は２チ
ヤンネルあり、位相は９０度ずれている。この２チヤン
ネルの信号をＡ相、Ｂ相と名づけると、モータが正転し
ているときには、Ａ相かＬ″の状態でＢ相か“Ｌ″→“
Ｈ″′に立上り、モータが逆転しているときにはＡ相が
“Ｌ”の状態でＢ相が“Ｈ”→″Ｌ″に立下る。これに
よりキャリッジモータ５０回転方向を特定でき、この信
号をアップ・ダウンカウンタ３６でカウントすることに
より、モータの回転角、つまり記録ヘッド１の位置が検
出できる。

以上の構成により、与えられた位置、速度等の目標値に
対して、サーボ系の慣性により決定される時間間隔ごと
に現在の位置、速度等を読み取り、ある制御則により制
御量をソフトウェアで計算してＰＷＭジェネレータ３３
にＰＷＭのデユーティ比を書込むことによりモータ電流
を制御する。

第３図は制御回路の第１の具体例の制御手順を不すフロ
ーチャート図、第４図は記録タイミング信号を示す波形
図であり、以下これらの図面に基づいて動作を説明する
。

まず装置の電源投入後、装置の初期設定を行なう（ステ
ップ５ｌｏｔ）。初期設定後記録データを受信し、印字
開始命令が人力されたら（ステップ５１０２）、キャリ
ッジモータ５を起動させる（Ｓ１０３）。モータの電流
を制御して所定の定速状態になった後（Ｓ１０４）、ス
テップ５１０５で記録動作を行なう１つ簡のエンコーダ
信号の立上りをトリガーにしてタイマ１をスタートさせ
て（Ｓ１０６）、ステップ５１０７で次のエンコーダ信
号の立上りが来るまでの間を、エンコーダ信号の周期よ
り十分短いクロックでカウントする。

ステップ５１０７でエンコーダ信号の立上りが人力され
たら、ステップ５１０８でタイマ１はカウントストップ
すると同時にステップ５１０９でタイマ１のカウント値
をレジスタに人力後、タイマ１はカウントを自動的に再
スタートする。次にエンコーダ信号の立上りから次の立
上りまでの時間の半分の時間、つまりちょうど中間の位
置信号を作成するために、ステップ５１１０でタイマ１
のカウント値の１／２の値をタイマ２にセットして、ス
テップ５１１１でタイマ２をタイマ１と同じクロックで
ダウンカウントを開始する。この時ステップ５１１２で
は記録イネーブルであるから、同時に記録動作を行なう
（ステップＳ　１１３）。

ステップ５１１４でタイマ２の値が０になったら、ステ
ップ５１１５で記録イネーブルの時には、エンコーダ信
号の立上りから次の立上りまでの間のちょうど半分の位
置で記録動作を行なう（ステップ５１１６）。以後再び
ステップ５１０７にジャンプして、上記動作を縁返す。

なお、１行の記録を終！する時には、ステップ５１１２
又はステップ５１１５からステップ５ｌ１７にジャンプ
してタイマ１、タイマ２をディスエーブルした後、キャ
リッジモータ５を減速して停止させ（ステップ５１１Ｂ
）、ステップ５１０２にジャンプして印字開始命令が人
力されるのを待つ。

以上の制御により、第４図で示すようにエンコーダ信号
の１相の立上りから次の立上りまでのちょうど半分の位
置で記録動作を行なうことかり能になる。上記実施例で
はエンコーダ信号の立上りを用いたが立下り信号を用い
てもよい。またエンコーダ信号の２相のうちのもう一方
の相の信号を用いてもよい。

第５図は制御回路の第２の具体例の制御手順を示すフロ
ーチャート、第６図は菓５図の制御手段によるタイミン
グ信号を示す波形図である。

第３図の具体例ではエンコーダ信号の立Ｆり又は立下り
をトリガーとして記録動作を行ない、立上りから次の立
上り、又は立下りから次の立下りの半分の記録位置の補
間を行なう方式である。これに対して本具体例では、第
６図に示すようにエンコーダ信号の立上り（立下り）か
らある一定時間Ｔ１ずらした位置を記録動作のトリガー
とし、このＴ１ずれた位置Ａから次のＴ１ずれた位置Ｂ
までの半分の記録位置Ｃを補間する方式である。

以後フローチャートに基づいて本実施例の動作を説明す
る。

まず装置の電源投入後、ステップ５２０１で装置の初期
設定を行なう。初期設定後記録データを受信し、ステッ
プ５２０２で印字開始命令が人力されたらキャリッジモ
ータ５を起動させる（Ｓ２０３）。モータの電流を制御
して所定の定速状態になった後（Ｓ２０４）、ステップ
５２０５で記録動作を行なう１つ前のエンコーダ信号の
立上り（立下り）をトリガーにしてタイマ３に所定のデ
イレイ値をセットしてタイマ３をスタートさせる（Ｓ２
０６）。ステップ５２０７でタイマ３がタイムアウトし
たら、ステップ５２０８で、エンコーダ信号の周期より
十分に短いクロックで、タイマ１はカウントスタートす
る。ステップ５２０９で次のエンコーダ信号の立上り（
立下り）が人力されたら再びタイマ３をスタートさせ（
Ｓ２１０）、ステップ５２１１で所定デイレイ時間Ｔ１
か経過したら、ステップ５２１２でタイマ１をカウント
ストップすると同時にステップ５２１３でタイマ１のカ
ウント値をレジスタに人力後タイマ１はカウントを自動
的に再スタートする。更にエンコーダ信号の立上り（立
下り）よりＴ１遅れた記録位置Ａと次のエンコーダ信号
の立上りよりＴ１遅れた記録位置Ｂのちょうど半分の記
録位置信号Ｃを作成するために、ステップ５２１４で、
タイマ１のカウント値の１／２の値をタイマ２にセット
してステップ５２１５でタイマ２をタイマ１と同じ・ク
ロックでダウンカウント開始する。この時ステップ５２
１６では記録イネーブルであるから、同時に記録動作を
行なう（ステップ５２１６）。ステップ５２１８でタイ
マ２の値が０になったらステップ５２１９で記録イネ−
フルの時には、ＡとＢのちょうど半分の位置Ｃで記録を
行なう（Ｓ２２０）。以後再びステップ５２０９にジャ
ンプして上記制御を緑返す。

なお、１行の記録を終了する時には、ステ÷ブ５２１６
又はステップ５２１９からステップ５２２１にジャンプ
してタイマ１、タイマ２、タイマ３をディスエーブルし
た後、キャリッジモータ５を減速して停止させ（Ｓ２２
２）、ステップ５２０２にジャンプして次の印字開始命
令が入力されるのを待つ。

以上の制御により、第６図に示すように、エンコーダ信
号の立上り（立下り）から一定時間Ｔ１ずれたＡ、Ｈの
ちょうど半分の位置Ｃで記録動作を行なうことが可能に
なり、シリアル式記録装置で記録方向によるドツト補正
を行なう場合有効である。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもキャノ
ン■か提唱しているバブルジェット方式の記録ヘッド、
記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

第７図はバブルジェット方式の記録ヘッドを示す構成図
である。

記録ヘッドＩＡには、列状に設けられた複数個の吐出口
４１から記録液を吐出させるために、印加電圧か供給さ
れ、熱エネルギーを発生させる電気熱変換体４０が各液
路毎に配設されている。そして駆動信号を印加すること
にょフて、前記電気熱変換体４０に熱エネルギーを発生
せしめて膜沸騰を生じさせインク液路内に気泡を形成す
る。そしてこの気泡の成長によって前記吐出口４１から
インク滴を吐出させる。バブルジェット方式の記録ヘッ
ドを用いた記録装置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４７
４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用
いて行なうものが好ましい。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一つの駆動信号
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させて、
結果的にこの駆動信号に８対下対応し液体（インク）内
の気泡を形成出来るので有効である。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、少なくとも一つの滴を形成する。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な
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５同第４
３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適
している。尚、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、更に優れた記録を行なうことができ
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（直線状液流路又は直角液流路）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
号明細書にそれぞれ記載の構成でもよい。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５９年第１２
３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔
を吐出部に対応せる構成を開示する特開昭５９年第１３
８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有効で
ある。

また、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
ド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記録
ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

又、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、キャビング手段、クリーニング手段、加圧或は
吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或は
こわらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の
吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記
録を行なうために有効である。

更に、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よいが、異な
る色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

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、室温で軟化もしくは液体となるもの、或は、
インクジェットにおいて数的に行なわれている温度調整
の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範囲で軟
化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、使用記
録信号付与時にインクガ液状をなすものであれば良い。

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態度化のエネルギーとして使用
せしめることで防止するか、又は、インクの蒸発防止を
目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、
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てインク液状として吐出するもの
や記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの
等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質
のインク使用も本発明には適用可能である。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
孔質シート凹部又は貫通孔に液状又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
態としても良い。本発明においては、１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。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、キャリッジモータに取付け
られたロータリエンコーダ、またはライン方向に配置さ
れたリニアエンコーダの出力信号をトリガー源として記
録を行なうシリアル式記録装置において、前記エンコー
ダ出力信号の立上り、立下りどちらか一方から作成され
る記録トリガー信号の中間を補間する補間記録トリガー
信号を記録を行なう直前のエンコーダの出力信号の周期
により決定することにより、エンコーダ信号の立上り、
立下り両エツジを使用した場合や、エンコーダの出力信
号の立上り、立下りのどちらか一方から初めに規定した
一定値遅らせて中間を補間した場合に比べて大幅に記録
精度が向上し、エンコーダのスリット数を倍にした効果
を安価に実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録装置の一実施例の全体を示す斜視
図、第２図は第１図の実施例の制御回路を示すブロック
図、第３図は第２図の制御回路の第１の具体例の制御手
順を示すフローチャート、第４図は第３図の制御手順に
よる記録タイミングを示す波形図、第５図は第２図の制
御回路の第２の具体例の制御手順を示すフローチャート
、第６図は第５図の制御手順による記録タイミングを示
す波形図、第７図はバブルジェット方式の記録ヘッドを
示す構成図、第８図は従来例のロータリエンコーダを示
す図、第９図は第７図のロータリエンコーダの動作を示
す波形図である。 １、ＩＡ−一記録ヘッド、２−・キャリッジ、３゜４・
・・ガイド軸、５−・キャリッジモータ、６．７・軸プ
ーリ、８−・タイミングベルト、９・・・記録紙、１０
−・・ペーパーパン、１２−・・排紙ローラ、１３・−
拍車、２０−・・ホスト装置、２ｌ−ＣＰＵ、２２−記
録データ受信部、２３−・・ヘッド制御部、２４−・・
ヘッド駆動部、２５−・タイマ、２６−ｆｌ；ＧＲＯＭ
　。 ２７−・・コントロールＲＯＭ、２８−ＲＡＭ、２９−
・人力ボート、３０−・・外部人力装置、３１・・・出
力ボート、３２−・・外部出力装置、３３−ＰＷＭジェ
ネレータ、３４−・モータドライバ、３５−・・ロータ
リエンコーダ、３６−・アップダウンカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プラテンに沿って左右に往復動するキャリッジ上に
   記録ヘッドを搭載し、該記録ヘッドでライン方向に走査
   しなからキャリッジモータに取り付けられたエンコーダ
   の出力信号をトリガー源として記録を行なうシリアル式
   の記録装置において、 前記出力信号の論理レベルの変化に対応して作成される
   記録トリガー信号の中間を補間する補間記録トリガー信
   号を、記録を行なう直前のエンコーダの出力信号に同期
   して出力するトリガー信号補間手段を有することを特徴
   とする記録装置。 ２）記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口から
   インクを吐出させるもので、熱エネルギーを発生させる
   手段として電気熱変換体を有している請求項１記載の記
   録装置。