JPH0338360A - 記録装置および記録ヘッド - Google Patents

記録装置および記録ヘッド

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JPH0338360A
JPH0338360A JP1171881A JP17188189A JPH0338360A JP H0338360 A JPH0338360 A JP H0338360A JP 1171881 A JP1171881 A JP 1171881A JP 17188189 A JP17188189 A JP 17188189A JP H0338360 A JPH0338360 A JP H0338360A
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Record Information Processing For Printing (AREA)

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、記録ヘッドおよび該記録ヘットを装着して記
録動作を行うための記録装置に関し、詳しくはキャラク
タジェネレータを有して文字の記録を行うことが可能な
記録ヘッドおよび記録装置に関する。
[従来の技術] 記録装置において、数字2文字等のキャラクタを記録す
る場合、ROM等により構成されキャラクタのパターン
を発生するためのキャラクタジェネレータを用いる構成
が一般的であり、この発生したパターンに従い記録ヘッ
ドの記録素子を駆動することによって数字2文字等の記
録を行う。
方、記録装置の中でもインクジェット方式の記録装置が
一般的になりつつある。とりわけ記録素子としてインク
吐出口およびこれに連通ずるインク液路、さらにインク
イ・夜路に配設される電気熱変換体(以下、ヒータエレ
メントともいう)を構成し、電気熱変換体が発生する熱
によってインク中に気泡を発生させこの気泡の膨張、収
縮に伴うインクの状態変化によってインクを吐出する方
式のインクジェット記録装置は、電気熱変換体を高密度
に配設でき、しかも高速記録が可能である等の利点を有
し近年注目されつつある。
第5図は、上述した方式の記録ヘッドおよび記録ヘット
駆動のための構成の一従来例を示すブロック図である。
同図に示すように、マイクロプロセッサユニット(以下
、MPUと略す)31は、バスを介して接続するROM
33中に構成されるCGから文字コートに裁いて文字を
構成するビットマツプパターンデータを読出し、RAM
32のイメージバッファに書込む。
記録紙等の被記録媒体に記録するデータの1行分の上記
読出しおよび書込みを終了すると、MPU:11はRA
M32から記録ヘットのヒータエレメント40に対応し
た数のデータを読出し、レジスタ35に記t0させる。
一方、記録パルス発生回路36は、記録ヘッドと被記録
媒体との相対移動等を考慮したタイミングでヘッド駆動
パルスを発生する。ANDゲート群38は、このパルス
とレジスタ35の出力とのAND(g号を出力し、トラ
イバアレイ39を介して記録ヘッドのヒータエレメント
40を選択的に駆動し記録動作を行う。
第6図は第5図に示した従来の構成と別の構成を示すブ
ロック図である。
同図に示す構成が第5図に示した構成と異なる点は、第
5図に示す構成が記録ヘッドにヒータエレメント40の
みを配設するのに対し、第6図に示す構成は、ヒータエ
レメントの他にドライバアレイ39.へNDゲート群3
8およびシリアルデータ転送のためのシフトレジスタお
よびラッチ37が配設されていることである。
第7図は第6図に示した構成による記録動作のフローチ
ャートを示すものであり、この記録動作は第5図に関し
て説明した記録動作とほぼ同様である。
すなわち、ステップ5701−5703でI/F制御部
34を介してホストシステムからのデータを受イ3し、
RAM32にテキストバッファを作成する。次にステッ
プ5704でテキストバッファより1キヤラクタのコー
ドを読出し、ステップ5705,5706.5707で
このコードに基きCGのアドレスを計算してCGデータ
を読出しイメージバッファに書込む。
ステップ5708.5709.5710の処理で1行分
のデータのイメージバッファへの書込みを終了すると、
ステップ5711で記録ヘットを搭載したキャリッジを
スタートさせ、ステップ5712〜5715で記録ヘッ
ドに配列するヒータエレメント40に対応したブタ、す
なわち1力ラム分のデータの転送および記録を記録ヘッ
ドの移動に同期させながら行う。ステップ5716の処
理によって1行分の記録を行うと、ステップ5717で
キャリッジをホームポジションに停止させて1行分の記
録を終了する。
以上説明したように、第5図に示す構成では、記録ヘッ
ドは単にヒータエレメントのみを有し、他のトライバ等
は例えば記録装置本体に配設される基板上に設けられる
。このような構成は解像度の低い記録を行う場合や比較
的記録素子の数が少ない記録ヘッドの場合、さらには使
い捨てタイプの記録ヘッドでヘッド部に機能部品を設け
ることによって生じる記録ヘッドのコストアップを押え
る等の場合に採られる構成である。
一方、第6図に示す構成は、上述したように記録ヘッド
にドライバ、およびシリアルデータ転送のためのシフト
レジスタおよびラッチ、さらにANDゲート群を配設し
た構成である。この構成によれば、記録ヘッドへのデー
タ転送をシリアル方式で行えるため、記録ヘッドと装置
本体とを接続するデータ転送等のための配線の数を第5
図に示す構成より少なくすることが可能となる。また、
シフトレジスタ出力のラッチを具えているため転送タイ
ミングを容易に制御することができる。このような構成
は、解像度の高い記録を行う場合や比較的記録素子の数
が多い記録ヘッドの場合に配線の数を少なくするのに有
効な構成である。
[発明が解決しようとする課B] しかしながら、第5図に示す記録ヘッドは比較的簡単な
構成で使い捨てタイプの記録ヘッドに適しているものの
、この記録ヘッドの構成で記録素子の数を多くしたり、
解像度の高い記録を行おうとすると、MPII31がC
GやRAM32をアクセスする回数が多くなるため高速
なMPtlが要求され、またRAM32の容量も記録素
子の数や解像度の上昇に伴って大きくなる。この結果、
MPU等、装置のコストが高くなり、また、記録動作の
スループットの低下を招く可能性があった。
また、第5図のMP031等で配設する装置本体側基板
と記録ヘッドとを接続するための配線が記録素子の数や
解像度の上昇に伴って多くなり、記録ヘッドを実装する
上での配線コストや接続操作に問題を生じていた。
さらに、ROM33のCGに格納される標準フォント以
外のフォントを使用したい場合、フォントカートリッジ
といった形態のオプションが設定されることが多く、こ
の場合、フォントカートリッジ用コネクタが必要となり
、さらにフォントカートリッジを収納するスペースを装
置内に設けなければならない等の問題を派生していた。
一方、第6図に示す構成では同様に解像度の高い記録を
行う場合や記録素子の数が多い記録ヘッド構成とする場
合、転送するデータ量を多くしたり、記録ヘッドの駆動
周波数を高くしなければならず、このためシリアルデー
タ転送ではその転送速度において不都合を生ずる場合も
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、記録ヘッド内にCGを配設する構成とすることに
より、MPII等の制御部で扱うデータ量を削減して制
御部の負担を軽減し、高解像記録や記録素子の多い記録
ヘッド構成に対応可能とすると共に装置本体と記録ヘッ
ドとを接続する配線の数を少なくし、さらに記録ヘッド
を交換可能なものとすることによって標準フォント以外
のフォントに対しても配線や装置スペースの拡大を伴わ
すC対応できるようにした記録ヘッドおよび記録装置を
提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段〕
そのために本発明では被記録媒体に記録を行うための記
録素子と、アドレスデータに対応した文字パターンを出
力するキャラクタジェネレータと、キャラクタジェネレ
ータが出力する文字パターンに基き記録素子を駆動する
ことによって被記録媒体に記録を行わせるための記録素
子駆動手段とを具えた記録ヘッドと、記録データに応じ
、記録データが示す文字に対応したアドレスデータを記
録ヘッドへ転送する記録ヘッド駆動制御手段とを具えた
ことを特徴とする。
さらに、上記記録ヘッドを着脱自在に保持する保持手段
と、当該保持においてアドレスデータの転送にかかる接
続を行うための接続手段とを具えたことを特徴とする。
[作 用] 以上の構成Cよれば、CGを記録ヘッド側に設けること
により、例えばMPU等よりなる記録ヘッド駆動制御手
段はCGのアドレスデータを転送するだけでよ<、(:
Gデータの読出しおよびバッファへの書込みといった処
理を省略することができ、MPII等の処理負担が軽減
される。
これにより、高解像度の記録や記録素子数の多い記録ヘ
ッドで記録を行う場合にも通常のMPUで対処すること
が可能となる。
また、記録ヘッドへ転送するデータの量が少なくなるた
め、装置本体と記録ヘッドとを接続する配線の数が少な
くて済む。
さらに、記録ヘッドを着脱自在として交換しながら用い
ることが可能となるため、CGの内容に変化をもたせる
ことができ、種々のフォントを用いて記録を行うことが
可能となる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
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
ヘッド、および記録ヘッドを記録データに基いて駆動す
るための駆動制御部の構成を示すブロック図である。
第1図において、1は装置全体の制御を行うMPU 、
  2は人力データのバッファリング、1ラインの文字
コートデータを記憶する等、制御におけるワークエリア
として用いられるRAM、3はMPUIのファームウェ
アを保持するRAM 、  4はホストシステムとのイ
ンタフェースを行うI/F制御回路、5は記録ヘッドと
MPUIとのインタフェースを行うヘッドI/F部、6
は記録ヘッドのヒータエレメントの駆動タイミングを生
成する記録タイミングジェネレータ、7は記録ヘッドの
ヒータエレメントに対応したワード長の文字パターンを
内蔵するCGROM 、 8はC680M7と記録タイ
ミングジェネレータ6とのAND出力によりヒータエレ
メントへ実際にオンオフ信号を供給するANDゲート群
、9はANDゲート群の出力に基づいてヒータエレメン
トを駆動するドライバアレイ、lOは記録ヘッドの吐出
口面に配列する吐出口の各々に対応して設けられ、その
発生する熱によって気泡を生成し気泡の膨張、収縮に伴
うインク中の圧力変化によってインクを吐出するための
ヒータエレメントである。
以上の構成に基く記録動作を第3図に示すフローチャー
トを参照して説明する。まずステップ5301、S:1
02において、MPUIはI/F制御回路4を介してホ
ストシステムより記録すべき文字コードの受信を行い、
次いでステップ5303で受信データをRAM2中のテ
キストバッファに蓄える。すなわち、MP旧はRAM2
中の制御データの検索を行い、改行命令、キャリッジリ
ターン命令等所定の記録開始条件が整ったこと、換言す
れば1行分のデータが受信できたことを認識すると、R
AM2中のテキストバッファに1行分の文字コードを記
録方向に従って順次並べていく。次にステップ5304
で記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させ水平方向
の走査を開始する。記録ヘッドが記録すべき位置に到達
する前に、ステップ5305.5306でテキストバッ
ファより1キャラクタ分の文字コードを読出してCGの
アドレスを計算する。次に、ステップ5307で、この
文字コードに対応するC680M7のアドレスをへラド
インタフェース5を介してC680M7に転送する。こ
の場合のヘッドインタフェースは単なるレジスタである
ので非常に簡単な構成とすることができる。C680M
7はアドレス入力に応じた文字パターンを発生し、C6
80M7の出力に1対1に対応したANDゲート群8に
人力される。
ステップ5308で記録ヘッドが記録位置に達したと判
断されると、ステップ5309で記録タイよングジェネ
レータで生成されたパルスにより実際の駆動タイミング
パルスが作成され、ANDゲート群8からの、このパル
スとC680M7からの人力とのAND出力によってド
ライバアレイ9を駆動し、ヒータエレメント10を選択
的に発熱させることにより吐出口が配列する記録ヘッド
の垂直方向1列分(lカラム分)の記録を行う。
次の記録位置においては、ステップ5313でMPIJ
Iは同一文字の次のカラムである場合には前のCG11
0M7のアドレスに記録走査方向に応じて1足すかまた
は1引いてアドレスを更新し、このアドレスを記録ヘッ
ドに転送し同様に記録を行う。この動作を繰り返し、ス
テップ5310で1文字の記録を終了したと判断すると
、MPUIはIIAM2中のテキストバッファに格納さ
れた文字コードよりC680M7のアドレス値を計算し
、それをC680M7に送ることによって前と同様に記
録動作を行う。この動作を各記録位置において連続的に
行い、ステップ5311で1行の記録を終了したと判断
するとステップ5312でキャリッジを停止してこの行
の記録を終了する。
第2図はヘッド内にCGROMのアドレス発生機構を付
加することにより、さらにアクセスの簡易化を考慮した
例である。C680M内のデータは、−数的に1つの文
字についてはアクセスを容易にするように記録ヘッドの
吐出口配列の1列ごとに対応して連続したアドレスを付
している。つまり同一文字においてCGROMのアクセ
スは単にカウンタの機能で十分である。
第2図において、第1図に示したのと同様の要素には同
一の符号を付してその説明は省略する。
11はMP旧よりI/F部5を経由して送られる記録モ
ードデータを保持するモードレジスタ、12はアップダ
ウンカウンタにより構成され、C680M7のアドレス
を発生するアドレスカウンタである。
以上の構成において、記録時の動作を説明する。記録動
作に入る前に、MPIIIはモードレジスタ11に記録
方向が順方向か逆方向であるかの情報をセットしておく
。キャリッジを走査し記録ヘッドが記録位置に達する前
に、MPUIはRAM2中に編集された文字コードより
C680M7のアドレスを計算しアドレスカウンタ12
にロードしておく。アドレスカウンタ12の出力はC6
80M7のアドレス人力となり、これによりC680M
7は指定された文字のビットマツプイメージを出力する
。このC680M7の出力と記録パルスジェネレータ6
の出力とにより実施例1と同様にヒータエレメントを駆
動する。
アドレスカウンタ12はヒートパルスの後縁でアップま
たはダウンの動作を行い、次のカラムのデータをアクセ
スする。1文字の記録を終了するとMPIJIは次のヘ
ッド駆動を行うまでに、次の文字の最初にアクセスすべ
きアドレスをアドレスカウンタ12にロードしておく。
以後、同様に記録タイくングごとにC680M7のアド
レスが進み、文字パターンの記録を行うことになる。
記録ヘッド内に文字のビットマツプパターンを格納する
CGROMを設ける構成をとった場合のMPIJのバス
アクセスの回数を、1文字のデータのアクセスについて
試算してみる。
文字ピッチを1/lOインチピッチ、記録ヘッドは84
個の吐出口が360dpiで配列し、)APtlは8ビ
ツトバス幅として考えて試算してみると、第5図の従来
構成の場合においては第7図のフローチャートを参照し
て9216回のアクセを行なうのに対し、本発明の第1
実施例の場合では72回、さらに第2実施例の場合では
2回のアクセスで済ますことが可能となる。
この数値はプログラムを読み出したり、ワークエリアと
しての、RAMへのアクセスを考えていない数値である
ので実際はプログラム自体も単純化することが可能とな
りさらにバス通過のデータ数つまりMPtlの負担が減
ることになる。
第7図(^〉および(B)は、それぞれ第1図に示した
構成に基づくインクジェット記録装置およびインクジェ
ット記録ヘッドの概略斜視図である。
同図(A)において、71はインクジェット記録ヘッド
であり、上述したように64個の吐出口を垂直方向に配
列しこれら吐出口の各々に対応してヒーターエレメント
10(電気熱変換体)を配設している。72は記録ヘッ
ド71を搭載し水平方向、すなわち吐出口に対向する記
録紙の幅方向に移動するキャリッジ、73はキャリッジ
72をベルトを介して駆動するキャリッジモータである
また、同図(B)において、75は、第1図にて説明し
たように記録ヘッド71と装置本体とを接続かする配線
としてのコネクタであり、76は記録へッド71ヘイン
クを供給するためのインクジヨイントである。さらに、
同図(B)に示されるように、C680M7 、AND
ゲート群8.ドライバアレイ9およびヒータエレメント
lOが基板形態で設けられている。
この記録ヘッド71はコネクタ75.インクジヨイント
76を介して容易に抜き差しできるものであり、装着時
には不図示の保持手段によってキャリッジ72に固定で
きる。このような構成とすることにより記録ヘッドを交
換しながら使用することが可能となり、例えば標準フォ
ント以外のフォントを使用したい場合など、このような
フォントを格納するCGROMを具えた記録ヘットを装
着すればよい。
以上説明してきたように、本発明は種々の記録装置に適
用可能であるが、特にインクジェット記録方式、その中
でも高精細、高密度の記録を行ない得る点でバブルジェ
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。
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、コンテイニュアンズ型
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
7夜路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録
情報に対応して核沸胱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
熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号
に一対一対応した液体(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7夜体(インク)を吐出させ、少なくとも一
つの?l ?R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、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、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、上記実施例に開示されてい
るような吐出口、7夜路、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5
9年第123670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させる構成を開示する特開昭
59年第138481号公報に基づいた構成としても本
発明の効果は有効である。
さらに、上記実施例ではいわゆるシリアルタイプの記録
ヘッドを用いたが、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
ッドを用いてもよくこのような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
形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも
良いが、本発明は、このような記録ヘッドであっても上
述した効果を有効に発揮することができる。
加えて、上記実施例のように、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
ドやインクタンクが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。
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
ることは記録結果を良好に保つ上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、加圧或はこれら
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。
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よいが、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
なくとも一つを備えた装置にも本発明は有効である。
[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CGを
記録ヘッド側に設けることにより、例えばMPU等より
なる記録ヘッド駆!121制御手段はCGのアドレスデ
ータを転送するだけでよく、CGデータの読出しおよび
バッファへの書込みといった処理を省略することができ
、MPU等の処理負担が軽減される。
これにより、高解像度の記録や記録素子数の多い記録ヘ
ッドで記録を行う場合にも通常のMPUで対処すること
が可能となる。
また、記録ヘッドへ転送するデータの量が少なくなるた
め、装置本体と記録ヘッドとを接続する配線の数が少な
くて済む。
さらに、記録ヘッドを着脱自在として交換しながら用い
ることが可能となるため、CGの内容に変化をもたせる
ことができ、種々のフォントを用いて記録を行うことが
可能となる。
この結果、MPIIの負担を@減できるので安価なCP
Uを?1雑な周辺回路を使用することなしに使用でき、
記録装置制御部のコストダウンを計ること“が可能とな
る。さらにヘッドと本体基板間の配線数も少なく抑える
ことが可能となるうえ、異なる字体を使用するときにも
フォントカード等を接続するコネクタ及びコネクタの為
の実装スペースも必要なく、単にヘッドを交換するだけ
であるので記録装置の形状の小型化を可能とする効果も
期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドおよび記録ヘッドを駆動するための構成を示す
ブロック図、 第2図は、本発明の他の実施例にかかる第1図と同様の
ブロック図、 第3図は、N1図に示す構成に基づく記録動作のフロー
チャート、 第4図(A)および(B)は、それぞれ本発明に基づく
インクジェット記録ヘッドを装着したインクジェット記
録装置およびインクジェット記録ヘッドの概略斜視図、 第5図および第6図はそれぞれインクジェット記録ヘッ
ドおよび記録ヘッドを駆動するための構成の一従来例を
示すブロック図、 第7図は、第5図に示す構成に基づく記録動作のフロー
チャートである。 1 ・・・MPII  。 2・・・RAM  。 3・・・ROM  。 4・・・I/F制御部、 5・・・ヘッドI/F 。 6・・・記録タイミングジェネレータ、7・・・CGR
OM 。 8・・・ANDゲート群、 9・・・ドライバアレイ、 lO・・・ヒーターエレメント、 11・・・モードレジスタ、 12・・・アドレスカウンタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)被記録媒体に記録を行うための記録素子と、アドレ
    スデータに対応した文字パターンを出力するキャラクタ
    ジェネレータと、該キャラクタジェネレータが出力する
    文字パターンに基き前記記録素子を駆動することによっ
    て被記録媒体に記録を行わせるための記録素子駆動手段
    とを具えた記録ヘッドと、 記録データに応じ、記録データが示す文字に対応した前
    記アドレスデータを前記記録ヘッドへ転送する記録ヘッ
    ド駆動制御手段と を具えたことを特徴とする記録装置。 2)請求項1に記載の記録ヘッドを着脱自在に保持する
    保持手段と、当該保持において前記アドレスデータの転
    送にかかる接続を行うための接続手段とを具えたことを
    特徴とする記録装置。 3)請求項1または2に記載の記録ヘッド。 4)前記記録素子は、前記記録ヘッドの被記録媒体に対
    向可能な面に配設されたインク液滴を形成するための吐
    出口と、該吐出口に連通するインク液室と、該インク液
    室に配設された電気熱変換体とからなり、前記文字パタ
    ーンに基き前記電気熱変換体を駆動することを特徴とす
    る請求項1ないし3のいずれかに記載の記録装置または
    記録ヘッド。
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