JPH0490371A - 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、インクジェット等の記録装置に係り、更に詳
細には、記録ヘッドを記録媒体送り方向に対して、直交
方向に左右に走査させて記録を得るシリアル式記録装置
において、記録ヘッドが右方向進行時および左方向進行
時の双方向共に記録を行なう方式の記録装置に関する。

［従来の技術］ インクジェット方式の記録装置は、記録媒体（以下記録
紙または単に紙とも言う）に直接インクを噴射するもの
であり、ランニングコストが安く、記録動作が静かであ
る等の利点を有した記録方式として注目されている。ま
た、近年のインクジェット記録装置、とりわけ記録ヘッ
ドにあっては、その製造が、半導体デイバイスにおける
成膜技術やマイクロ加工技術によって行なわれるように
なり、より小型でかつ廉価な記録ヘッドが実現されつつ
ある。これにより、例えばインクタンクを一体とした使
い捨てタイプの記録ヘッドも提案されており、装置自体
の構成も小型かつ簡潔なものとされてきた。

これに伴い、インクジェット記録方式は様々な装置、電
子タイプライタ−、ワードプロセッサー、ファクシミリ
、複写機などの記録装置として展開されてきており、そ
れにつれて、記録装置としての高速性能の必要性がます
ます高まってきている。

［発明が解決しようとする課題］ インクジェット方式のようにドツト構成で記録を行なう
ものにおいて記録速度を論じる時は、記録密度をどのよ
うに捕らえるかが重要な要素となり、例えば、通常の文
字を記録する時のドツト密度と、横罫線（ヘッドの走査
方向の罫線）を記録する時のドツト密度とを比較すると
大きな相違があるため、例えば等しい速度にてヘッドを
走査させた時、インクの吐出周波数は、横罫線記録時の
方が非常に高いものとなってしまうことになる。

よって、−鍛型には、最高応答周波数を横罫線記録時の
吐出周波数に合わせて、記録速度を設定することになる
。

ところが、そのように設定しても、高周波数でのインク
吐出には他にも様々な問題が伴い、以下のような障害が
生じて（る。

第８図ｆＡ）は、インク吐出ノズルの拡大正面図であり
、後述する第３図（Ｂ）の複数のノズル９０８の一部で
ある。第８図（Ｂ）は、第８図（Ａ）の側面図であり、
ノズル９１２〜９２４にはインクが充填されていて、吐
出信号に応じて吐出するようになっている。ここでは、
横罫線を記録する場合は、９１８．９２０および９２２
の３つのノズルよりデユーティ　１００％でインクを吐
出し続けることになり、この場合、局地的に非常に高い
デユーティで吐出するので、インク露が多く発生し、そ
の結果ノズル付近にインク滴が付着してしまうことにな
る。

その付着したインク滴の様子を表わしたものが９２６で
、微小なインク滴がノズル付近に多数付着していき、徐
々にそのインク溜りが成長していったものである。この
図にも示されている様に、ノズル付近のインク溜りの範
囲がノズル口の範囲と重なり始めると、インクの正常な
吐出を妨げて、ドツトのずれや不吐出等を引き起こすこ
とになる。

この現象は、横罫線等のドツト密度の高い記録を実行す
る時に、吐出の応答性能以外の問題として発生するもの
である。

この現象を防ぐには、インク吐出の周波数を下げるのが
簡単であるが、先に述べた様に記録速度を低下させてし
まうという不都合を生じてしまう。

また、他の対策としては、平均記録速度を下げるという
方法も有効である。

第８図の状態のものをある時間放置した状態を示したも
のが第９図である。第８図の状態において、インクの吐
出を停止すると、ノズル付近のインク溜りになっている
インクは、ノズルの毛細管現象によってノズル内に吸収
され、その結果、第９図の様に、インク溜りは小さくな
り、ノズルの範囲からはずれてしまい、正常に吐出出来
る状態に戻ることになるのである。

すなわち、横罫線等のドツト密度の高い記録をすべくイ
ンク吐出をした後には、次の吐出までの休止時間を設け
ることにより、インク溜りが縮小され、正常に記録動作
を続行できることになる。

本発明は、上述の事象を踏まえた上でなされたものであ
り、その目的は、１行中に記録しようとする文字の種類
に応じて、双方向記録モードと片方向記録モードを切り
替えることにより、記録速度の低下をある程度抑えつつ
、横罫線等の記録を確実に行なうことができる記録装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するため本発明は、記録媒体に対して
記録ヘッドを往復走査して双方向共に記録を行なうこと
が可能な記録装置において、記録しようとする行に含ま
れる文字の種類を判別する判別手段と、前記判別手段の
判別結果に応じて、前記記録ヘッドの往復走査時に記録
を行なう双方向記録モードと前記記録ヘッドの一方向の
走査時に記録を行なう片方向記録モードを切り替える手
段とを有してなることを特徴とする。

［作　用］ 本発明の記録装置は、記録しようとする行に含まれる文
字の種類に応じて双方向記録モードと片方向記録モード
を切り替える。例えば、通常のドツト密度の記録を行な
う時には、双方向記録モードを実行し、罫線等のドツト
密度の高い記録を行なう時には、片方向記録モードを実
行することにより、通常のドツト密度の記録時には高速
性を維持し、横罫線等のドツト密度の高い記録時には、
平均記録速度は落ちるものの次の吐出までの休止時間中
にインク溜りの範囲を小さくして、インクの吐出を確実
なものとする。

［実施例コ 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（Ａ）および（Ｂ）は本発明を適用可能な装置と
して電子タイプライタの外観構成例を示す。

ここで、ｌはキーボード部であり、文字、数字等キャラ
クタ入力用のキーやコントロールキー等のキー群２が配
列され、非使用時にはヒンジ３を中心に回動させること
により第１図（Ｂ）に示すように折りたためるようにな
っている。４は装置内部のプリンタ部にシート状記録媒
体を送給するための給紙トレーであり、同じ（非使用時
には同図（Ｂ）に示すようにプリンタ部を覆って収納さ
れる。５は手動にて記録媒体のセットや排出を行うため
の送りノブ、６は入力した文章等を表示するための表示
器、７は本例に係る装置を運搬する際に用いられる把手
である。

また、８は本例電子タイプライタのカバーをなし表示器
６に隣接してタイプライタ上部に設けられる窓であり、
後述するように格納されるインクジェットプリンタおよ
び記録紙を視ることができる。

第２図は本例に係るプリンタ部の構成例を示す。

ここで９は第３図につき詳述するインクジェット記録ヘ
ッドを有したヘッドカートリッジ、ｌｌはこれを搭載し
て図中Ｓ方向に走査するためのキャリッジである。１３
はヘッドカートリッジ９をキャリッジ１１に取付けるた
めのフック、１５はフック１３を操作するためのレバー
である。１９はヘッドカートリッジ９に対する電気接続
部を支持する支持板である。２１はその電気接続部と本
体制御部とを接続するためのフレキシブルケーブルであ
る。

２３は、キャリッジ１１をＳ方向に案内するためのガイ
ド軸であり、キャリッジ１１の軸受２５に挿通されてい
る。２７はキャリッジ１１が固着され、これをＳ方向に
移動させるための動力を伝達するタイミングベルトであ
り、装置両側部に配置されたプーリ２９Ａ、　２９Ｂに
張架されている。一方のブー９２９Ｂには、ギヤ等の伝
達機構を介してキャリッジモータ３１より駆動力が伝達
される。

３３は紙等の記録媒体（以下記録紙ともいう）の被記録
面を規制するとともに記録等に際してこれを搬送するた
めの搬送ローラであり、搬送モータ３５によって駆動さ
れる。３７は記録媒体を給紙トレー４側より記録位置に
導くためのペーパーパン、３９は記録媒体の送給経路途
中に配設されて記録媒体を搬送ローラ３３に向けて押圧
し、これを搬送するためのフィードローラである。３４
はヘッドカートリッジ９の吐出口に対向し記録媒体の記
録面を規制するためのプラテンである。４１は記録媒体
搬送方向上、記録位置より下流側に配置され、記録媒体
を不図示の排紙口へ向けて排紙するための排紙ローラで
ある。４２は排紙ローラ４１に対応して設けられる拍車
であり、記録媒体を介してローラ４１を押圧し、排紙ロ
ーラ４１による記録媒体の搬送力を生じさせる。４３は
記録媒体のセット等に際してフィードローラ３９．押え
板４５２拍車４２それぞれの付勢を解除するための解除
レバーである。

４５は記録位置近傍において記録媒体の浮上り等を抑制
し、搬送ローラ３３に対する密着状態を確保するための
押え板である。本実施例においては、記録ヘッドとして
インク吐出を行うことにより記録を行うインクジェット
記録ヘッドを採用している。従って言己録ヘッドのイン
ク吐出口形成面と記録媒体の被記録面との距離は比較的
微少であり、かつ記録媒体と吐出口形成面との接触を避
けるべくその間隔が厳しく管理されなければならないの
で、押え板４５の配設が有効である。４７は押え板４５
に設けた目盛、４９はこの目盛に対応してキャリッジ１
１に設けられたマーカであり、これらによっても記録ヘ
ッドの印字位置や設定位置が読取り可能である。

５１はホームポジションにおいて記録ヘッドのインク吐
出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で形成したキャ
ップであり、記録ヘッドに対し当接／離脱が可能に支持
されている。このキャップ５１は、非記録時等の記録ヘ
ッドの保護や、記録ヘッドの吐出回復処理に際して用い
られる。吐出回復処理とは、キャップ５１を吐出口形成
面に対向させ、インク吐出口内方に設けられてインク吐
出のために利用されるエネルギ発生素子を駆動すること
により全吐出口からインクを吐出させ、これによって気
泡や塵埃、増粘して記録に適さなくなったインク等の吐
出不良要因を除去する処理（予備吐出）や、これとは別
に吐出口形成面とキャップ５１で覆った状態で吐出口よ
りインクを強制的に排出させることにより吐出不良要因
を除去する処理である。

５３はインクの強制排出のために吸引力を作用するとと
もに、かかる強制排出による吐出回復処理や予備吐出に
よる吐出回復処理に際してキャップ５１に受容されたイ
ンクを吸引するために用いられるポンプである。５５は
このポンプ５３によって吸引された廃インクを貯留する
ための廃インクタンク、５７はポンプ５３と廃インクタ
ンク５５とを連通ずるチューブである。

５９は記録ヘッドの吐出口形成面のワイピングを行うた
めのブレードであり、記録ヘッド側に突出してヘッド移
動の過程でワイピングを行うための位置と、吐出口形成
面に係合しない後退位置とに移動可能に支持されている
。６１はモータ、６３はモータ６１から動力の伝達を受
けてポンプ５３の駆動およびキャップ５１やブレード５
９の移動をそれぞれ行わせるためのカム装置である。

次に、上述したヘッドカートリッジ９の詳細について説
明する。

第３図（Ａ）　（Ｂ）は、インクジェット記録ヘッド本
体をなす吐出ユニット９ａとインクタンク９ｂとを一体
としたヘッドカートリッジ９の外観斜視図を示し、図に
おいて、９０６ｅは、ヘッドカートリッジ９を装着する
際にキャリッジ１１に設けられたフック１３によって掛
止されるつめである。図から明らかなようにつめ９０６
ｅは記録ヘッド全延長の内側に配設される。また、ヘッ
ドカートリッジ９の前方吐出ユニット９ａの近傍には、
この図には示されないが位置決め用突き当て部が設けら
れている。９０６ｆは、キャリッジ１１に立設されフレ
キシブル基板（電気接続部）およびゴムパッドを支持す
るための支持板が挿入されるヘッド開口部である。

吐出ユニット９ａの前面にはノズル９０８が１列に一定
ピッチ間隔に設けられ、矢印９１０の方向にインク滴を
吐出する様になっている。また、吐出ユニット９ａの内
部にはインクを吐出させるための電子回路や発熱体等（
不図示）が配されており、インクタンク９ｂからチュー
ブ（不図示）を介して常時インクが供給される様になっ
ている。

次に、記録動作について以下に述べる。

第４図は本実施例の記録モードの決定フローチャート図
であり、まずステップＳｌにて記録指令の待期状態とな
る。そしてステップＳ２にて記録指令が出されると、ス
テップＳ３にて、その記録ライン中に後述する文字群へ
の文字が少なくとも１つ含まれているかどうかを判別す
る。文字群Ａの文字が含まれていない場合はステップＳ
４へ進み、後述する双方向記録モードを選択して双方向
記録を実行する。一方、ステップＳ３にて文字群への文
字が少なくとも１つ含まれていると判別された場合には
ステップＳ５へ進み、後述する片方向記録モードを選択
して片方向記録を実行する。ステップｓ４またはＳ５で
１ライン分の記録を実行した後はステップＳ６へ進み、
一連の記録が終了の場合にはステップＳ７へ進み、終了
でない場合にはステップＳ１へ戻り、次の記録指令が出
されるまで待機する。

ここで、片方向記録モードは、第６図（Ａ）に示すよう
にキャリッジが右方向へ進行している時（■及び■）に
、同期してヘッドを駆動することによってインクを吐出
して記録を実行し、キャリッジが左方向へ進行している
時（■及び■）は、キャリッジを左原点位置に戻す動作
であるから言己録はしない。

一方、双方向記録モードは第６図（Ｂ）に示すようにキ
ャリッジの右方向進行時（■及び■）と、左方向進行時
（■及び■）共に、同期してヘッドを駆動して記録をな
し、片方向記録モードに比べてヘッド駆動による記録と
記録の間の休止時間が著しく短くなる。よって、この休
止時間が比較的長い片方向記録時には、インク溜りが成
長しても縮小する時間が得られため大きく成長すること
がなく、正常な記録を続行することができるのである。

また、文字群は第５図に示す様に文字群Ａと文字群Ｂと
に分かれている。文字群Ａには、横罫線類が含まれてお
り、それらを含む行は前述したような片方向記録のシー
ケンスを実行するため、インク滴がノズル付近に付着し
ても、休止時間があるのでその間にインク溜りが縮小さ
れて、正常なインク吐出の妨げとはならない。

また、文字群Ａには、他にもアンダーラインや網掛はパ
ターンなどが含まれている。これらは、横罫線類と同様
に連続的に記録動作を行なった場合に吐出ドツト密度が
高くなるものであり、上記と同じインク溜りの縮小を目
的として選定される。

また、文字群Ａにはその他にも、縦罫線類、ストローク
、ｎ倍角、大括弧類が属しており、これらは前述のもの
とは目的が異なる。すなわち、これらの文字群は吐出ド
ツト密度が高いのではな（、左右方向のずれの目立つ文
字形のため、記録位置精度が必要とされるものであり、
これらの文字がある場合には、双方向記録時よりも記録
位置精度が高い片方向記録モードで記録を実行すること
によって、左右ずれを目立たないようにすることができ
る。

第７図は、制御系のブロック構成図である。

キャリッジ１１がキャップ位置にあることやその移動位
置はキャリッジホームセンサー６７にて、またポンプ５
３の回転位置は回復系ホームセンサー６５にて検出する
。また、キャリッジ１１の指示位置への移動や文字入力
等はキーボード１に設けられた所定のキーを用いて行う
。さらに、同図において１０００は上記制御手順を実行
するＭＰｏ　、　１００１は上記制御手順等を格納する
ＲＯＭ　、　１００２はキャリッジ１１の現在位置を記
憶したり、上記制御の実行のためのワークエリアとして
用いられるＲＡＭである。また、１００３は時間を計測
するタイマーであり、１００５は文字等のドツトパター
ンを格納しであるキャラクタジェネレータＲＯＭである
。　ＭＰＵ１００Ｏからの制御信号に基づき、１００４
のインターフェース部を介して、９Ａ、　３１Ａ、　３
５Ａ、　６１Ａのドライバー類や、回復系センサー６５
、キャリッジホームセンサー６７が制御されるようにな
っている。

なお、文字の記録密度を計測したり、記録しようとする
ドツト密度を直接計測して、その密度の度合いによって
双方向記録を行なうか、片方向記録を行なうかを判別す
るように構成してもよい。

（その他） なお、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（株）が提唱しているバブルジェット方式の記
録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもの
である。かかる方式によれば配録の高密度化、高精細化
が達成できるからである。

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。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、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）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
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔な吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９
−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよ
うなものであっても、本発明によれば２己録を確実に効
率よく行うことができるようになるからである。

加えて、上側のようなシリアルタイプのものでも、装置
本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着
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
用いた場合にも本発明は有効である。

また、本発明に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
に対してのキャッピング手段、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。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわ
ち、例えば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るかいずれでもよ
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極めて
有効である。

さらに加えて、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化する
もの、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３
０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
た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の記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、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、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭５
４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０
号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫
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よい。本発
明においては、上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。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、リーグ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るもの等であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記録しようとす
る行に含まれる文字の種類に応じて双方向記録モードと
片方向記録モードを切り替える構成であるから、例えば
、通常のドツト密度の記録を行なう時には、双方向記録
モードを実行し、罫線等のドツト密度の高い記録を行な
う時には、片方向記録モードを実行することにより、通
常のドツト密度の記録時には高速性を維持し、横罫線等
のドツト密度の高い記録時には、平均記録速度は落ちる
ものの次の吐出までの休止時間中にインク溜りの範囲を
小さくして、インクの吐出を確実なものとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例にかか
る記録装置としての電子タイプライタ−の使用時および
収納時の外観斜視図、 第２図は、本発明に適用可能なプリンタの一構成例を示
す斜視図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、第２図に示したヘッドカ
ートリッジの外観斜視図、 第４図は、本発明の記録装置における記録モードの決定
手順の一例を示すフローチャート、第５図は、第４図示
の記録モードの決定手順において用いられる文字群テー
ブルの一例を説明するための図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は、片方向記録モードおよび
双方向記録モードによる記録時のシーケンスを示すタイ
ムチャート、 第７図は、本発明の制御構成を示すブロック図、 第８図および第９図は、インク溜りの挙動を説明するた
めのインク吐出ノズルの部分拡大図である。 ２５・・・軸受、 ２７・・・タイミングベルト、 ２９Ａ、２９Ｂ・・・プーリ、 ３１・・・キャリッジモーター ３３・・・搬送ローラー ３５・・・搬送モーター ５１・・・キャップ、 ５３・・・ポンプ、 ５５・・・廃インクタンク、 ５９・・・ブレード、 ９０８、９１２〜９２４・・・ノズル、９２６・・・イ
ンク溜り。 １・・・キーボード、 ９・・・ヘッドカートリッジ、 １１・・・キャリッジ、 ２３・・・ガイド軸、 第４図 第３図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体に対して記録ヘッドを往復走査して双方向
   共に記録を行なうことが可能な記録装置において、 記録しようとする行に含まれる文字の種類を判別する判
   別手段と、 前記判別手段の判別結果に応じて、前記記録ヘッドの往
   復走査時に記録を行なう双方向記録モードと前記記録ヘ
   ッドの一方向の走査時に記録を行なう片方向記録モード
   を切り替える手段とを有してなることを特徴とする記録
   装置。