JP2001232772A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の記録ヘッドと記録ヘッド毎に設けた駆
動回路の消費電力が多い。 【解決手段】 印刷時の主走査毎に記録すべきデータが
存在しない記録ヘッドおよび駆動回路に対して駆動用電
源の供給を停止することで無駄な電力消費を抑えるとと
もに、データ転送処理を省略して印刷処理時間短縮を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷装置に関し、
詳しくは複数の記録ヘッドを組み合わせて構成するヘッ
ドブロックを備えた印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの出力装置として、
複数色のインクをインクヘッドから吐出するタイプのカ
ラープリンタが普及し、コンピュータ等が処理した画像
を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。従来
の比較的小型のカラープリンタにおいては、各色に単一
のインクヘッドを用いて印刷を行っている。

【０００３】ところで、最近では、印刷媒体の大判化、
印刷速度向上の要請等により、従来よりも多数のノズル
をインクヘッドに配置する「多ノズル化」の必要性が高
まっている。ノズルの数を増やすことによりインクヘッ
ドの走査回数を減らすことができ、印刷速度を速めるこ
とが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多ノズルヘッ
ドのインクジェットプリンタの場合、インクヘッドを駆
動するために必要な電力が増大し単一の駆動回路では駆
動できなくなるため複数の駆動回路に分割する必要がで
てくる。また、単一のインクヘッドで構成することが困
難になるため、複数のインクヘッドを組み合わせて配置
する方法が用いられるが、個々のインクヘッドの吐出特
性にはばらつきがあるためインクヘッド毎に駆動回路を
用意して吐出特性に合わせてヘッド駆動を行なうことが
必要になる。このように多ノズル化によりヘッド駆動回
路を複数備えることで印刷実行時のヘッド駆動電力だけ
でなく、非印刷時にヘッド駆動回路に供給している電力
も増加してしまう。また印刷時でも記録すべきデータが
存在しない記録ヘッドについてもヘッド駆動回路には電
力が供給されているため無駄な電力消費となる。

【０００５】本発明は、上記の問題を解決することを目
的としてなされたものであり、複数の記録ヘッドを備え
たインクジェット記録装置において消費電力を低減させ
ることを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は次
の構成を採用した。

【０００７】本発明のインクジェット記録装置は、複数
のノズル開口が設けられたノズルプレートと、圧電振動
子の伸縮により変形する振動板とにより形成された圧力
発生室を備え、インク滴を吐出できる複数の記録ヘッド
と、前記記録ヘッド毎に記録データを転送し、駆動を行
う制御回路を備え、前記記録ヘッドを被記録用紙に対し
主走査方向に移動させる機構と、被記録用紙を前記主走
査方向と異なる副走査方向に移動させる機構を備えたイ
ンクジェット記録装置であって、被記録用紙への主走査
毎に、記録すべきデータが存在しない記録ヘッドおよび
ヘッド駆動回路への駆動用電力供給を遮断するとともに
記録データの転送も行なわないことを要旨とする。

【０００８】図８は、印刷開始後、および印刷終了前で
の、印刷に使用される記録ヘッドと印刷に使用されない
ヘッドについて示した説明図であり、まず、印刷開始時
の１パス目は用紙の先端がインク吐出用ヘッド群６１お
よび６２の内最下端の記録ヘッド（黒四角）に掛かって
おり、印刷に使用される記録ヘッドは２つだけで、その
他の記録ヘッド（白四角）については駆動を必要としな
い。次に２パス目では用紙先端が用紙送り方向にＬだけ
用紙が移動し印刷に使用する記録ヘッド（黒四角）が２
つ増える。以後、主走査毎に用紙が移動し、ｎパス目以
後は全ての記録ヘッド（黒四角）が印刷に使用される。
次に印刷終了直前では、ｍパス目に、インク吐出用ヘッ
ド群６６の記録ヘッド（黒四角）のみが印刷に使用さ
れ、その他の記録ヘッドでは印刷が終了している。以上
のように印刷開始後と印刷終了前では複数の主走査にお
いて印刷に寄与しない記録ヘッドおよび駆動回路が存在
するため、供給する高圧電源を遮断することで無駄な電
力消費が抑えられる。また記録すべきデータがないため
データの転送を省略することができデータ転送処理時間
を短縮できる。

【０００９】さらに、印刷途中において全ての記録ヘッ
ドが印刷に寄与できる状態であっても、主走査毎に記録
すべきデータがない記録ヘッドおよび駆動回路について
は高圧電源の供給を遮断することで、より多くの電力消
費を抑えることができるとともにデータ転送を省略する
ことで印刷処理時間の短縮が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例に基づき説明する。

【００１１】（１）装置の構成：図１は、本発明の実施
例としての画像処理装置および印刷装置の構成を示すブ
ロック図である。図示するように、コンピュータ９０に
スキャナ１２とプリンタ２２とが接続されている。この
コンピュータ９０は所定のプログラムがロードされ実行
されることにより画像処理装置として機能する他、プリ
ンタ２２と併せて印刷装置として機能する。このコンピ
ュータ９０は、プログラムに従って画像処理に関わる動
作を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ８１
を中心に、バス８０により相互に接続された次の各部を
備える。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１で各種演算処理を実
行するのに必要な各種プログラムやデータを予め格納し
ており、ＲＡＭ８３は、同じくＣＰＵ８１で各種演算処
理を実行するのに必要な各種プログラムやデータが一時
的に読み書きされるメモリである。入力インターフェー
ス８４は、スキャナ１２やキーボード１４からの信号の
入力を司り、出力インターフェース８５は、プリンタ２
２へのデータの出力を司る。ＣＲＴＣ８６は、カラー表
示可能なＣＲＴ２１への信号出力を制御する。ディスク
コントローラ（ＤＤＣ）８７は、ハードディスク１６や
フレキシブルドライブ１５あるいは図示しないＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブとのデータの授受を制御する。ハードディ
スク１６にはＲＡＭ８３ｎｉロードされる各種プログラ
ムなどが記憶されている。

【００１２】この他、バス８０には、シリアル入出力イ
ンターフェース（ＳＩＯ）８８が接続されている。この
ＳＩＯ８８は、モデム１８に接続されており、モデム１
８を介して、公衆電話回線ＰＮＴに接続されており、特
定のサーバＳＶに接続することにより、画像処理に必要
なプログラムをハードディスク１６にダウンロードする
ことも可能である。また、必要なプログラムをフレキシ
ブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭによりロードし、コン
ピュータ９０に実行させることも可能である。

【００１３】次に、図２によりプリンタ２２の概略構成
を説明する。図示するように、このプリンタ２２は、紙
送りモータ２３によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャ
リッジモータ２４によってキャリッジ３１をプラテン２
６に軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３１に搭
載されたヘッドブロック２８を駆動してインクの吐出お
よびインクドットの形成を行う機構と、これらの紙送り
モータ２３、キャリッジモータ２４、ヘッドブロック２
８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御
回路４０とから構成されている。

【００１４】キャリッジ３１をプラテン２６の軸方向に
往復動させる機構は、プラテン２６の軸と平行に架設さ
れ、キャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と
キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を
張設するプーリ３８と、キャリッジ３１の原点位置を検
出する位置検出センサ３９等から構成されている。

【００１５】なお、このキャリッジ３１には、ブラック
インク（Ｋ）用のカートリッジ７１とシアンインク（Ｃ
１）用カートリッジ７２、ライトシアンインク（Ｃ２）
用カートリッジ７３、マゼンタインク（Ｍ１）用カート
リッジ７４、ライトマゼンタインク（Ｍ２）用カートリ
ッジ７５、イエローインク（Ｙ）用カートリッジ７６が
搭載可能である。なおライトシアンインク、ライトマゼ
ンタインクはシアンインク、マゼンタインクに対して染
料の含有量を１／４にしたインクであり、淡色ドットを
形成するためのものである。キャリッジ３１の下部の集
合ヘッド３０には、これらのインクに対応して計６個の
インク吐出ヘッド６１ないし６６が形成されており、キ
ャリッジ３１の底部には、この各色用ヘッドにインクタ
ンクからのインクを導く導入管が立設されている。キャ
リッジ３１にブラックインク用のカートリッジ７１およ
びカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着する
と、各カートリッジからインク吐出用ヘッド群６１ない
し６６へのインクの供給が可能となる。なお、初めてイ
ンクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプ
によりインクをインク吐出用ヘッド群６１ないし６６に
吸引する動作が行われる。

【００１６】（２）ノズルおよび記録ヘッドの配列：図
６は、インク吐出用ヘッド群６１ないし６６における記
録ヘッド２９の配列を示す説明図である。記録ヘッド２
９には、３２０個（１６０個×２列）のノズルがノズル
ピッチｋで配列されており、ヘッドブロック２８には記
録ヘッド２９が主走査方向に２個、主走査と直交する副
走査方向に２個の計４個配置されている。これらの記録
ヘッド２９は、各記録ヘッド２９間の副走査方向のノズ
ルピッチがｋとなるように配置されており、ヘッドブロ
ック２８が副走査方向に対して連続した１２８０個（６
４０個×２列）のノズルで構成されるようになってい
る。

【００１７】図７はインク吐出用ヘッド群６１ないし６
６の配置を示す説明図である。インク吐出用ヘッド群６
１および６２が副走査方向に対して同じ高さに配置され
ており、インク吐出用ヘッド群６３ないし６６はインク
吐出用ヘッド群６２と主走査方向に対して同じ位置で、
副走査方向には順次、等間隔で配置されている。

【００１８】（３）ヘッドブロック２８の駆動：各ノズ
ルＮｚには電歪素子の一つであって応答性に優れたピエ
ゾ素子が配置されている。ピエゾ素子は、ノズルまでイ
ンクを導くインク通路に接する位置に設置されている。
ピエゾ素子は、周知のように、電圧の印加により結晶構
造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギーの変換を
行なう素子である。本実施例では、ピエゾ素子の両端に
設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することに
より、ピエゾ素子が電圧の印加時間だけ伸長し、インク
通路の一側壁を変形させる。この結果、インク通路の体
積はピエゾ素子の伸長に応じて収縮し、この収縮分に相
当するインクが粒子となってノズルの先端より高速に吐
出される。このインク粒子がプラテン２６に装着された
用紙Ｐに染み込むことにより印刷が行われる。

【００１９】次に、プリンタ２２の制御回路４０の内部
構成を説明するとともに、図３および図４に示した複数
の記録ヘッド２９からなるヘッドブロック２８駆動する
方法について説明する。図３は制御回路４０の内部構成
を示す説明図である。制御回路４０の内部には、ＣＰＵ
４１、ＰＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３の他、コンピュータ９
０とのデータをやり取りを行なうＰＣインターフェース
４４と、紙送りモータ２３、キャリッジモータ２４およ
び操作パネル３２などとの信号のやり取りを行なう周辺
入出力部（ＰＩＯ）４５と計時を行なうタイマ４６と、
インク吐出用ヘッド群６１ないし６６にインクドットの
オン、オフの信号を出力する駆動用バッファ４７などが
設けられており、これらの素子および回路はバス４８で
相互に接続されている。また、制御回路４０には所定周
波数でピエゾ素子を駆動するための電圧信号としての駆
動波形を出力する発振器５１、および発振器５１からの
出力をインク吐出用ヘッド群６１ないし６６に所定のタ
イミングで分配する分配出力器５５も設けられている。
制御回路４０は、コンピュータ９０で処理されたドット
データを受け取り、これを一時的にＲＡＭ４３に蓄え、
所定のタイミングで駆動用バッファ４７に出力する。

【００２０】図４は駆動用バッファ４７、周辺入出力部
（ＰＩＯ）４５から分配出力器５５を経て記録ヘッド２
９までの詳細な回路構成を示す説明図である。分配出力
器５５は、記録ヘッド２９毎に独立した電力スイッチ
（ＳＷ）５６と駆動回路５７から構成されている。駆動
用バッファ４７からのオン・オフ信号は駆動回路５７を
通り記録ヘッド２９へ送られる。なお、一度の主走査の
区間にわたってオン信号が存在しない記録ヘッドについ
ては駆動用バッファ４７からの信号送出が行われない。
駆動回路５７および記録ヘッド２９に必要な駆動電源は
全てに共通の電源ＶＨから電力スイッチ（ＳＷ）５６を
介して供給される。電力スイッチ５６は周辺入出力部
（ＰＩＯ）４５からのオン・オフ信号により駆動回路５
７および記録ヘッド２９への電源ＶＨの供給を制御す
る。周辺入出力部（ＰＩＯ）４５からはさらに駆動回路
５７へ、記録ヘッド２９のピエゾ素子を駆動するための
駆動波形の生成データを送信する。

【００２１】図５は主走査１回毎の印刷手順を説明する
説明図である。主走査の印刷手順は処理１０１から処理
１０５までがヘッド毎の処理であり、これを全ヘッド分
行なった後実際の印刷動作が行われる。まず、処理１０
１では、ホストから送られてきた主走査１回分の全ヘッ
ドに対応する記録データをＣＰＵ４１が駆動用バッファ
４７へ書き込む。この際ＣＰＵ４１はノズルを駆動する
オン信号の数を主走査分の間ヘッド毎に計数を行なう。
次に処理１０２では処理１０１で行なったオン信号の計
数値が０でなかった場合には処理１０３を実行し、計数
値が０であった場合には処理１０４を実行する。処理１
０３はＣＰＵ４１が駆動回路および記録ヘッドへの駆動
電源を供給し、データ転送を実行させるための制御信号
を周辺入出力部（ＰＩＯ）４５へ出力する。処理１０４
はＣＰＵ４１が駆動回路および記録ヘッドへの駆動電源
を遮断し、データ転送を停止させるための制御信号を周
辺入出力部（ＰＩＯ）４５へ出力する。処理１０５では
ヘッド毎の処理１０１〜処理１０４が全ヘッド分に渡っ
て終了したかどうかを確認し、終了していれば処理１０
６以降へ分岐し、終了していなければ処理１０１に戻り
次のヘッドについて処理を行なう。処理１０６はキャリ
ッジの走査を行ない１走査分の印刷を実行する。ここ
で、記録すべきデータが存在するヘッドおよび駆動回路
にのみ駆動電源が供給され、記録データが転送される。
続いて処理１０７は用紙を副走査方向に移動させる。

【００２２】ＣＰＵ４１から各ノズル毎に、オン・オフ
を定め、駆動用バッファ４７の各端子に信号を出力する
と、駆動用バッファ側からオン信号を受け取っていたピ
エゾ素子だけが駆動する。この結果、駆動用バッファか
らオン信号を受け取っていたピエゾ素子のノズルから、
一斉にインク粒子が吐出される。

【００２３】以上説明したハードウェア構成を有するプ
リンタ２２は、紙送りモータ２３により用紙Ｐを搬送し
つつ、キャリッジ３１をキャリッジモータ２４により往
復動させ、同時に、コンピュータ９０で行なった解像度
変換、色補正、ハーフトーニング等の画像処理により生
成された画像データに基づき、インク吐出用ヘッド群６
１ないし６６のピエゾ素子をくどうして、各色インク滴
の吐出を行ない、インクドットを形成して用紙Ｐ上に多
色多階調の画像を形成する。

【００２４】（４）その他：以上、本発明の実施の形態
について説明したが、本発明はこのような実施の形態に
なんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲内において様々な形態での実施が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷装置の概略構成図である。

【図２】本発明のプリンタの概略構成図である。

【図３】プリンタの制御装置の内部構成を示す説明図で
ある。

【図４】プリンタの制御装置の内部構成を示す説明図で
ある。

【図５】記録ヘッドへの駆動電力遮断、データ転送停止
の手順を示す説明図である。

【図６】記録ヘッドの配置について説明する説明図であ
る。

【図７】インク吐出用ヘッド群の配置について説明する
説明図である。

【図８】印刷時の主走査毎に使用される記録ヘッドにつ
いての説明図である。

【符号の説明】

１２・・・スキャナ １４・・・キーボード １５・・・フレキシブルドライブ １６・・・ハードディスク ２２・・・プリンタ ２３・・・紙送りモータ ２４・・・キャリッジモータ ２６・・・プラテン ２８・・・ヘッドブロック ２９・・・記録ヘッド ３１・・・キャリッジ ３２・・・操作パネル ３４・・・摺動軸 ３６・・・駆動ベルト ３８・・・プーリ ３９・・・位置検出センサ ４０・・・制御回路 ４１・・・ＣＰＵ ４２・・・プログラムＲＯＭ ４３・・・ＲＡＭ ４４・・・ＰＣインターフェース ４５・・・周辺入出力部（ＰＩＯ） ４６・・・タイマ ４７・・・駆動用バッファ ４８・・・バス ５１・・・発振器 ５２・・・分配器 ５６・・・電力スイッチ ５７・・・駆動回路 ６１〜６６・・・インク吐出用ヘッド ７１・・・ブラックインク用カートリッジ ７２・・・カラーインク用カートリッジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズル開口が設けられたノズルプ
   レートと、圧電振動子の伸縮により変形する振動板とに
   より形成された圧力発生室を備え、インク滴を吐出でき
   る複数の記録ヘッドと、前記記録ヘッドを被記録用紙に
   対し主走査方向に移動させる機構と、被記録用紙を前記
   主走査方向と異なる副走査方向に移動させる機構を備え
   たインクジェット記録装置であって、一走査毎に前記記
   録ヘッドに記録データを転送するデータ転送回路と、記
   録ヘッド毎の記録データから記録すべきデータが存在す
   るかどうかを判定する判定回路と、記録ヘッド毎に駆動
   信号を発生するヘッド駆動回路とを具備し、被記録用紙
   への主走査毎に、記録すべきデータが存在しない記録ヘ
   ッドおよびヘッド駆動回路への駆動用電力供給を遮断す
   ることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェット記録装置
   であって、被記録用紙への主走査毎に、記録すべきデー
   タが存在しない記録ヘッドへの記録データ転送を行なわ
   ないことを特徴とするインクジェット記録装置。