JP2004009383A - 記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周囲温度により記録ヘッド142の駆動信号の周波数を変化させる。記録ヘッドの駆動信号の周波数が低下すれば、周囲の温度が高くてもノズル開口におけるインク液面の振動は速やかに収まり、一方、周囲の温度が低くても圧力室へのインクの供給は追従するので適正な供給となる。このため、吐出されたインク滴の飛行は安定し、記録精度を高精度に維持することができる。
【選択図】 図8
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力室内の圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させて画像等を記録する記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
記録装置の1つであるインクジェット式プリンタは、記録へッドを主走査方向に移動させるとともに、記録紙を副走査方向に移動させ、これらの移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより記録紙上に画像や文字を記録する。このインク滴の吐出は、ノズル開口に対応させて設けた例えば圧電振動子等の圧力発生素子を駆動させ、ノズル開口と連通した圧力室に圧力変動を生じさせることで行われる。
【0003】
この種のインクジェット式プリンタでは、インク滴を吐出させるための同一形状のパルス信号を複数含んだ一連の駆動信号を発生し、この駆動信号から所定数のパルス信号を選択して圧力発生素子に供給し、ドットの大きさを変える階調記録を行うことにより記録画質を向上させている。例えば、一定間隔で発生されるパルス信号を1記録周期内に3つ含ませて一連の駆動信号を構成する。
【0004】
そして、大ドットを形成する場合は3つのパルス信号を圧力発生素子に供給し、中ドットを形成する場合は2つのパルス信号を圧力発生素子に供給し、小ドットを形成する場合は1つのパルス信号を圧力発生素子に供給する。これにより、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」の4階調での記録を行って記録画質を向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したインクジェット式プリンタでは、周囲の温度が高くなるとインクの粘度が低下するので、インク滴の径が通常より大きくなる場合があり、一方、周囲の温度が低くなるとインクの粘度が上昇するので、インク滴の径が通常より小さくなる場合がある。このような場合は記録精度が低下するおそれがあるので、周囲の温度が高いときは圧力発生素子に供給する駆動信号の電圧を下げ、周囲の温度が低いときは圧力発生素子に供給する駆動信号の電圧を上げることにより、インク滴の径を一定に保つようにして高精度な記録状態を維持している。
【0006】
ところが、階調記録において特に大ドットや中ドットを形成するときは、駆動信号の周波数が高くなるため、周囲の温度が高くなるとノズル開口におけるインク液面の振動が収まり難くなり、一方、周囲の温度が低くなると圧力室へのインクの供給が追い付かなくなって供給不足となる。このため、吐出されたインク滴の飛行が不安定になるが、上述した駆動信号の電圧調整では解消することができず、記録精度が低下するおそれがある。
【0007】
本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、周囲の温度変化に影響されずに安定したインク滴を吐出することができる記録装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明の請求項1に係る記録装置では、移動可能なキャリッジに搭載された記録ヘッドにより記録媒体に記録する記録装置において、周囲温度により前記キャリッジの移動速度を変化させることを特徴としている。請求項2に係る発明では、請求項1に記載の記録装置において、前記周囲温度が所定の温度より高いとき及び低いとき、前記キャリッジの移動速度を低下させることを特徴としている。
【0009】
上記目的達成のため、本発明の請求項3に係る記録装置では、記録ヘッドにより記録媒体に記録する記録装置において、周囲温度により前記記録ヘッドの駆動信号の周波数を変化させることを特徴としている。請求項4に係る発明では、請求項3に記載の記録装置において、前記周囲温度が所定の温度より高いとき及び低いとき、前記記録ヘッドの駆動信号の周波数を低下させることを特徴としている。
【0010】
請求項5に係る発明では、請求項1〜4の何れか一項に記載の記録装置において、前記記録ヘッドは、階調記録可能であることを特徴としている。請求項6に係る発明では、請求項1〜5の何れか一項に記載の記録装置において、前記記録ヘッドは、インク滴を吐出して記録することを特徴としている。
【0011】
キャリッジの移動速度が低下、すなわち記録ヘッドの駆動信号の周波数が低下すれば、周囲の温度が高くてもノズル開口におけるインク液面の振動は速やかに収まり、一方、周囲の温度が低くても圧力室へのインクの供給は追従するので適正な供給となる。このため、吐出されたインク滴の飛行は安定し、記録精度を高精度に維持することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の実施の形態に係る記録装置の1つであるインクジェット式プリンタの外部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。このインクジェット式プリンタ100は、全体が幅方向に長く延びる直方体状の上部ハウジング101と下部ハウジング102を備えている。上部ハウジング101と下部ハウジング102は、スナップフィットにより締結されている。
【0014】
上部ハウジング101の後方側には、給紙口103が形成されている。この給紙口103には、給紙される記録紙が積層載置される給紙トレイ110及びこの給紙トレイ110の一端側に揃えられる給紙ガイド111が配設されている。給紙トレイ110は、給紙ガイド111から斜め上後方へ突き出るように配設されており、記録紙を傾斜した状態で保持するようになっている。
【0015】
上部ハウジング101の前方側には、排紙口104が形成されている。この排紙口104には、排紙される記録紙が積層載置される排紙スタッカ120が配設されている。排紙スタッカ120は、不使用時は排紙口104から下部ハウジング102の裏面側に収納可能に、使用時は排紙口104から斜め上前方へ引出可能に配設されており、記録紙を傾斜した状態で受けるようになっている。
【0016】
さらに、排紙口104には、排紙スタッカ120が引き出された時に、排紙スタッカ120の非排紙側端部を幅方向に沿って保持するスタッカ保持部121が設けられている。なお、図1では、排紙スタッカ120は、下部ハウジング102の裏面側に収納された状態が示されている。
【0017】
上部ハウジング101の上部から前面にかけて窓部105が形成されている。この窓部105は、透明もしくは半透明な湾曲した開閉自在なカバー106によって覆われている。このカバー106を開放することにより、インクカートリッジの交換作業や内部機構のメンテナンス作業等を容易に行うことができる。また、上部ハウジング101の左後方側には、押しボタン式のパワー系のスイッチ131と操作系のスイッチ132が配設されている。
【0018】
図2は、図1のインクジェット式プリンタ100の上部ハウジング101を取り外したときの内部構成の全体を斜め前方から見た斜視図、図3は、その主要部の断面側面図である。下部ハウジング102上には、プリンタコントローラを構成する図2に示すメイン基板130が縦置きに配置されていると共に、プリントエンジンを構成する図2に示す記録手段140並びに図3に示す記録紙の供給手段150及び搬送手段160等が配設されている。
【0019】
メイン基板130には、後で詳述するCPU、ASIC、RAM、ROM等の制御素子や記憶素子、及びその他の各種回路素子が装着されており、その上端には、上述したパワー系のスイッチ131や操作系のスイッチ132が押された時にそれぞれ発光することによりユーザがスイッチONを確認し得るように配置された発光ダイオード133、134が突設されている。
【0020】
記録手段140は、キャリッジ141、記録ヘッド142、キャリッジモータ143、タイミングベルト144、吸引ポンプ145等を備えている。搬送手段160により搬送される記録紙は、キャリッジモータ143とタイミングベルト144により走査されるキャリッジ141に搭載された記録ヘッド142により記録されるようになっている。この記録ヘッド142は、フルカラー印刷が可能なように、キャリッジ141内に収納された例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの計4色のインクカートリッジ146から各色インクが供給されるようになっている。
【0021】
供給手段150は、給紙トレイ110、給紙ガイド111、給紙ローラ151、ホッパ152、分離パッド153等を備えている。給紙トレイ110に積層載置され給紙ガイド111により揃えられた記録紙Pは、給紙ローラ151の回転に伴うホッパ152の上昇により分離パッド153で給紙ローラ151に押付けられ、最上位の記録紙Pから1枚ずつ分離されて搬送手段160へ給送されるようになっている。
【0022】
搬送手段160は、紙送りローラ161と従動ローラ162、排紙ローラ163とギザローラ164、紙送りモータ165、排紙スタッカ120等を備えている。供給手段150から供給される記録紙Pは、紙送りモータ165により駆動されている紙送りローラ161と従動ローラ162に挟持されて記録手段140へ搬送され、さらに紙送りモータ165により駆動されている排紙ローラ163とギザローラ164に挟持されて排紙スタッカ120へ搬送されるようになっている。
【0023】
図4は、図1のインクジェット式プリンタ100の機能ブロック図である。メイン基板130は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインターフェース11(以下、外部I/F11という)と、各種データの記憶等を行うRAM12と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したROM13と、CPU等からなる制御部14と、クロック信号(CK)を発生する発振回路15と、記録へッド142へ供給する駆動信号(COM)を発生する駆動信号発生回路16と、ドット毎の階調データ(SI)、すなわちドットパターンデータ及び駆動信号(COM)等を記録手段140、供給手段150及び搬送手段160に送信するインターフェース17(以下、内部I/F17という)とを備えている。
【0024】
外部I/F11は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか1つのデータまたは複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部I/F11は、ホストコンピュータに対してビジー信号(BUSY)やアクノレッジ信号(ACK)等を出力する。
【0025】
RAM12は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ(図示せず)等として利用されるものである。受信バッファには、外部I/F11が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、中間コードが記憶される。出力バッファには、ドットパターンデータが展開される。ROM13は、制御部14によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【0026】
制御部14は、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードを中間バッファに記憶する。さらに、制御部14は、中間バッファから読み出した中間コ一ドを解析し、中間コードをROM13内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照してドット毎の階調データ(SI)に展開し、展開した階調データ(SI)を出力バッファに記憶する。
【0027】
そして、制御部14は、記録へッド142の1行分に相当する階調データ(SI)が得られると、この1行分の階調データ(SI)を内部I/F17に出力した後、中間バッファの内容を消去して、次の中間コードに対する変換を行う。内部I/F17は、出力バッファから1行分の階調データ(SI)が出力されると、この1行分の階調データ(SI)を記録へッド142にシリアル伝送する。
【0028】
駆動信号発生回路16は、複数のパルス信号を含んだ一連の駆動信号(COM)を記録周期毎に繰り返し発生する。このパルス信号は、所定量のインク滴を記録ヘッド142のノズル開口から吐出させるパルス信号である。例えば図5に示す駆動信号(COM)は、1記録周期T内に周期t毎に発生される3つの吐出パルス(第1パルスPS1、第2パルスPS2、第3パルスPS3)を含んでいる。
【0029】
このような駆動信号(COM)による階調データ(SI)は、例えば2ビットデータで構成され、4階調を表す。すなわち、階調データ(00)は、ドットを記録しない非記録に対応する階調であり、階調値1が付される。階調データ(01)は、第2パルスPS2のみによる小ドットに対応する階調であり、階調値2が付される。階調データ(10)は、第2パルスPS2及び第3パルスPS3による中ドットに対応する階調であり、階調値3が付される。階調データ(11)は、第1パルスPS1、第2パルスPS2及び第3パルスPS3による大ドットに対応する階調であり、階調値4が付される。
【0030】
また、制御部14は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部I/F17を通じて記録へッド142にラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、図6に示すように、駆動信号(COM)を構成するパルス信号(第1パルスPS1〜第3パルスPS3)の供給開始タイミングを規定する。
【0031】
記録へッド142は、第1シフトレジスタ21及び第2シフトレジスタ22からなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路23及び第2ラッチ回路24からなるラッチ回路と、デコーダ25と、制御ロジック26と、レベルシフタ27と、スイッチ回路28と、圧電振動子等の圧力発生素子29と、サーミスタ等の温度検出部30を備えている。
【0032】
各シフトレジスタ21、22、各ラッチ回路23、24、デコーダ25、スイッチ回路28及び圧力発生素子29は、それぞれ記録へッド142の各ノズル開口に対応して複数設けられる。例えば図7に示すように、第1シフトレジスタ素子21A〜21Nと、第2シフトレジスタ素子22A〜22Nと、第1ラッチ素子23A〜23Nと、第2ラッチ素子24A〜24Nと、デコーダ素子25A〜25Nと、スイッチ素子28A〜28Nと、圧力発生素子29A〜29Nとから構成される。なお、図7では、図4に記載されている制御ロジック26やレベルシフタ27は省略されている。
【0033】
このような構成の記録ヘッド142の動作について説明する。メイン基板130からの階調データ(SI)は、発振回路15からのクロック信号(CK)に同期して、内部I/F17から第1シフトレジスタ21及び第2シフトレジスタ22にシリアル伝送される。この階調データ(SI)は、上記したように(10)、(01)等の2ビットデータであり、各ドット毎、すなわち各ノズル開口毎に設定される。つまり、全てのノズル開口に関する下位ビット(ビット0)のデータが、第1シフトレジスタ素子21A〜21Nに入力され、全てのノズル開口に関する上位ビット(ビット1)のデータが、第2シフトレジスタ素子22A〜22Nに入力される。
【0034】
そして、メイン基板130からのラッチ信号(LAT)が、各ラッチ回路23、24に入力されると、階調データ(SI)の下位ビットのデータが、第1ラッチ回路23にラッチされ、階調データ(SI)の上位ビットが、第2ラッチ回路24にラッチされる。すなわち、各シフトレジスタ素子21A〜21N、22A〜22Nに入力された階調データ(SI)は、対応するラッチ素子23A〜23N、24A〜24Nにラッチされる。
【0035】
各ラッチ回路23、24でラッチされた2ビットの階調データ(SI)は、デコーダ25に入力され、翻訳されて4ビットの印字データが生成される。この印字データの各ビットは、駆動信号(COM)を構成する第1パルスPS1〜第3パルスPS3に対応しており、各パルスの選択情報として機能する。一方、メイン基板130からのラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)が、制御ロジック26に入力されると、これらのラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)に基づいてタイミング信号が生成されてデコーダ25に入力される。
【0036】
デコーダ25によって翻訳された4ビットの印字データは、タイミング信号によって規定されるタイミシグで上位ビット側から順次レベルシフタ27に入力される。そして、レベルシフタ27に入力された印字データが「1」の場合には、スイッチ回路28を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号がスイッチ回路28に供給され、メイン基板130からの駆動信号(COM)が圧電振動子29に供給される。これにより、圧電振動子29は駆動信号(COM)に応じて変形してインク滴を吐出させる。一方、レベルシフタ27に入力された印字データが「0」の場合には、レベルシフタ27からはスイッチ回路28を作動させる電気信号が出力されないので、圧電振動子29へは駆動信号(COM)が供給されず、インク滴は吐出されない。
【0037】
ここで、従来技術で述べたように、階調記録において特に大ドットや中ドットを形成するときは、駆動信号(COM)の周波数が高くなるため、周囲の温度が高くなるとノズル開口におけるインク液面の振動が収まり難くなり、一方、周囲の温度が低くなると圧力室へのインクの供給が追い付かなくなって供給不足となる。このため、吐出されたインク滴の飛行が不安定になり、記録精度が低下するおそれがある。
【0038】
そこで、本実施形態では、温度検出部30で検出された温度が常温よりも高い場合及び低い場合は、キャリッジ141の移動速度を落とす、すなわち駆動信号(COM)の周波数を低くする。これにより、周囲の温度が高くてもノズル開口におけるインク液面の振動は速やかに収まり、一方、周囲の温度が低くても圧力室へのインクの供給は追従するので適正な供給となる。このため、吐出されたインク滴の飛行は安定し、記録精度を高精度に維持することができる。
【0039】
例えば温度検出部30で検出された温度が15°C〜35°Cのときを常温とした場合を図8のフローチャートを参照して説明する。解像度をI、キャリッジ141の移動速度をVとしたとき、駆動信号(COM)の周波数Fは次式(1)で表される。
【0040】
F=1/{(25.4/I)/(2.54・V)}…(1)
したがって、常温時において解像度Iを360DPIとした大ドットを印刷するときは(ステップS1)、キャリッジ141の移動速度Vを290CPS、すなわち駆動信号(COM)の周波数Fを31.3KHzとして記録する(ステップS2)。一方、常温より高温時もしくは低温時において解像度Iを360DPIとした大ドットを印刷するときは(ステップS1)、キャリッジ141の移動速度Vを196.5CPS、すなわち駆動信号(COM)の周波数Fを21.2KHzとして記録する(ステップS3)。
【0041】
一般に、常温より高温時もしくは低温時において吐出されたインク滴の飛行が不安定になる駆動信号(COM)の周波数Fは28KHz以上であるため、21.2KHzという上記駆動信号(COM)の周波数Fは適正であるといえる。なお、各ページ毎もしくは各ライン毎に温度検出して上記制御を行うようにする。
【0042】
以上、本発明を種々の実施形態に関して述べたが、本発明は以上の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、他の実施形態についても適用されるのは勿論である。例えば、記録装置としてインクジェット式のプリンタを例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば熱転写式等のプリンタ、インクジェット式、熱転写式等のファクシミリ装置やコピー装置等にも適用可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャリッジの移動速度が低下、すなわち記録ヘッドの駆動信号の周波数が低下すれば、周囲の温度が高くてもノズル開口におけるインク液面の振動は速やかに収まり、一方、周囲の温度が低くても圧力室へのインクの供給は追従するので適正な供給となる。このため、吐出されたインク滴の飛行は安定し、記録精度を高精度に維持することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る記録装置の1つであるインクジェット式プリンタの外部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。
【図2】図1のインクジェット式プリンタの上部ハウジングを取り外したときの内部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。
【図3】図2のインクジェット式プリンタの主要部の断面側面図である。
【図4】図1のインクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【図5】図4の駆動信号の一例を示す波形図である。
【図6】図4のラッチ信号やチャンネル信号の一例を示す波形図である。
【図7】図4の記録ヘッドの詳細を示す図である。
【図8】図4の記録ヘッドの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
11 外部I/F
12 RAM
13 ROM
14 制御部
15 発振回路
16 駆動信号発生回路
17 内部I/F
21 第1シフトレジスタ
22 第2シフトレジスタ
23 第1ラッチ回路
24 第2ラッチ回路
25 デコーダ
26 制御ロジック
27 レベルシフタ
28 スイッチ回路
29 圧力発生素子
30 温度検出部
100 インクジェット式プリンタ
101 上部ハウジング
102 下部ハウジング
103 給紙口
104 排紙口
105 窓部
106 カバー
110 給紙トレイ
111 給紙ガイド
120 排紙スタッカ
130 メイン基板
140 記録手段
141 キャリッジ
142 記録ヘッド
143 キャリッジモータ
144 タイミングベルト
145 吸引ポンプ
146 インクカートリッジ
150 供給手段
151 給紙ローラ
160 搬送手段
161 紙送りローラ
165 紙送りモータ
Claims (6)
- 移動可能なキャリッジに搭載された記録ヘッドにより記録媒体に記録する記録装置において、
周囲温度により前記キャリッジの移動速度を変化させることを特徴とする記録装置。 - 前記周囲温度が所定の温度より高いとき及び低いとき、前記キャリッジの移動速度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 記録ヘッドにより記録媒体に記録する記録装置において、
周囲温度により前記記録ヘッドの駆動信号の周波数を変化させることを特徴とする記録装置。 - 前記周囲温度が所定の温度より高いとき及び低いとき、前記記録ヘッドの駆動信号の周波数を低下させることを特徴とする請求項3に記載の記録装置。
- 前記記録ヘッドは、階調記録可能であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の記録装置。
- 前記記録ヘッドは、インク滴を吐出して記録することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の記録装置。
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Cited By (1)
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JP2011088413A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置及び液体吐出方法 |
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- 2002-06-04 JP JP2002163281A patent/JP2004009383A/ja active Pending
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