(57)【要約】【課題】波形データ生成時の不整合や、転送時のデータ破壊、回路誤動作など、不確定な要因によって発生する記録不良を防止し得る。【解決手段】複数のノズルを有するインクジェットヘッド(110)の各ノズルに対応する圧力発生素子を動作させる駆動電圧の波形データを出力する波形データ出力手段（124）と、各ノズルの吐出を制御するための画像データをインクジェットヘッド(110)に送信する画像データ送信手段(121)と、画像データの送信タイミングに対する波形データの振幅データの出力タイミングを監視し、規定条件を満たさない波形タイミングである場合にエラー情報を出力する監視手段(160)と、を備える。例えば、ラッチ信号を基準として所定時間内は駆動電圧がバイアス電圧となっているか否かを監視する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有するインクジェットヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子を動作させる駆動電圧の波形データを出力する波形データ出力手段と、
前記各ノズルの吐出を制御するための画像データを前記インクジェットヘッドに送信する画像データ送信手段と、
前記画像データの送信タイミングに対する前記波形データの振幅データの出力タイミングを監視し、規定条件を満たさない波形タイミングである場合にエラー情報を出力する監視手段と、
を備えたことを特徴とするヘッド駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッド駆動装置において、
前記規定条件を定めるパラメータを記憶する記憶手段を備え、前記パラメータの変更により前記規定条件の設定を変更し得ることを特徴とするヘッド駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のヘッド駆動装置において、
前記パラメータとして、前記波形データを監視するタイミングと駆動電圧値が設定されることを特徴とするヘッド駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヘッド駆動装置において、
前記各ノズルに対応した画像データのラッチタイミングを定めるラッチ信号を出力するラッチ信号出力手段を備え、
前記規定条件は、前記ラッチ信号を基準として所定時間内は駆動電圧がバイアス電圧であるという条件であることを特徴とするヘッド駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッド駆動装置を備え、
複数の前記インクジェットヘッドを同時に制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッド駆動装置及びインクジェット記録装置に係り、特に、複数のノズルを有するインクジェットヘッドにおける各ノズルに対応した圧電素子を駆動するのに好適なヘッド駆動装置及びこれを用いたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インクジェット記録装置におけるノズルの目詰まりを防止するために、印刷データに基づいて、インク滴の吐出を連続して休止した回数をノズルごとに監視し、該休止回数が規定回数に達したノズルに対応する圧電振動子に対して微小信号を印加することでインクのメニスカスを微小振動させるデータ監視回路を備える構成が開示されている。
【０００３】
また、引用文献２には、サーマルプリンタやインクジェットプリンタにおける記録ヘッドの発熱素子に対して通電する電流パルス幅を使用環境温度や発熱素子の特性に応じて変化させ、発熱素子に印加する電気エネルギーを調整する通電パルス幅制御（ヒートPWM制御）の技術について、通電パルスのパルス幅を計測し、これを所定の閾値と比較して記録異常を報知する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３１４３６０号公報
【特許文献２】特開平０８−２２４８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、オンデマンド方式のマルチノズルインクジェットプリンタでは、ヘッドにおけるノズルの吐出（ＯＮ）／非吐出（ＯＦＦ）を制御するための画像データ（印刷データ）及び各ノズルの吐出圧力発生素子（圧電素子）を駆動するための電圧をヘッドに対して与えることでインクを吐出し、印刷を行う。
【０００５】
印刷の際には、ヘッド駆動回路からヘッドに対する画像データの転送及び駆動波形の振幅データの転送を同時に開始するが、所望の画像データを印刷するためには、インクを吐出する駆動波形の振幅が画像データの転送後となっている必要がある。
【０００６】
図１２にそのタイミングチャートを示す。（ａ）は画像データの転送、（ｂ）はノズルに画像データをセットするラッチ信号（＝DATA  Latch）、（ｃ）はノズルに対応した圧電素子に印加される駆動電圧を示す。図示のように、ラッチ信号を基準としてラッチ信号からホールド（hold）時間内及びラッチ信号前のセットアップ（setup）時間内は、駆動波形電圧が安定状態（＝バイアス電圧）になっている必要がある。
【０００７】
しかし、データ生成時の不整合や、転送時のデータ破壊、回路誤動作など、不確定な原因によって、仮に、setup／hold規定時間に電圧波形の安定状態を維持できない場合、印刷の品質が著しく低下することになり、システムにとって不都合が生じる。かかる課題に関して、特許文献１，２は何ら解決手段を提示していない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、不確定な要因によって発生する記録不良を防止し得るインクジェットヘッドの駆動装置及びこれを用いたインクジェット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】
【０００９】
本発明は前記目的を達成するために、複数のノズルを有するインクジェットヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子を動作させる駆動電圧の波形データを出力する波形データ出力手段と、前記各ノズルの吐出を制御するための画像データを前記インクジェットヘッドに送信する画像データ送信手段と、前記画像データの送信タイミングに対する前記波形データの振幅データの出力タイミングを監視し、規定条件を満たさない波形タイミングである場合にエラー情報を出力する監視手段と、を備えたことを特徴とするヘッド駆動装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像データの転送タイミングと、波形データのタイミングの整合性をチェックすることができ、不確定な要因によって発生する記録不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
はじめに、本発明が適用されるインクジェット記録装置の例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２の印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００１３】
インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインク供給タンクを有し、各色のインクは所要のインク流路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。
【００１４】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００１５】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。
【００１６】
デカール処理後、カッター２８により所定サイズにカットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面（ノズル開口が形成されるインク吐出面）に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００１７】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側においてヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。なお、吸引（負圧）吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
【００１８】
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示、図６に符号８８で図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。
【００１９】
ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にはベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。
【００２０】
印字部１２のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００２１】
吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００２２】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち、１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス印字が可能な構成により、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００２３】
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００２４】
なお、ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、それぞれ複数のヘッドモジュールを記録紙１６の幅方向につなぎ合わせた構造を有していてもよいし、各ヘッドは一体に形成された構造を有していてもよい。
【００２５】
印字部１２の後段に設けられる印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（撮像素子）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他吐出異常をチェックする手段として機能する。印字検出部２４は、各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドットの着弾位置の測定などで構成される。
【００２６】
印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００２７】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００２８】
こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００２９】
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。
【００３０】
図３(a)はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b)はその一部の拡大図である。また、図３(c)はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４は記録素子単位となる１チャネル分の液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。
【００３１】
記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図３(a),(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３をマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド５０の長手方向（紙送り方向と直交する主走査方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００３２】
記録紙１６の送り方向と略直交する主走査方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図３(a)の構成に代えて、図３(c)に示すように、複数のノズル５１が２次元的に配列された短尺のヘッドユニット５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドユニットを１列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
【００３３】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【００３４】
圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインク供給タンク（不図示）と連通しており、インク供給タンクから供給されるインクは共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００３５】
圧力室５２の一部の面（図４において天面）を構成し共通電極と兼用される振動板５６には個別電極５７を備えた圧電素子５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによって圧電素子５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。
【００３６】
インクが吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給（リフィル）される。
【００３７】
かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
【００３８】
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ×cosθとなり、主走査方向については、実質的に各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
【００３９】
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に１列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。
【００４０】
〔制御系の説明〕
図６は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００４１】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部（画像入力手段）である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。
【００４２】
メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００４３】
システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
【００４４】
ＲＯＭ７５には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（画像形成用の吐出波形、空打ち用の吐出波形のデータを含む）などが格納されている。ＲＯＭ７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。
【００４５】
メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００４６】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバである。図６では、装置内の各部に配置されるモータを代表して符号８８で図示している。
【００４７】
ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって、図１に示した後乾燥部４２のヒータなどを含む各種ヒータ８９を駆動するドライバである。
【００４８】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００４９】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００５０】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データがメモリ７４に記憶される。
【００５１】
メモリ７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）ごとのドットデータ（２値データ又はドットサイズの情報を含んだ多値データ）に変換される。
【００５２】
こうして、プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
【００５３】
ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられる印字データ（即ち、画像バッファメモリ８２に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド５０の各ノズル５１に対応する圧電素子５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００５４】
本例に示すインクジェット記録装置１０は、各圧電素子５８に共通の駆動波形信号を印加し、各圧電素子５８の吐出タイミングに応じて各圧電素子５８の個別電極に接続されたスイッチ素子のオンオフを切り換えることで、各圧電素子５８に対応するノズルからインクを吐出させる圧電素子５８の駆動方式が適用される。
【００５５】
ヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がヘッド５０に加えられることによって、該当するノズル５１からインクが吐出される。記録紙１６を所定の速度で搬送しながらヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１６上に画像が形成される。
【００５６】
上記のように、プリント制御部８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００５７】
印字検出部２４は、図１で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０及びシステムコントローラ７２に提供する。
【００５８】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【００５９】
〔ヘッド駆動部の構成〕
図７は本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるヘッド制御系の基本構成を示すブロック図である。
【００６０】
図７において、符号１１０は、１インク色の記録ヘッドを構成するヘッドモジュール（「インクジェットヘッド」に相当）である。複数個のヘッドモジュール１１０を紙幅方向に並べて繋ぎ合わせることにより、最大紙幅に対応した記録幅のシングルパス印字が可能なラインヘッドが構成される。
【００６１】
各ヘッドモジュール１１０には、それぞれ対応するヘッドドライブ回路１２０が設けられている。ヘッドドライブ回路１２０は、画像メモリ１２１（「画像データ送信手段」に相当）、画像制御回路１２２（「ラッチ信号出力手段」に相当）、波形メモリ１２４（「波形データ出力手段」に相当）、Ｄ／Ａ変換器１２６及びアンプ１２８を含んで構成される。
【００６２】
画像メモリ１２１には、印刷用イメージデータに展開された画像データが記憶される。
【００６３】
画像制御回路１２２は、ヘッドモジュール１１０のノズルにインク吐出用の画像データをセットするラッチ信号を発生する。データラッチのタイミングは規定の周期（例えば、周期Ｔ＝４０μｓ）に設定されており、画像制御回路１２２からヘッドモジュール１１０に対して一定周期でラッチ信号が与えられる。
【００６４】
波形メモリ１２４には、圧電素子を駆動するための駆動電圧波形のデジタルデータが記憶される。外部から入力されるプリントタイミング信号に合わせて波形メモリ１２４からＤ／Ａ変換器１２６へ波形データが出力されることにより、Ｄ／Ａ変換器１２６にて波形データからアナログ電圧波形へと変換される。Ｄ／Ａ変換器１２６の出力波形（アナログ電圧波形）はアンプ１２８によって圧電素子の駆動に適した所定の電流・電圧に増幅された後にヘッドモジュール１１０に供給される。
【００６５】
図８に示すように、ヘッドモジュール１１０内には、ノズルの開閉（吐出／非吐出）を決定する画像データを画像メモリ１２１（図７参照）部より受信し、ラッチ信号パルスの入力により前述の画像データを各ノズルに転送することでノズル開閉を制御する制御IC１１２が設けられ、更に、ノズルの圧電素子部（図８中符号１１４として図示）に駆動電圧を伝達する伝達路１１６が設けられている。
【００６６】
入力された画像データ、ラッチ信号によって開閉されたノズルに対して、ノズル個々の圧電素子（図４の符号５８参照）に駆動電圧が印加されることで、開放されたノズル部について当該圧電素子５８の変形によりノズルから液が吐出される。
【００６７】
なお、図７では記載が省略されているが、各ヘッドモジュール１１０に対応したヘッドドライブ回路１２０はそれぞれ同様の構成である。これら複数のヘッドドライブ回路１２０は、共通の制御回路１４０に接続されており、制御回路１４０からの制御を受けて動作する。即ち、複数のヘッドモジュール１１０は、制御回路１４０によって同時に制御される。
【００６８】
制御回路１４０は、プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ；Field Programmable Gate Array）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）により構成されている。この制御回路１４０は、所定の通信ポートを介して上位のホストＣＰＵ１５２と通信を行い、印刷用の画像データの取得や各種の制御信号等の取得を行う。ホストＣＰＵ１５２と制御回路１４０間の通信方式は、特に限定されず、例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＬＶＤＳ、ＣＡＮなど各種の通信インターフェースを適用できる。
【００６９】
印刷の際には、ヘッドドライブ回路１２０からヘッドモジュール１１０に対して画像データの転送、及び駆動波形の振幅データの転送を制御回路１４０の内部回路にて開始するが、図１２で説明したとおり、所望の画像データを印刷するためには、インク吐出する駆動波形の振幅（図１２中の符号１９０で示す振幅データの部分）が当該画像データの転送後となっている必要がある。
【００７０】
ヘッドドライブ回路１２０で用いる波形データは、上位のホストＣＰＵ１５２にて管理され、装置出荷時やシステムメンテナンス（修理・保守時）のタイミングでヘッドドライブ回路１２０の波形メモリ１２４へと転送され、ここに格納される。
【００７１】
印刷時に外部から入力されるプリントタイミング信号に応動して波形メモリ１２４からＤ／Ａ変換器１２６に出力される波形データは、通常、図１２で説明したラッチ信号を基準としたセットアップ（setup）時間とホールド（hold）時間の期間中、安定状態（バイアス電圧）となる条件を満たす。なお、図１２では、バイアス電圧のデジタル値（Ｄ／Ａ変換器１２６に入力される値を）「Hff」（１６進表記）、駆動電圧波形の波高値のデジタル値を「H00」（１６進表記）とした。
【００７２】
しかし、データ作成段階での不整合、通信時のデータ破壊、制御回路１４０の誤動作といった不確定な要素により、正常な波形データがＤ／Ａ変換器１２６に出力されないことが想定され、印刷物への影響が発生する懸念がある。
【００７３】
また、上記不具合の発生時に、原因解析のため波形データの整合性を監視する機能が必要となる。
【００７４】
かかる課題を解決するため、本実施形態の回路では、図７の構成に加えて、図９に示すように、制御回路１４０内に監視回路１６０を設け、波形メモリ１２４の出力とラッチ信号を監視回路１６０に入力する。こうして、Ｄ／Ａ変換器１２６にデジタル値にて入力される波形データを監視回路１６０にてリアルタイムに取得することでラッチ信号に対する波形データの整合性をチェックする。
【００７５】
即ち、制御回路１４０は、事前にホストＣＰＵ１５２からバイアス電圧値の情報と、ホールド時間の情報、及びセットアップ時間の情報を取得し、これら情報を記憶部１６２，１６３，１６４に記憶する。監視回路１６０は記憶部１６２〜１６４に設定されたバイアス電圧値の情報、ホールド時間の情報、及びセットアップ時間の情報を取得するとともに、ラッチ信号と波形メモリ１２４から出力される波形データを取得して、波形データの整合性を判定する。そして、不正な波形タイミングの場合には、ホストＣＰＵ１５２に対してエラー情報を出力する。
【００７６】
なお、図９では、１つのヘッドモジュール１１０のみを代表的に示すが、図７で説明したとおり、複数のヘッドモジュール１１０及びそれぞれに対応するヘッドドライブ回路１２０について図９と同様の構成となっている。
【００７７】
図１０は、波形データの整合性を監視する処理のフローチャートである。
【００７８】
所定の初期処理を行い印刷待機（スタンバイ）状態となってから（ステップＳ２１０）、監視回路１６０へパラメータの設定を行う（ステップＳ２１２）。即ち、波形タイミングの監視・判定に必要なバイアス電圧の値、セットアップ時間、ホールド時間の各値を示す情報をホストＣＰＵ１５２から取得する。ホストＣＰＵ１５２は必要に応じてこれらパラメータの値を適宜変更することができる。パラメータはヘッドモジュール１１０ごとに設定できる。
【００７９】
例えば、図１２においてラッチ信号の周期が４０μｓの場合、ホールド時間を１０μｓ、セットアップ時間を１０μｓ、バイアス電圧の値「Ｈff」（１６進表記）という具合に設定する。セットアップ時間及びホールド時間は、いずれもラッチ信号を基準としてラッチ信号からの相対時間（時間差）で規定される。セットアップ時間とホールド時間の時間長さは同じであってもよいし、異なる値でもよい。
【００８０】
図１０のステップＳ２１２の後、実際にプリントの処理が開始され、監視回路１６０はラッチ信号の検出を行う（ステップＳ２１４）。ラッチ信号が転送され、そのタイミングで監視が開始され、ステップＳ２１６に進む。ステップＳ２１６では、ホールド時間内において波形メモリ１２４からＤ／Ａ変換器１２６へ送られる駆動電圧データの値がバイアス電圧値に等しいか否かの判定を行う。
【００８１】
ホールド時間内の駆動電圧データがバイアス電圧と異なっている場合（Ｎｏ判定時）は、不正な波形タイミングであり、この場合、エラー通知処理（ステップＳ２２０）を行い、上位のホストＣＰＵ１５２にエラーを通知する。ホストＣＰＵ１５２は、エラー通知を受けると印刷を中止する制御を行う。
【００８２】
その一方、ステップＳ２１６の判定において、ホールド時間内の駆動電圧データがバイアス電圧と等しい場合は、正常な波形と判断し、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、次のラッチ信号が転送される前の規定時間（セットアップ時間）内において波形メモリ１２４からＤ／Ａ変換器１２６へ送られる駆動電圧データの値がバイアス電圧値に等しいか否かの判定を行う。
【００８３】
セットアップ時間内の駆動電圧データがバイアス電圧と異なっている場合（Ｎｏ判定時）は、不正な波形タイミングであり、この場合は、ステップＳ２２０に進み、上位のホストＣＰＵ１５２にエラーを通知する。これにより、印刷が中止され、処理が終了する（ステップＳ２２２）。
【００８４】
その一方、ステップＳ２１８の判定において、セットアップ時間内の駆動電圧データがバイアス電圧と等しい場合は、正常な波形と判断され、ステップＳ２２４に進む。
【００８５】
ステップＳ２２４では、印刷が完了したか否かの判定を行い、未完了（印刷中）であれば（Ｎｏ判定時）、ステップＳ２１４に戻って上記の処理（ステップＳ２１４〜ステップＳ２２４）を繰り返す。
【００８６】
印刷が完了し、ステップＳ２２４でＹｅｓ判定となると、処理が終了する（ステップＳ２２６）。
【００８７】
図７乃至図９では、１色分のヘッドについて説明したが、複数色のヘッドを備えるインクジェット記録装置１１０においては、各色別のヘッドごとに同様の構成が採用される。
【００８８】
即ち、図１１に示すように、各色ごとにホストＣＰＵ１５２_Ｃ、１５２_Ｍ、１５２_Ｙ、１５２_Ｋが設けられ、これらを統合する更に上位のホストジョブコントローラ１８０が設けられている。なお、図１１において、図７乃至図９に示した構成と同一又は類似の要素について、ＣＭＹＫのインク色の区別を示すサフィックス「_Ｃ」、「_Ｍ」、「_Ｙ」、「_Ｋ」を加えた同一の符号によって示した。
【００８９】
図７、図９、図１１で説明したホストＣＰＵ１５２、１５２_Ｃ、１５２_Ｍ、１５２_Ｙ、１５２_Ｋは、図６の「プリント制御部」に対応し、図１１におけるホストジョブコントローラ１８０は、図６の「システムコントローラ」に相当する。また、図７、図９に示した制御回路１４０と、これに繋がるヘッドドライブ回路１２０の組み合わせが「ヘッド駆動装置」に相当する。
【００９０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、プリントヘッドに送られる画像データ及びインク吐出波形データをプリント時にリアルタイムで監視することで波形データの信頼性を向上させる。
【００９１】
〔変形例〕
上記実施形態では、記録紙１６に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
【００９２】
また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（１回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置）を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。
【００９３】
また、「インクジェット記録装置」という用語の解釈においては、写真プリントやポスター印刷などのいわゆるグラフィック印刷の用途に限定されず、インクジェット方式によるレジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、微細構造物形成装置など、画像として把握できるパターンを形成し得る工業用途の装置も包含する。
【００９４】
〔付記〕
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【００９５】
（発明１)：複数のノズルを有するインクジェットヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子を動作させる駆動電圧の波形データを出力する波形データ出力手段と、前記各ノズルの吐出を制御するための画像データを前記インクジェットヘッドに送信する画像データ送信手段と、前記画像データの送信タイミングに対する前記波形データの振幅データの出力タイミングを監視し、規定条件を満たさない波形タイミングである場合にエラー情報を出力する監視手段と、を備えたことを特徴とするヘッド駆動装置。
【００９６】
圧力発生素子として、圧力室を変形される圧電素子を用いる態様や、サーマルジェット方式における発熱素子を用いる態様がある。
【００９７】
エラー情報は、上位のホスト装置等に通知され、これを受け記録動作（印刷処理）を中止する等の制御が可能である。
【００９８】
（発明２）：発明１に記載のヘッド駆動装置において、前記規定条件を定めるパラメータを記憶する記憶手段を備え、前記パラメータの変更により前記規定条件の設定を変更し得ることを特徴とするヘッド駆動装置。
【００９９】
エラー判定の判定条件となる「規定条件」を定めるパラメータは、必要に応じて任意に可変設定し得る構成とすることが望ましい。例えば、上位のホスト装置（ホストＣＰＵ）によってパラメータが可変設定される構成とする。
【０１００】
（発明３）：発明２に記載のヘッド駆動装置において、前記パラメータとして、前記波形データを監視するタイミングと駆動電圧値が設定されることを特徴とするヘッド駆動装置。
【０１０１】
具体的には、例えば、ラッチ信号から所定時間の期間について波形データを監視するものとし、この所定時間内の駆動電圧値がバイアス電圧に等しいか否かが判定される。
【０１０２】
（発明４）：発明１乃至３のいずれか１項に記載のヘッド駆動装置において、前記各ノズルに対応した画像データのラッチタイミングを定めるラッチ信号を出力するラッチ信号出力手段を備え、前記規定条件は、前記ラッチ信号を基準として所定時間内は駆動電圧がバイアス電圧であるという条件であることを特徴とするヘッド駆動装置。
【０１０３】
この場合、ラッチ信号を基準とする所定時間（ホールド時間又はセットアップ時間）を規定する値やバイアス電圧値が記憶手段にセットされる。
【０１０４】
（発明５）：発明１乃至４のいずれか１項に記載のヘッド駆動装置を備え、複数の前記インクジェットヘッドを同時に制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【０１０５】
インクジェット記録装置に用いるプリントヘッド（記録ヘッド）の構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口（ノズル）を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺のヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。
【０１０６】
これら複数個のヘッドモジュールについて、共通の監視回路によって同時に制御することが可能である。
【０１０７】
なお、フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
【０１０８】
「記録媒体」は、ヘッドの吐出口から吐出される液滴の付着を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。
【０１０９】
記録媒体とヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別にヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２】図１に示すインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図
【図３】ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図４】図３中４−４線に沿う断面図
【図５】図３(ａ)に示したノズル配列の拡大図
【図６】図１に示すインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図７】ヘッド制御系の基本構成を示すブロック図
【図８】ヘッドモジュールの構成図
【図９】本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置の構成を示す回路ブロック図
【図１０】画像データに対する波形データの整合性を監視する処理のフローチャート
【図１１】複数色のヘッドを有する構成の説明図
【図１２】画像データの転送、ラッチ信号、駆動波形のタイミングチャート図
【符号の説明】
【０１１１】
１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，５０…ヘッド、５８…圧電素子、７２…システムコントローラ、８０…プリント制御部、１１０…ヘッドモジュール、１２０…ヘッドドライブ回路、１２１…画像メモリ、１２２…画像制御回路、１２４…波形メモリ、１２６Ｄ／Ａ変換器、１２８…アンプ、１４０…制御回路、１５２…ホストＣＰＵ、１６０…監視回路、１６２，１６３，１６４…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010069792.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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