(57)【要約】  簡易な構成で、複数の制御基板それぞれへのタイミング信号の伝送に時間差を生じることなく、電磁的な問題を解決することを目的とし、ラインヘッドシステム２を制御するコントローラ３と、コントローラ３から制御基板２２に対し、画像データを含むデータ信号Ｓｄ、及びノズル２１ａ間でインク滴吐出の同期をとるタイミング信号Ｓｔを伝送する伝送手段４とを備え、伝送手段４は、少なくともタイミング信号Ｓｔを伝送する金属ケーブル４２と、コントローラ３と複数の制御基板２２とをデイジーチェーン接続して少なくともデータ信号Ｓｄを伝送する光ファイバ４１とを有する。
2009128351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドを複数並設したラインヘッド、及び対応する前記記録ヘッドを制御する複数の制御基板を有するラインヘッドシステムと、
前記ラインヘッドシステムを制御するコントローラと、
前記コントローラから前記制御基板に対し、画像データを含むデータ信号、及び前記ノズル間で液滴吐出の同期をとるタイミング信号を伝送する伝送手段と、
を備える画像記録装置であって、
前記伝送手段は、少なくとも前記タイミング信号を伝送する金属ケーブルと、前記コントローラと前記複数の制御基板とをデイジーチェーン接続して少なくとも前記データ信号を伝送する光通信ケーブルと、を有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記金属ケーブルは、前記コントローラと前記複数の制御基板とを１対多に接続することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記金属ケーブルは、前記コントローラと前記複数の制御基板との中途部分に配設された中継基板を介して、当該中継基板と前記複数の制御基板とを１対多に接続することを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記制御基板に給電するための電源ケーブルを有し、該電源ケーブルは、前記金属ケーブルに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ等の画像記録装置では、複数の記録ヘッドを並設して、同期するノズルを増やすことで、記録の高速化や高解像度化を図ったラインヘッド方式のものが知られている。【０００３】
このラインヘッド方式の画像記録装置では、記録の高速化や高解像度化に対応して、記録ヘッドを制御する制御基板への信号線に大量のデータが高速で流れる。また、特に産業分野での利用において、一般に記録媒体が大きいことや印字に高精度が要求されること等から装置が大型化し、信号線が長尺になる。【０００４】
このとき、信号線として金属ケーブルを用いていると、この金属ケーブルを形成する金属導線により大量で高速のデータが長距離に亘って伝送されるので、電磁的な干渉による信号波形の鈍りや、ケーブルからの放射ノイズによる外部への障害等の電磁的な問題が発生する。【０００５】
そこで、上記の電磁的な問題を回避するために、信号線として光ファイバを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の画像記録装置は１つの記録ヘッドしか備えておらず、複数の記録ヘッドを備えるラインヘッド方式に対応する構成となっていない。そして、この特許文献１に記載の構成を単純にラインヘッド方式の画像記録装置に適用すると、図５に示すように、装置を制御するコントローラ１１０と、各記録ヘッド１２０を制御する制御基板１３０それぞれとを光ファイバ１４０で接続する必要が生じ、光ファイバ１４０や光電変換素子の数量が多くなり、装置のコストアップや複雑化に繋がってしまう。【０００８】
これに対し、図６に示すように、光ファイバ１４０をデイジーチェーン接続によりループ状に配設すると、上記のコストアップや複雑化といった問題は解決される。ところが、この構成では、図７に示すように、上流側の制御基板１３０からデータ信号Ｓｄ及びタイミング信号Ｓｔを含む信号全体が順次光電変換されて伝送されていくので、ノズル間で液滴吐出の同期をとるタイミング信号Ｓｔの各制御基板１３０への伝送に時間差Ｔｄが生じてしまう。【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、単純に光ファイバを信号線として用いる場合に比べ簡易な構成で、複数の制御基板それぞれへのタイミング信号の伝送に時間差を生じることなく、電磁的な問題を解決することができる画像記録装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
複数のノズルから液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドを複数並設したラインヘッド、及び対応する前記記録ヘッドを制御する複数の制御基板を有するラインヘッドシステムと、
前記ラインヘッドシステムを制御するコントローラと、
前記コントローラから前記制御基板に対し、画像データを含むデータ信号、及び前記ノズル間で液滴吐出の同期をとるタイミング信号を伝送する伝送手段と、
を備える画像記録装置であって、
前記伝送手段は、少なくとも前記タイミング信号を伝送する金属ケーブルと、前記コントローラと前記複数の制御基板とをデイジーチェーン接続して少なくとも前記データ信号を伝送する光通信ケーブルと、を有することを特徴とする。【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、
前記金属ケーブルは、前記コントローラと前記複数の制御基板とを１対多に接続することを特徴とする。【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像記録装置であって、
前記金属ケーブルは、前記コントローラと前記複数の制御基板との中途部分に配設された中継基板を介して、当該中継基板と前記複数の制御基板とを１対多に接続することを特徴とする。【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像記録装置であって、
前記制御基板に給電するための電源ケーブルを有し、該電源ケーブルは、前記金属ケーブルに一体的に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光通信ケーブルはコントローラと複数の制御基板とをデイジーチェーン接続しているので、当該複数の制御基板と接続するための光ファイバや光電変換素子の設置数を最小限にすることができる。したがって、単純に光ファイバを信号線として用いる場合に比べ簡易な構成とすることができる。また、大量で高速のデータ信号は光通信ケーブルによって、比較的低周波の周期パルスであるタイミング信号は金属ケーブルによって各制御基板に伝送されるので、タイミング信号をデータ信号と分離して伝送させつつ、信号波形の鈍りやケーブルからの放射ノイズによる障害等を防止できる。したがって、複数の制御基板それぞれへのタイミング信号の伝送に時間差を生じることなく、電磁的な問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態における画像記録装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態におけるラインヘッドの下面図である。
【図３】実施の形態における制御基板の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態における制御基板への信号の伝送例を示すタイミングチャートである。
【図５】コントローラと複数の制御基板とを単純に光ファイバで接続した例を示す図である。
【図６】コントローラと複数の制御基板とを光ファイバでデイジーチェーン接続した例を示す図である。
【図７】図６における制御基板への信号の伝送例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る画像記録装置１の概略構成図である。
【００１８】
この図に示すように、画像記録装置１は、ラインヘッドシステム２と、コントローラ３と、伝送手段４とを備えている。この画像記録装置１は、コントローラ３が伝送手段４を介してラインヘッドシステム２を制御することにより、図示しない記録媒体に所定の画像を記録するものである。
【００１９】
ラインヘッドシステム２は、複数のヘッド２１を有するラインヘッド２０と、各ヘッド２１を制御する複数の制御基板２２とを備えている。
【００２０】
ラインヘッド２０は、図２に示すように、各ヘッド２１のノズル面２１ｂに直線状に配列された複数のノズル２１ａが方向Ｙへ一列に並びつつ各ノズル面２１ｂが下方向きに同一平面を形成するよう、複数のヘッド２１が設けられて構成されている。なお、本実施の形態においては、便宜的にヘッド２１の数をｎ個、ノズル２１ａの数を５個とする。また、以下の説明においては、各ヘッド２１を区別して、図２の左端（又は図１の上端）から順に第１ヘッド２１１、第２ヘッド２１２、第３ヘッド２１３、・・・第ｎヘッド２１ｎとする。
【００２１】
このラインヘッド２０は、図示しない記録媒体をノズル面２１ｂに対向させて方向Ｘへ搬送しながらノズル２１ａからインク滴を吐出することで、当該記録媒体に画像を記録するようになっている。なお、ラインヘッド２０は、隣り合うヘッド２１の方向Ｘへの位置を交互に反対方向へずらすことで、当該ヘッド２１を千鳥状に配設して構成してもよい。
【００２２】
制御基板２２は、図１に示すように、各ヘッド２１に１つずつ接続され、対応するヘッド２１を制御するよう構成されている。なお、以下の説明においては、各制御基板２２を区別して、図１の上端から順に第１制御基板２２１、第２制御基板２２２、第３制御基板２２３、・・・第ｎ制御基板２２ｎとする。
【００２３】
この制御基板２２は、図３に示すように、受光素子２３、発光素子２４、光電変換素子２５ａ，２５ｂ、データ制御ブロック２６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２７、及び波形生成ブロック２８を備えている。
【００２４】
受光素子２３及び発光素子２４は、それぞれ後述の光ファイバ４１に接続されて当該光ファイバ４１に対し受光及び発光を行う。ここで、複数の制御基板２２のうち第１制御基板２２１に設けられた受光素子２３は、光ファイバ４１を介してコントローラ３と接続され、残る第２制御基板２２２〜第ｎ制御基板２２ｎに設けられた受光素子２３は、それぞれ光ファイバ４１を介して第１制御基板２２１〜第ｎ−１制御基板２２ｎ−１の発光素子２４と接続されている（図１参照）。また、第ｎ制御基板２２ｎに設けられた発光素子２４は、光ファイバ４１を介してコントローラ３と接続されている（図１参照）。
【００２５】
データ制御ブロック２６は、光電変換素子２５ａを介して受光素子２３と接続され、光電変換素子２５ｂを介して発光素子２４と接続されるとともに、ＲＡＭ２７及び波形生成ブロック２８とも接続されている。このデータ制御ブロック２６は、受光素子２３が受光して光電変換素子２５ａで光電変換された後述の全データ信号ＳｄをＲＡＭ２７に保存するとともに、対応するヘッド２１の駆動に用いるデータ信号ＳｄのみをＲＡＭ２７から抽出して波形生成ブロック２８へ出力する。また、データ抽出がなされた全データ信号Ｓｄは、発光素子２４から発光されるよう当該発光素子２４側の光電変換素子２５ｂへ出力される。
【００２６】
波形生成ブロック２８は、後述する金属ケーブル４２を通じ中継基板４３を介してコントローラ３と接続されるとともに、当該波形生成ブロック２８が備わる制御基板２２に対応するヘッド２１及びデータ制御ブロック２６とも接続されている（図１参照）。この波形生成ブロック２８は、コントローラ３から送信される後述のタイミング信号Ｓｔをトリガーとして、データ制御ブロック２６が出力するデータ信号Ｓｄからノズル２１ａの駆動のためのノズル駆動パルスＳｎを生成して、対応するヘッド２１へ出力する。
【００２７】
コントローラ３は、図１に示すように、伝送手段４を介してラインヘッドシステム２の制御基板２２と接続されて当該ラインヘッドシステム２を制御するパソコンである。このコントローラ３は、制御基板２２に対し、画像データを含むデータ信号Ｓｄ及び全ノズル２１ａ間でインク滴吐出の同期をとるタイミング信号Ｓｔを送信するとともに、必要な制御を行う。なお、本実施の形態においては、コントローラ３がタイミング信号Ｓｔを送信しているが、当該タイミング信号Ｓｔは、例えば、図示しない記録媒体の搬送装置から出力されるエンコーダ信号などから生成されるのが一般的である。
【００２８】
伝送手段４は、光ファイバ４１と、金属ケーブル４２と、中継基板４３とから構成され、主に、コントローラ３から制御基板２２へのデータ信号Ｓｄ及びタイミング信号Ｓｔの伝送を行う。
【００２９】
光ファイバ４１は、コントローラ３と制御基板２２とを接続して、主に画像データを含むデータ信号Ｓｄを伝送する。この光ファイバ４１は、コントローラ３の出力端子（図示せず）と第１制御基板２２１の受光素子２３とを接続し、第１制御基板２２１〜第ｎ−１制御基板２２ｎ−１の各発光素子２４と第２制御基板２２２〜第ｎ制御基板２２ｎの各受光素子２３とを接続し、第ｎ制御基板２２ｎの発光素子２４とコントローラ３の入力端子（図示せず）とを接続するよう配線されている。つまり、光ファイバ４１は、コントローラ３と全ての制御基板２２とをループ状にデイジーチェーン接続している。
【００３０】
このように、光ファイバ４１は、コントローラ３と全ての制御基板２２とをデイジーチェーン接続しているので、全ての制御基板２２と接続するための光ファイバや光電変換素子の設置数を最小限にすることができ、データ信号Ｓｄを伝送できる。また、データ信号Ｓｄは、高速描画に対応するために大量のデータを含んで高速に送信される必要があるが、光ファイバ４１によって伝送されるので、金属導線による伝送と異なり、信号波形の鈍りやケーブルからの放射ノイズによる障害等を発生させることなく伝送される。
【００３１】
金属ケーブル４２は、中継基板４３を介してコントローラ３と各制御基板２２とを接続し、全ノズル２１ａ間でインク滴吐出の同期をとるタイミング信号Ｓｔを主に伝送する。この金属ケーブル４２は、コントローラ３及び中継基板４３を接続する金属ケーブル４２ａと、中継基板４３及び制御基板２２を１対多に接続するｎ本の金属ケーブル４２ｂとから構成されている。
【００３２】
これら金属ケーブル４２ａ，４２ｂは、いずれも金属導線から形成されている。但し、中継基板４３と各制御基板２２とを接続する金属ケーブル４２ｂには、後述する電源４４から各制御基板２２へ給電する電源ケーブル４４１がハーネス処理されて一体的に形成されている。このようにすれば、金属ケーブル４２ｂの配線と同時に電源ケーブル４４１も配線することができ、ケーブルの配線作業が効率的である。
【００３３】
また、金属ケーブル４２が伝送するタイミング信号Ｓｔは、比較的低周波の周期パルスである。したがって、光ファイバ４１によって伝送しなくとも、信号波形の鈍りやケーブルからの放射ノイズによる障害等は発生しない。加えて、このタイミング信号Ｓｔは、デイジーチェーン接続された光ファイバ４１でなく金属ケーブル４２によって各制御基板２２に伝送されるので、データ信号Ｓｄと分離しつつ各制御基板２２での受信に時間差を生じることなく伝送される。
【００３４】
中継基板４３は、コントローラ３と制御基板２２との中途部分に配設され、金属ケーブル４２ａを介してコントローラ３と接続されるとともに、金属ケーブル４２ｂを介して制御基板２２と１対多に接続されている。この中継基板４３は、図示しないバッファを内部に備え、コントローラ３から送信されるタイミング信号Ｓｔを、当該バッファを介して時間差を生じさせることなく分岐して、各制御基板２２へ送信する。このような中継基板４３を設けることにより、コントローラ３と各制御基板２２とを直接１対多に接続する必要がなくなり、接続に使用する金属ケーブル４２を短くすることができる。
【００３５】
また、中継基板４３は、各制御基板２２に給電する電源４４と、電源ケーブル４４１を介して接続されている。この電源ケーブル４４１は、中継基板４３内部で分岐され、タイミング信号Ｓｔを伝送する金属導線とハーネス処理されて、金属ケーブル４２ｂとして各制御基板２２へ配線されている。
【００３６】
続いて、画像記録装置１の作用について、図１〜図４を参照して説明する。ここで、図４は、各制御基板２２へのデータ信号Ｓｄ及びタイミング信号Ｓｔの伝送例を示すタイミングチャートである。
【００３７】
まず、コントローラ３は、全データ信号Ｓｄを光ファイバ４１を通じて第１制御基板２２１へ送信するとともに、タイミング信号Ｓｔを金属ケーブル４２ａを通じて中継基板４３へ送信する。
【００３８】
第１制御基板２２１へ送信された全データ信号Ｓｄは、データ制御ブロック２６によって第１ヘッド２１１の駆動に用いるデータ信号Ｓｄ（図４のデータ０１）のみが抽出され波形生成ブロック２８へ出力されるとともに、発光素子２４を介して第２制御基板２２２へ送信される。そして、第２制御基板２２２から第ｎ制御基板２２ｎにおいて、順次第１制御基板２２１におけると同様に、対応するヘッド２１の駆動に用いるデータ信号Ｓｄ（図４の網掛け部）のみが抽出され各波形生成ブロック２８へ出力される。このとき、各制御基板２２へ送信されるデータ信号Ｓｄは送信順に遅延を生じるものの、いずれもタイミング信号Ｓｔよりは早く送信されるため、当該遅延は波形生成ブロック２８によるノズル駆動パルスＳｎの生成には反映されない。
【００３９】
一方、中継基板４３へ送信されたタイミング信号Ｓｔは、中継基板４３で分岐され、金属ケーブル４２ｂを通じて、各制御基板２２の波形生成ブロック２８に対し時間差を生じることなく送信される。
【００４０】
各制御基板２２の波形生成ブロック２８は、中継基板４３から送信されるタイミング信号Ｓｔをトリガーとして、データ制御ブロック２６が出力するデータ信号Ｓｄからノズル２１ａの駆動のためのノズル駆動パルスＳｎを生成して、対応するヘッド２１へ出力する。そして、ヘッド２１は、入力されたノズル駆動パルスＳｎに応じてノズル２１ａから記録媒体へインク滴を吐出し、所定の画像を記録する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態における画像記録装置１によれば、全ての制御基板２２と接続するための光ファイバや光電変換素子の設置数を最小限にすることができるので、単純に光ファイバを信号線として用いる図５に示す場合に比べ簡易な構成とすることができる。また、タイミング信号Ｓｔをデータ信号Ｓｄと分離して伝送させつつ、信号波形の鈍りやケーブルからの放射ノイズによる障害等を防止できるので、各制御基板２２へのタイミング信号Ｓｔの伝送に時間差を生じることなく、電磁的な問題を解決することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、ヘッド２１と制御基板２２とを１対１に対応させているが、例えば、１つの制御基板２２を複数のヘッド２１に対応させてもよい。
【００４３】
また、その他の点についても、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像記録装置
２  ラインヘッドシステム
３  コントローラ
４  伝送手段
２０  ラインヘッド
２１  ヘッド（記録ヘッド）
２１ａ  ノズル
２２  制御基板
４１  光ファイバ（光通信ケーブル）
４２  金属ケーブル
４３  中継基板
４４１  電源ケーブル
Ｓｄ  データ信号
Ｓｔ  タイミング信号
【図１】
2009128351.tif 000003
【図２】
2009128351.tif 000004
【図３】
2009128351.tif 000005
【図４】
2009128351.tif 000006
【図５】
2009128351.tif 000007
【図６】
2009128351.tif 000008
【図７】
2009128351.tif 000009
【国際調査報告】
2009128351.tif 000010
2009128351.tif 000011
2009128351.tif 000012