(57)【要約】【課題】記録ヘッドの消費電流の増加、駆動電圧の低下を防止する。【解決手段】前記記録素子に電力供給を行う二次電池を備えた記録ヘッドを走査させて記録を行う画像形成装置であって、二次電池に対して電力を供給する電源手段と、二次電池に対して電源供給線を接合する接合手段と、記録ヘッドの位置に応じて接合手段を接合させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子と前記記録素子を駆動する制御部と前記記録素子に電力供給を行う二次電池とを備えた記録ヘッドを走査させて記録を行う画像形成装置であって、
前記二次電池に対して電力を供給する電源手段と、
前記二次電池に対して電源供給線を接合する接合手段と、
前記記録ヘッドの位置に応じて、前記接合手段を接合させる制御手段とを備えることを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドのような記録手段によって記録を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヘッド（記録ヘッド）に縦方向の複数のノズルが備えられており、このノズルに付随するヒーターを昇温させる事で、インクの吐出を行う。このような記録ヘッドで記録を行うシリアルスキャン型のプリンタにおいては、ヒーターへの電圧供給を、ヘッドから物理的に離れた場所にある電源からプリンタ制御部等を経由し、比較的長いケーブルで供給している。このヘッドは、スキャン方向（記録用紙の搬送方向と垂直に走査させ印字を行う事）に移動させる為に、最終段のヘッドへの電圧供給はフレキシブルケーブルで供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、電源とヘッド電源が比較的長いケーブルでつながれており、近年におけるノズル数の増加によるヘッド電流の増大に伴い、電源とヘッド間の電圧降下が問題となる。
【０００４】
例としてヒーター数を１２８０ノズル×６色＝７６８０ノズル、ヒータ抵抗を１８０Ω、ヒーター電圧を１８Ｖとすると、１つのヒータに流れる電流は０．１Ａ、７６８０ヒーターの１／３２を最大同時印加数とすると、０．１Ａ×２４０＝２４Ａもの最大電流が流れ、ケーブル間の抵抗を０．２Ωとしても２４Ａ×０．２Ω＝４．８Ｖの電圧降下が生じる。このような電圧降下が生じると、ヒーターへ充分な電力供給を行うことができず、正規のインクの吐出が行われず、インク打ち込み量の低下及びインクの吐出方向等に影響を及ぼし正規の画像形成を行う事ができない。
【０００５】
また、これからのノズル増加によるヘッド電流の増加に対応するにはフレキシブルケーブルでヘッド電圧を供給するのは難しい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、縦方向に複数の記録素子を記録素子制御部に有し、該記録素子に電圧を印加し、記録媒体上をラスター方向に搬送しながら、該記録素子群により画像形成を行うシリアルスキャン型の画像形成装置であって、該記録制御部に電圧供給手段を備え、該電圧供給手段により該記録素子に電圧を印加する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、主に画像形成装置（例えばインクジェット方式のプリンター）の電気構成を示すブロック図である。１００はＨＯＳＴ（例えばパーソナルコンピューター）で、２値に展開された画像データをプリンタに対し転送し、あるいはプリンターからのステイタスなどの情報のやり取りを行う。
【０００８】
１０１はプリンタヘッド制御、モーター制御等行うプリンタ制御部である。続いてプリンタ制御部の構成を説明する。１０２は不図示のROM（メモリ）に格納されているプログラムを実行することでプリンタの制御を司るＣＰＵ、１０３は主にＨＯＳＴから転送される横並びの画像データをノズルの縦の方向に変換するＨＶ変換及び、画像メモリ（後述）の制御を行う画像処理ＩＣ、１０４はＨＯＳＴから転送される画像データ及びＨＶ変換後の画像データを格納する画像メモリ、１０５はＣＰＵに制御され各種モータに必要な電力を供給する為のモータードライバである。
【０００９】
また、１０６は実際に印字（記録）を行うヘッド（記録ヘッド）を制御するヘッド制御部であり、以下で構成される。１０７は、ヘッドのヒータに電流を供給する二次電池で、電源（後述）によりヘッドの充電位置でのみ充電される。１０８はプリンタ制御部の画像処理ＩＣと各種制御信号で接続され、画像処理ＩＣより転送された画像データを印字タイミングでヒータドライブトランジスタ（後述）をＯＮするヒーター制御部である。１０９はトランジスタで、コレクタ側にノズルを昇温させるヒータ（後述）が接続され、ヒータ制御部より出力されるＯＮ信号により、各ヒータに電流を供給するヒータドライブトランジスタである。１１０はノズルを暖めるヒーターであり、１２８０（ノズル）×６（色）個のヒーターで構成される。
【００１０】
また、１１１は電源であり、プリンタ制御部及びヘッド制御部の充電池に電力を供給し、１１２は接合部（例えばスイッチ）でり、ヘッドが充電位置に移動してきた時に、例えばＣＰＵからの指示信号で接合させることで、二次電池と電源との間に電源ラインができ、電源供給を開始する。１１３はヘッドをスキャン（印字方向にヘッドを走査させる）させる為のＣＲモータ（不図示）、記録用紙を搬送させるＬＦモーター（不図示）、その他のモーターである。
【００１１】
まずプリンタのパワーオン後、ＣＰＵは各モーターのイニシャライズ、ヘッドのイニシャライズ（ヘッド内部のノズルの詰まり等を除去する為に、インクを吸引、吐出等の回復動作を行う）の制御を行い、印字待機状態にしてＨＯＳＴからの印字開始コマンドを待機する。ＨＯＳＴは内部でのプリントジョブの発行後に画像処理ＩＣに対し、印字開始コマンドを発行する。画像処理ＩＣは内部の受信コマンドレジスタ部（不図示）に印字開始コマンドを格納し、ＣＰＵに対し割り込み信号（不図示）を出力する。ＣＰＵは画像処理ＩＣにレジスタアクセスを行い受信コマンドの内容である印字開始コマンドを読み取る。
【００１２】
次に、ＣＰＵはモータ制御信号（不図示）を各モータドライバに出力し、記録媒体（不図示）を印字位置であるヘッドの位置に搬送の制御を行う。記録媒体は記録用紙をロール上に巻いたロール紙、もしくは所定の大きさに切断されたカット紙である。
【００１３】
次に図２を用いて、ヘッドの走査やヘッドの充電位置について説明する。図２に示すように記録用紙上のヘッドは、記録用紙の搬送方向とは、垂直に移動する。また図２の位置Ａにヘッドがある時は、接合部によりヘッド内の二次電池と電源が接続され電池が充電される。ヘッド位置Ａ以外にヘッドが存在する時（印字動作中、不図示の回復動作を行う回復動作位置）は、図２の様に接合部はヘッド内の二次電池と離れる構成になっており充電はなされない。この位置Ａは接合部がインクで汚れない位置である。
【００１４】
なお、図２に示すようにデータ転送同期信号（ＣＬＫ）、ヒートパルス印加信号（ＨＥＡＴ０〜５）、画像データ（ＤＡＴＡ０〜５）はフレキシブルケーブルで、常時ヘッドに接続される。
【００１５】
ＣＰＵは記録用紙搬送後、ＣＲモータを動かすことでヘッドを図Ａの位置に移動させ、ヘッド内部の二次電池を充電する。尚本実施例における二次電池は、１スキャン時の最大インク吐出時に必要な電流を供給する事のできる高容量、急速充電可能な二次電池である。
【００１６】
そして、ＨＯＳＴは画像データ転送工程を開始する。まずＨＯＳＴは１ライン転送開始コマンドと色番号、Ｃ０を転送する。色番号は本実施例においては、６色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタ）での記録を可能としたのヘッドであるのでＣ０〜Ｃ５まで存在し、各ライン転送開始コマンドと共に転送する。
【００１７】
次に、ＣＰＵは１ラスター目の転送開始コマンドを、画像処理ＩＣを介して受信した後、画像処理ＩＣ内のレジスタに画像メモリのＣ０領域内の１ラスター目の画像データ転送開始アドレス（画像メモリ内のアドレス）を設定する。画像処理ＩＣは、３２ｂｉｔ単位で転送されるＣ０のラスター方向の画像データを、画像データ転送開始アドレスを基点に連続したアドレスに書込む。Ｃ１〜Ｃ５についても同様に１ラインの画像データを画像メモリに転送する。
【００１８】
この１ライン目の転送終了後、２ライン目の画像データを同様に転送する。以上を繰り返して、Ｃ０〜Ｃ５について、３２ライン分の画像データが溜まったところで、ラスター方向（ノズルの並びとは逆の方向）の画像データをノズルの並びの縦方向に変換する為のＨＶ変換を行う。
【００１９】
ＣＰＵはＨＶ変換のための諸設定を画像処理ＩＣに対し行い、ＨＶ変換工程を開始する。画像処理ＩＣは３２ｂｉｔ×３２のラスター方向の画像データを画像メモリから、画像処理ＩＣ内部に取り出し、ＨＶ変換を行い変換後の画像データを画像メモリに書込む。以上を繰り返し、Ｃ０〜Ｃ５までの６色、３２ライン分のＨＶ変換を行う。
【００２０】
同様にして、３２ライン以降のラスタ方向の画像データを順次画像メモリに貯え、３２ライン分の画像データが貯えられる毎にＨＶ変換を行う。以上の様にして、１２８０（ライン）×６（色）分の画像データが画像メモリに貯えられたら、印字工程を開始する。またＣＰＵ内にはあらかじめ、二次電池を充電するのに必要な時間Ｆｔが記憶されており、図２のイニシャライズ時における図Ａの位置で充電開始後Ｆｔ［ｓ］後に印字を開始する。ＣＰＵは画像処理ＩＣに印字開始位置、画像メモリの印字開始アドレス等を設定し、ヘッドをスキャン（図２のＡの位置からＢの位置へ移動させる）を開始する。画像処理ＩＣは、ヘッドに実装されたヘッド位置を示すエンコーダー（不図示）からの出力により、ヘッドの位置を管理しヘッドが印字開始位置の手前にきた時に、画像メモリにアクセスし印字を行う６色分の画像データを読み出し、画像処理ＩＣ内にバッファする。
【００２１】
次に画像処理ＩＣは、ＣＬＫ、ＤＡＴＡ０〜５信号により画像データをヘッド制御部内のヒーター制御部にシリアル転送し、印字タイミング時にＨＥＡＴ０〜５信号を出力する。ヒーター制御部ではシリアル転送された画像データをパラレル変換し、印字を行うノズルに対応したヒータドライブトランジスタをＨＥＡＴ０〜５が出力されたタイミングでオンする。
【００２２】
なお、ＤＡＴＡ０〜５はそれぞれ６色分の画像データ、ＨＥＡＴ０〜５は画像６色分のヒート信号であり、各色ヒートするタイミングをずらすことができる。そして、オンされたヒーターは対応するノズルを昇温させインクを吐出し印字を行う。同様にヘッドの位置が更新されると画像処理ＩＣは画像メモリより、対応する画像データを読み出しヘッドへ転送、印字を行う。以上を繰り返し、ヘッド位置を図２のＢの位置まで走査させ印字を行いつつ１スキャンを終了する。
【００２３】
次に、ＣＰＵはヘッド位置を図２のＡの位置まで走査させ、接合部により電源とヘッド内の二次電池を接続し、ＣＰＵの内部に記憶されたＦｔ［ｓ］充電する。次に記録用紙をＬＦモーター（不図示）を動かすことにより、記録幅分だけ移動させ、１スキャンと同様に２スキャン目を行う。尚画像データを間引きながら、同じ領域を複数回走査させスキャンさせるマルチパス方式の場合も同様に１スキャン（１走査）毎に充電を行いながら印字を行う。
【００２４】
以上のようにヘッドに実装された二次電池を１スキャン毎に充電し印字を行うことで、電源からのヘッドまでの比較的長い引き回しによる電圧降下を防ぐ事ができ、多ノズル化によるヘッド電流の増加に対応することが可能となる。
【００２５】
また、二次電池１０７と電源部１１１から電力供給を受けることが可能であり、電流の増加に対応することができる。そして、１スキャン毎に繰り返し充電されるために、二次電池の容量低下を避けることができ、安定して電力供給が可能となる。
【００２６】
以上のように、本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００２７】
［実施態様１］
縦方向に複数の記録素子を記録素子制御部に有し、該記録素子に電圧を印加し、記録媒体上をラスター方向に搬送しながら、該記録素子群により画像形成を行うシリアルスキャン型の画像形成装置であって、該記録制御部に電圧供給手段を備え、該電圧供給手段により該記録素子に電圧を印加することを特徴とした画像形成装置。
【００２８】
［実施態様２］
前記電圧供給手段に二次電池と該二次電池を充電する電源手段を備え、該電源手段により該二次電池を繰り返し充電することを特徴とした実施態様１に記載の画像形成装置。
【００２９】
［実施態様３］
前記記録素子制御部と前記電源手段を開閉する接続手段を備え、前記記録素子群が記録媒体上を走査する毎に、該接続手段により該電源手段と該二次電池を接続し充電することを特徴とした実施態様２に記載の画像形成装置。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、記録素子制御部までの電圧降下を防ぐことができ、正規のインクの吐出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の電気構成ブロック図
【図２】ヘッド位置とヘッド移動の説明図
【符号の説明】
１００  ＨＯＳＴ
１０１  プリンタ制御部
１０２  ＣＰＵ
１０３  画像処理ＩＣ
１０４  画像メモリ
１０５  モータードライバ
１０６  ヘッド制御部
１０７  電源
１０８  ヒーター制御部
１０９  ヒータードライブトランジスタ
１１０  ヒーター
１１１  電源
１１２  接合部
１１３  各種モーター
【図１】
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【図２】
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