(57)【要約】【課題】  ヘッド制御信号がノイズなどにより仕様範囲外の波形となってインク吐出制御部に入力された場合にヘッドが故障することを防止する制御方法を提供する。【解決手段】  印字ヘッド1で記録すべき画像データと画像データコントロール信号をシステムより供給し、印字ヘッドコントロール部111はそれらに応じて印字ヘッドからインクを吐出制御する。印字ヘッドコントロール部111で生成される印字ヘッドに対するインク吐出制御信号をヘッド内部の状態パルス検出部17で監視する。【選択図】  図６
2009148942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する印字ヘッドによる記録を行う記録装置であって、
前記記録装置は、
前記印字ヘッドで記録すべき画像データと制御信号を出力する制御手段と、前記画像データと前記制御信号に応じて前記印字ヘッドからインクを吐出制御する吐出制御手段とを備え、
前記印字ヘッドは、
前記吐出制御手段で生成される前記制御信号の状態を監視する状態監視手段と、前記状態監視手段の監視結果に基づいて、前記制御手段へ当該記録装置が所定の状態になったことを通知する通知手段とを備え、
前記状態監視手段は、
前記制御信号の履歴を格納する記憶手段を有し、前記制御信号のクロック信号が所定の周期及び回数にて入力されたことを調べる手段と、前記制御信号に含まれるブロックの駆動順序を調べる手段とを備える、
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記状態監視手段は、
前記監視結果に基づき、前記画像データや前記制御信号の転送を中止することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字ヘッドよりインクを吐出し記録紙等の印刷記録媒体に文字及び図形等を記録する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式の記録装置（プリンタ）は、垂直方向に多数のノズルを備えた印字ヘッドを有しており、この印字ヘッドを水平方向に移動させ、所定の紙送りを行うことで所望の印刷結果を得る。外部装置から入力された印刷データを展開してなるドットパターンデータに基づいて、印字ヘッドの各ノズルからインク滴がそれぞれ所定のタイミングで吐出され、これらの各インク滴が記録紙等の印刷記録媒体に着弾し付着することにより、印刷が行われる。
【０００３】
図３は、従来のインクジェット印字ヘッドを用いた記録装置における印字ヘッドの駆動制御の構成を示すブロック図である。画像データが生成され、記録動作を行うにあたり、外部装置はその画像データをプリンタに送信する。これに応じて、記録を行うためにプリンタの印字ヘッドコントロール部111のヒートトリガ生成部11では印字ヘッド1を駆動するためのヒートトリガ信号を生成する。この処理によってブロック信号生成部12、ヒートパルス信号生成部13、データ信号生成部14に対して信号の転送開始のタイミングが与えられ、これに同期して上述の各信号生成処理部が、各信号を印字ヘッド1のインク吐出制御部16に転送を開始する。
【０００４】
従来の記録装置では、プリンタの印字ヘッドコントロール部111のヒートトリガ生成部11に応じて適切な記録動作ができる反面、以下のような問題点があった。
【０００５】
インクジェット印字ヘッド1は、発熱による熱エネルギーにより吐出ノズル内にあるインクを発砲させ、発砲による圧力によりインク滴を吐出するものである。従って、熱エネルギーによるインク吐出制御部へのノイズの影響が無視できないことがある。
【０００６】
また、例えば、記録装置を制御する制御手段への入力電圧の瞬断、入力電圧に重畳してくる外来ノイズ、あるいは雷サージなどの原因により、コントローラ部4を制御する中央演算処理装置（不図示）が所望の制御が実行できず、インク吐出制御部が所望の動作を実行できない場合がある。
【０００７】
このような場合、インクジェット印字ヘッド3に供給するとヒートパルス信号に直流出力状態を引き起こし、吐出ヒータの吐出通電時間が長くなり、記録品位が低下するのはもちろん、吐出ヒータが故障してしまう可能性があった。
【０００８】
この対策の技術として、プリンタ側でヒートパルス信号の状態を監視し、その監視結果に基づいて、システム側へ通知するという方法がある（例えば、特許文献1参照。）。
【特許文献１】特開２０００−０１５７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来の技術では、プリンタ側でヒートパルス信号の状態を監視しているために、以下のような問題があった。インクジェットプリンタの用途の多様化に伴い、Ａ0以上の大型の印刷記録媒体に印字を行う場合を考慮すると、従来のインクジェットプリンタよりも筐体サイズが大型化する。筐体サイズの大型化により、プリンタのコントローラ部4とインクジェット印字ヘッド3間の伝送経路が長くなり、外来ノイズの影響を受けやすくなってしまう。
【００１０】
また、外来ノイズの影響によりヒートパルス信号のみでなく、クロック信号が規定数転送されないことや、同じブロック信号が連続して転送されてしまうなどの現象がおこり、インクジェット印字ヘッドを故障させてしまう場合があった。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、プリンタのコントローラ部とインクジェット印字ヘッド間の伝送経路が長くなった場合でもヘッドの故障に至る前に状態を検知できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の記録装置は、インクを吐出する印字ヘッドによる記録を行う記録装置であって、前記記録装置は、前記印字ヘッドで記録すべき画像データと制御信号を出力する制御手段と、前記画像データと前記制御信号に応じて前記印字ヘッドからインクを吐出制御する吐出制御手段とを備え、前記印字ヘッドは、前記吐出制御手段で生成される前記制御信号の状態を監視する状態監視手段と、前記状態監視手段の監視結果に基づいて、前記制御手段へ当該記録装置が所定の状態になったことを通知する通知手段とを備え、前記状態監視手段は、前記制御信号の履歴を格納する記憶手段を有し、前記制御信号のクロック信号が所定の周期及び回数にて入力されたことを調べる手段と、前記制御信号に含まれるブロックの駆動順序を調べる手段とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
以上の構成によれば、記録装置の本体にあるコントローラ部とインクジェット印字ヘッド間の伝送経路が長くなった場合でもヘッドの故障に至る前に状態を検知することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
なお、本明細書において、「プリント」とは、文字、図形等有無の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、またはプリント媒体の加工を行う場合を言うものとする。
【００１６】
また、「記録媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言う物とする。
【００１７】
さらに、「インク」とは、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、プリント媒体の加工、あるいはインクの処理に供される液体を言うものとする。
【００１８】
図2は、記録装置（インクジェット方式のプリンタ）の構造を概略的に示す斜視図である。図2において、１はインクを吐出してプリントを行うノズルを１つあるいは複数個有し、キャリッジ２に搭載されて走査され、記録媒体Ｐに記録を行う印字ヘッドである。２は、印字ヘッド１を搭載して主走査方向に走査するキャリッジ、３はキャリッジ２が主走査する際にガイドとなるキャリッジ軸である。４はエンコーダフィルムで、印字ヘッド１によるプリントタイミングを設定するのに使用される。7は搬送ローラ、８はプラテンである。９は印字ヘッド１の維持装置で、ヘッドのキャッピング、ヘッドのインク吐出面の払拭、さらにはヘッドの回復等を行っている。１０はヘッドキャップで、印字ヘッドにキャッピングを行うことにより、印字ヘッド１のノズルを密閉してインクの乾燥を防止している。
【００１９】
以上の構成により、プリント動作が開始されると、記録媒体Pは給紙ローラ（不図示）によって給紙位置へと給送され、搬送ローラ７によって所定のプリント開始位置まで搬送される。この搬送ローラ７によって記録可能領域へと搬送された記録媒体Pは、その下方からプラテン８によって支持される。
【００２０】
そして、キャリッジ２は、キャリッジモータ（不図示）の記録領域を含む走査領域を、矢印Q1、Q2で示す主走査方向に沿って往復移動を行い、その間にキャリッジ２に搭載された印字ヘッド１は、インク吐出口からその下方に位置する記録媒体Pに向けてインクを吐出し、これによって１走査分の記録が行なわれる。
【００２１】
また、１回の主走査が終了すると、記録媒体Pを矢印Rで示す副走査方向に一定量だけ記録媒体Pを搬送し、次の主走査に備える。これらの主走査と副走査を繰り返すことにより、記録が行なわれる。
【００２２】
図１は、本実施例におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。ホストコンピュータなどの外部装置120からは、インクジェット記録装置100にて記録すべき文字や画像等の記録データおよび制御データが送信され、これらがインクジェット記録装置100の受信バッファ101に蓄えられる。また、外部装置120から送信されたデータが正しく転送されているかどうかを確認するデータ、およびインクジェット記録装置100の動作状態を知らせるデータがインクジェット記録装置100から外部装置120に送信される。
【００２３】
受信バッファ101に蓄えられたデータは、ROM110等に格納されたプログラムに従って演算、判別、制御等の処理を行うCPU102の管理下において、印字ヘッドが主走査した時に記録を行うためのデータに加工され、RAM103内の記録部に記憶される。
【００２４】
記録部に記録されたデータは、印字ヘッドコントロール部111により印字ヘッドのヘッド部112に転送され、ヘッド部112を制御して文字や画像のデータを記録する。また、印字ヘッドコントロール部111は、印字ヘッド部112の状態を示す温度情報等を検出してCPU102に送り、印字ヘッドコントロール部111にその情報を伝達し、印字ヘッドのインク吐出動作を制御する。
【００２５】
また、CPU102は、タイミング補正値算出部200を含んでいる。タイミング補正値算出部200は、印字ヘッドコントロール部111内のタイミング補正部201を制御して、ホストコンピュータなどの外部装置120から受け取った印刷データにしたがった記録媒体への印刷を開始するのに先立ち、制御データ、センサ107で検出したデータに基づいて印字ヘッドのインク吐出タイミング補正量を算出し、RAM103内の記録部に記憶される。
【００２６】
また、機械コントロール部104は、CPU102からの指令によりキャリッジモータやLFモータ等の機械部105の駆動を制御する。センサコントロール部106は、各種センサからなるセンサ部107からの信号をCPU602に送る。なお、ここに示すセンサ部107には、キャリッジの位置を検出するエンコーダセンサなどのキャリッジ位置検出センサや、印字ヘッドと記録媒体の距離を計測するセンサも含む。
【００２７】
また、表示パネルコントロール部108は、CPU102からの指令により、操作・表示部のLEDや液晶表示素子等からなる表示部109等の駆動制御を行う。
【００２８】
次に、本発明の特徴的な構成の実施形態であるインクジェット記録装置における吐出タイミングの制御について説明する。なお、以下で示す吐出タイミング制御に関するデータの演算やその結果の記憶等は、図6のＣＰＵ102やRAM103内の記録部などを用いて行うことができる。
【００２９】
図４は印字ヘッド１で使用するヒータボードの概略構成例を示す模式図である。図４において、４０００は通常シリコンウェハチップで形成されるヒータボード、４００１はインク吐出用ヒータ群、４００２および４００３はヒータボードの長手方向の両端部に設けられヒータボード４０００を所定温度にまで加熱保温するためのサブヒータである。吐出用ヒータ群４００１、サブヒータ４００２および４００３は、同一の半導体成膜プロセスで形成される。
【００３０】
また、４００４はインク吐出用ヒータ各々への記録信号と駆動電圧に応じて吐出用ヒータに電流を流すヒータドライバ、４００５はブロック信号をデコードするデコード回路、４００６はこれらのヒータを制御する際に用いるシフトレジスタおよびラッチ回路、４００７は状態パルス検出回路である。ヒータドライバ４００４、デコード回路４００５、シフトレジスタおよびラッチ回路４００６、状態パルス検出回路４００７も半導体プロセスで形成される。４００８はキャリジ２側の電気接点部との接触部である電気コンタクトとヒータボード４０００上の配線とをボンディングワイヤ等で結線するための端子群である。
【００３１】
図５はヒータボード４０００の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００３２】
この制御回路では、印字ヘッド１が備える記録要素を１６個のブロックに分割し、各ブロックが１６個の記録要素を有するようにしてブロック分割駆動を行って記録を行うように制御する。従って、印字ヘッド１は１６Ｎ個の記録要素を備えていることになる。
【００３３】
図５に示すように、この制御回路は１６Ｎビットシフトレジスタ（以下、シフトレジスタという）５００７、１６Ｎビットラッチ回路（以下、ラッチ回路という）５００８、ブロック選択回路５００５、ドライバ回路５００４、ＡＮＤ回路５００６等を備えている。
【００３４】
さて、シフトレジスタ５００７には、プリンタ本体の駆動回路から画像信号（ＤＡＴＡ）とクロック信号（ＣＬＫ）が入力され、クロック信号（ＣＬＫ）に同期してシリアルに入力される画像信号（ＤＡＴＡ）を保持する。ラッチ回路５００８は、プリンタ本体の駆動回路からラッチ信号（ＬＴ）が入力されると、シフトレジスタ５００７に保持された画像信号（ＤＡＴＡ）をそのラッチ信号（ＬＴ）に対応してラッチする。このラッチされた画像信号が使用するノズルを選択する信号となる（以下、ノズル選択信号という）。
【００３５】
以下、説明を簡単にするために、Ｎ＝８として説明する。ブロック選択回路５００５には、プリンタ本体の駆動回路から各々二値の３つのブロック選択信号（ＢＥＮＢ０〜２）が入力され、これらブロック選択信号ＢＥＮＢ０〜２の組み合わせにより８つのブロック（Ｂｌｏｃｋ０〜７）のいずれかを指定する信号（Ｂｌｏｃｋ０〜７）が生成されて、これがＡＮＤ回路５００６に出力される。これらのブロックは、ノズル（或いは、そのノズルに設けられたインク吐出用ヒータ）に印字ヘッド１の端よりＳｅｇ．１、Ｓｅｇ．２と番号を付けていくと、下記のようにノズルを選択するように結線されている。
【００３６】
Ｂｌｏｃｋ０（ブロック０）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１、Ｓｅｇ．１６ｋ＋２
Ｂｌｏｃｋ１（ブロック１）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋３、Ｓｅｇ．１６ｋ＋４
Ｂｌｏｃｋ２（ブロック２）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋５、Ｓｅｇ．１６ｋ＋６
Ｂｌｏｃｋ３（ブロック３）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋７、Ｓｅｇ．１６ｋ＋８
Ｂｌｏｃｋ４（ブロック４）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋９、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１０
Ｂｌｏｃｋ５（ブロック５）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１１、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１２
Ｂｌｏｃｋ６（ブロック６）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１３、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１４
Ｂｌｏｃｋ７（ブロック７）：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１５、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１６
ここで、ｋは０〜（Ｎ−１）の整数である（但し、Ｎは２以上の正数）。
【００３７】
さらに、パルス信号（ＯＤＤ）及びパルス信号（ＥＶＥＮ）（以下、これら２つの信号を偶奇選択信号という）は、下記のようにノズルを選択するようにＡＮＤ回路５００６に結線されている。
【００３８】
ＯＤＤ  ：Ｓｅｇ．１６ｋ＋（２ｍ＋１）
ＥＶＥＮ：Ｓｅｇ．１６ｋ＋（２ｍ＋２）
ここで、ｍは０〜７の整数である。
【００３９】
従って、ブロック選択信号と偶奇選択信号を組み合わせることで、記録要素を１６個のブロックに分割させてノズルを選択する事が可能となる。このような、ブロック選択信号と偶奇選択信号を制御信号と表現している。
【００４０】
また、ヒートパルス信号（ＨＥ）はプリンタ本体の駆動回路から入力され、ＡＮＤ回路５００６に結線され、すべてのノズルを選択するように結線されている。
【００４１】
以上のことをまとめると、ノズル選択信号により使用するノズルが選択され、ブロック信号及び偶奇選択信号により同時に使用するノズル群の使用するタイミングを決定し、ブロック信号及び偶奇選択信号に同期してパルス信号を与えることで各電気熱変換素子（ヒータ）に印加するパルス波形が制御され、制御された電気熱変換素子はドライバアレイ回路５００４により電圧ＶＨが印加される。
【００４２】
また、４００２（ＳＵＢ１）および４００３（ＳＵＢ２）は、図４で示したヒータボード両端に位置している２つはサブヒータ４００２および４００３である。図５に示す様に直列結線されておりその１端は電圧ＶＨに結線され、もう１端は制御線（ＳＵＢＥＮＢ）に結線される。従って、ＳＵＢＥＮＢをＧＮＤに接続することによって、２つのサブヒータを同時に駆動することが可能となる。
【００４３】
図5は、本実施形態におけるインクジェット印字ヘッドを用いた記録装置における印字ヘッドの駆動制御の構成を示すブロック図である。画像データが生成され、記録動作を行うにあたり、外部装置はその画像データをプリンタに送信する。これに応じて、記録を行うためにプリンタの印字ヘッドコントロール部111のヒートトリガ生成部11では印字ヘッド1を駆動するためのヒートトリガ信号を生成する。この処理によってブロック信号生成部12、ヒートパルス信号生成部13、データ信号生成部14に対して信号の転送開始のタイミングが与えられ、これに同期して上述の各信号生成処理部が、各信号を印字ヘッド1のインク吐出制御部16に転送を開始する。上述した、ヒートトリガ信号も上述した制御信号に含まれる。
【００４４】
次に、ブロック信号生成部１２、ヒート信号生成部１３、データ信号生成部１５について説明する。ブロック信号生成部１２では、ブロック選択信号（ＢＥＮＢ０〜２）と偶奇選択信号（ＯＤＤ及びＥＶＥＮ）を生成して印字ヘッド１に転送する。ヒート信号生成部１３では、印字ヘッド１のインク吐出用ヒータを駆動する際のパルス幅を決定するヒート開始タイミング及びヒート終了タイミングを格納した、例えば、メモリ或いはレジスタなどのヒートパルスタイミング格納部１４からそのタイミングの情報を読み出してヒートパルス信号（ＨＥＮＢ）を生成する。
【００４５】
データ信号生成部１５ではホストから転送された画像データに基づいて記録素子を選択する信号となる画像信号（ＤＡＴＡ）の生成及び転送、画像信号（ＤＡＴＡ）を転送する際のクロック信号（ＣＬＫ）の生成及び転送、画像信号（ＤＡＴＡ）を印字ヘッド１内でラッチするタイミングを決めるラッチ信号（ＬＴ）を生成して転送する。
【００４６】
次に、状態パルス検出部17について説明する。ブロック信号監視部１９では、ブロック信号の順番を格納した、例えば、メモリ或いはレジスタなどのブロック信号格納部１８から情報を読み出して、ブロック信号生成部１２から転送されるブロック信号が同じブロック番号を連続して転送していないことを確認する。言換えると、ブロックの駆動順序が所望の順序であることを調べるのである。
【００４７】
ヒートパルスタイミング監視部２１では、印字ヘッド１のインク吐出用ヒータを駆動する際のパルス幅を決定するヒート開始タイミング及びヒート終了タイミングを格納する。例えば、メモリ或いはレジスタなどのヒートパルスタイミング格納部２０から情報を読み出して、ヒートパルス信号生成部１３から転送されるヒートパルス信号のタイミングを確認する。クロックタイミング監視部２１では、画像信号（ＤＡＴＡ）を転送する際のクロック信号（ＣＬＫ）のパルス幅及びクロック数を格納する。例えば、メモリ或いはレジスタなどのクロックタイミング格納部２２からそのタイミング情報を読み出して、データ信号生成部１５により生成及び転送されてきたクロック信号の監視を行う。このような信号の状態についての情報をメモリに格納し、その内容を調査する。例えば、クロック信号の周期や回数が入力されていることを調べる。
【００４８】
以上、説明したように、プリンタヘッド側に状態監視手段を持つことにより、印字ヘッドコントロールと印字ヘッド間の伝送経路が長くなった場合でもヘッドの故障に至る前に状態を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図２】記録装置の内部を概略的に示す斜視図である。
【図３】従来の記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】印字ヘッド１で使用するヒータボードの概略構成例を示す模式図である。
【図５】ヒータボード４０００の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】記録装置における印字ヘッドの駆動制御の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  印字ヘッド
１１  ヒートトリガ生成部
１２  ブロック信号生成部
１３  ヒートパルス信号生成部
１４  ヒートパルスタイミング格納部
１５  データ信号生成部
１６  インク吐出制御部
１７  状態パルス検出部
１８  ブロック信号格納部
１９  ブロック信号監視部
２０  ヒートパルスタイミング格納部
２１  ヒートパルスタイミング監視部
２２  クロックタイミング格納部
２３  クロックタイミング監視部
１００  本体部 
１０２  CPU
１０３  RAM
１１０  ＲＯＭ
１１１  印字ヘッドコントロール部
２００  タイミング補正値算出部
２０１  タイミング補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009148942.tif 000005
【図４】
2009148942.tif 000006
【図５】
2009148942.tif 000007
【図６】
2009148942.tif 000008