JP2010149343A - インクジェット記録装置、及び、その装置における記録ヘッド制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い温度検知を適切なタイミングで行うことができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録ヘッドからのインク吐出を制御する制御信号を生成する第１の生成手段と、エンコーダによって出力された信号が示す位置に従って検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度を生成する第２の生成手段と、緊急度に応じてＡＤ変換させると判定された場合に制御信号の生成を停止する停止手段と、記録動作が行われていないと判定された場合に検出信号をＡＤ変換させ、行われていると判定された場合に記録動作が終了してからＡＤ変換させるよう制御するＡＤ変換制御手段と、ＡＤ変換が終了していると判定された場合に停止した制御信号の生成をただちに再開し、終了していないと判定された場合にＡＤ変換が終了してから制御信号の生成を再開する再開手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録ヘッドの駆動を制御するインクジェット記録装置、及び、その装置における記録ヘッド制御方法に関する。

近年、インクジェットプリンタは低価格化により広く普及し、既にホームユースとしては一般的な存在となっている。また、コピー機能を始め、ＩｒＤＡやコンパクトフラッシュ（登録商標）などの可搬性メディアからの直接のプリント機能などに対応して複合化が進んでおり、用途は単なる文書の印刷だけでなく写真のような画像も印刷されるようになっている。その中で、更なる画質の向上が求められている。

インクジェットプリンタの画質に大きく影響する要素の一つに、インクジェット記録ヘッドに設けられているノズルから吐出されるインク量の安定性がある。写真画質の向上を実現するためにはグラデーションを滑らかに印刷する必要がある。これは、イエロー・マゼンダ・シアンなど各色インクの吐出の液滴数の配分によって、グラデーションを滑らかに印刷することで実現する。この様に、吐出する液滴数でグラデーションを表現するため、各々の吐出量に誤差があるとなめらかなグラデーションを表現できなくなってしまう。

インクジェット記録ヘッドの方式の一つに、ノズル内に設けられたヒータを過熱し、この時に発生する気泡の力によりノズルからインクを吐出させるものがある。この方式ではヒータに加えられる熱量を制御することで気泡の発生量を制御し、その結果、吐出量を制御することができる。しかしながら、記録を続けているとノズル周辺の蓄熱、インクタンク内のインクの蓄熱、記録装置内の機内昇温などが吐出量に影響を与えてしまい、予め決められた熱量をヒータに印加し続けたとしても吐出量が変動してしまう。これを避けるために、インクジェット記録ヘッド近傍の温度を検知し、この温度情報を加味して、ヒータへ加える熱量を制御する必要がある。

インクジェット記録ヘッド近傍の温度を検出する構成として、ダイオードセンサなどの温度センサを記録ヘッド内に設けることがある。しかしながら、センサを機能させる電流は、記録ヘッドを駆動させる電流に比べて極めて小さく、ノイズを受けやすい。また、記録ヘッドへの記録データ転送は記録装置の速度向上のために数十ＭＨｚにもなるので、そのような駆動信号からのノイズの影響も大きい。

温度センサと記録ヘッドの駆動信号間でのこれらのノイズの影響を避けるために、従来は基板パターンやバイパスコンデンサで対策していたが、この方法は次のような課題を含んでいる。

・記録動作中のダイオードセンサの温度検出は、記録ヘッド駆動からのノイズの影響があるので精度が低い。従って、大きなマージンをもって制御する必要がある。そのため、記録ヘッドの温度を下げるための休止の時間と頻度が増大してしまう。

・基板パターンで対策する場合には、ノイズ源をグランドで囲むこと方法が用いられる。フレキシブル基板を用いる場合には、センサ信号の隣や、また、複数枚のフレキシブル基板を重ねている場合には、対向するフレキシブル基板の同位置に速度の速い信号を配置させない等の方法が用いられる。しかしながら、そのような方法は、同時にパターン設計の制約ともなってしまう。

・記録ヘッドへの記録データ転送のためのクロック信号などの波形は、波形の立上り時間より立下り時間の方が速い場合が多く、ダイオードセンサ信号に対しても、立下り時の影響が大きくなってしまう。従って、バイパスコンデンサのみの対策では、ノイズを平滑した結果がプラスかマイナスのいずれかに偏ってしまい、ノイズの影響を除去しきれない。

記録ヘッド駆動のノイズの影響を避ける構成として、記録ヘッドの駆動が行われていない期間を検知し、その期間に温度を検出するという構成がある。特許文献１の記載によれば、インクを吐出させるための加熱を制御するパルス信号がディスイネーブルである期間を検知し、その検知された期間に温度データをサンプリングすると記載されている。その方法によると、ノイズの発生源が存在しない期間に温度データをサンプリングするので、正確な温度を検知できると記載されている。

しかしながら、この提案では記録ヘッドを制御するパルス信号がディスイネーブルである期間を検知するのみである。よって、記録装置の高速化に伴って駆動信号が時間的に密になった場合や駆動が複雑化して駆動信号が増えた場合には、温度データのサンプリングに十分なディスイネーブル期間を得られないおそれがある。また、温度を検出した時のキャリッジの位置を検出していないので、記録パルス制御に反映させるための適切なキャリッジの位置を管理できていない。

次に、ノイズ源となる対象の信号を記録ヘッドの駆動信号だけでなくモータ駆動など他の駆動にまで広げた場合における構成がある。特許文献２の記載によれば、記録ヘッドやキャリッジを移動させるキャリッジモータ、記録媒体を搬送する搬送モータが駆動されていない場合にのみ、温度情報の信号を受信する。この方法によると、記録ヘッドのみならず他のノイズ源からのノイズの影響を受けることがなく、正確な温度測定ができると記載されている。

しかしながら、先述の構成と同様に、ノイズ源となる箇所のディスイネーブルである期間を検知するのみであるため、温度データのサンプリングに十分なディスイネーブル期間を得られないおそれがある。更に、特許文献２では、キャリッジモータと記録媒体を搬送する搬送モータについて述べられているが、最近の記録装置は動作の速度向上のため、キャリッジモータと搬送モータの切り替わり時には重なって動作する場合がある。従って、その場合には、ノイズ源のディスイネーブル期間が存在しなくなり、記録装置の温度制御ができなくなってしまう。また、特許文献２においても、温度を検出した時のキャリッジの位置を検出していないので、記録パルス制御に反映させるための適切なキャリッジの位置を管理できていない。

また、圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッドにおいて、インクノズルに設けられた吐出用の圧電素子の静電容量から温度を求める構成がある。特許文献３の記載によれば、圧電素子はインク吐出のために印加される駆動パルスにより電荷が蓄積されるが、温度によるこの電荷蓄積量の変化を検出して各ノズル毎の温度を検出することができると記載されている。

しかしながら、特許文献３においては、温度検出時のノイズについては全く述べられていない。また、上記と同様、温度を検出した時のキャリッジの位置を検出していないので、記録パルス制御に反映させるための適切な位置を管理できていない。
特開平７−２６６５６４号公報 特開平９−１９３３９５号公報 特許第３９４８９３９号公報

従来においては、温度データをサンプリングするのに必要とする時間幅を有する、駆動信号のディスイネーブル期間を得られない場合が生じてしまう。即ち、必要としているタイミングで温度データを得られない場合が生じる。さらに、温度を検出した時のインクジェット記録ヘッドの位置が不明であるので、駆動パルスの切り替えを適切なタイミングで行えないおそれがある。

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、精度の高い温度検知を適切なタイミングで行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、予め定められた方向に往復移動する記録ヘッドの位置を示す信号を出力するエンコーダと、前記記録ヘッドの温度を検出するセンサと、前記センサより検出された検出信号をＡＤ変換する変換部とを備えるインクジェット記録装置であって、前記エンコーダにより出力された信号に基づいて、前記記録ヘッドからのインク吐出を制御する制御信号を生成する第１の生成手段と、前記エンコーダによって出力された信号が示す位置に従って、前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度を生成する第２の生成手段と、前記緊急度に応じて、前記変換部にＡＤ変換させるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段による判定の結果、ＡＤ変換させると判定された場合に、前記第１の生成手段による制御信号の生成を停止する停止手段と、前記記録ヘッドによる記録動作が行われているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第２の判定手段による判定の結果、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていないと判定された場合に、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させ、一方、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていると判定された場合に、前記記録ヘッドの記録動作が終了してから、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させるよう制御するＡＤ変換制御手段と、前記ＡＤ変換が終了したか否かを判定する第３の判定手段と、前記第３の判定手段による判定の結果、ＡＤ変換が終了していると判定された場合に、前記停止手段によって停止した制御信号の生成をただちに再開し、一方、ＡＤ変換が終了していないと判定された場合に、ＡＤ変換が終了してから前記停止手段によって停止した制御信号の生成を再開する再開手段とを備える。

また、本発明に係る記録ヘッド制御方法は、予め定められた方向に往復移動する記録ヘッドの位置を示す信号を出力するエンコーダと、前記記録ヘッドの温度を検出するセンサと、前記センサより検出された検出信号をＡＤ変換する変換部とを備えるインクジェット記録装置において実行される記録ヘッド制御方法であって、前記エンコーダにより出力された信号に基づいて、前記記録ヘッドからのインク吐出を制御する制御信号を生成する第１の生成工程と、前記エンコーダによって出力された信号が示す位置に従って、前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度を生成する第２の生成工程と、前記緊急度に応じて、前記変換部にＡＤ変換させるか否かを判定する第１の判定工程と、前記第１の判定工程における判定の結果、ＡＤ変換させると判定された場合に、前記第１の生成工程における制御信号の生成を停止する停止工程と、前記記録ヘッドによる記録動作が行われているか否かを判定する第２の判定工程と、前記第２の判定工程における判定の結果、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていないと判定された場合に、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させ、一方、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていると判定された場合に、前記記録ヘッドの記録動作が終了してから、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させるよう制御するＡＤ変換制御工程と、前記ＡＤ変換が終了したか否かを判定する第３の判定工程と、前記第３の判定工程における判定の結果、ＡＤ変換が終了していると判定された場合に、前記停止工程において停止した制御信号の生成をただちに再開し、一方、ＡＤ変換が終了していないと判定された場合に、ＡＤ変換が終了してから前記停止工程において停止した制御信号の生成を再開する再開工程とを備える。

本発明によれば、精度の高い温度検知を適切なタイミングで行うことができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例では、インクジェット方式に従う記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意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、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録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、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置１の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。

記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置１はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施例の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。

図１に示されているように、キャリッジ２はキャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝達機構４の駆動ベルト７の一部に連結されており、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ってキャリッジ２の絶対位置を示すためのスケール８が備えられている。この実施例では、スケール８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。

また、記録装置１には、記録ヘッド３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられており、キャリッジモータＭ１の駆動力によって記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２が往復移動されると同時に、記録ヘッド３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。

さらに、図１において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラ、１５はバネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダ、１７は搬送ローラ１４の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。

またさらに、２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録媒体Ｐを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ２０は記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。

またさらに、記録装置１には、図１に示されているように、記録ヘッド３を搭載するキャリッジ２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の所望位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置１０が配設されている。

回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、キャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。

また、非記録動作時等には、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピング機構１１によるキャッピングすることによって、記録ヘッド３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１２はキャッピング機構１１の近傍に配され、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。

これらキャッピング機構１１及びワイピング機構１２により、記録ヘッド３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡＤ変換部６０６などで構成される。

また、図２において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションｈを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ１１０等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。また、６４４は、記録ヘッド３を駆動させるヘッドドライバである。また、記録ヘッド３は、上述の記録ヘッドの温度を検出する温度センサ１１０を含んでおり、温度センサ１１０により検出された検出信号はＡＤ変換部６０６に出力される。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＯＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

エンコーダ１０１は、キャリッジモータＭ１により予め定められた方向に往復移動されるキャリッジ２の位置を検出する。エンコーダ１０１により検出された位置を示す信号は、コントローラ６００に入力される。

なお、図１に示す構成は、インクカートリッジ６と記録ヘッド３とが分離可能な構成であるが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジを構成しても良い。 さらに、以下の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明するが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以下の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、その熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、本実施例においては、記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。

以下の実施例においては、インクジェット記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置情報を得るためのエンコーダと、単位時間当りのエンコーダのパルス数からキャリッジの速度を推定して記録ヘッド駆動信号を発生させるトリガ間隔を計算する構成を説明する。また、与えられたトリガ間隔から後述するヒートトリガを発生する構成と、ヒートトリガからインクジェット記録ヘッドの温度を検出するためのＡＤトリガを生成する構成について説明する。

図３は、温度検出信号とエンコーダ信号に基づく記録ヘッド制御の構成を示すブロック図である。位置検出部１０２、重み付け係数生成部１０３、ヒートトリガ間隔計算部１０４、ヒートトリガ／ＡＤトリガ選択部１０５、ＡＤトリガ発生部１０６、ヒートトリガ発生部１０８は、ＭＰＵ６０１とＡＳＩＣ６０３により実現される。１０１は、インクジェット記録ヘッドを搭載したキャリッジの移動によってパルス信号を発生するエンコーダである。１０２は、そのパルス信号の発生した数からキャリッジの位置を検出する位置検出部である。１０３は、キャリッジの位置に応じて、重み付け係数を生成する重み付け生成部である。１０４は、エンコーダ１０１から出力されるパルス信号の間隔から、記録ヘッド駆動信号生成部１０９へ駆動開始のタイミングを与えるヒートトリガの間隔を計算するヒートトリガ間隔計算部である。

１０５は、位置検出部１０２で求められたキャリッジ位置と重み付け係数生成部１０３で求められたキャリッジ位置による重み付け係数と上記ヒートトリガ間隔とからＡＤトリガ又はヒートトリガを発生するかを判断するヒートトリガ／ＡＤトリガ選択部である。ＡＤトリガは、温度検出のためのＡＤ変換部６０６へサンプリング開始のタイミングを与える信号である。また、ヒートトリガは、ヒート回路１１１にヘッド駆動信号を出力させるタイミングを与える信号である。

１０６は、ヒートトリガ／ＡＤトリガ選択部１０５により選択された場合に、ＡＤ変換部６０６へのＡＤトリガを発生するＡＤトリガ発生部である。例えば、本実施例においては、ＡＤトリガイネーブル信号によって、ＡＤトリガ発生部１０６が選択される。１０８は、ヒートトリガ／ＡＤトリガ選択部１０５により選択された場合に、記録ヘッド駆動信号生成部１０９へヒートトリガを発生するヒートトリガ発生部である。例えば、本実施例においては、ヒートトリガイネーブル信号によって、ヒートトリガ発生部１０８が選択される。３は、インクジェット記録ヘッドの駆動を行うヒート回路１１１とインクジェット記録ヘッドの温度を検出する温度センサ１１０を有するインクジェット記録ヘッドである。

図４は、記録ヘッド駆動信号が温度センサの出力に与えるノイズの概略を示す図である。ここでは一例として記録ヘッドへデータを転送するための記録ヘッドクロック信号により、温度センサの出力にノイズが加わっている様子を示している。駆動信号（記録ヘッドクロック信号）波形は立ち上がり時間より立下り時間の方が速い場合が多く、クロストークにより近傍の信号へ与える影響は立ち上がり時よりも立ち下がり時の方が大きい。結果として、ノイズの影響を受ける信号線のレベルは平均的に高くなるか低くなるかのいずれかに偏ってしまう。これはノイズ除去用のバイパスコンデンサを温度センサの出力に設けたとしても、ノイズが存在しないときに比べてレベルが高いか低いかの状態になり、正確な温度検出ができないことを意味する。

図５は、本実施例におけるＡＤサンプリングを開始する動作を説明する図である。まず、図５において、エンコーダ波形とヒートトリガ間隔との関係を説明する。本実施例の記録装置において、あるエンコーダ周期の時間間隔をエンコーダの１周期中に発生させるヒートトリガのパルス数で均等割りし、その均等割りされた間隔を、そのエンコーダ周期の次の周期で発生させるヒートトリガ間隔として適用する。例えば、図５は、Ｔ０〜Ｔ３の時間間隔を、エンコーダの１周期中に発生させるヒートトリガのパルス数の４で除した値が各々次の周期で適用される様子を示している。

ところで、キャリッジの移動スピードはメカ振動などにより変動しているので一定ではない。図５に示すように、Ｔ０とＴ１の間隔は同じであるが、Ｔ１よりＴ２の時間間隔が長くなっている。また、Ｔ３では、再び時間間隔が短くなっている。このような状況ではエンコーダ周期の切り替わる部分のヒートトリガ間隔が一様でなくなる。図５において、周期Ｔ２における４パルス目のヒートトリガと周期Ｔ３における１パルス目のヒートトリガとの間隔Ａは、Ｔ１／４よりも大きくなっている。また、周期Ｔ３の４パルス目のヒートトリガと次の１パルス目のヒートトリガとの間隔は、Ｔ２／４よりも小さくなっている。

このような場合に、ヒートトリガ間隔の急峻な変化を緩和するために、ヒートトリガ間隔が短くなってしまう箇所の後段の周期において、その周期に発生されるヒートトリガ群を遅らせている。例えば、図５においては、ｔｄだけ周期の開始より遅らせている。周期の開始からｔｄだけ遅らせることにより、間隔Ｂから間隔Ｂ’として、上記のような間隔の狭まりを緩和している。以上のように間隔の狭まりが緩和されたヒートトリガの生成は、本実施例における第１の生成手段の一例である。

図５においては、エンコーダカウンタ値、ＡＤトリガ、重み付けカウンタ、レジスタ値、ＡＤステータスが示されている。ＡＤトリガとは、温度センサの出力をサンプリングするＡＤ変換部へのＡＤサンプリング開始のタイミングを与える信号である。重み付けカウンタとは、そのＡＤトリガを発生するか否かを判定することに用いられるエンコーダのカウンタ値を重み付けている。また、レジスタ値とは、ＡＤ変換部へＡＤトリガを加えた時に、ラッチされたエンコーダのカウンタ値である。ＡＤステータスとは、ＡＤ変換部へのＡＤサンプリング中である状態を示す信号である。

図５では、周期Ｔ２内の最後のヒートトリガから周期Ｔ３の最初のヒートトリガまでの間隔が広くなっている。これは、周期Ｔ２が開始され、エンコーダのＡ相およびＢ相の立ち上がり／立下りのタイミングに基づいて、周期Ｔ２の時間を実測することにより予測できる。そして、その実測された時間を、温度センサにより出力されたデータのサンプリングに必要な時間と比較して、ＡＤ変換部へＡＤトリガを加えるか否かを判定する。その結果、ＡＤ変換部によりＡＤ変換を開始すると判定した場合には、ＡＤトリガを発生させる。

また、本実施例においては、ＡＤトリガの発生を判定する際に、記録装置のキャリッジ位置も考慮している。インクジェット方式の記録では記録ヘッドの温度により吐出量が左右されるので、記録動作中も記録ヘッドの温度に応じて、吐出のためのエネルギー量を制御する必要がある。そのような場合に、１ラスタ（一走査区間）を複数ブロックに分けて、各ブロックごとに投入エネルギー量を制御する方式がある。

従って、その場合、分割された各ブロックの終端までに記録ヘッドの温度を検出する必要があり、更には、各ブロックの終端付近で温度測定が行われることが望ましい。本実施例においては、エンコーダカウンタの他に、カウントされた値を重み付ける重み付けカウンタを有している。この重み付けカウンタ値と上述のヒートトリガ間隔とからＡＤトリガの発生を判定する。また、本実施例においては、ＡＤトリガを発生させた場合に、発生させた時点でのエンコーダカウンタ値をラッチする。そのことにより、記録ヘッドの温度情報とその情報を得た位置を正確に取得することができる。

図６は、図５で説明した実施例において、ＡＤ変換部へのＡＤサンプリングが所定の時間内に終了できない場合の制御について説明する図である。

図５では、ＡＤ変換部へのＡＤサンプリング開始は、エンコーダ周期内のヒートトリガ間隔とエンコーダ信号のＡ相Ｂ相の立ち上がり／立下りのタイミングから予測されているが、この予測は、保証されたものではない。従って、ＡＤ変換部へのサンプリング中に次のエンコーダ周期のヒートトリガタイミングに到達してしまうおそれがある。そのため、本実施例においては、ＡＤ変換部がＡＤサンプリングを開始した場合には、そのＡＤサンプリングを終了するまで、ヒートトリガの発生を抑止し、ＡＤサンプリング中に次のエンコーダ周期のヒートトリガが発生することを防いでいる。

そのために、本実施例においては、図６に示すように、ＡＤステータス信号をモニタし、ＡＤ変換部へのＡＤサンプリング動作を検知している。例えば、周期Ｔ３の最初のヒートトリガのタイミングがＡＤ変換部のＡＤサンプリング中であるとする。その場合に、ＡＤステータスがＡＤサンプリング終了（例えばハイレベルからローレベルに変化）を示すまで待機し、ＡＤステータスがＡＤサンプリング終了を示すと、ヒートトリガを再び発生させる。図６は、その結果、周期Ｔ３におけるヒートトリガの発生がｔａｄだけ遅れた様子を示している。本実施例においては、このようにＡＤステータス信号の変化に従って、ＡＤサンプリングを停止または再開している。

次に、図７及び図８を用いて、図５で説明した重み付けの構成について説明する。

まず、図７を用いて、エンコーダカウンタを説明する。図７の上段は、エンコーダフィルムを示し、図７の下段は、エンコーダフィルム上各位置でのエンコーダカウンタの各ビットの状態を示す。本実施例においては、先述のブロック別の特別なカウンタは設けず、エンコーダカウンタの上位ビットから必要ビット数をブロック毎の識別用として割り当てている。例えば、図７では、上位３ビットを割当てることで、１ラスタを８ブロックに分割している。また、エンコーダカウンタの上位４ビット目から最下位ビットまでは各ブロック内での位置を示すカウンタ値とみなすことができる。このカウンタ値が示す位置に応じて、図８で説明する制御を行う。

図８は、記録のための制御を開始させるヒートトリガイネーブル信号Ｈｔｒｇと、温度を検出するためのＡＤ変換を開始させるＡＤトリガイネーブル信号ＡＤｔｒｇを選択して出力する構成を示すブロック図である。図８は、図３に示すＭＰＵ６０１およびＡＳＩＣ６０３において実現される。

ヒートトリガイネーブル信号またはＡＤトリガイネーブル信号は、図７で説明したエンコーダカウンタ、各ブロック内の位置に応じた重み付け係数、閾値、キャリッジの速度から算出されたヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇの情報に基づいて選択される。エンコーダカウンタ値は、ラスタ上のキャリッジの位置を示すが、前述の上位３ビットをマスクすることで、ラスタ上の各ブロック内のどの位置にキャリッジがあるかを検出することができる。ここでは、上位３ビットをマスクした結果、取得される下位ｎビットを抽出する（ブロック７０１）。

この下位ｎビットに、重み付け１〜３（レジスタ７０２に格納）の値をカウンタ値と比較して、各ブロック内の位置に応じたレベル信号を出力する（ブロック７０５）。本実施例においては、ブロック内のより後端に近い位置にキャリッジがある方がレベルが高くなるように重み付けの値が設定されている。以上のような各ブロック内の位置に応じたレベル信号の出力は、本実施例における第２の生成手段の一例である。

ブロック７０６では、このレベル信号の値が予めレジスタ７０３に設定してある閾値０〜３と比較され、温度サンプリングしなければならない緊急度が判定される。ここで、最も高い閾値０よりも高い場合には、他の条件に寄らず、ただちにＡＤトリガイネーブル信号を活性化して温度のサンプリングを開始する。また、閾値０ではない場合は、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇに応じて、ヒートトリガイネーブル信号を活性化するか、ＡＤトリガイネーブル信号を活性化するかを選択する。ヒートトリガイネーブル信号が活性化されると、図３に示すヒートトリガ発生部からヒートトリガが出力される。また、ＡＤトリガイネーブル信号が活性化されると図３に示すＡＤトリガ発生部からＡＤトリガが出力される。

ブロック７０５から出力されたレベル信号が低く、ヒートトリガ間隔が狭いほど、ヒートトリガを優先して発行するようにヒートトリガイネーブル信号が活性化される。また、レベル信号が高い場合には、ヒートトリガ間隔が狭い場合でも、ＡＤサンプリングを優先するようにＡＤトリガイネーブル信号が活性化される。ＡＤサンプリングが行われた場合には、上述のように、次のヒートトリガはそのＡＤサンプリングが終了するまで遅延される。

本実施例においては、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇを予めレジスタ７０４に設定してある閾値ａ〜ｃと比較する。閾値ａ〜ｃの選択をレベル信号と閾値１〜３との比較結果の後で行うことにより、走査方向に向かって各ブロック内の終端に近い位置で温度検出を行うことを実現している。また、閾値ａ〜ｃはファームウェアで変更できるので、各記録モードに適した制御を行うことができる。

図９は、本実施例におけるＡＤサンプリングを開始するまでの処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ８０１において、まず、エンコーダカウンタ値を取得する。ステップＳ８０２において、このエンコーダカウンタ値から１ラスタを複数のブロックに分割したとき、各ブロック内の位置をカウントするのに必要なｎビットを抽出する。ステップＳ８０３において、抽出されたｎビットをレジスタ７０２に書き込まれている重み付け１〜３までの値と比較を行ってレベルを決定する。これにより、重み付け１〜３と比較されて生成されるレベル信号は、ＡＤサンプリングしなければならない緊急度を示すことになる。

ステップＳ８０４において、決定されたレベルとレジスタ７０３に格納されている閾値０〜３と比較してＡＤサンプリング開始の緊急度を決定する。ここでは、閾値０〜３は、エンコーダカウンタ値から抽出されたｎビットが、各ブロック内でキャリッジがブロック後端に近づくにつれて大きい値が設定されている。本実施例においては、閾値０が、ブロック内でＡＤサンプリングを完了するのに可能な範囲で最後端の位置を示す値とする（即ち、閾値０〜３のうち最も大きい値を有する）。

ステップＳ８０５において、抽出されたｎビットが閾値０の値より大きい場合には、直ちにＡＤサンプリングを開始する必要があると判断してステップＳ８１３に進む。ステップＳ８１３においては、記録ヘッドの記録動作中であるか否かを判定する。ステップＳ８１３の処理は、本実施例における第２の判定手段の一例である。ここで、記録動作中でないと判定された場合には、ステップＳ８１４において、ＡＤステータスフラグを例えば「１」に設定して、ＡＤサンプリングを開始する。一方、記録動作中であると判定された場合には、記録動作の終了を待ってからステップＳ８１４に進み、ＡＤサンプリングを開始する。ステップＳ８１４の処理は、本実施例におけるＡＤ変換制御手段の一例である。

ステップＳ８１５において、ＡＤサンプリングが終了したか否かを判定する。ここで、ＡＤサンプリングが終了していないと判定された場合には、ＡＤサンプリングが終了するまでステップＳ８１５を繰り返す。一方、ＡＤサンプリングが終了したと判定された場合には、ステップＳ８１６に進み、ＡＤステータスフラグを例えば「０」にリセットして、再び、ステップＳ８０１に戻る。ステップＳ８１５の処理は、本実施例における第３の判定手段の一例である。

再び、ステップＳ８０５を説明する。ステップＳ８０５において、閾値０の値以下の場合には、ステップＳ８０６に進む。ステップＳ８０６に進んだ場合には、キャリッジの位置するブロック内において、ＡＤサンプリングを開始するタイミングに余裕があると判断される。また、ステップＳ８０６において、現在のエンコーダ周期のフェーズでの最終ヒートトリガと次のフェーズでの最初のヒートトリガとのヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇを取得する。

ステップＳ８０７において、抽出されたｎビットが閾値１の値より大きいか否かを判定する。ここで、閾値１の値より大きいと判定された場合には、ステップＳ８１０に進む。ステップＳ８１０において、ヒートトリガ間隔ＴｈｔｒｇがＡＤサンプリングを行うのに十分な時間があるか否かにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。ＡＤサンプリングの開始の判断を行うために、本実施例においては、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇと予めレジスタ７０４に格納された閾値ａと比較することにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。

ステップＳ８１０において、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇが閾値ａより大きい場合には、ＡＤサンプリングを開始する必要があると判断してステップＳ８１３に進む。一方、閾値ａ以下である場合には、ステップＳ８０１に戻る。ステップＳ８０７において、抽出されたｎビットが閾値１以下である場合には、ステップＳ８０８に進む。

ステップＳ８０８において、抽出されたｎビットが閾値２の値より大きいか否かを判定する。ここで、閾値２の値より大きいと判定された場合には、ステップＳ８１１に進む。ステップＳ８１１において、ヒートトリガ間隔ＴｈｔｒｇがＡＤサンプリングを行うのに十分な時間があるか否かにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。ＡＤサンプリングの開始の判断を行うために、本実施例においては、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇと予めレジスタ７０４に格納された閾値ｂと比較することにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。

ステップＳ８１１において、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇが閾値ｂより大きい場合には、ＡＤサンプリングを開始する必要があると判断してステップＳ８１３に進む。一方、閾値ｂ以下である場合には、ステップＳ８０１に戻る。ステップＳ８０８において、抽出されたｎビットが閾値２の値以下である場合には、ステップＳ８０９に進む。

ステップＳ８０９において、抽出されたｎビットが閾値３の値より大きいか否かを判定する。ここで、閾値３の値より大きいと判定された場合には、ステップＳ８１２に進む。ステップＳ８１２において、ヒートトリガ間隔ＴｈｔｒｇがＡＤサンプリングを行うのに十分な時間があるか否かにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。ＡＤサンプリングの開始の判断を行うために、本実施例においては、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇと予めレジスタ７０４に格納された閾値ｃと比較することにより、ＡＤサンプリングの開始を判断する。

ステップＳ８１２において、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇが閾値ｃより大きい場合には、ＡＤサンプリングを開始する必要があると判断してステップＳ８１３に進む。一方、閾値ｂ以下である場合には、ステップＳ８０１に戻る。ステップＳ８０９において、抽出されたｎビットが閾値３の値以下である場合には、ステップＳ８０１に戻る。

本実施例において、基準値となる閾値ａ〜ｃは、「ａ＜ｂ＜ｃ」の関係になっていて、閾値０〜３の値との比較結果に応じて選択される。即ち、ＡＤサンプリングの緊急度が高いほど、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇが狭くてもＡＤサンプリングを開始する。

ステップＳ８０５、Ｓ８０７、Ｓ８０８、Ｓ８０９の処理は、本実施例における第１の判定手段の一例である。また、Ｓ８１０〜Ｓ８１２の処理は、本実施例における第４の判定手段の一例である。

本実施例では、ＡＤサンプリングの緊急度を示すレベル信号を決定する際に、閾値０〜３として４種類の値をレジスタ７０３に用意した。それらの閾値数は、４種類以外であっても良い。また、記録モードなどに応じて、ファームウェアで適宜書き換えても良い。更に、ヒートトリガ間隔Ｔｈｔｒｇを閾値ａ〜ｃと比較しているが、これも３種類以外であっても良い。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 温度検出信号とエンコーダ信号に基づく記録ヘッド制御の構成を示すブロック図である。 記録ヘッド駆動信号が温度センサの出力に与えるノイズの概略を示す図である。 本実施例におけるＡＤサンプリングを開始する動作を説明する図である。 ＡＤ変換部へのＡＤサンプリングが所定の時間内に終了できない場合の図５の動作について説明する。 エンコーダカウンタを説明する図である。 ヒートトリガＨｔｒｇと、ＡＤトリガＡＤｔｒｇを選択して出力する構成を示すブロック図である。 本実施例におけるＡＤサンプリングを開始するまでの処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
１０１ エンコーダ
１０２ 位置検出部
１０３ 重み付け係数生成部
１０４ ヒートトリガ間隔計算部
１０５ ヒートトリガ／ＡＤトリガ選択部
１０６ ＡＤトリガ発生部
１０８ ヒートトリガ発生部
１０９ 記録ヘッド駆動信号生成部
１１０ 記録ヘッド
６００ コントローラ
６０１ ＭＰＵ
６０２ ＲＯＭ
６０３ ＡＳＩＣ
６０４ ＲＡＭ
６０５ システムバス
６０５ ＡＤ変換部
６１０ ホスト装置
６１１ インタフェース

Claims (5)

1. 予め定められた方向に往復移動する記録ヘッドの位置を示す信号を出力するエンコーダと、前記記録ヘッドの温度を検出するセンサと、前記センサより検出された検出信号をＡＤ変換する変換部とを備えるインクジェット記録装置であって、
   前記エンコーダにより出力された信号に基づいて、前記記録ヘッドからのインク吐出を制御する制御信号を生成する第１の生成手段と、
   前記エンコーダにより出力された信号が示す位置に従って、前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度を生成する第２の生成手段と、
   前記緊急度に応じて、前記変換部にＡＤ変換させるか否かを判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段による判定の結果、ＡＤ変換させると判定された場合に、前記第１の生成手段による制御信号の生成を停止する停止手段と、
   前記記録ヘッドによる記録動作が行われているか否かを判定する第２の判定手段と、
   前記第２の判定手段による判定の結果、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていないと判定された場合に、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させ、一方、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていると判定された場合に、前記記録ヘッドの記録動作が終了してから、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させるよう制御するＡＤ変換制御手段と、
   前記ＡＤ変換が終了したか否かを判定する第３の判定手段と、
   前記第３の判定手段による判定の結果、ＡＤ変換が終了していると判定された場合に、前記停止手段によって停止した制御信号の生成をただちに再開し、一方、ＡＤ変換が終了していないと判定された場合に、ＡＤ変換が終了してから前記停止手段によって停止した制御信号の生成を再開する再開手段と
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１の判定手段は、
   前記緊急度が最も高い場合に、ただちに前記変換部にＡＤ変換させると判定し、一方、前記緊急度が最も高い緊急度でない場合に、前記第１の生成手段により生成された制御信号の周期を予め定められた基準値と比較し、前記周期が前記基準値より大きい場合に、前記変換部にＡＤ変換させると判定する第４の判定手段を更に備え、
   前記基準値は、前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度が低くなるほど大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度は、前記記録ヘッドが走査する一走査区間を複数に分割した１つのブロック内における位置が、走査方向に向かって前記ブロックの後端に近づくほど、高く設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記第１の判定手段による判定の結果、前記変換部にＡＤ変換させると判定された場合に、当該判定された時点での、前記エンコーダによって出力された信号が示す位置を記憶領域に格納する格納手段を、更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 予め定められた方向に往復移動する記録ヘッドの位置を示す信号を出力するエンコーダと、前記記録ヘッドの温度を検出するセンサと、前記センサより検出された検出信号をＡＤ変換する変換部とを備えるインクジェット記録装置において実行される記録ヘッド制御方法であって、
   前記エンコーダにより出力された信号に基づいて、前記記録ヘッドからのインク吐出を制御する制御信号を生成する第１の生成工程と、
   前記エンコーダにより出力された信号が示す位置に従って、前記検出信号をＡＤ変換しなければならない緊急度を生成する第２の生成工程と、
   前記緊急度に応じて、前記変換部にＡＤ変換させるか否かを判定する第１の判定工程と、
   前記第１の判定工程における判定の結果、ＡＤ変換させると判定された場合に、前記第１の生成工程における制御信号の生成を停止する停止工程と、
   前記記録ヘッドによる記録動作が行われているか否かを判定する第２の判定工程と、
   前記第２の判定工程における判定の結果、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていないと判定された場合に、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させ、一方、前記記録ヘッドによる記録動作が行われていると判定された場合に、前記記録ヘッドの記録動作が終了してから、前記検出信号を前記変換部によりＡＤ変換させるよう制御するＡＤ変換制御工程と、
   前記ＡＤ変換が終了したか否かを判定する第３の判定工程と、
   前記第３の判定工程における判定の結果、ＡＤ変換が終了していると判定された場合に、前記停止工程において停止した制御信号の生成をただちに再開し、一方、ＡＤ変換が終了していないと判定された場合に、ＡＤ変換が終了してから前記停止工程において停止した制御信号の生成を再開する再開工程と
   を備えることを特徴とする記録ヘッド制御方法。

Images