JP2010158817A - 記録装置および記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】複数の記録ヘッドの各々の複数の記録素子を時分割駆動した場合にも記録ヘッド間で当該時分割駆動に起因する記録の位置ずれを防止する。
【解決手段】ヘッド駆動信号生成回路１２０７は、時分割選択回路１２１１を介して全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する。また、吐出タイミング調整回路１２０４は複数の記録ヘッド相互の位置ずれ量を示す位置ずれ情報（レジ調整値１２０２）に応じて、記録素子列の有効利用範囲を設定する。時分割順序設定データラッチ回路９０９〜９１２および時分割選択回路１２１１は、時分割駆動タイミング調整手段として、位置ずれ情報に応じて、各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の記録素子を含む記録素子列を有する記録ヘッドを複数個並列に並べて画像を記録する記録装置およびそのための記録ヘッドに関する。

このような複数の記録ヘッドを搭載した記録装置では、各々の記録ヘッドは用紙に対して物理的な位置が異なる。したがって、複数の記録ヘッドで一つの画像を分担して記録しようとすると、ある基準とする記録ヘッドの記録する画像部分に対して、他の記録ヘッドの記録する画像部分が所定の位置からずれてしまう事態が生じうる。これは、通常、複数の記録ヘッドの相互の画像記録位置が、設計上の理想位置に対してメカ的な誤差（位置ずれ）を有するからである。このようなずれはレジストレーションずれとして知られている。

記録素子列としてノズル列を有するインクジェット記録方式の記録装置において、レジストレーションずれは、レジストレーション調整と呼ぶ微小な量のインク吐出位置の電気的調整により補正される。

例えば、ラインプリンタの如く連続的に搬送される記録媒体に対してライン型の記録ヘッドが静止した状態で画像記録するような記録装置では、Ｘ方向（記録幅方向またはノズル列方向）の調整と、Ｙ方向（記録媒体の搬送方向）のレジストレーション調整が行なわれる。具体的には、レジストレーション調整用のテストパターンの記録を行い、ユーザがそのテストパターンの記録物から画像の位置ずれ量を視覚的に判断し、その結果をホストコンピュータに入力して、インク吐出位置の補正を行う。

また、従来のラインプリンタに搭載される記録ヘッドでは、Ｘ方向における位置ずれを考慮して、実印字幅より広い記録可能サイズ、例えばノズル列の両端に３２ドット程度の予備ノズルを持っている。ノズルとはインクを吐出する口を意味し、印字データの１画素に相当するインクがノズルより吐出される。記録ヘッドが位置ずれの無い基準位置に取り付けられていた場合、前記予備ノズルは使用されない。これに対し、基準位置よりずれて取り付けられた記録ヘッドについてはこの予備ノズルを使用する。その結果、記録ヘッドへＸ方向の画像データを転送する際には、この予備ノズル分の無効データ“Ｎｕｌｌデータ”も含めて転送することになる。したがって、予備ノズルを使用する場合は、両端の“Ｎｕｌｌデータ”のサイズを変える（これにより、ノズル列に対する印字データの位置も変わる）ことで位置ずれの補正を行ってきた。（特許文献１参照）

特開平８−１３２６８８号公報

しかしながら、従来の位置ずれ補正方法では次のような改善すべき課題がある。

まず、ラインプリンタに搭載される記録ヘッドは、通常、ノズル列の長さが記録媒体の幅全体に亘る幅広の記録ヘッドであるため、全てのノズルから同時にインクを吐出するには、多大な電流を供給できる構成が必要となる。このため、従来は複数回に分けて全てのノズルから吐出させる時分割駆動を行っている。この時分割駆動は、記録ヘッドの外部から入力される制御信号に同期して特定のノズルからインクが吐出する仕様である。各ノズルがどの制御信号に同期するかは、記録ヘッドの設計時点で決められている。

ラインプリンタにおいてこの時分割駆動による記録を行った場合、同じ記録ヘッドのノズルであっても、時分割駆動によりノズルによって吐出タイミングは異なる。一方、ノズルから吐出されるインクが着弾する記録媒体は連続的に搬送される為、その搬送方向（Ｙ方向）において時分割の異なる吐出タイミング毎に着弾ずれが発生することとなる。

記録ヘッドのＸ方向における位置ずれが無い場合、Ｙ方向に隣接する各々の記録ヘッドの同位置のノズルは同一の時分割信号を受けるため、時分割駆動による着弾ずれは発生しない。しかし、Ｘ方向における位置ずれがある場合、従来は両端に予備用として設けられた予備ノズルの“Ｎｕｌｌデータ”のサイズを変える。これにより、印字データ全体をノズル列方向にシフトし（すなわち、記録素子列の有効利用範囲を移動させ）、位置ずれの補正を行うことになる。

しかし、このような印字データのシフトは行っても、時分割駆動はそのままであるため、Ｙ方向の同一列のノズル（ずれた後の状態）についての各記録ヘッドの時分割駆動が別のタイミングとなった場合、それらのノズルについてはＹ方向での本来の着弾位置からの着弾ずれを発生することになる。

この着弾ずれは、記録装置の更なる高速化、特に単色インクのライン記録ヘッドを複数本搭載してラスタ単位に記録を行う高速単色記録装置においては、顕著に発生してしまうこととなる。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、記録媒体上に複数の記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置において、各記録ヘッドの複数の記録素子を時分割駆動した場合にも記録ヘッド間で当該時分割駆動に起因する記録の位置ずれを防止することにある。

本発明による記録装置は、各々記録素子列を有する複数の記録ヘッドに対して相対的に移動する記録媒体上に前記複数の記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置において、各記録ヘッドの全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する時分割駆動手段と、記録素子列に沿った方向における前記複数の記録ヘッド相互の位置ずれ量を示す位置ずれ情報に応じて、記録素子列の有効利用範囲を設定する位置ずれ調整手段と、前記位置ずれ情報に応じて、各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する時分割駆動タイミング調整手段とを備えたことを特徴とする。

記録素子列に沿った方向における複数の記録ヘッド相互の位置ずれ量に応じて位置ずれ調整手段が記録素子列の有効利用範囲を調整することに伴って、時分割駆動タイミング調整手段が各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する。これにより、位置ずれ調整と時分割駆動との組み合わせにより生じる、記録素子列に沿った方向と直交する方向での記録の位置ずれが防止される。

より具体的には、前記時分割駆動タイミング調整手段は、前記全ての記録素子の各々に対する時分割駆動を行うタイミングを任意に決定する時分割順序設定データを設定するタイミング設定手段を有する。これにより、記録素子毎に所望の分割駆動タイミングを設定することができる。

前記タイミング調整手段は、各記録素子の時分割駆動を行うタイミングを指定する複数ビットの時分割駆動信号に対して、同数ビットの任意のデータを設定するデータ設定回路と、各ビット単位に前記時分割駆動信号と前記任意のデータとの一致を検出する一致検出回路を各記録素子毎に有する構成とすることができる。これにより、各記録素子に対して当該一致検出回路の出力で所定の記録素子の時分割駆動の有効化を行う。

前記データ設定回路における設定値は、各記録ヘッドの時分割駆動手段における時分割数と同一の調整幅を持つものである。

前記複数の記録ヘッドは、例えば、同一色の画像記録を複数本のライン型記録ヘッドであり、当該複数の記録ヘッドにより１ラスタ毎に順次分担して画像形成するものである。

本発明による記録ヘッドは、記録媒体上に画像を記録する記録素子列と、全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する時分割駆動手段と、外部から与えられた位置ずれ情報に応じて記録素子列の有効利用範囲を設定する位置ずれ調整手段と、前記位置ずれ情報に応じて、各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する時分割駆動タイミング調整手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録素子列に沿った方向における複数の記録ヘッド相互の位置ずれに応じて記録素子列の有効利用範囲を調整することと時分割駆動とを組み合わせて行う記録装置において、その組み合わせにより生じる、記録素子列に沿った方向と直交する方向での記録の位置ずれを防止することができる。その結果、複数の記録ヘッド相互間のメカ的な取付誤差における画像のずれを更に改善できるだけでなく、記録素子列の時分割駆動時の弊害も防止することができる。

特にラインプリンタの如く高速に記録動作可能な記録装置の場合、画質が飛躍的に向上する。

本発明の記録装置は、高速で且つ高画質のラベルプリンタや大判のカラープリンタ等、特にラインプリンタへの利用で高画質化の実現が可能である。

本実施の形態における記録装置記録部の概念を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における記録装置の電気的ブロック図をホストＰＣとともに示した図である。 複数の記録ヘッドが夫々担当するラスタを順次記録していき、一つの画像を形成する様子を示した図である。 従来の記録ヘッドの構成についての説明図である。 １つのＣｅｌｌの回路構成の説明図である。 ライン型の記録ヘッドの全ノズルよりインクを吐出する場合の画像を示す図である。 ライン型の記録ヘッドの全ノズルよりインクを吐出する場合の着弾位置のずれについての説明図である。 複数の記録ヘッドにおける記録において発生する着弾ずれを示す図である。 本発明の実施の形態における時分割順序設定データについて示す図である。 本発明の実施の形態における時分割順序設定データの設定方法を示すタイミングチャートである。 本発明における時分割信号の関係を表すタイミングチャートである。 本発明における記録ヘッドの制御回路の電気的な回路構成図である。 フルカラー記録装置における記録ヘッド間のずれを示す図である。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の具体的な相対配置、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施の形態における記録装置の記録部を模式的に示した斜視図である。ここでは、熱エネルギーを利用したインク吐出方式であるインクジェット記録方式の記録装置について説明する。

本実施の形態の記録装置は、各々記録素子列を有する複数の記録ヘッドに対して相対的に移動する記録媒体上に複数の記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置である。この記録装置の記録部１００は同一色のインク（例えばブラック）を吐出する４本の記録ヘッド１０１〜１０４を備えている。記録動作中、これらの記録ヘッドは図の位置に静止したまま画像を記録する。

図示の例では、記録媒体としての用紙は、ロール状に巻かれたロール紙１０５の台紙上に仮付けされた複数のラベル１０６である。このロール紙１０５が記録ヘッド方向に繰り出され、その後、搬送モータ１０８およびフィードローラ１０９により定速度搬送される。さらにロール紙１０５は記録ヘッド１０１〜１０４の下部を通過時に記録ヘッドによる記録が行われる。その通過後、記録済みのラベル１０７が連続的に排紙される。用紙先端検知センサ１１１により、搬送されてくるラベル１０６の先端が検知されると、搬送モータ１０８のモータ軸に結合されたロータリエンコーダ１１０の出力に同期して、各記録ヘッド１０１〜１０４は各々の担当ラスタを記録する。用紙先端検知センサ１１２は、用紙搬送経路において記録ヘッドの下流に配置され、用紙のジャム検出などに用いられる。

図２は、本実施の形態における記録装置の電気的ブロック図をホストＰＣ２００とともに示したものである。用紙への記録データはホストＰＣ２００で作成され記録装置のインタフェースコントローラ２０１に転送される。

インタフェースコントローラ２０１にて受信する記録データは従来の記録データと同じでよい。メモリコントローラ２０６はＣＰＵ２０２の指示によって受信データを一旦イメージバッファ２０７に高速に書き込む。

所定量の記録データを受信後、ＣＰＵ２０２は記録部１００の記録動作準備に入る。

先ず、駆動部２１０を介してヘッドＵ／Ｄモータ２１１とキャップモータ２１２とを相互に動作させ、不図示のキャップ機構にて待機中キャッピングされていた記録ヘッド１０１〜１０４を記録位置に移動する。記録ヘッド１０１〜１０４はこのとき上下方向に、不図示のキャップ機構は用紙搬送方向と平行な向きに正逆移動する。

続いて不図示のロール紙供給モータにてロール紙１０５の用紙を繰り出し、更に駆動部２１７を介して搬送モータ１０８も起動する。搬送モータ１０８の起動はＣＰＵ２０２からサーボロジック回路２１６にサーボモータである搬送モータ１０８の速度指示値が書き込まれることをきっかけとする。

その後、ロータリエンコーダ１１０の出力がサーボロジック回路２１６にフィードバックされて、駆動部２１７、搬送モータ１０８、ロータリエンコーダ１１０、サーボロジック回路２１６のフィードバックループにて定速度制御される。

サーボロジック回路２１６ではロータリエンコーダ１１０の出力を搬送位置パルスに変換、出力する。この搬送位置パルスを、各記録ヘッド１０１〜１０４が各々のラスタ記録するための切り出し信号とする。

搬送方向上流側の先端検知センサ１１１にてラベル１０６の先頭が検知されると、搬送位置パルスをカウントする。先端検知センサ１１１から各記録ヘッド１０１〜１０４各々の距離に相当する搬送位置パルスをカウントしたら、メモリコントローラ２０６にてイメージバッファ２０７を読み出し開始し、記録ヘッド制御回路２０８に転送する。記録ヘッド制御回路２０８内部では各記録ヘッド１０１〜１０４に切り出しタイミングが異なる全ラスタ分の記録データを生成しようとする。これに対し、記録ヘッド１０１〜１０４への転送出力部にて各々の記録ヘッドが担当しないラスタ（４ラスタ中３ラスタ）分の記録データをマスクする。

なお、図２に記録ヘッド（予備１、２）として示すように、記録ヘッド１０１〜１０４の搭載部には予備の搭載スペースを持たせることもある。

ＣＰＵ２０２の処理はＦｌａｓｈ ＲＯＭ２０３に書き込まれた制御プログラムに基づいて実現される。その際、作業用メモリとしてＲＡＭ２０４も用いる。ＥＥＰＲＯＭ２０５は、基準の記録ヘッド、例えば記録ヘッドＢｋ１（１０１）に対するＸ方向（記録幅方向またはノズル列方向）、Ｙ方向（記録媒体の搬送方向またはノズル列に直交する方向）の微小記録位置（レジストレーション）の調整値など、装置固有の数値を記憶する不揮発性のメモリである。記録装置にはＬＣＤ等の表示器や記録動作の一時停止、再開、緊急停止キーを含むオペレーションパネル２１９が備えられている。入出力ポート２０９を介して表示データの書き込みやキーのＯＮ／ＯＦＦ状態の読み出し可能である。

用紙の先端検知センサ１１１，１１２および記録装置の内部温度センサ等２２０の出力アナログ値はＡＤコンバータ（Ａ／ＤＣ）２１８を介してほぼリアルタイムに読み出すことができる。

ポンプモータ２１３は不図示のインクタンクから記録ヘッド１０１〜１０４へインクを供給する際、又は記録ヘッドの内部を加圧して、記録素子としての吐出ノズルからインクの強制排出によって健全な記録性能を回復する際に、使用する不図示のポンプを駆動する。

次に図３を用いて、複数の記録ヘッド１０１〜１０４が夫々担当するラスタを順次記録していき、一つの画像を形成する様子を説明する。

図３の例では、１ページ目のラベルに画像が形成される際、画像を複数ラスタ単位に４分割し、各分割画像を４つの記録ヘッド１０１〜１０４により順次形成する。図３（ａ）は、ラベルが搬送方向最上流側の記録ヘッド１０１を通過した後のラベル上に形成された画像部分を示す。図３（ｂ）は、この画像部分に、次の記録ヘッド１０２通過後の画像部分が追加された様子を示す。図３（ｃ）は、続いて記録ヘッド１０３通過後の画像部分が追加された様子を示す。図３（ｄ）は、搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４通過後の完成された画像を示している。

より具体的には、最上流側の記録ヘッド１０１で記録されるのは印字ラスタ：４ｎ（ｎ＝０，１，２，…）のみで、他の各３ラスタ分はマスクされた画像３０１が形成される。

ラベルが次の記録ヘッド１０２を通過すると印字ラスタ：４ｎ+１部分が補完され、他の各２ラスタ分は未だ記録されないままの画像３０２が形成される。

続いて記録ヘッド１０３を通過すると印字ラスタ：４ｎ+２部分が補完され、残り１ラスタ分は未だ記録されないままの画像３０３が形成される。

搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４を通過すると、印字ラスタ：４ｎ+３部分が補完され、記録データに一致した画像３０４が完成する。

次に、図４を参照しながら従来の記録ヘッドの構成について説明する。

本実施の形態の記録装置の場合、各記録ヘッドは４つのセル（ＣＥＬＬ）と呼ばれる区画から構成されたヒータボードを搭載している。１ＣＥＬＬあたり６４０ビットのノズルが存在する。また、同数の発熱素子を保有しているので、合計２５６０ノズルの発熱素子を駆動する駆動回路を有する。

次に、図５を参照して１つのＣＥＬＬの回路構成について説明する。ＶＨは発熱素子（ノズルヒータ）５０１を駆動する駆動電源、ＨＧＮＤは発熱素子駆動電源のＧＮＤである。６４０ビットＭＯＳ ＯＵＴＰＵＴ ＡＲＲＡＹ５１１は発熱素子５０１の駆動用トランジスタ列である。ＯＤＤ５０８は奇数番目の発熱素子５０１に通電を指示する信号、ＥＶＥＮ５０９は偶数番目の発熱素子５０１に通電を指示するための信号である。デコーダ５１２は３入力−８出力のデコーダである。この実施の形態では６４０個の発熱素子５０１を１ブロック当たり80ノズルの８ブロックに分割している。したがって、デコーダ５１２は、８本の出力線を有し、ブロック選択信号５０７に応じてそのうちの１本のみに高レベル信号を出力することにより、一時に発熱駆動するための発熱素子５０１のブロックを選択する。例えば各ブロックに対応するノズル番号は以下の通りである（ｎ＝０〜９）。
ブロック０：（ 1+64n）、（ 2+64n）、（ 3+64n）、（ 4+64n）、…、（ 8+64n）
ブロック１：（ 9+64n）、（10+64n）、（11+64n）、（12+64n）、…、（16+64n）
ブロック２：（17+64n）、（18+64n）、（19+64n）、（20+64n）、…、（24+64n）
ブロック３：（25+64n）、（26+64n）、（27+64n）、（28+64n）、…、（32+64n）
ブロック４：（33+64n）、（34+64n）、（35+64n）、（36+64n）、…、（40+64n）
ブロック５：（41+64n）、（42+64n）、（43+64n）、（44+64n）、…、（48+64n）
ブロック６：（49+64n）、（50+64n）、（51+64n）、（52+64n）、…、（56+64n）
ブロック７：（57+64n）、（58+64n）、（59+64n）、（60+64n）、…、（64+64n）

以上のＯＤＤ５０８、ＥＶＥＮ５０９およびブロック選択信号５０７は、時分割信号と呼ばれる。この時分割信号は、駆動電源供給経路の電圧降下抑制の為、また発熱素子５０１を駆動してインクの吐出を行う際に各ノズル共通の液室に伝わる圧力エネルギーによって隣接ノズルの吐出に影響を及ぼすクロストーク現象を抑える為、従来の記録ヘッドにおいてはＯＤＤ５０８、ＥＶＥＮ５０９による２分割とブロック選択（ＢＥＮＢ：ブロックイネーブル）信号５０７による８分割を掛け合わせ、計１６回に時分割して駆動していた。

この記録ヘッドは記録装置本体部のコントロール部で制御され、本体部にある印字メモリから読み込まれた印字データがシリアルに転送される。記録ヘッドへの印字データ転送は次のように行われる。すなわち、印字クロック信号ＤＣＬＫ５０４に同期して印字データを印字データ信号ＩＤＡＴＡ９０３にのせ、データシフトレジスタ回路５０２の６４０ビット目より格納し、データをシフトしていく。その為、最初に印字クロック信号ＤＣＬＫ５０４に同期し転送した印字データは、結果的に１ビット目（発熱素子１ｓｅｇ）に格納され、最後に転送した印字データが６４０ビット目（発熱素子６４０ｓｅｇ）に格納される。余白部の無効データ（Ｎｕｌｌデータ）も含めた１ライン分の印字データの転送を終えると、印字データはラッチクロック信号ＤＬＴＮ５０５をアクティブにすることでデータラッチ回路５０６に保持される。

次に、データラッチ回路５０６に記憶された印字データが有効であるノズルに対し、ヒートパルス信号ＨＥＮＢＮ５１０に同期して発熱素子５０１を通電することでインクの吐出が行われる。この際に、時分割駆動信号ＯＤＤ５０８、ＥＶＥＮ５０９、ＢＥＮＢ０〜２（５０７）に基づいて選択されたノズルヒータのみが同時に駆動を行う。例えば、ＢＥＮＢ（２．．０）が“０”、ＥＶＥＮが“０”、ＯＤＤが“１”という信号が記録ヘッドに入力された場合、Ｎｏ．１，３，５，７，６５，６７，…ｓｅｇが選択されることになる。このときにラッチ回路９０６に保持された印字データが有効である各発熱素子５０１は、ヒートパルス信号ＨＥＮＢＮ５１０が入力されると、各ノズルヒータが通電され、当該ノズルよりインクが吐出される。

この様に１ＰＡＳＳで行うライン型の記録ヘッドでは、その全ノズル列を１６回に時分割して駆動する。上述したように、この分割駆動中も用紙は常時搬送されている為、記録される画像は吐出タイミングの誤差が生じ、Ｙ方向の着弾位置がずれてしまう。その着弾位置のずれについて図６、図７を用いて説明する。

図６に、ライン型の記録ヘッドの全ノズルよりインクを吐出する場合の画像を示す。図中、●マークは全ノズルが各々１回の吐出を実施した場合に記録される画像を示している。本実施の形態は同一色のインクを吐出する４本の記録ヘッド１０１〜１０４を備えた高速な記録装置の構成である為、データ転送速度、またヘッド駆動時間の高速化にも限界がある。従って、１本の記録ヘッドは４ラスタ毎に記録を行えれば良く、必ずしも１ラスタ以内の吐出領域内で全てのノズルからの吐出、即ち１６回の分割駆動吐出を完了させる必要は無い。従って、画像品位が許さる範囲内であれば、４ラスタ以内に全てのノズルからの吐出を完了させることでもよい。

図面上のインク着弾位置のずれを解りやすくする為、吐出ドットはＸ方向に図５の時分割−ノズルの対応表を１/２に簡略化して図示し、また搬送方向であるＹ方向には誇張して着弾ずれを示している。まず、最初にブロック０のＯＤＤノズル（６０１）、次いでＥＶＥＮノズル（６０２）が吐出され、その後順次、ブロック１（６０３）、ブロック２、…ブロック７（６０４）と、合計１６回の吐出が行なわれる。分割駆動中も用紙は図示する印刷方向に常時搬送されている為、時分割駆動に同期して着弾ずれが発生しているのが解る。各ノズルの２回目の吐出は○マークで表している。

図７（ａ）は、図３にて説明したと同じく、同一色のインクを４本の記録ヘッド１０１〜１０４を用いてラスタ毎に順次吐出を行う場合において、各記録ヘッド間のＸ方向のずれを図示したものである。

１本目の記録ヘッド１０１Ｂｋ１を基準として、２本目の記録ヘッド１０２Ｂｋ２はＸ方向のずれは無し、３本目の記録ヘッド１０３Ｂｋ３はＸ方向に１ドットのずれ、４本目の記録ヘッド１０４Ｂｋ４はＸ方向に６ドットの位置ずれ、をもって各記録ヘッドが装着されたとする。この場合、レジストレーション調整により共通な印字可能領域にて印字を実施する為に、３本目の記録ヘッド１０３Ｂｋ３は左端に１ドットの余白、４本目の記録ヘッド１０４Ｂｋ４は左端に６ドットの余白データが付加されることとなる。

この様な位置ずれが発生しレジストレーション調整が行われる状況にて、各記録ヘッドとも共通の時分割駆動の順序で印字可能領域内へ全吐出する場合、図７（ｂ）に示す画像となる。１本目の記録ヘッド１０１Ｂｋ１の吐出画像８０１と２本目の記録ヘッド１０２Ｂｋ２の吐出画像８０２間には着弾ずれは発生しないが、位置ずれが発生している３本目の記録ヘッド１０３Ｂｋ３の吐出画像８０３と４本目の記録ヘッド１０４Ｂｋ４の吐出画像８０４にはそれぞれ全体で微小な着弾ずれ８０７、８０８が発生し、更に８０５の個所では３本目の記録ヘッド１０３Ｂｋ３の吐出が大幅に着弾がずれ、また８０６の個所では４本目の記録ヘッド１０４Ｂｋ４の吐出が大幅な着弾ずれが発生する。これは着弾ずれ８０７，８０８付近では基準となる１本目の記録ヘッド１０１Ｂｋ１の吐出と２本目の記録ヘッド１０２Ｂｋ２の吐出がブロック７の吐出を行っているのに対し、３本目の記録ヘッド１０３Ｂｋ３と４本目の記録ヘッド１０４Ｂｋ４がブロック０で吐出している為であり、各記録ヘッドの装着時の位置ずれ量によって記録装置の出力画像が変わってしまうこととなる。

次に、図８により、本実施の形態に関わる記録ヘッド部のＣＥＬＬの構成について説明する。ここで、本発明の「タイミング設定手段」としてのビット０〜３の時分割順序設定データラッチ回路９０９〜９１２は各ノズルがどの時分割駆動タイミングに同期して吐出を行うかの選択データを各々６４０ビット分保存する回路である。各記録ヘッドは１６分割で駆動する構成である為、ビット０〜３の時分割順序設定データラッチ回路９０９〜９１２では各ノズル毎に４ビットのデータを持たせている。このビット３の時分割順序設定データラッチ回路９１２、ビット２の時分割順序設定データラッチ回路９１１、ビット１の時分割順序設定データラッチ回路９１０、ビット０の時分割順序設定データラッチ回路９０９に保存された各ノズル毎のビットのデータを、時分割駆動信号である４本のＢＥＮＢ(3..0)信号９０７と比較し、両者が一致したとき論理回路９１７がＯＮ信号を出力する。

本実施の形態では、上述したＯＤＤ，ＥＶＥＮ信号をＢＥＮＢ信号の１ビット（ＢＥＮＢ０）として取り込んだ形式としている。この場合、論理回路９１７は、各々、一致検出回路を構成する４個の排他的論理和ゲート（ＸＮＯＲ）９１８と、これらの４つの出力を受ける論理積ゲート９１９からなる。すなわち、論理回路９１７は、ノズル毎の４ビットの時分割順序設定データと時分割駆動信号である４本のＢＥＮＢ(3..0)信号９０７の４ビットデータとが完全に一致したとき、論理積ゲート９２０に高レベル信号を出力する。論理積ゲート９２０には、印字データおよびヒータ駆動用のＨＥＮＢＮ信号９０８も入力されている。したがって、論理積ゲート９１９の高レベル信号に加えて、印字データおよびヒータ駆動用のＨＥＮＢＮ信号９０８がアクティブになると、論理積ゲート９２０により発熱素子（ノズルヒータ）９０１が駆動されることとなる。

なお、ラッチ信号であるＳＤＬＴＮ０（９１３）、ＳＤＬＴＮ１（９１４）、ＳＤＬＴＮ２（９１５）、ＳＤＬＴＮ３（９１６）、はデータシフトレジスタ回路９０２に格納されたデータをラッチする為の信号である。

次に、図９により、時分割順序設定データ（3..0）と時分割信号であるＢＥＮＢ(3..0)信号９０７の対応について説明する。時分割駆動が有効となるノズルは、上述したように、両データが完全に一致したとき、すなわち、ＢＥＮＢ３信号と時分割順序設定データ３の値が同一であり、且つＢＥＮＢ２信号と時分割順序設定データ２の値が同一であり、且つＢＥＮＢ１信号と時分割順序設定データ１の値が同一であり、且つＢＥＮＢ０信号と時分割順序設定データ０の値が同一の場合である。したがって、あるノズルに着目したとき、そのノズルをどのタイミングで分割駆動するかは、そのノズルに対する時分割順序設定データとしてどの４ビットデータを設定するかにより決定することができる。本実施の形態ではＢＥＮＢ信号の４ビット値０〜１５（１０進数）に対応する１６分割した時分割駆動タイミング＃０〜＃１５のうち、例えばあるノズルをタイミング＃３で駆動したい場合、そのノズルの時分割順序設定データに“００１０”（２進数）を設定すればよい。時分割駆動タイミング＃１５で駆動したい場合、そのノズルの時分割順序設定データに“１１１１”（２進数）を設定すればよい。

複数の記録ヘッド相互のＸ方向の位置ずれ量はメカ的な記録ヘッドの着脱時に変化するものであり、通常は変化することが無い。したがって、記録ヘッドに対してこの時分割順序設定データの設定は記録装置の電源投入時、またはレジストレーション調整の再設定時にのみ実施すれば足りる。従って、印字動作と並行処理することがない為、回路規模を縮小する目的で本実施の形態における構成では、時分割順序設定データは通常の印字データ転送ラインＩＤＡＴＡ５３０を用いて行う構成としている。

次に、図１０により時分割順序設定データの設定方法について説明する。まず各ノズルの時分割順序設定データ０をＤＣＬＫ信号に同期させ、ＩＤＡＴＡラインにのせてシリアルで転送する。メカ的な記録ヘッドのずれは各記録ヘッド内のＣＥＬＬ単位では同一となる為、複数のＣＥＬＬの各々には同一値を設定して構わない。全ノズル分の時分割順序設定データ０の転送が終了すると、ラッチ信号であるＳＤＬＴＮ０信号を有効とすることで、時分割順序設定データ0ラッチ回路９０９にデータが保存される。続けて同様に時分割順序設定データ１および２、３のデータを順次行うことで、全ての時分割順序設定データはラッチ回路に保存されることとなる。

次に、図１１のタイミングチャートを用いて、本実施の形態における時分割駆動信号の生成方法について説明する。前述したようにどのノズルがどの時分割駆動のタイミングで吐出を行うかは時分割順序設定データの設定によって任意に設定可能である。そのため、時分割選択信号ＢＥＮＢ(3..0)９０７は図示されたようにヒートタイミング（分割駆動タイミング＃０〜＃１５）に同期して順次インクリメントするだけでよい。例えば、各時分割選択信号に対応するノズル番号を前述した従来の構成同一とする場合、時分割選択信号ＢＥＮＢ０〜３の値が“0”(h)時には、（ 1+64n）、（ 2+64n）、（ 3+64n）、（ 4+64n）、…、（ 8+64n）ノズルの時分割順序設定データ(3..0)の値を同様に“0”(h：１６進数)とすることで従来と同一のノズルが同時に駆動されることができる。しかし（ 1+64n）、（ 2+64n）、（ 3+64n）、（ 4+64n）、…、（ 8+64n）ノズルとは異なるノズル群に対して時分割順序設定データ(3..0)の値を“0”(h)とすることで、当該ノズルは従来と異なるタイミングで分割駆動されることになる。

また、時分割選択信号ＢＥＮＢ０〜３の値が“5”(h)時には、（41+64n）、（42+64n）、（43+64n）、（44+64n）、…、（48+64n）ノズルの時分割順序設定データ(3..0)の値を同様に“5”(h)とすることで従来と同一のノズルが同時に駆動されることとなる。しかし、（41+64n）、（42+64n）、（43+64n）、（44+64n）、…、（48+64n）ノズルとは異なるノズル群に対して時分割順序設定データ(3..0)の値を“5”(h)とすることで、当該ノズルは従来と異なるタイミングで分割駆動されることになる。

次に図１２を用いて、本実施の形態における記録ヘッドの制御回路の構成について説明する。

ヘッド制御回路１２０１は、記録ヘッド制御回路２０８の全般を制御する回路である。主に、時分割順序設定データの生成、記録データの生成、記録ヘッド駆動信号の生成の指示を行っている。初期時分割選択データ１２０２は、各ノズルが対応する時分割順序設定データの元データを格納しており、予備ノズル分を除いた実印字領域に相当したノズル数×４bitのサイズとなる。但し、吐出するノズル順が規則的である場合、例えば、図６にて説明した様に６４Nozzle毎に同じ吐出順序であるならば、初期時分割選択データ１２０２は実印字領域に相当するノズル数分を用意した大容量のデータを必要とせず、64Nozzle×4bitのサイズでも構わない。レジ調整値格納回路１２０３は、レジストレーション調整値を格納する回路であり、記録装置の電源投入時、もしくはレジストレーション調整値を再設定した際に書き込まれる。吐出タイミング調整回路１２０４では、レジ調整値格納回路１２０３のレジストレーション調整値と初期時分割選択データ１２０２に格納されたデータを元に、時分割順序設定データの生成を行う。本実施の形態においてはノズル列の両端に３２ドットの予備ノズルを持たせている為、例えばレジストレーション調整値が３３ドットであれば、吐出タイミング調整回路１２０４で生成される時分割順序設定データは、まず先頭の予備ノズル分のデータを+1した33ドット分のNullデータ、次に初期時分割選択データ１２０２、次に後端の予備ノズル分のデータを-1した31ドット分のNullデータとなる。記録データ生成回路１２０６も同様に、メモリコントローラ２０６より転送された記録データに対し、レジ調整値格納回路１２０３からのレジストレーション調整値のデータを付加して生成し、データ選択回路１２０５へ順次データ転送する回路である。但し、メモリコントローラ２０６より転送された記録データ幅は、初期時分割選択データ１２０２の様に実印字領域に相当するノズル数分以下のデータもある為、記録データ生成回路１２０６で生成するデータは、ヘッド制御回路１２０１より設定される先頭、後端分の余白分のデータを更に付加されたものである。本実施の形態における「位置ずれ調整手段」とは、この吐出タイミング調整回路１２０４、及び記録データ生成回路１２０６によって構成される。

データ選択回路１２０５ではヘッド制御回路１２０１の指示によって、記録動作中であれば記録データ生成回路１２０６のデータを、時分割順序データ転送時であれば吐出タイミング調整回路１２０４のデータを記録ヘッド１０１へ、図１０にて説明した順序で転送を実施する。

また、ヘッド駆動信号生成回路１２０７では時分割信号、およびヒータ駆動パルス信号を生成し、各々記録ヘッド１０１へ、図１１にて説明した順序で転送する。

記録ヘッド１０１内のデータシフトレジスタ回路９０２、データラッチ回路９０６およびビット０〜３の時分割順序設定データラッチ回路９０９〜９１２については図８で上述したとおりである。時分割選択回路１２１１は、全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する「時分割駆動手段」を構成し、図８内に示した論理回路９１７および排他的論理和ゲート９１８の集合に相当している。ノズル列１２１０は、上述した４個のＣＥＬＬの全ノズルに相当している。本実施の形態では、時分割選択回路１２１１は、時分割順序設定データラッチ回路とともに「時分割駆動タイミング調整手段」をも構成している。

以上の説明は、同一色の画像を複数本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成する高速な記録装置を例に挙げた。しかし、本発明は各記録ヘッドに異なるインクを吐出するフルカラー記録装置においても有効である。この点について、図１３を用いて簡単に説明する。

図１３（ａ）は記録ヘッドよりシアン色を４つのノズル（Nozzle1〜Nozzle4）より各１ドット吐出した際の用紙上の吐出画像を表している。各々吐出されたドットは前記実施の形態と同様に、時分割駆動による着弾ずれが発生している。図１３（ｂ）は記録ヘッドよりマゼンタ色を４つのノズル（Nozzle2〜Nozzle5）より各１ドット吐出した際の用紙上の吐出画像を表している。こちらは図１３（ａ）に示すシアンを吐出する記録ヘッドに対し、マゼンタを記録する記録ヘッドが横方向（X方向）に１ドットの位置ズレを含んだ場合の吐出画像となる。前述した様に、マゼンタ記録ヘッドの横方向の位置ズレは、レジストレーション調整によって画像データが１ドット分シフトされ、シアン記録ヘッドと同一の座標に吐出される。図１３（ｃ）はこのシアンとマゼンタの吐出ドットを重ねた画像である。レジずれが無い場合は完全なるブルーの吐出ドットとなるが、時分割駆動の影響による着弾ずれがそれぞれ発生しているのがわかる。従って、フルカラーで記録を行う記録装置においても本発明を派生して具現化でき、時分割駆動における着弾ずれを解消することが可能となる。

また、更にそのずれの絶対値を小さくするには、記録媒体の搬送系に備えるロータリエンコーダの分解能を記録分解能より高め、記録ヘッド単位にラスタ記録開始タイミングを独立に選択できるようにすればよい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、インクジェット記録方式の記録装置を例として説明したが、記録素子列を分割駆動するものであれば任意の記録装置に適用可能である。複数の記録ヘッドに対して記録媒体が移動する構成を示したが、記録媒体に対して複数の記録ヘッドが移動してもよい。

１００…記録部
１０１〜１０４…記録ヘッド
１１１，１１２…用紙先端検知センサ
２０７…イメージバッファ
２０８…記録ヘッド制御回路
５０１…発熱素子（ノズルヒータ）
５０２…データシフトレジスタ回路
５０６…データラッチ回路
５０７…ブロック選択信号
５１２…デコーダ
９０１…発熱素子（ノズルヒータ）
９０２…データシフトレジスタ回路
９０６…データラッチ回路
９０７…時分割選択信号
９０８…ヒータ駆動信号（ＨＥＮＢＮ信号）
９０９〜９１２…ビット０〜３の時分割順序設定データラッチ回路
９１７…論理回路
９１８…排他的論理和ゲート
９１９，９２０…論理積ゲート
１２０１…ヘッド制御回路
１２０２…初期時分割選択データ出力回路
１２０３…レジ調整値格納回路
１２０４…吐出タイミング調整回路
１２０５…データ選択回路
１２０６…記録データ生成回路
１２０７…ヘッド駆動信号生成回路
１２１０…ノズル列
１２１１…時分割選択回路

Claims (9)

1. 各々記録素子列を有する複数の記録ヘッドに対して相対的に移動する記録媒体上に前記複数の記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置において、
   各記録ヘッドの全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する時分割駆動手段と、
   記録素子列に沿った方向における前記複数の記録ヘッド相互の位置ずれ量を示す位置ずれ情報に応じて、記録素子列の有効利用範囲を設定する位置ずれ調整手段と、
   前記位置ずれ情報に応じて、各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する時分割駆動タイミング調整手段と
   を備えたことを特徴とする記録装置。
2. 前記時分割駆動タイミング調整手段は、前記全ての記録素子の各々に対する時分割駆動を行うタイミングを任意に決定する時分割順序設定データを設定するタイミング設定手段を有する請求項１に記載の記録装置。
3. 前記タイミング調整手段は、各記録素子の時分割駆動を行うタイミングを指定する複数ビットの時分割駆動信号に対して、同数ビットの任意のデータを設定するデータ設定回路と、各ビット単位に前記時分割駆動信号と前記任意のデータとの一致を検出する一致検出回路を各記録素子毎に有し、各記録素子に対して当該一致検出回路の出力で所定の記録素子の時分割駆動の有効化を行う請求項２に記載の記録装置。
4. 前記データ設定回路における設定値は、各記録ヘッドの時分割駆動手段における時分割数と同一の調整幅を持つことを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記複数の記録ヘッドは、同一色の画像記録を行う複数本のライン型記録ヘッドであり、当該複数の記録ヘッドにより１ラスタ毎に順次分担して画像形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の記録装置。
6. 相対的に移動する記録媒体上に画像を記録する記録素子列と、
   全ての記録素子を複数回に時分割して駆動する時分割駆動手段と、
   外部から与えられた位置ずれ情報に応じて記録素子列の有効利用範囲を設定する位置ずれ調整手段と、
   前記位置ずれ情報に応じて、各記録ヘッドの各記録素子の時分割駆動タイミングを調整する時分割駆動タイミング調整手段と
   を備えたことを特徴とする記録ヘッド。
7. 前記時分割駆動タイミング調整手段は、前記全ての記録素子の各々に対する時分割駆動を行うタイミングを任意に決定する時分割順序設定データを設定するタイミング設定手段を有する請求項６に記載の記録ヘッド。
8. 前記タイミング調整手段は、各記録素子の時分割駆動を行うタイミングを指定する複数ビットの時分割駆動信号に対して、同数ビットの任意のデータを設定するデータ設定回路と、各ビット単位に前記時分割駆動信号と前記任意のデータとの一致を検出する一致検出回路を各記録素子毎に有し、各記録素子に対して当該一致検出回路の出力で所定の記録素子の時分割駆動の有効化を行う請求項７に記載の記録ヘッド。
9. 前記データ設定回路における設定値は、各記録ヘッドの時分割駆動手段における時分割数と同一の調整幅を持つことを特徴とする請求項８に記載の記録ヘッド。