インクジェット記録装置、および記録ヘッドの温度制御方法
【課題】インク吐出量の変動を抑制できるとともに放射ノイズを低減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１は、複数の吐出口１２と、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号が入力されると第１のパルス幅を発熱時間としてインクを加熱して生成した気泡でインクを複数の吐出口１２から吐出させる複数のヒータ１４と、を有し、制御部３０は、第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、複数の吐出口１２からインクを吐出させない範囲内で第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように第２のヒートパルス信号を複数回連続して複数のヒータ１４の各々に出力する。
【解決手段】記録ヘッド１は、複数の吐出口１２と、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号が入力されると第１のパルス幅を発熱時間としてインクを加熱して生成した気泡でインクを複数の吐出口１２から吐出させる複数のヒータ１４と、を有し、制御部３０は、第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、複数の吐出口１２からインクを吐出させない範囲内で第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように第２のヒートパルス信号を複数回連続して複数のヒータ１４の各々に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータでインクを加熱することによって発生した気泡でインクを吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置、および記録ヘッドの温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置には、ヒータでインクを加熱することによって気泡を発生させ、その気泡でインクを吐出口から記録媒体に向けて吐出するサーマルタイプがある。サーマルタイプのインクジェット記録装置では、一般的に、ヒータおよび吐出口を備える記録ヘッドはキャリッジに搭載され、この記録ヘッドの動作を制御する制御部は装置本体に配置されている。記録ヘッドを制御するための制御信号や記録ヘッドを駆動するための電力は、制御部からケーブルを通じて記録ヘッドに供給される。このとき、ケーブルには高電流が近接して流れるので、ケーブルがアンテナとして作用して放射ノイズが発生する。その結果、この放射ノイズで周辺機器が誤動作するという問題が起こりうる。そこで、ケーブルから放射されるノイズを抑制する方法が提案され、特許文献１に開示されている。特許文献１には、ケーブルを介してシリアル伝送される記録データやベースクロックの転送周期を発信元である制御部で可変とする技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、サーマルタイプのインクジェット記録装置において、ケーブルから放射されるノイズは、特許文献１に記載されているように記録データの転送時に発生するだけではない。サーマルタイプのインクジェット記録装置は、上述したように気泡でインクを吐出口から吐出する。このとき、１つの吐出口から吐出されるインク滴は微小なため、サーマルタイプのインクジェット記録装置では、一般的に、複数の吐出口が配列されたノズル列が記録ヘッド内に複数設けられている。各ノズル列で生成される気泡の成長は、温度に大きく影響され、各ノズル列から押し出されるインクの体積（以下、インク吐出量と呼ぶ）に反映される。そのため、インク吐出量はヒータ近傍のインク温度（以下、インク温度）の影響を強く受ける。インク温度が高い場合にはインク吐出量は多くなり、逆にインク温度が低い場合にはインク吐出量は少なくなる。さらに、記録中はヒータ近傍の温度が記録開始前に比べて上昇するという特徴もある。このように、インク温度のばらつきに伴いインク吐出量が変動すると、記録媒体に記録される画像に濃度むらが発生し、記録品位が悪化するおそれがある。そこで、記録開始の直前に、インク吐出時よりもパルス幅の短いヒートパルス信号を全てのヒータに与えることによって記録ヘッドをある温度まで加熱する温度制御方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３０６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した記録ヘッドの温度制御方法によれば、記録を行う際に気泡の成長のばらつきが緩和されるので、インク吐出量の変動が抑制される。しかし、従来の温度制御方法では、パルス幅が一定のヒートパルス信号を同じタイミングで全てのヒータに複数回連続して与えることが一般的である。この場合、放射ノイズが特定の周波数に集中し、その結果、温度制御時の方が記録時に比べ放射ノイズのピーク値が高くなる傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、インク吐出量の変動を抑制できるとともに放射ノイズを低減できるインクジェット記録装置、および記録ヘッドの温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明によるインクジェット記録装置は、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を生成して出力し、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を生成して出力する制御部と、前記第１および第２のヒートパルス信号を伝送するケーブルと、前記ケーブルを介して前記制御部に接続されている記録ヘッドと、を有し、前記記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、前記第１のヒートパルス信号が入力されると前記第１のパルス幅を発熱時間として前記インクを加熱することによって気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを前記複数の吐出口から吐出させる複数のヒータと、を有し、前記制御部は、前記複数の吐出口から前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように前記第２のヒートパルス信号を複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明による記録ヘッドの温度制御方法は、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を、ケーブルを介して記録ヘッドに設けられた複数のヒータの各々に出力することによってインクを加熱して気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを吐出する第１のステップと、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を、前記ケーブルを介して複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する第２のステップであって、前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新する第２のステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、第２のヒートパルス信号がケーブルを介して記録ヘッドに複数回連続して出力されるときに、第２のパルス幅が少なくとも１回以上更新される。そのため、第２のヒートパルス信号がケーブルを伝送する際、ケーブルから発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなる。よって、従来のようにパルス幅が一定のヒートパルス信号を複数回連続して出力する場合に比べ、ケーブルの放射ノイズを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１のインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態１のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】ノズル列の配列状態を示す図である。
【図４】図２に記載のブロック図の一部をより詳細に示したブロック図である。
【図５】記録ヘッドの動作制御に関するタイミングチャートである。
【図６】実施形態１の温度制御用のヒートパルス信号の波形を示す図である。
【図７】ヒートパルス信号のパルス幅の違いによるノズル列の温度変化の状態を示すグラフである。
【図８】実施形態２のインクジェット記録装置の要部の制御構成を示すブロック図である。
【図９】パルス幅データの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態のインクジェット記録装置１００では、記録ヘッド１がキャリッジ２に搭載されている。キャリッジ２は、ガイドシャフト３に沿って往復移動する。キャリッジ２の往復移動は、モータ駆動回路４４（図２参照）で駆動されるキャリッジモータ５の駆動でプーリー６が回転し、プーリー６の回転力がベルト７に伝達されることによって行われる。記録ヘッド１は、キャリッジ２の往復移動に連動してインクを吐出することで、記録媒体４に１走査分の画像を形成する。
【００１３】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、モータ駆動回路４３（図２参照）で駆動する搬送モータ１９（図２参照）が、プラテン８上に位置する記録媒体４を、キャリッジ２の移動方向に直交する方向（図１の矢印Ａ参照）に所定量だけ搬送する。次いで再びキャリッジ２の往復移動に連動して記録ヘッド１が次の１走査分の画像を形成する。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体４に記録される画像が完成する。
【００１４】
図１に示すインクジェット記録装置１００の正面右側には、記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復ユニット１０が設けられている。回復ユニット１０には、記録ヘッド１をキャップするキャップ１１などが設けられている。
【００１５】
また、インクジェット記録装置１００は、ガイドシャフト３に並行して延びるエンコーダスケール１３（図１参照）と、キャリッジ２の背面に取り付けられている光学式のエンコーダセンサ４５（図２参照）を備えている。インクジェット記録装置１００では、エンコーダスケール１３およびエンコーダセンサ４５を用いてキャリッジ２の移動速度が検出され、検出値がキャリッジモータ５の駆動時にフィードバックされる。また、エンコーダスケール１３で定められるキャリッジ２（記録ヘッド１）の位置情報がエンコーダセンサ４５により読み取られる。そして、読み取り値を基準として所定の位置でインク滴を吐出することによって記録媒体４上に画像を形成することが可能になる。
【００１６】
記録ヘッド１には、図３に示すように、複数の吐出口１２が配列されたノズル列１３を複数備えている。複数のノズル列１３は、吐出口１２の配列方向を揃えて複数の列をなすように並べられている。本実施形態では、記録ヘッド１には、１２列のノズル列１３が設けられ、各ノズル列１３は６４０個の吐出口１２で構成されている。１２列のノズル列１３には、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタおよびブラックの６色のインクが２列ずつ割り当てられている。記録ヘッド１には、複数（本実施形態では６４０個）のヒータ１４（図２参照）が各吐出口１２に対向して設けられている。各ヒータ１４は、制御部３０（図２参照）から個別に入力される記録用のヒートパルス信号（第１のヒートパルス信号）および温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）で発熱する。制御部３０で生成された記録用のヒートパルス信号がケーブル９を通じて記録ヘッド１に与えられると、ヒータ１４は記録用のヒートパルス信号のパルス幅（第１のパルス幅）を発熱時間してインクを加熱する。すると、インクは膜沸騰し、気泡が生成される。そして、気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、吐出口１２からインクが吐出される。
【００１７】
図４は、図２に記載のブロック図の一部をより詳細に示したブロック図である。図４に記載のブロック図は、制御部３０の構成要素のうち、記録ヘッド１へ信号やデータを送信する構成要素を詳細に示している。図５は、記録ヘッド１の動作制御に関するタイミングチャートを示す。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）に記載の領域Ｒを拡大して示している。
【００１８】
制御部３０から記録ヘッド１にデータを転送するタイミングを示すデータ転送トリガは、データ処理タイミング発生回路４０の基準タイミングトリガ生成部４６で生成される。基準タイミングトリガ生成部４６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２からヘッド駆動イネーブル信号が入力されると、キャリッジ２の動作状態を判定して所定のタイミングトリガを生成する。このとき、基準タイミングトリガ生成部４６は、エンコーダセンサ４５からのエンコーダパルスの入力の有無でキャリッジ２が駆動しているか否か判定する。また、基準タイミングトリガ生成部４６は、キャリッジ２の動作状態を示すキャリッジステータス信号の入力で記録ヘッド１を記録目的で駆動するか否か判定する。なお、キャリッジステータス信号は、ＣＰＵ３２から基準タイミングトリガ生成部４６に入力される。
【００１９】
キャリッジ２が動作中かつ、記録ヘッド１を記録目的で駆動する場合には、基準タイミングトリガ生成部４６は、エンコーダパルスを基準としたリードトリガを生成する。このリードトリガは、記録解像度を示すトリガ解像度設定信号に基づいてエンコーダパルスを元に逓倍したパルスとなる。本実施形態では、１５０ｌｐｉ（line per inch）のエンコーダパルスに対して１２００ｄｐｉ（dot per inch）のリードトリガが生成される。
【００２０】
キャリッジ２が停止状態で、かつ温度制御の目的で記録ヘッド１を駆動する場合には、基準タイミングトリガ生成部４６は、システムクロックを逓倍したリードトリガを生成する。本実施形態では、６４０個のヒータ１４を４０グループに分け、グループが同じ１６個のヒータ１４は記録ヘッド１に設けられたドライバ（不図示）によって同時に駆動される。そして、グループごとに連続的に４０回ヒータ駆動することによって６４０個全てのヒータ１４が駆動する。そのため、リードトリガは４０回分の駆動が可能なように周期が設定される。本実施形態では１グループの駆動周期（データ転送トリガの周期）を１．６μｓに設定するためにリードトリガの周期は６４μｓとなる。基準タイミングトリガ生成部４６は、リードトリガを記録データ処理回路４１に出力するとともに、データ転送トリガを記録ヘッド駆動制御回路４２に出力する。
【００２１】
記録データ処理回路４１は、ＣＰＵ３２から吐出モード信号が入力されると、その吐出モード信号に応じて、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４からデータバスを介して、記録用のデータまたは温度制御用のデータを選択して読み込む。なお、記録用のデータは、インクジェット記録装置１００に接続されている周辺機器（例えば、パーソナルコンピュータ）からＩ／Ｆ回路（インターフェース回路）３１を通じてＲＡＭ３４に格納される。記録データ処理回路４１は、基準タイミングトリガ生成部４６から入力されたリードトリガのタイミングに合わせてデータを読み込む。１回のリードトリガで読み込むデータ量は、１ノズル列分の６４０ビットであり、読み込まれたデータは、記録ヘッド駆動制御回路４２のデータ転送部４２１へ転送される。データ転送部４２１は、記録データ処理回路４１から入力されたデータを４０分割して保存する。データ転送部４２１は、データ転送トリガが入力されるたびに、記録ヘッド１の４０個のドライバに対して４０分割した１６ビットのデータを順次転送する。このようにして４０回のデータ転送を繰り返すことでＲＡＭ３４から読み込まれた６４０ビットのデータ転送が完了する。
【００２２】
記録ヘッド駆動制御回路４２は、ノズル列１３の数だけ存在し、駆動対象となる各ヒータ１４に対してヒートパルス信号（ＨＥ）と、シリアルクロック（ＣＬＫ）に同期させたデータ及び駆動ドライバ番号を出力する。ここで、記録ヘッド駆動制御回路４２の動作内容について、記録動作（第１のステップ）と、温度制御動作（第２のステップ）とで分けて説明する。まずは記録動作時の動作内用について説明する。
【００２３】
（記録動作）
記録ヘッド駆動制御回路４２は、図４に示すように、データ転送部４２１と、パルスパラメータ設定レジスタ４２２と、パルス生成部４２３と、乱数発生器４８と、を有する。パルス生成部４２３は、データ転送トリガを受信すると、ノズル温度データ及び同時吐出数データから、最適なパルスパラメータをパルスパラメータ設定レジスタの中から選択する。ノズル温度データは、各ノズル列１３の温度を定常的に検出する温度センサ（不図示）の検出値に基づいてＣＰＵ３２が生成する。また、同時吐出数データは、インクが同時に吐出される吐出口１２の数を示し、ＲＡＭ３４に格納されている記録用のデータに含まれている。パルスパラメータ設定レジスタ４２２で選択されるパラメータとは、図５に示すパルス開始タイミング（Ｓ）、パルス間隔（Ｆ）、及びヒートパルス信号のパルス幅（Ｗ１、Ｗ２）である。これらのパラメータは、ノズル温度データ及び同時吐出数データの各々に対応付けたパルスパラメータテーブルを構成している。このパルスパラメータテーブルでは、インクが同時に吐出する吐出口数やノズル列１３の温度が変化してもインク吐出量が一定になるように最適なパラメータが一意に選択される構成となっている。なお、図５ではラッチ信号（ＬＴ）の１周期あたりにヒートパルス信号がイネーブルになる回数（ヒータ１４の通電回数）が２回あるが、温度やその他の吐出条件に応じて１回（Ｗ２＝０）であってもよい。パルスパラメータテーブルは、記録ヘッド１のノズル温度や同時吐出数の変化に対応してデータ転送トリガごとにパルスパラメータの変更が可能なように、ハードウェアテーブルで構成されるのが望ましい。更には、記録ヘッド１が交換された際に、記録ヘッド１の製造上のばらつきに起因する吐出量変化にパルスパラメータの変更で対応可能なように、書き換え可能な構成がより望ましい。パルスパラメータテーブルに格納されているパラメータは、時間の値でもよいし、システムクロック等の基準クロックに対するカウント数でもよい。パルス生成部４２３は、ヒートパルス信号を生成するためのパラメータを上述のパルスパラメータテーブルから選択して読み出し、カウンタ４７でパルスのハイレベルとローレベルを切り替えるタイミングを、システムクロックを基準としてカウントする。このようにして、記録用のヒートパルス信号（第１のヒートパルス信号）が生成される。そして、パルス生成部４２３は、生成したヒートパルス信号をデータ転送トリガに同期して記録ヘッド１へ転送する。さらに、データ転送部４２１は、記録データ処理回路４１から転送される記録用のデータにドライバ番号を付加する。そして、データ転送部４２１は、ドライバ番号が付加された記録用のデータをシリアルクロック（ＣＬＫ）に同期させて記録ヘッド１へ転送する。転送されたデータは、転送終了時にラッチ信号（ＬＴ）をアサートさせて記録ヘッド１でラッチされる。ラッチされたデータは、ヒートパルス信号と論理積演算（ＡＮＤ）することでヒータ１４が駆動する。すると、インクは膜沸騰し、気泡が生成される。そして、気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、吐出口１２からインクが吐出される。
【００２４】
（温度制御動作）
次に、温度制御動作時の記録ヘッド駆動制御回路４２の動作について説明する。パルス生成部４２３は、ＣＰＵ３２から温度制御イネーブル信号の入力があったときに温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）を生成する。なお、ＣＰＵ３２は、記録用のヒートパルス信号を生成する直前に温度制御イネーブル信号をパルス生成部４２３に送信する。なお、ＣＰＵ３２は、記録用のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、温度制御イネーブル信号をパルス生成部４２３に送信することとしてもよい。温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅（第２のパルス幅）は、インクを各吐出口１２から吐出させないようにするため、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の約４〜７割の範囲内である。このようにパルス幅の短いヒートパルス信号を一定期間用いてヒータ１４を通電することによって記録ヘッド１の温度を所望の温度まで上昇させる。なお、ＣＰＵ３２は、温度センサの検出値がしきい値（目標温度）を上回った場合、すなわち記録ヘッド１の温度を下降させる必要がある場合には、記録ヘッド駆動制御回路４２に対してヒータ１４への通電を停止する旨の制御信号を送信する。
【００２５】
温度制御用のヒートパルス信号も記録用のヒートパルス信号と同様にパルスパラメータとしてパルス幅Ｗ１、Ｗ２（図５（ｂ）参照）を有する。本実施形態では、パルス幅Ｗ１、Ｗ２は、乱数発生器４８で生成され、パルス生成部４２３に入力される。乱数発生器４８は、記録用のヒートパル信号のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値のいずれかをデータ転送トリガのタイミングに合わせてランダムに選択する。乱数の生成方法は、ロジック的に擬似乱数を発生させる回路を用いてよいし、アナログ的に乱数を発生させる回路を用いても良い。乱数の出力範囲は、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の７割となる数を最大値とし、このパルス幅の４割となる数を最低値とする。パルス生成部４２３は、記録動作時と同様に、各パルスパラメータに用いて温度制御用のヒートパルス信号を生成する。図６は、本実施形態の温度制御用のヒートパルス信号（ＨＥ）とラッチ信号（ＬＴ）を示す。図６に示すように、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅は、インクを吐出口１２から吐出させない範囲内で少なくとも１回以上更新（変調）されている。
【００２６】
本実施形態では、上述したように、記録を行っていない（インクを吐出していない）ときに温度制御用のヒートパルス信号で各ヒータ１４が発熱しているので、記録ヘッドが一様に加熱されている。そのため、記録を行う際に気泡の成長のばらつきが緩和されるので、インク吐出量の変動を抑制できる。また、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅は、少なくとも１回以上更新されている。そのため、温度制御用のヒートパルス信号がケーブル９を伝送する際、ケーブル９から発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなる（分散する）。よって、従来のようにパルス幅が一定のヒートパルス信号を複数回連続して出力する場合に比べ、ケーブル９の放射ノイズを低減することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態では、各ノズル列１３の温度によってパルス幅の変調幅（乱数値の範囲）を変えても良い。図７は、ヒートパルス信号のパルス幅の違いによるノズル列の温度変化の状態を示すグラフである。図７において、破線は、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の７割のパルス幅をヒータ１４の発熱時間とした場合を示す。一方、実線は記録用のヒートパルス信号のパルス幅の５割のパルス幅をヒータ１４の発熱時間とした場合を示す。図７に示すように、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅、つまりヒータ１４の発熱時間によって目標温度まで上昇するのに必要な上昇時間が異なる。そこで、温度変化の状態が同じノズル列１３が複数存在する場合には、これらのノズル列１３に対してパルス幅が変調するタイミングごとに一律に規格化された範囲で乱数を出力するように乱数発生器４８を設定する。これにより、各ノズル列１３の上昇時間のばらつきを緩和することが可能となる。また、各ノズル列１３の温度上昇のスピードに偏りがある場合には、温度上昇が速いノズル列１３のパルス幅を、温度上昇が遅いノズル列１３のパルス幅よりも短いパルス幅となるように乱数発生器４８を設定する。これにより、温度上昇のスピードが異なる複数のノズル列１３を、ほぼ同じタイミングで目標温度へ到達させることが可能となる。
【００２８】
ここで、上述した本実施形態のインクジェット記録装置を、キヤノン株式会社の大判インクジェットプリンタｉＰＦ６１００に適用して放射ノイズを測定した実験結果について説明する。なお、放射ノイズは、電波暗室内で測定対象物から１０ｍ離れた位置の電界強度を測定する、いわゆる１０ｍ法で測定した。実験において、従来のように全てのノズル列をパルス幅が一定のヒートパルス信号で連続して加熱した場合、ヒートパルス信号の周波数の８逓倍の周波数である６０．５ＭＨｚにおける垂直成分のＱＰ値が２９．５（ｄＢμＶ／ｍ）であった。一方、本実施形態のようにパルス幅を変調したヒートパルス信号で連続して加熱した場合では、垂直成分のＱＰ値が２７．０（ｄＢμＶ／ｍ）となり、従来に比べ２．５ｄＢ減少した。
【００２９】
（実施形態２）
本実施形態のインクジェット記録装置について説明する。なお、実施形態１で説明したインクジェット記録装置１００と同様な構成については詳細な説明を省略する。
【００３０】
図８は、本実施形態のインクジェット記録装置の要部の制御構成を示すブロック図である。図８では、記録ヘッド１へ信号やデータを送信する構成要素を詳細に示している。本実施形態のインクジェット記録装置は、温度制御の動作内容が実施形態１で説明したインクジェット記録装置１００と異なる。以下、本実施形態のインクジェット記録装置における温度制御時の記録ヘッド駆動制御回路４２の動作について説明する。
【００３１】
本実施形態では、パルス生成部４２３は、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅を、データ格納部５１に格納されているパルス幅データ５０から読みだす。
【００３２】
図９は、パルス幅データの構成を示す図である。パルス幅データ５０は、図９に示すように、記録用のヒートパルス信号のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値をノズル列ごとに順序づけて示す。具体的には、１２列のノズル列１３を識別するためのノズル列番号に対応付けて、各ノズル列１３の６回分（６周期分）のパルス幅を示す数値がそれぞれＡｄｄｒｅｓｓ０〜Ａｄｄｒｅｓｓ５に格納されている。なお、ヒートパルス信号の残り２つのパルスパラメータであるパルス開始タイミング（Ｓ）及びパルス間隔（Ｆ）は、予め３３０ｎｓが設定されている。また、データ転送トリガの周期は１．６μｓとしている。本実施形態では、記録ヘッド駆動制御回路４２は、１２列のノズル列１３にそれぞれ対応する１２回路ある。各記録ヘッド駆動制御回路４２のパルス生成部４２３は、パルス幅データ５０から各回のパルス幅を、ノズル列番号ごとにアドレスの順序に従って読みだす。例えば、図３に示す１２列のノズル列のうち左端のノズル列１３に対応するパルス生成部４２３は、パルス幅データ５０における「ノズル列１」に対応するＡｄｄｒｅｓｓ０からＡｄｄｒｅｓｓ５までの数値をパルス幅として読みだす。なお、データ格納部５１には、アドレスカウンタ４９が組みこまれている。アドレスカウンタ４９は、パルス生成部４２３がデータ転送トリガのタイミングに合わせてパルス幅データ５０を参照するたびにアドレスに１を加算する。そして、カウンタが５まで進むと、次のデータ転送トリガで０に戻る。これにより、データ格納部５１では、データ転送トリガが入力されるたびにＡｄｄｒｅｓｓ０からＡｄｄｒｅｓｓ５に格納された数値が各パルス生成部４２３に出力される。パルス生成部４２３は、この数値をパルス幅とするヒートパルス信号を生成する。そして、パルス生成部４２３は、生成したヒートパルス信号をデータ転送トリガごとに記録ヘッド１へ転送する。なお、本実施形態ではＡｄｄｒｅｓｓ更新のタイミングをデータ転送トリガとしているが、リードトリガや他の周期トリガを用いて更新させても良い。
【００３３】
本実施形態では、温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）のパルス幅（第２のパルス幅）は、データ格納部５１に格納されているパルス幅データ５０から読みだされる。パルス幅データ５０では、各回における１２列のノズル列１３のパルス幅が互いに異なるように設定されている。また、各ノズル列１３のパルス幅は、毎回異なるように設定されている。これにより、本実施形態においても、温度制御用のヒートパルス信号はそのパルス幅を変調しながら複数回連続して出力されている。そのため、ケーブル９から発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなるので、従来に比べ、ケーブル９の放射ノイズを低減することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、図９に示すように、パルス幅データ５０を構成する複数の数値を順序（アドレス）ごとに複数のグループに分けたときの各グループにおける数値の総和が「１５８４」で一定になっている。これにより、温度制御用のヒートパルス信号を複数回連続して出力する際、電源の負荷が毎回同じになるので安定した動作環境となる。
【００３５】
更に、本実施形態では、パルス幅データ５０において各ノズル列１３に対応して順序づけられている数値の総和は、列の位置に応じて異なっている。具体的には、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ノズル列１３は、図３に示すように吐出口１２の配列方向を揃えて１２の列をなすように並べられている。この列の両端に位置する端部ノズル列は、周囲に他のノズル列が存在する列の中央に位置する中央ノズル列に比べ温度上昇のスピードが遅くなる。そこで、本実施形態では、端部ノズルの識別番号を示す「ノズル列１」、「ノズル列１２」の各々に対応して順序づけられている数値の総和が、中央ノズル列の識別番号を示す「ノズル列６」に対応して順序づけられている数値の総和よりも多くなっている。これにより、温度上昇のスピード差が是正されるので、各ノズル列の温度をほぼ同じタイミングで目標温度へ到達させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 記録ヘッド
９ ケーブル
１２ 吐出口
１４ ヒータ
３０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータでインクを加熱することによって発生した気泡でインクを吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置、および記録ヘッドの温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置には、ヒータでインクを加熱することによって気泡を発生させ、その気泡でインクを吐出口から記録媒体に向けて吐出するサーマルタイプがある。サーマルタイプのインクジェット記録装置では、一般的に、ヒータおよび吐出口を備える記録ヘッドはキャリッジに搭載され、この記録ヘッドの動作を制御する制御部は装置本体に配置されている。記録ヘッドを制御するための制御信号や記録ヘッドを駆動するための電力は、制御部からケーブルを通じて記録ヘッドに供給される。このとき、ケーブルには高電流が近接して流れるので、ケーブルがアンテナとして作用して放射ノイズが発生する。その結果、この放射ノイズで周辺機器が誤動作するという問題が起こりうる。そこで、ケーブルから放射されるノイズを抑制する方法が提案され、特許文献１に開示されている。特許文献１には、ケーブルを介してシリアル伝送される記録データやベースクロックの転送周期を発信元である制御部で可変とする技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、サーマルタイプのインクジェット記録装置において、ケーブルから放射されるノイズは、特許文献１に記載されているように記録データの転送時に発生するだけではない。サーマルタイプのインクジェット記録装置は、上述したように気泡でインクを吐出口から吐出する。このとき、１つの吐出口から吐出されるインク滴は微小なため、サーマルタイプのインクジェット記録装置では、一般的に、複数の吐出口が配列されたノズル列が記録ヘッド内に複数設けられている。各ノズル列で生成される気泡の成長は、温度に大きく影響され、各ノズル列から押し出されるインクの体積（以下、インク吐出量と呼ぶ）に反映される。そのため、インク吐出量はヒータ近傍のインク温度（以下、インク温度）の影響を強く受ける。インク温度が高い場合にはインク吐出量は多くなり、逆にインク温度が低い場合にはインク吐出量は少なくなる。さらに、記録中はヒータ近傍の温度が記録開始前に比べて上昇するという特徴もある。このように、インク温度のばらつきに伴いインク吐出量が変動すると、記録媒体に記録される画像に濃度むらが発生し、記録品位が悪化するおそれがある。そこで、記録開始の直前に、インク吐出時よりもパルス幅の短いヒートパルス信号を全てのヒータに与えることによって記録ヘッドをある温度まで加熱する温度制御方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３０６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した記録ヘッドの温度制御方法によれば、記録を行う際に気泡の成長のばらつきが緩和されるので、インク吐出量の変動が抑制される。しかし、従来の温度制御方法では、パルス幅が一定のヒートパルス信号を同じタイミングで全てのヒータに複数回連続して与えることが一般的である。この場合、放射ノイズが特定の周波数に集中し、その結果、温度制御時の方が記録時に比べ放射ノイズのピーク値が高くなる傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、インク吐出量の変動を抑制できるとともに放射ノイズを低減できるインクジェット記録装置、および記録ヘッドの温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明によるインクジェット記録装置は、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を生成して出力し、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を生成して出力する制御部と、前記第１および第２のヒートパルス信号を伝送するケーブルと、前記ケーブルを介して前記制御部に接続されている記録ヘッドと、を有し、前記記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、前記第１のヒートパルス信号が入力されると前記第１のパルス幅を発熱時間として前記インクを加熱することによって気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを前記複数の吐出口から吐出させる複数のヒータと、を有し、前記制御部は、前記複数の吐出口から前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように前記第２のヒートパルス信号を複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明による記録ヘッドの温度制御方法は、第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を、ケーブルを介して記録ヘッドに設けられた複数のヒータの各々に出力することによってインクを加熱して気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを吐出する第１のステップと、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を、前記ケーブルを介して複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する第２のステップであって、前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新する第２のステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、第２のヒートパルス信号がケーブルを介して記録ヘッドに複数回連続して出力されるときに、第２のパルス幅が少なくとも１回以上更新される。そのため、第２のヒートパルス信号がケーブルを伝送する際、ケーブルから発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなる。よって、従来のようにパルス幅が一定のヒートパルス信号を複数回連続して出力する場合に比べ、ケーブルの放射ノイズを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１のインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態１のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】ノズル列の配列状態を示す図である。
【図４】図２に記載のブロック図の一部をより詳細に示したブロック図である。
【図５】記録ヘッドの動作制御に関するタイミングチャートである。
【図６】実施形態１の温度制御用のヒートパルス信号の波形を示す図である。
【図７】ヒートパルス信号のパルス幅の違いによるノズル列の温度変化の状態を示すグラフである。
【図８】実施形態２のインクジェット記録装置の要部の制御構成を示すブロック図である。
【図９】パルス幅データの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態のインクジェット記録装置１００では、記録ヘッド１がキャリッジ２に搭載されている。キャリッジ２は、ガイドシャフト３に沿って往復移動する。キャリッジ２の往復移動は、モータ駆動回路４４（図２参照）で駆動されるキャリッジモータ５の駆動でプーリー６が回転し、プーリー６の回転力がベルト７に伝達されることによって行われる。記録ヘッド１は、キャリッジ２の往復移動に連動してインクを吐出することで、記録媒体４に１走査分の画像を形成する。
【００１３】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、モータ駆動回路４３（図２参照）で駆動する搬送モータ１９（図２参照）が、プラテン８上に位置する記録媒体４を、キャリッジ２の移動方向に直交する方向（図１の矢印Ａ参照）に所定量だけ搬送する。次いで再びキャリッジ２の往復移動に連動して記録ヘッド１が次の１走査分の画像を形成する。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体４に記録される画像が完成する。
【００１４】
図１に示すインクジェット記録装置１００の正面右側には、記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復ユニット１０が設けられている。回復ユニット１０には、記録ヘッド１をキャップするキャップ１１などが設けられている。
【００１５】
また、インクジェット記録装置１００は、ガイドシャフト３に並行して延びるエンコーダスケール１３（図１参照）と、キャリッジ２の背面に取り付けられている光学式のエンコーダセンサ４５（図２参照）を備えている。インクジェット記録装置１００では、エンコーダスケール１３およびエンコーダセンサ４５を用いてキャリッジ２の移動速度が検出され、検出値がキャリッジモータ５の駆動時にフィードバックされる。また、エンコーダスケール１３で定められるキャリッジ２（記録ヘッド１）の位置情報がエンコーダセンサ４５により読み取られる。そして、読み取り値を基準として所定の位置でインク滴を吐出することによって記録媒体４上に画像を形成することが可能になる。
【００１６】
記録ヘッド１には、図３に示すように、複数の吐出口１２が配列されたノズル列１３を複数備えている。複数のノズル列１３は、吐出口１２の配列方向を揃えて複数の列をなすように並べられている。本実施形態では、記録ヘッド１には、１２列のノズル列１３が設けられ、各ノズル列１３は６４０個の吐出口１２で構成されている。１２列のノズル列１３には、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタおよびブラックの６色のインクが２列ずつ割り当てられている。記録ヘッド１には、複数（本実施形態では６４０個）のヒータ１４（図２参照）が各吐出口１２に対向して設けられている。各ヒータ１４は、制御部３０（図２参照）から個別に入力される記録用のヒートパルス信号（第１のヒートパルス信号）および温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）で発熱する。制御部３０で生成された記録用のヒートパルス信号がケーブル９を通じて記録ヘッド１に与えられると、ヒータ１４は記録用のヒートパルス信号のパルス幅（第１のパルス幅）を発熱時間してインクを加熱する。すると、インクは膜沸騰し、気泡が生成される。そして、気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、吐出口１２からインクが吐出される。
【００１７】
図４は、図２に記載のブロック図の一部をより詳細に示したブロック図である。図４に記載のブロック図は、制御部３０の構成要素のうち、記録ヘッド１へ信号やデータを送信する構成要素を詳細に示している。図５は、記録ヘッド１の動作制御に関するタイミングチャートを示す。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）に記載の領域Ｒを拡大して示している。
【００１８】
制御部３０から記録ヘッド１にデータを転送するタイミングを示すデータ転送トリガは、データ処理タイミング発生回路４０の基準タイミングトリガ生成部４６で生成される。基準タイミングトリガ生成部４６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２からヘッド駆動イネーブル信号が入力されると、キャリッジ２の動作状態を判定して所定のタイミングトリガを生成する。このとき、基準タイミングトリガ生成部４６は、エンコーダセンサ４５からのエンコーダパルスの入力の有無でキャリッジ２が駆動しているか否か判定する。また、基準タイミングトリガ生成部４６は、キャリッジ２の動作状態を示すキャリッジステータス信号の入力で記録ヘッド１を記録目的で駆動するか否か判定する。なお、キャリッジステータス信号は、ＣＰＵ３２から基準タイミングトリガ生成部４６に入力される。
【００１９】
キャリッジ２が動作中かつ、記録ヘッド１を記録目的で駆動する場合には、基準タイミングトリガ生成部４６は、エンコーダパルスを基準としたリードトリガを生成する。このリードトリガは、記録解像度を示すトリガ解像度設定信号に基づいてエンコーダパルスを元に逓倍したパルスとなる。本実施形態では、１５０ｌｐｉ（line per inch）のエンコーダパルスに対して１２００ｄｐｉ（dot per inch）のリードトリガが生成される。
【００２０】
キャリッジ２が停止状態で、かつ温度制御の目的で記録ヘッド１を駆動する場合には、基準タイミングトリガ生成部４６は、システムクロックを逓倍したリードトリガを生成する。本実施形態では、６４０個のヒータ１４を４０グループに分け、グループが同じ１６個のヒータ１４は記録ヘッド１に設けられたドライバ（不図示）によって同時に駆動される。そして、グループごとに連続的に４０回ヒータ駆動することによって６４０個全てのヒータ１４が駆動する。そのため、リードトリガは４０回分の駆動が可能なように周期が設定される。本実施形態では１グループの駆動周期（データ転送トリガの周期）を１．６μｓに設定するためにリードトリガの周期は６４μｓとなる。基準タイミングトリガ生成部４６は、リードトリガを記録データ処理回路４１に出力するとともに、データ転送トリガを記録ヘッド駆動制御回路４２に出力する。
【００２１】
記録データ処理回路４１は、ＣＰＵ３２から吐出モード信号が入力されると、その吐出モード信号に応じて、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４からデータバスを介して、記録用のデータまたは温度制御用のデータを選択して読み込む。なお、記録用のデータは、インクジェット記録装置１００に接続されている周辺機器（例えば、パーソナルコンピュータ）からＩ／Ｆ回路（インターフェース回路）３１を通じてＲＡＭ３４に格納される。記録データ処理回路４１は、基準タイミングトリガ生成部４６から入力されたリードトリガのタイミングに合わせてデータを読み込む。１回のリードトリガで読み込むデータ量は、１ノズル列分の６４０ビットであり、読み込まれたデータは、記録ヘッド駆動制御回路４２のデータ転送部４２１へ転送される。データ転送部４２１は、記録データ処理回路４１から入力されたデータを４０分割して保存する。データ転送部４２１は、データ転送トリガが入力されるたびに、記録ヘッド１の４０個のドライバに対して４０分割した１６ビットのデータを順次転送する。このようにして４０回のデータ転送を繰り返すことでＲＡＭ３４から読み込まれた６４０ビットのデータ転送が完了する。
【００２２】
記録ヘッド駆動制御回路４２は、ノズル列１３の数だけ存在し、駆動対象となる各ヒータ１４に対してヒートパルス信号（ＨＥ）と、シリアルクロック（ＣＬＫ）に同期させたデータ及び駆動ドライバ番号を出力する。ここで、記録ヘッド駆動制御回路４２の動作内容について、記録動作（第１のステップ）と、温度制御動作（第２のステップ）とで分けて説明する。まずは記録動作時の動作内用について説明する。
【００２３】
（記録動作）
記録ヘッド駆動制御回路４２は、図４に示すように、データ転送部４２１と、パルスパラメータ設定レジスタ４２２と、パルス生成部４２３と、乱数発生器４８と、を有する。パルス生成部４２３は、データ転送トリガを受信すると、ノズル温度データ及び同時吐出数データから、最適なパルスパラメータをパルスパラメータ設定レジスタの中から選択する。ノズル温度データは、各ノズル列１３の温度を定常的に検出する温度センサ（不図示）の検出値に基づいてＣＰＵ３２が生成する。また、同時吐出数データは、インクが同時に吐出される吐出口１２の数を示し、ＲＡＭ３４に格納されている記録用のデータに含まれている。パルスパラメータ設定レジスタ４２２で選択されるパラメータとは、図５に示すパルス開始タイミング（Ｓ）、パルス間隔（Ｆ）、及びヒートパルス信号のパルス幅（Ｗ１、Ｗ２）である。これらのパラメータは、ノズル温度データ及び同時吐出数データの各々に対応付けたパルスパラメータテーブルを構成している。このパルスパラメータテーブルでは、インクが同時に吐出する吐出口数やノズル列１３の温度が変化してもインク吐出量が一定になるように最適なパラメータが一意に選択される構成となっている。なお、図５ではラッチ信号（ＬＴ）の１周期あたりにヒートパルス信号がイネーブルになる回数（ヒータ１４の通電回数）が２回あるが、温度やその他の吐出条件に応じて１回（Ｗ２＝０）であってもよい。パルスパラメータテーブルは、記録ヘッド１のノズル温度や同時吐出数の変化に対応してデータ転送トリガごとにパルスパラメータの変更が可能なように、ハードウェアテーブルで構成されるのが望ましい。更には、記録ヘッド１が交換された際に、記録ヘッド１の製造上のばらつきに起因する吐出量変化にパルスパラメータの変更で対応可能なように、書き換え可能な構成がより望ましい。パルスパラメータテーブルに格納されているパラメータは、時間の値でもよいし、システムクロック等の基準クロックに対するカウント数でもよい。パルス生成部４２３は、ヒートパルス信号を生成するためのパラメータを上述のパルスパラメータテーブルから選択して読み出し、カウンタ４７でパルスのハイレベルとローレベルを切り替えるタイミングを、システムクロックを基準としてカウントする。このようにして、記録用のヒートパルス信号（第１のヒートパルス信号）が生成される。そして、パルス生成部４２３は、生成したヒートパルス信号をデータ転送トリガに同期して記録ヘッド１へ転送する。さらに、データ転送部４２１は、記録データ処理回路４１から転送される記録用のデータにドライバ番号を付加する。そして、データ転送部４２１は、ドライバ番号が付加された記録用のデータをシリアルクロック（ＣＬＫ）に同期させて記録ヘッド１へ転送する。転送されたデータは、転送終了時にラッチ信号（ＬＴ）をアサートさせて記録ヘッド１でラッチされる。ラッチされたデータは、ヒートパルス信号と論理積演算（ＡＮＤ）することでヒータ１４が駆動する。すると、インクは膜沸騰し、気泡が生成される。そして、気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、吐出口１２からインクが吐出される。
【００２４】
（温度制御動作）
次に、温度制御動作時の記録ヘッド駆動制御回路４２の動作について説明する。パルス生成部４２３は、ＣＰＵ３２から温度制御イネーブル信号の入力があったときに温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）を生成する。なお、ＣＰＵ３２は、記録用のヒートパルス信号を生成する直前に温度制御イネーブル信号をパルス生成部４２３に送信する。なお、ＣＰＵ３２は、記録用のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、温度制御イネーブル信号をパルス生成部４２３に送信することとしてもよい。温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅（第２のパルス幅）は、インクを各吐出口１２から吐出させないようにするため、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の約４〜７割の範囲内である。このようにパルス幅の短いヒートパルス信号を一定期間用いてヒータ１４を通電することによって記録ヘッド１の温度を所望の温度まで上昇させる。なお、ＣＰＵ３２は、温度センサの検出値がしきい値（目標温度）を上回った場合、すなわち記録ヘッド１の温度を下降させる必要がある場合には、記録ヘッド駆動制御回路４２に対してヒータ１４への通電を停止する旨の制御信号を送信する。
【００２５】
温度制御用のヒートパルス信号も記録用のヒートパルス信号と同様にパルスパラメータとしてパルス幅Ｗ１、Ｗ２（図５（ｂ）参照）を有する。本実施形態では、パルス幅Ｗ１、Ｗ２は、乱数発生器４８で生成され、パルス生成部４２３に入力される。乱数発生器４８は、記録用のヒートパル信号のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値のいずれかをデータ転送トリガのタイミングに合わせてランダムに選択する。乱数の生成方法は、ロジック的に擬似乱数を発生させる回路を用いてよいし、アナログ的に乱数を発生させる回路を用いても良い。乱数の出力範囲は、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の７割となる数を最大値とし、このパルス幅の４割となる数を最低値とする。パルス生成部４２３は、記録動作時と同様に、各パルスパラメータに用いて温度制御用のヒートパルス信号を生成する。図６は、本実施形態の温度制御用のヒートパルス信号（ＨＥ）とラッチ信号（ＬＴ）を示す。図６に示すように、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅は、インクを吐出口１２から吐出させない範囲内で少なくとも１回以上更新（変調）されている。
【００２６】
本実施形態では、上述したように、記録を行っていない（インクを吐出していない）ときに温度制御用のヒートパルス信号で各ヒータ１４が発熱しているので、記録ヘッドが一様に加熱されている。そのため、記録を行う際に気泡の成長のばらつきが緩和されるので、インク吐出量の変動を抑制できる。また、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅は、少なくとも１回以上更新されている。そのため、温度制御用のヒートパルス信号がケーブル９を伝送する際、ケーブル９から発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなる（分散する）。よって、従来のようにパルス幅が一定のヒートパルス信号を複数回連続して出力する場合に比べ、ケーブル９の放射ノイズを低減することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態では、各ノズル列１３の温度によってパルス幅の変調幅（乱数値の範囲）を変えても良い。図７は、ヒートパルス信号のパルス幅の違いによるノズル列の温度変化の状態を示すグラフである。図７において、破線は、記録用のヒートパルス信号のパルス幅の７割のパルス幅をヒータ１４の発熱時間とした場合を示す。一方、実線は記録用のヒートパルス信号のパルス幅の５割のパルス幅をヒータ１４の発熱時間とした場合を示す。図７に示すように、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅、つまりヒータ１４の発熱時間によって目標温度まで上昇するのに必要な上昇時間が異なる。そこで、温度変化の状態が同じノズル列１３が複数存在する場合には、これらのノズル列１３に対してパルス幅が変調するタイミングごとに一律に規格化された範囲で乱数を出力するように乱数発生器４８を設定する。これにより、各ノズル列１３の上昇時間のばらつきを緩和することが可能となる。また、各ノズル列１３の温度上昇のスピードに偏りがある場合には、温度上昇が速いノズル列１３のパルス幅を、温度上昇が遅いノズル列１３のパルス幅よりも短いパルス幅となるように乱数発生器４８を設定する。これにより、温度上昇のスピードが異なる複数のノズル列１３を、ほぼ同じタイミングで目標温度へ到達させることが可能となる。
【００２８】
ここで、上述した本実施形態のインクジェット記録装置を、キヤノン株式会社の大判インクジェットプリンタｉＰＦ６１００に適用して放射ノイズを測定した実験結果について説明する。なお、放射ノイズは、電波暗室内で測定対象物から１０ｍ離れた位置の電界強度を測定する、いわゆる１０ｍ法で測定した。実験において、従来のように全てのノズル列をパルス幅が一定のヒートパルス信号で連続して加熱した場合、ヒートパルス信号の周波数の８逓倍の周波数である６０．５ＭＨｚにおける垂直成分のＱＰ値が２９．５（ｄＢμＶ／ｍ）であった。一方、本実施形態のようにパルス幅を変調したヒートパルス信号で連続して加熱した場合では、垂直成分のＱＰ値が２７．０（ｄＢμＶ／ｍ）となり、従来に比べ２．５ｄＢ減少した。
【００２９】
（実施形態２）
本実施形態のインクジェット記録装置について説明する。なお、実施形態１で説明したインクジェット記録装置１００と同様な構成については詳細な説明を省略する。
【００３０】
図８は、本実施形態のインクジェット記録装置の要部の制御構成を示すブロック図である。図８では、記録ヘッド１へ信号やデータを送信する構成要素を詳細に示している。本実施形態のインクジェット記録装置は、温度制御の動作内容が実施形態１で説明したインクジェット記録装置１００と異なる。以下、本実施形態のインクジェット記録装置における温度制御時の記録ヘッド駆動制御回路４２の動作について説明する。
【００３１】
本実施形態では、パルス生成部４２３は、温度制御用のヒートパルス信号のパルス幅を、データ格納部５１に格納されているパルス幅データ５０から読みだす。
【００３２】
図９は、パルス幅データの構成を示す図である。パルス幅データ５０は、図９に示すように、記録用のヒートパルス信号のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値をノズル列ごとに順序づけて示す。具体的には、１２列のノズル列１３を識別するためのノズル列番号に対応付けて、各ノズル列１３の６回分（６周期分）のパルス幅を示す数値がそれぞれＡｄｄｒｅｓｓ０〜Ａｄｄｒｅｓｓ５に格納されている。なお、ヒートパルス信号の残り２つのパルスパラメータであるパルス開始タイミング（Ｓ）及びパルス間隔（Ｆ）は、予め３３０ｎｓが設定されている。また、データ転送トリガの周期は１．６μｓとしている。本実施形態では、記録ヘッド駆動制御回路４２は、１２列のノズル列１３にそれぞれ対応する１２回路ある。各記録ヘッド駆動制御回路４２のパルス生成部４２３は、パルス幅データ５０から各回のパルス幅を、ノズル列番号ごとにアドレスの順序に従って読みだす。例えば、図３に示す１２列のノズル列のうち左端のノズル列１３に対応するパルス生成部４２３は、パルス幅データ５０における「ノズル列１」に対応するＡｄｄｒｅｓｓ０からＡｄｄｒｅｓｓ５までの数値をパルス幅として読みだす。なお、データ格納部５１には、アドレスカウンタ４９が組みこまれている。アドレスカウンタ４９は、パルス生成部４２３がデータ転送トリガのタイミングに合わせてパルス幅データ５０を参照するたびにアドレスに１を加算する。そして、カウンタが５まで進むと、次のデータ転送トリガで０に戻る。これにより、データ格納部５１では、データ転送トリガが入力されるたびにＡｄｄｒｅｓｓ０からＡｄｄｒｅｓｓ５に格納された数値が各パルス生成部４２３に出力される。パルス生成部４２３は、この数値をパルス幅とするヒートパルス信号を生成する。そして、パルス生成部４２３は、生成したヒートパルス信号をデータ転送トリガごとに記録ヘッド１へ転送する。なお、本実施形態ではＡｄｄｒｅｓｓ更新のタイミングをデータ転送トリガとしているが、リードトリガや他の周期トリガを用いて更新させても良い。
【００３３】
本実施形態では、温度制御用のヒートパルス信号（第２のヒートパルス信号）のパルス幅（第２のパルス幅）は、データ格納部５１に格納されているパルス幅データ５０から読みだされる。パルス幅データ５０では、各回における１２列のノズル列１３のパルス幅が互いに異なるように設定されている。また、各ノズル列１３のパルス幅は、毎回異なるように設定されている。これにより、本実施形態においても、温度制御用のヒートパルス信号はそのパルス幅を変調しながら複数回連続して出力されている。そのため、ケーブル９から発生する放射ノイズが特定の周波数に集中しにくくなるので、従来に比べ、ケーブル９の放射ノイズを低減することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、図９に示すように、パルス幅データ５０を構成する複数の数値を順序（アドレス）ごとに複数のグループに分けたときの各グループにおける数値の総和が「１５８４」で一定になっている。これにより、温度制御用のヒートパルス信号を複数回連続して出力する際、電源の負荷が毎回同じになるので安定した動作環境となる。
【００３５】
更に、本実施形態では、パルス幅データ５０において各ノズル列１３に対応して順序づけられている数値の総和は、列の位置に応じて異なっている。具体的には、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ノズル列１３は、図３に示すように吐出口１２の配列方向を揃えて１２の列をなすように並べられている。この列の両端に位置する端部ノズル列は、周囲に他のノズル列が存在する列の中央に位置する中央ノズル列に比べ温度上昇のスピードが遅くなる。そこで、本実施形態では、端部ノズルの識別番号を示す「ノズル列１」、「ノズル列１２」の各々に対応して順序づけられている数値の総和が、中央ノズル列の識別番号を示す「ノズル列６」に対応して順序づけられている数値の総和よりも多くなっている。これにより、温度上昇のスピード差が是正されるので、各ノズル列の温度をほぼ同じタイミングで目標温度へ到達させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 記録ヘッド
９ ケーブル
１２ 吐出口
１４ ヒータ
３０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を生成して出力し、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を生成して出力する制御部と、前記第１および第２のヒートパルス信号を伝送するケーブルと、前記ケーブルを介して前記制御部に接続されている記録ヘッドと、を有し、
前記記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、前記第１のヒートパルス信号が入力されると前記第１のパルス幅を発熱時間として前記インクを加熱することによって気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを前記複数の吐出口から吐出させる複数のヒータと、を有し、
前記制御部は、前記複数の吐出口から前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように前記第２のヒートパルス信号を複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドは、前記複数の吐出口が配列されたノズル列を複数備えている、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値のいずれかをランダムに選択する乱数発生器と、前記乱数発生器で選択された数値を前記第２のパルス幅として前記第２のヒートパルス信号を生成するパルス生成部と、を有する、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値を前記ノズル列ごとに順序づけて示したパルス幅データを格納するデータ格納部と、前記パルス幅データから前記ノズル列ごとに前記順序に従って前記複数の数値を読みだし、読みだした数値を前記第２のパルス幅として前記第２のヒートパルス信号を生成し、生成した第２のヒートパルス信号を前記ノズル列に対応付けて前記複数のヒータの各々に出力するパルス生成部と、を有する、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記パルス幅データにおいて、前記複数の数値を前記順序ごとに複数のグループに分けたときの各グループにおける数値の総和が一定である、請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記複数のノズル列は、前記複数の吐出口の配列方向を揃えて複数の列をなすように並べられ、
前記パルス幅データにおいて、前記複数の列の両端に並べられているノズル列の各々に対応して順序づけられている数値の総和は、前記複数の列の中央に並べられているノズル列に対応して順序づけられている数値の総和よりも多い、請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を、ケーブルを介して記録ヘッドに設けられた複数のヒータの各々に出力することによってインクを加熱して気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを吐出する第１のステップと、
前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を、前記ケーブルを介して複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する第２のステップであって、前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新する第２のステップと、を有する、記録ヘッドの温度制御方法。
【請求項１】
第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を生成して出力し、前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を生成して出力する制御部と、前記第１および第２のヒートパルス信号を伝送するケーブルと、前記ケーブルを介して前記制御部に接続されている記録ヘッドと、を有し、
前記記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、前記第１のヒートパルス信号が入力されると前記第１のパルス幅を発熱時間として前記インクを加熱することによって気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを前記複数の吐出口から吐出させる複数のヒータと、を有し、
前記制御部は、前記複数の吐出口から前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新するように前記第２のヒートパルス信号を複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドは、前記複数の吐出口が配列されたノズル列を複数備えている、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値のいずれかをランダムに選択する乱数発生器と、前記乱数発生器で選択された数値を前記第２のパルス幅として前記第２のヒートパルス信号を生成するパルス生成部と、を有する、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１のパルス幅よりも小さくて互いに異なる複数の数値を前記ノズル列ごとに順序づけて示したパルス幅データを格納するデータ格納部と、前記パルス幅データから前記ノズル列ごとに前記順序に従って前記複数の数値を読みだし、読みだした数値を前記第２のパルス幅として前記第２のヒートパルス信号を生成し、生成した第２のヒートパルス信号を前記ノズル列に対応付けて前記複数のヒータの各々に出力するパルス生成部と、を有する、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記パルス幅データにおいて、前記複数の数値を前記順序ごとに複数のグループに分けたときの各グループにおける数値の総和が一定である、請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記複数のノズル列は、前記複数の吐出口の配列方向を揃えて複数の列をなすように並べられ、
前記パルス幅データにおいて、前記複数の列の両端に並べられているノズル列の各々に対応して順序づけられている数値の総和は、前記複数の列の中央に並べられているノズル列に対応して順序づけられている数値の総和よりも多い、請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
第１のパルス幅を有する第１のヒートパルス信号を、ケーブルを介して記録ヘッドに設けられた複数のヒータの各々に出力することによってインクを加熱して気泡を生成し、生成した気泡で前記インクを吐出する第１のステップと、
前記第１のヒートパルス信号を生成する直前に、または前記第１のヒートパルス信号を生成するときを除いて定期的に、前記第１のパルス幅よりも短い第２のパルス幅を有する第２のヒートパルス信号を、前記ケーブルを介して複数回連続して前記複数のヒータの各々に出力する第２のステップであって、前記インクを吐出させない範囲内で前記第２のパルス幅を少なくとも１回以上更新する第２のステップと、を有する、記録ヘッドの温度制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０４６９（Ｐ２０１２−２０４６９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９７２７（Ｐ２０１０−１５９７２７）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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