JP2006198910A

JP2006198910A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006198910A
Application number: JP2005013432A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kobayashi; 勝己小林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置におけるデータ信号の転送速度の高速化、信号線数の低減化を図るまでに至っていない。
【解決手段】印字制御部ＡＳＩＣ３０５の画像データを出力する出力ドライバとして差動型の出力ドライバ（差動ドライバ）３１１を使用し、キャリッジ３側の各Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッドデータ受信回路３０２ｋ，３０２ｃ，３０２ｍ，３０２ｙには差動レシーバ３１２を搭載し、印字制御ＡＳＩＣ２０５からキャリッジ３側の各ヘッドデータ受信回路３０２にＦＦＣケーブル１２Ｂを介して画像データ信号は差動の電気信号として転送する。
【選択図】図８

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液（例えばインク）の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（印字ヘッド）をキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型画像形成装置、或いは、ライン型の記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置がある。

このような記録ヘッドを搭載した画像形成装置において、記録ヘッドに備えられたアクチュエータ手段（例えば圧電型ヘッドでは圧電素子、サーマル型ヘッドでは発熱抵抗体、静電型ヘッドでは対向する電極）を駆動するためのデータ信号を制御部側からケーブルを介して記録ヘッド側のドライバに転送しなければならない。

このようデータ転送に関しては、従来、特許文献１に記載されているように、不要な電磁波妨害を防止するために低電圧差動シグナリング（ＬＶＤＳ）でプリントヘッドを制御するようにしたものがある。
特開２００２−３２６３４８号公報

また、特許文献２に記載されているように、装置間インターフェースにおいて送信する信号の周波数が２０ＭＨｚ未満の信号をＬＶＤＳ技術を利用した素子を用いて変換し、インターフェース上の物理的な信号線数を低減するようにしたものがある。
特開２００４−７２３４４号公報

ところで、プリンタなど画像形成装置において、高画質化、高速化を進めるためには、制御部側から記録ヘッド側へのデータ転送量を増加し、転送速度も高速化をしなければならない。一般的なインクジェット記録装置では、キャリッジは主走査方向に移動される可動ユニットであるため、キャリッジ側と制御部側との間のデータ転送はフレキシブルなハーネスを使用することになり、このようなハーネスを使用したデータ転送で種々の問題が生じる。

例えば、ハーネス自体がアンテナとなりやすく不要輻射が発生し易く、また、外部からのノイズの影響も受けやすい。さらに、ヘッドを駆動させるための電圧レベルの高い信号と同じ経路でハーネスを這いまわすことになるので、クロストークノイズも発生することになる。

また、高画質化を進める上で、画像データ信号、印字制御信号はそれぞれ増え、それに伴いハーネスが増えてしまうことになる。ハーネスが増えることにより、上述したノイズの問題は更に大きくなり、ハーネスが増えることによってコストも高くなる。しかも、キャリッジに接続されるハーネスが増えると、キャリッジを動作させるときのメカ的な負荷となり、キャリッジを駆動するモータの性能アップも必要になる。さらにまた、高速化を図る上で、ハーネスを介して転送される信号のスピードもアップすることになり、波形の歪みが発生することになる。

そこで、従来のように、上述した特許文献１のように不要な電磁波妨害を防止するために低電圧差動シグナリング（ＬＶＤＳ）でデータ信号を転送してプリントヘッドを制御することが考えられる。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置にあってはＬＶＤＳを電磁波妨害の防止のために使用しており、また、特許文献２に記載のデータ伝送システムでは装置間のデータ伝送にＬＶＤＳ技術を使用しているだけであるので、液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置におけるデータ信号の転送速度の高速化、信号線数の低減化を図るまでには至っていない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、データ信号の転送速度の高速化を図った画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、ケーブルを介して伝送されるデータ信号が転送速度を高速化する差動の電気信号である構成としたものである。

ここで、ケーブルを介して伝送するデータ信号がパラレル−シリアル変換を行なった信号であることが好ましく、この場合、データ信号が低電圧差動信号であることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、ケーブルを介して伝送されるデータ信号が転送速度を高速化するための差動の電気信号であるので、データ信号の転送速度が高速になる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の機構部の一例について図１及び図３を参照して説明する。図１は同機構部の全体構成を説明する側面説明図、図２は同機構部の平面説明図である。

この画像形成装置は、フレーム１を構成する左右の側板１Ａ、１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド２とステー３とでキャリッジ４を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト７を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ４には、例えばイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙからなる記録ヘッド１１を複数のインク吐出口（ノズル）を形成したノズル面１１ａのノズル列を主走査方向と直交する方向（副走査方向）に配列し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

ここでは、記録ヘッド１１は上述したように各色の液滴を吐出する別個の４個のヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙで構成し、各ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙには図３に示すようにそれぞれ液滴を吐出する複数のノズルｎを並べて配置してなるノズル列を２列（各ノズル列をノズル列ＮＡ、ＮＢとする。）有する構成としている。これに限らず、図４に示すように、１つの記録ヘッド１１に、各色の液滴を吐出するそれぞれ２列のノズル列１１ｋＡ、１１ｋＢ、１１ｃＡ、１１ｃＢ、１１ｍＡ、１１ｍＢ、１１ｙＡ、１１ｙＢを配置した構成することもできるし、ブラックインクを吐出する１又は複数のノズル列を有するヘッドと、カラーインクを吐出する各色で１又は複数のノズル列を有するヘッドとで構成することもできる。

記録ヘッド１１を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。

この記録ヘッド１１にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルフラットケーブル：ＦＦＣ）１２を介して接続している。

また、キャリッジ４には、記録ヘッド１１に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１５を搭載している。この各色のサブタンク１５には各色のインク供給チューブ１６を介して、カートリッジ装填部９に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填９にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１７が設けられ、また、インク供給チューブ１６は這い回しの途中でフレーム１を構成する後板１Ｃに係止部材１８にて保持されている。

一方、給紙トレイ２０の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２３及び給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１１の下方側に送り込むために、用紙２２を案内するガイド部材２５と、カウンタローラ２６と、搬送ガイド部材２７と、先端加圧コロ２９を有する押さえ部材２８とを備えるとともに、給送された用紙２２を静電吸着して記録ヘッド１１に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト３１を備えている。

この搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３２とテンションローラ３３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ３４によって帯電（電荷付与）される。

この搬送ベルト３１としては、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙３２や帯電ロー３４に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙２２や帯電ローラ３４に接触する側は絶縁層で形成し、用紙２２や帯電ローラ３４と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。

１層構造の搬送ベルト３１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト３１の絶縁層を形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト３１の導電層を形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０^５〜１０^７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。

帯電ローラ３４は、搬送ベルト３１の表層をなす絶縁層（複層構造のベルトの場合）に接触し、搬送ベルト３１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ３４は、体積抵抗率が１０^６〜１０^９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ３４には、後述するように、ＡＣバイアス供給部（高圧電源）から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアス（高電圧）が印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。

また、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１１による印写領域に対応してガイド部材３５を配置している。このガイド部材３５は、上面が搬送ベルト３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ３２とテンションローラ３３）の接線よりも記録ヘッド１１側に突出させることで搬送ベルト３１の高精度な平面性を維持するようにしている。

この搬送ベルト３１は、副走査モータ３６によって駆動ベルト３７及びタイミングローラ３８を介して搬送ローラ３２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。なお、図示しないが、搬送ローラ３２の軸には、スリットを形成したエンコーダホイールを取り付け、このエンコーダホイールのスリットを検知する透過型フォトセンサを設けて、これらのエンコーダホイール及びフォトセンサによってホイールエンコーダを構成している。

さらに、記録ヘッド１１で記録された用紙２２を排紙トレイ４０に排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪４１と、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３とを備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット５１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット５１は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２６と搬送ベルト３１との間に給紙する。また、この両面ユニット５１の上面は手差しトレイ５２としている。

さらに、キャリッジ４の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド１１のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構６１を配置している。この維持回復機構６１には、記録ヘッド１１の各ノズル面１１ａをキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）６２ａ〜６２ｄ（区別しないときは「キャップ６２」という。）と、ノズル面１１ａをワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード６３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６４などを備えている。ここでは、キャップ６２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ６２ｂ〜６２ｄは保湿用キャップとしている。

また、キャリッジ４の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６８を配置し、この空吐出受け６８には記録ヘッド１１のノズル列方向に沿った開口６９などを備えている。

また、図１に示すように、キャリッジ４には用紙２２の有無を検知するための媒体検知手段である赤外線センサ（センサの種類は、赤外線センサに限定するものではない。）からなる濃度センサ７１を設けている。また、この濃度センサ７１はキャリッジ４がホーム位置にあるときに記録領域（画像形成領域）側（搬送ベルト３１側）に位置する側で、記録ヘッド１１よりも用紙搬送方向上流側に設けている。

さらに、キャリッジ４の前方側には、スリットを形成したエンコーダスケール７２を主走査方向に沿って設け、キャリッジ４の前面側にはエンコーダスケール７２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ７３を設け、これらによって、キャリッジ４の主走査方向位置を検知するためのリニアエンコーダ７４を構成している。

次に、この画像形成装置における記録ヘッドを構成する液滴吐出ヘッドの一例について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図６は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。

この液滴吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び液室１０６、液室１０６にインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。

また、振動板１０２を変形させて液室１０６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列（図６では１列のみ図示）の積層型圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。なお、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けている。この支柱部１２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子１２１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。

また、圧電素子１２１には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＦ１２を接続している。

そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電素子１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部１３１及び共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給するためのインク供給穴１３２を形成している。このフレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。

ここで、流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。

振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１０２に圧電素子１２１及び支柱部１２３を接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。

ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。なお、このノズル板１０３の表面が前述したノズル面３４ａとなる。

圧電素子１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としているが、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造とすることもできる。

このように構成した液滴吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２１が収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の容積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後圧電素子１２１に印加する電圧を上げて圧電素子１２１を積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、液室１０６内の記録液が加圧され、ノズル１０４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

以上のように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２２はガイド２５で案内され、搬送ベルト３１とカウンタローラ２６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２７で案内されて先端加圧コロ２９で搬送ベルト３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、後述するＡＣバイアス供給部から帯電ローラ３４に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト３１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト３１上に用紙３２が給送されると、用紙２２が搬送ベルト３１に静電力で吸着され、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙２２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２２を排紙トレイ４０に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト３１を逆回転させることで、記録済みの用紙３２を両面給紙ユニット５１内に送り込み、用紙２２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２６と搬送ベルト３１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル３１で搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ４０に排紙する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図７のブロック図を参照して説明する。
この制御部２００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。

また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド１１を駆動制御するためのヘッド駆動制御部２０７、キャリッジ４側に設けた記録ヘッド１１を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ５を駆動するための主走査モータ駆動部２１０と、副走査モータ３６を駆動するための副走査モータ駆動部２１１と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、リニアエンコーダ７４、ホイールエンコーダ２３６からの検出パルス、環境温度を検出する温度センサ２１５からの検出信号、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。

ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。

そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ない、この画像データをヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ２０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、転送クロックをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭ２０２に格納されてＣＰＵ２０１で読み出される駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び増幅器等で構成される駆動波形生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ２０８に対して出力する。

ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド１１の１行分に相当する画像データに基づいてヘッド駆動制御２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１のアクチュエータ手段（前述したヘッド構成では圧電素子１２１）に対して印加することでヘッド１１を駆動する。なお、このヘッドドライバ２０８は、例えば、転送クロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することでヘッド駆動制御部１０７からの駆動波形に含まれる所要の駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１のアクチュエータ手段に印加する。

主走査モータ駆動部２１０は、ＣＰＵ２０１側から与えられる目標値とリニアエンコーダ７４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して主走査モータ５を駆動する。

同様に、副走査モータ駆動制御部２１１は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とホイールエンコーダ１３６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して副走査モータ３６を駆動する。

そこで、この画像形成装置におけるヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に対するデータ転送に関与するヘッドデータ転送部の第１例について図８ないし図１０を参照して説明する。なお、図８はデータ転送に関与する部分のブロック説明図、図９は図８の要部ブロック説明図、図１０は他の例を示す図８の要部ブロック説明図である。

キャリッジ３側のヘッドドライバ２０８は、ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙの各圧電素子１２１に対する駆動信号を入力するためのＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッド圧電素子駆動信号入力回路３０１ｋ，３０１ｃ，３０１ｍ，３０１ｙと、ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙの各ノズル列ＮＡ、ＮＢに対する画像データ信号を受信するためのＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッドデータ受信回路３０２ｋ，３０２ｃ，３０２ｍ，３０２ｙ（区別しないときは「ヘッドデータ受信回路」という。）と、ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙのすべてに共通する共通タイミング信号を入力するための全ヘッド共通タイミング信号入力回路３０３などとを備えている。

また、ここでは、制御部２００のうちのＡＳＩＣ２０５及びヘッド駆動制御部２０８で印字制御ＡＳＩＣ３０５を構成し、この印字制御ＡＳＩＣ３０５を画像処理ボード３０６上に実装している。

そして、印字制御ＡＳＩＣ３０５の駆動波形生成部で生成した圧電素子駆動信号は、画像処理ボード３０６上に実装した電圧増幅回路３０７及び電流増幅回路３０８で電圧、電流増幅を行った後、ＦＦＣ１２を構成するＦＦＣ１２Ａを介して、キャリッジ３側のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッド圧電素子駆動信号入力回路３０１ｋ，３０１ｃ，３０１ｍ，３０１ｙにそれぞれ転送する。

また、印字制御ＡＳＩＣ３０５の画像データ生成部では、ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙの各ノズル列ＮＡ、ＮＢに対するＫヘッドＡ列画像データ、ＫヘッドＢ列画像データ、ＣヘッドＡ列画像データ、ＣヘッドＢ列画像データ、ＭヘッドＡ列画像データ、ＭヘッドＢ列画像データ、ＹヘッドＡ列画像データ、ＹヘッドＢ列画像データ（データ信号、いずれも２ビットのデータとする。）を生成し、ＦＦＣ１２を構成するＦＦＣ１２Ｂを介して、キャリッジ３側のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッドデータ受信回路３０２ｋ，３０２ｃ，３０２ｍ，３０２ｙにそれぞれシリアルデータで転送する。

さらに、印字制御ＡＳＩＣ３０５のタイミング信号生成部では、基準クロック信号、取込タイミング信号、駆動信号選択信号をそれぞれ生成し、ＦＦＣ１２Ｂ（ＦＦＣ１２の残部）を介して、全ヘッド共通タイミング信号入力回路３０３に転送する。

ここで、図９に示すように、印字制御部ＡＳＩＣ３０５の画像データを出力する出力ドライバとして差動型の出力ドライバ（差動ドライバ）３１１を使用し、キャリッジ３側の各Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙヘッドデータ受信回路３０２ｋ，３０２ｃ，３０２ｍ，３０２ｙには差動レシーバ３１２を搭載している。なお、図１０に示すように、印字制御部ＡＳＩＣ３０５の外付けで差動ドライバ３１１を設ける構成とすることもできる。

このように構成したので、印字制御ＡＳＩＣ２０５からキャリッジ３側の各ヘッドデータ受信回路３０２にＦＦＣケーブル１２Ｂを介して伝送される画像データ信号は差動の電気信号として転送されることになる。

このように、ケーブルを介して伝送されるデータ信号が転送速度を高速化するための差動の電気信号である構成とすることによって、画像処理ボード、キャリッジ間のハーネスから発生する不要輻射を低減できるとともに、外部からのノイズの影響を受けにくくなる。特に、インクジェット記録装置では、ヘッドを駆動するエネルギーの大きい信号をアサインしたケーブルと、画像データ等のＣＭＯＳ/ＴＴＬレベルの信号をアサインしたケーブルとを隣接させてレイアウトすることが多いため、従前はヘッド駆動信号が原因となるクロストークノイズが多く発生していたが、差動の電気信号にすることにより、コモンモードノイズの影響を受けなくなるとともに、伝送（転送）品質が向上し、転送速度の高速化が可能になる。

次に、ヘッドデータ転送部の第２例について図１１を参照して説明する。なお、図１１はデータ転送に関与する部分のブロック説明図である。
ここでは、印字制御ＡＳＩＣ２０５内に、転送する画像データをパラレル−シリアル変換するパラレル−シリアル変換回路３２１を設けている。また、転送基準クロックをＮ倍するＰＬＬ３２２を設けている。

ＰＬＬ３２２からＮ倍の基準クロックをパラレル−シリアル変換回路３２１に入力することで、画像データは元のクロック周波数のＮ分の１のシリアル信号（シリアルデータ）に変換される。

そして、パラレル−シリアル変換回路３２１でシリアル変換されたデータ（シリアルデータ）は差動ドライバ３２３によって転送速度を高速化するための差動の電気信号（差動信号）に変換され、ＰＬＬ３２２でＮ倍された基準クロック信号（転送クロック）は差動ドライバ３２４によって差動の電気信号（差動信号）に変換された後、ＦＦＣ１２Ｂを介してキャリッジ３側の各ヘッドデータ受信回路３０２に転送される。

ヘッドデータ受信回路３０２は、転送されてきたシリアルデータを差動レシーバ３２５によってシングルエンドの信号に変換した後、シリアル−パラレル変換回路３２７によってパラレルのデータに変換する。このとき、転送されてきた基準クロックも差動レシーバ３２６によってシングルエンドの信号に変換した後ＰＬＬ３２８に与えて元の転送基準クロックに戻し、この基準クロックをシリアル−パラレル変換回路３２７に与えることによってシリアル−パラレル変換を行うことができる。

このように、ケーブルを介して伝送するデータ信号をパラレル−シリアル変換を行なった信号とすることにより、信号線数を低減することができ、高画質化を達成するためのヘッド数やノズル数を増やした場合でも、信号線の増加、これに伴うノイズの発生や外部からノイズを拾う可能性を押えることができ、また、ケーブル自体のコスト増も抑えることができる。

次に、ヘッドデータ転送部の第３例について図１２を参照して説明する。なお、図１２はデータ転送に関与する部分のブロック説明図である。
ここでは、低電圧差動信号とするため、制御部（画像処理ボード３０６）側に、前述したシリアル−パラレル変換回路、差動ドライバ、ＰＬＬを含むＬＶＤＳトランスミッタ３３１（例えばナショナルセミコンダクタ社製のＤＳ９０ＣＲ２８５）を、キャリッジ３側に同じくパラレル−シリアル変換回路、差動ドライバ、ＰＬＬを含むＬＶＤＳレシーバ３３２（例えば同社製のＤＳ９０ＣＲ２８６）を用いるとともに、制御部（画像処理ボード３０６）側にはＬＶＤＳトランスミッタ３３１に基準クロックを与えるクロックジェネレータ３３３を設けている。

なお、同素子は２８ビットのＣＭＯＳ／ＴＴＬデータを４つのＬＶＤＳデータストリームに変換するものである。また、トランスミットクロックの周波数は２０ＭＨｚ〜６６ＭＨｚであり、インクジェット方式のデータ転送の基準クロックの周波数は現状２ＭＨｚ〜１２ＭＨｚ程度であるので十分な動作速度を有している。

このように構成したので、印字制御ＡＳＩＣ３０５から出力する画像データ及びタイミング信号用の併せて２２本の信号線はＬＶＤＳトランスミッタ３３１に入力される。このＬＶＤＳトランスミッタ３３１はクロックジェネレータ３３３から例えば６０ＭＨｚのクロックが入力され、４つのＬＶＤＳデータストリームに変換して送信をおこなう。キャリッジ３側ではＬＶＤＳレシーバ３３２で転送されてくる画像データ及び基準クロックを受信し、２２本のＣＭＯＳ／ＴＴＬレベルの信号に変換して送出する。このようにして、低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）を用いたデータ転送が行われる。

このように、データ信号を低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）とすることで、低振幅化、低消費エネルギー化を図ることができ、更なる高速化にも低ノイズで信号線数が低減されたシステムを実現することができる。また、規格化されたＬＶＤＳを使用することによって、コストの低減を図れ、Ｉ／Ｆとしても流用性の高いものとすることができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図である。同機構部の平面説明図である。同画像形成装置の記録ヘッド構成の一例を示す説明図である。同じく記録ヘッド構成の他の例を示す説明図である。同じく記録ヘッド構成する液滴吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向に沿う断面説明図である。同じく記録ヘッド構成する液滴吐出ヘッドの一例を示す液室短手方向に沿う断面説明図である。同画像形成装置における制御部の概要を説明するブロック説明図である。同制御部におけるヘッドデータ転送部の第１例を示すブロック説明図である。図８の印字制御ＡＳＩＣの要部ブロック説明図である。同じく図８の印字制御ＡＳＩＣの他の構成例を示す要部ブロック説明図である。同制御部におけるヘッドデータ転送部の第２例を示すブロック説明図である。同制御部におけるヘッドデータ転送部の第３例を示すブロック説明図である。

符号の説明

４…キャリッジ
５…主走査モータ
１１…記録ヘッド
１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ…ヘッド
ＮＡ、ＮＢ…ノズル列
１２…ＦＰＣケーブル
２２…被記録媒体（用紙）
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
３６…副走査モータ
１２１…圧電素子
２００…制御部
２０７…ヘッド駆動制御部
２０８…ヘッドドライバ
３０１…ヘッド圧電素子駆動信号入力回路
３０２…ヘッドデータ受信回路
３０３…共通タイミング信号受信回路
３０５…印字制御ＡＳＩＣ
３１１…差動ドライバ
３１２…差動レシーバ
３２１…パラレル−シリアル変換回路
３２２、３２８…ＰＬＬ
３２３、３２４…差動ドライバ
３２５、３２６…差動レシーバ
３３１…ＬＶＤＳトランスミッタ
３３２…ＬＶＤＳレシーバ

Claims

複数のノズル列又はヘッドで構成される記録ヘッドと、この記録ヘッドを駆動するためのデータ信号を転送する手段とを、ケーブルを介して接続した画像形成装置において、前記ケーブルを介して伝送されるデータ信号が転送速度を高速化する差動の電気信号であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記ケーブルを介して伝送するデータ信号がパラレル−シリアル変換を行なった信号であることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、前記データ信号が低電圧差動信号であることを特徴とする画像形成装置。