JP2007152625A - 画像記録装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクヘッドモジュールへのクロック伝送によって生じる不要輻射ノイズを低減する。
【解決手段】 基準ＣＬＫ発生器１７は基準クロックを生成する。ＣＬＫ分周器１９−１、…、１９−ｎは、生成された基準クロックを分周して分周クロックを生成する。生成された分周クロックは、伝送線路３を介して各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへ別個に伝送される。各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎ毎に設けられているＣＬＫ逓倍回路２１−１、…、２１−ｎは、伝送線路３を介して送られてきた分周クロックを逓倍する。各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎは、ＣＬＫ逓倍回路２１−１、…、２１−ｎによる逓倍によって生成されたクロックを、基準クロックとして利用して画像の記録を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、信号伝送技術に関し、特に、有線伝送路を介しての信号伝送時に生じる不要輻射ノイズを低減させる技術に関する。

近年、プリンタ装置等の画像記録装置における高速化及び高画質化により、装置で処理すべき画像データのデータ量は増大している。このような膨大な画像データの処理を可能とするために、装置内の各回路を動作させるための基準クロックとしてより高い周波数のものが使用されるようになってきている。

例えばインクジェット方式の画像記録装置では、従来は少数のインクジェットヘッドモジュールを可動キャリッジに搭載し、被記録材に対してこの可動キャリッジを往復動作させることにより、画像形成を行っていた。ところが、最近では、高速化及び高画質化のために、多数のインクジェットヘッドモジュールを固定キャリッジに搭載してラインヘッドを構成する一方で、被記録材の搬送を行うという手法が採られているものがある。

このようなラインヘッド構成を有する画像記録装置では、固定キャリッジに搭載されたインクジェットモジュールと装置の制御部との間が、ほぼ等長である複数本の信号伝送線路で接続されている。制御部は、ヘッドモジュールを動作させるための基準クロックや画像データ等の各種の電気信号を、この伝送経路を介してヘッドモジュールへと供給している。そのため、この伝送線路がアンテナとなって放射される不要輻射ノイズの問題が生じてくる。

特に、複数のヘッドモジュールをキャリッジに纏めて装備する形態を採用している場合において、各ヘッドモジュールを動作させるために、同一周波数の基準クロックを制御部から複数転送する構成を採っている場合には、基準クロック毎の高調波成分であるクロックノイズが合成されてしまい、高いエネルギーで不要輻射ノイズが観測されていた。

このような不要輻射ノイズの対策例として、クロック波形を鈍らせるフィルタを信号ラインへ挿入できるようにしておく配慮を基板設計時に行っておくというものがある。しかしながら、昨今は基準クロックの周波数が高められているために、クロック波形を鈍らせすぎると供給先の回路の不安定動作を引き起こすことになる。また、フィルタの挿入によるノイズ対策の効果を予測することは困難である。そのため、実測により、最適なフィルタの選定や、伝送経路へのコアの追加の検討をしなければならず、そのための作業量が多大なものとなっていた。

データやクロックの伝送に伴って放射される不要輻射ノイズを低減させる技術として、例えば特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術は、クロック同期により画像データを転送する際に、画像データのパラレル転送を行うというものであり、こうすることにより、データ転送のクロック周波数を低くすることができ、クロック信号や画像データ信号の転送に伴って発せられる不要輻射ノイズを低減させることができるとされている。

更に、この特許文献１には、画像データは隣接画素で似たようなデータの連続になる場合が多いことに着目し、転送する画像データのビット配置をピクセル毎に反転することで、画像データのレベルの変化を減らすことにより、不要輻射ノイズ低減を図るという技術も開示されている。
特開２００２−２００７９５号公報

しかしながら、上掲した特許文献１での開示のように画像データのパラレル転送を行うためには、画像データ用の信号線を複数ライン設ける必要があるため、特に、多数のヘッドに対して画像データを同時に送信する必要があるラインヘッドでは、配線数の増加が装置の小型化を妨げることとなってしまう。

また、転送する画像データのビット配置をピクセル毎に反転するという技術は、例えば多値画像データの転送を行う場合には、顕著な効果が得られない場合も想定される。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、インクヘッドモジュールへのクロック伝送によって生じる不要輻射ノイズを低減することである。

本発明の態様のひとつである画像記録装置は、基準クロックを生成するクロック生成部と、当該基準クロックを分周して分周クロックを生成する分周部と、複数のインクヘッドの各々へ当該分周クロックを別個に伝送する伝送線路と、当該インクヘッド毎に設けられており当該伝送線路を介して送られてきた当該分周クロックを逓倍する逓倍部と、を有し、当該インクヘッドは、当該逓倍部による逓倍によって生成されたクロックを当該基準クロックとして利用して画像の記録を行う、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

なお、上述した本発明に係る画像記録装置において、当該分周部は、周波数の異なる２以上の分周クロックを生成し、当該逓倍部は、いずれかの当該分周クロックを逓倍して同一周波数のクロックを生成する、ように構成してもよい。

また、前述した本発明に係る画像記録装置において、当該伝送線路が、２以上の異なる線路長を呈しているように構成してもよい。
本発明の別の態様のひとつである画像記録装置は、画像を表している多値データをパルス幅データに変換する第一の変換部と、当該パルス幅データをインクヘッドへ伝送する伝送線路と、当該インクヘッドへ送られてきた当該パルス幅データを多値データに変換する第二の変換部と、を有し、当該インクヘッドは、第二の変換部による変換によって得られた多値データに基づいて当該画像の記録を行う、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明の更なる別の態様のひとつである画像記録方法は、基準クロックを生成し、当該基準クロックを分周して分周クロックを生成し、複数のインクヘッドの各々へ当該分周クロックを別個に伝送し、当該インクヘッドに送られてきた当該分周クロックを逓倍し、当該インクヘッドが、当該逓倍によって生成されたクロックを当該基準クロックとして利用して画像の記録を行う、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明の更なる別の態様のひとつである画像記録方法は、画像を表している多値データをパルス幅データに変換し、当該パルス幅データをインクヘッドへ伝送し、当該インクヘッドへ送られてきた当該パルス幅データを多値データに変換し、当該インクヘッドが、当該変換によって得られた多値データに基づいて当該画像の記録を行う、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明によれば、以上のようにすることにより、インクヘッドモジュールへのクロック伝送によって生じる不要輻射ノイズが低減するという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する画像記録装置の概略構成を示している。
上位装置５は、例えばコンピュータである。上位装置５では、オペレータ（操作者）が画像を作成し、作成した画像の印刷命令を与える。作成された画像は、図示されないプリンタドライバにより、画像記録装置１で解釈が可能な命令コードのデータと画像データとに変換され、画像記録装置１へと送られる。

画像記録装置１では、この命令コードと画像データとを制御部２で受信してその解析を行う。具体的には、命令コードに従って被記録材を制御すると共に、画像データをインクヘッドモジュール４−１、４−２、…、４−ｎの画像データ配列へ変換し、その画像データとクロックとをｎ個のインクヘッドモジュール４−１、４−２、…、４−ｎへ転送する。インクヘッドモジュール４−１、４−２、…、４−ｎは、転送されてきた画像データの被記録材への画像記録を行う。このようにして、オペレータの作成した画像が記録される。

次に、図１に示した画像記録装置の動作について、図２、図３Ａ、及び図３Ｂを適宜参照しながら説明する。ここで、図２は、図１に示した画像記録装置の詳細構成を示しており、図３Ａ及び図３Ｂは、被記録材の搬送経路上への画像記録装置の配置例を異なる向きから示している。

なお、簡単のため、図１及び図２に示したインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎは、図３Ａ及び図３Ｂにおいては「インクヘッドモジュール４」と表記している。
なお、以下の説明では、方向の定義として、被記録材の搬送方向をＹ方向（副走査方向）、Ｙ方向に直交する方向をＸ方向（主走査方向）、Ｘ方向とＹ方向とによって張られるＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向とそれぞれ定義する。

まず、オペレータが上位装置５で画像を作成し、作成した画像の印刷を指示するための操作を行う。すると、上位装置５に予め備えられている図示されないプリンタドライバが、作成された画像を、画像記録装置で解釈可能な命令コードのデータと画像データとに変換し、得られたこれらのデータを画像記録装置１へ送信する。

画像記録装置１では、これらのデータを制御部２内部のホストＩ／Ｆ（インタフェース）１０で受信する。
ＣＰＵ（中央演算装置）１１は、ＲＯＭ１２に予め格納されている制御プログラムを実行して当該制御プログラムで表されている各種の制御処理を行う。これにより、制御部２は画像記録装置１を構成する各部の動作制御が実現される。なお、ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１が上記の制御プログラムを実行する際に作業用記憶領域として使用するメモリである。

ＣＰＵ１１によって行われる制御処理により、ホストＩ／Ｆ１０で受信されたデータに示されている命令コードの解析が行われる。解析が完了すると、画像処理回路１５に対する各種の設定が解析結果に従って行われる。

画像処理回路１５は、ホストＩ／Ｆ１０で受信された画像データを受け取り、画像メモリ１８に１頁分の画像データを一時保存させる。１頁分の画像データの保存が完了すると、制御部２のメカ制御部１４による制御が開始される。

メカ制御部１４は、まず、ピックアップローラ３１を制御して、給送台３０に載置されている被記録材４１を１枚給送する。更に、ピックアップローラ３１を一定期間だけ駆動し、停止状態にあるレジストレーションローラ対３２に被記録材４１を当接させる。

レジストレーションローラ対３２に被記録材４１を一定時間当接させたままにすることにより、メカ制御部１４は、被記録材４１の斜行を矯正する斜行矯正モードの下でレジストレーションローラ対３２を動作させる。その後、メカ制御部１４は、レジストレーションローラ対３２の動作モードを切り替えて、被記録材４１を扶持／駆動して搬送経路内の下流側へと給送する給送モードの下で動作させる。

なお、これらのピックアップローラ３１とレジストレーションローラ対３２とは、図示していないクラッチにより各々が駆動力伝達系に対して接続／解除自在に構成されている。各クラッチのＯＮ／ＯＦＦはメカ制御部１４によって制御されており、この制御によって、駆動力伝達系に対するピックアップローラ３１とレジストレーションローラ対３２との接続／解除が行なわれる。

その後、被記録材４１は、ベルト駆動ローラ３６及びベルト従動ローラ３７と、これらにより架設された無端ベルト３３との協働によりＹ方向に搬送される。
ここで、無端ベルト３３は、画像が記録される被記録材４１の最大幅以上の幅で構成されており、ベルト駆動ローラ３６には駆動モータ３４が接続されており、ベルト従動ローラ３７にはロータリーエンコーダ３５が接続されている。また、被記録材４１の搬送方向におけるベルト従動ローラ３７とベルト駆動ローラ３６との間には、被記録材４１を無端ベルト３３の表面上に吸着保持するためのプラテン吸引部３８が配設されており、この吸着保持によって吸着された被記録材４１が定速搬送される。

被記録材検出部３９は、例えば光学式反射センサによって構成されたトップエッジセンサであり、搬送経路内のベルト従動ローラ３７とベルト駆動ローラ３６との間で、無端ベルト３３に対向する上方に配設されている。被記録材検出部３９は、被記録材４１のＹ方向（副走査方向）の先端エッジ及び後端エッジを検出して検出信号を制御部２へ通知する。

被記録材検出部３９が被記録材４１の先端エッジを検出してからロータリーエンコーダ３５が所定エンコーダパルス数を計数したとき、定速搬送されている被記録材４１の先端がインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎの下端に位置する。このときに被記録材４１への記録動作が開始される。

記録動作が開始されると、画像処理回路１５は、画像メモリ１８に一時保存させていた１頁分の画像データを、インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎで記録可能な多値データへ変換する。この多値データは、第一の変換部における多値データ−パルス幅変換回路１６によって、図４に示されているデータ信号のような、パルス幅データへと変換される。

ＣＬＫ・ＤＡＴＡ転送部２０−１、…、２０−ｎは、インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎに１対１に対応付けられて設けられており、多値データ−パルス幅変換回路１６から出力されるパルス幅データＤＡＴＡ（１）、…、ＤＡＴＡ（ｎ）を、伝送経路３を介してインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへと転送する。このように、制御部２で多値データを一旦パルス幅データへと変換してから、伝送経路３を経てインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへ転送することにより、伝送経路３上での信号レベルの変化回数が少なくなるので、伝送経路３より発生する不要輻射ノイズレベルが低く抑えられる。

一方、インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎを動作させるために使用されるクロックについても、ＣＬＫ・ＤＡＴＡ転送部２０−１、…、２０−ｎが伝送経路３を介して各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへ転送する。但し、この転送するクロックは、クロック生成部における基準ＣＬＫ発生器１７で発生させた高い周波数の基準クロックを、分周部におけるＣＬＫ分周器１９−１、…、１９−ｎで分周して得るようにする。

ここで、ＣＬＫ分周器１９−１、…、１９−ｎは互いに異なる分周比とする。従って、ＣＬＫ分周器１９−１、…、１９−ｎによって生成されて伝送経路３により別個に伝送される分周クロックＣＬＫ（１）、…、ＣＬＫ（ｎ）は異なる周波数となる。なお、ＣＬＫ分周器１９−１、…、１９−ｎのうちの幾つかの分周比を一致させることにより、伝送経路３により別個に伝送される分周クロックＣＬＫ（１）、…、ＣＬＫ（ｎ）の周波数を２以上の異なる周波数のいずれかとしてもよい。

また、制御部２と各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎとを接続している伝送経路３は、２以上の異なる長さを呈しているものを使用する。こうすることにより、特定周波数（例えばクロックの整数倍の周波数）における不要輻射ノイズのエネルギーのピークが低下し、そのエネルギーが広い周波数帯に分散するようになる。

各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎでは、その各々が有しているＣＬＫ逓倍回路２１−１、…、２１−ｎが、ＣＬＫ・ＤＡＴＡ転送部２０−１、…、２０−ｎより転送されてきた分周クロックＣＬＫ（１）、…、ＣＬＫ（ｎ）を各々所定の倍数だけ逓倍し、各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎが動作のために必要としている、分周前の元の同一周波数のクロックを生成する。各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎ内部では、各種の制御タイミングの基準クロックとして、このようにして生成されたクロックを利用する。このように、制御部２で基準クロックを分周して得られた分周クロックを制御部２から各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへ伝送経路３を介して転送し、各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎでは転送されてきた分周クロックを逓倍して各種の制御タイミングのクロックを得るようにしたことにより、伝送経路３を伝送させるクロックの周波数が低く抑えられる。

なお、逓倍部におけるＣＬＫ逓倍回路２１−１、…、２１−ｎとしては、周知のＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路を使用することができる。
一方、ＣＬＫ・ＤＡＴＡ転送部２０−１、…、２０−ｎより転送されてきたパルス幅データＤＡＴＡ（１）、…、ＤＡＴＡ（ｎ）は、第二の変換部として各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎに各々備えられているパルス幅−多値データ変換回路２２−１、…、２２−ｎによって多値データに変換されてＰＺＴ制御・駆動回路２３−１、…、２３−ｎへ転送される。ＰＺＴ制御・駆動回路２３−１、…、２３−ｎは、その多値データに応じてＰＺＴ（ピエゾ素子：Piezo-electric transducer ）２４−１、…、２４-ｎを各々制御することにより、インクが吐出される。こうして、被記録材４１上に多値画像として形成されていき、オペレータが上位装置５で作成した画像が被記録材４１に記録される。

その後、被記録材検出部３９が被記録材４１の後端エッジを検出した後にロータリーエンコーダ３５が所定エンコーダパルス数を計数したときには、制御部２は、パルス幅信号ＤＡＴＡ（１）、…、ＤＡＴＡ（ｎ）のインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへの転送を停止して、被記録材４１への画像記録を完了する。画像記録を完了した被記録材４１は更に搬送され、やがて排出台４０に排出される。

以上のように、本実施形態に係る画像記録装置では、制御部２から伝送経路３を介して各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへクロックや画像データを転送する場合に、不要輻射ノイズを発するアンテナとなってしまう伝送経路３を２以上の異なる線路長とし、アンテナとしての共振周波数を異ならせるようにしたので、特定周波数（例えばクロックの整数倍の周波数）における不要輻射ノイズのエネルギーのピークが低下し、そのエネルギーが広い周波数帯に分散するようになる結果、広い周波数帯域に渡って不要輻射ノイズを許容範囲内に抑え込むことが可能となる。

また、各インクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎに、制御部２から伝送経路３を介して転送されたクロックを逓倍するＣＬＫ逓倍回路２１−１、…、２１−ｎを設けたことにより、伝送経路３を伝送させるクロックの周波数を低く抑えることが可能となり、その結果として不要輻射ノイズが抑制される。

更に、制御部２で多値データを一旦パルス幅データへと変換してから、伝送経路３を介してインクヘッドモジュール４−１、…、４−ｎへ転送するようにしたことにより、図４に例示するパルス幅データのように、データ信号における信号レベルの変化回数が少なくなるので、伝送経路３より発生する不要輻射ノイズレベルが低く抑えられる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、本実施形態では、画像記録装置としてプリンタ装置を構成した場合を示しているが、本実施形態における画像記録装置は、プリンタ装置に限定されるものではなく、ファクシミリ装置やコピー装置など、画像データに基づいて被記録材に対し画像を記録する装置全般に適用することができる。

本発明を実施する画像記録装置の概略構成を示す図である。 図１に示した画像記録装置の詳細構成を示す図である。 被記録材の搬送経路上への画像記録装置の配置例を示す図（その１）である。 被記録材の搬送経路上への画像記録装置の配置例を示す図（その２）である。 パルス幅データの例を示す図である。

符号の説明

１ 画像記録装置
２ 制御部
３ 伝送線路
４、４−１、４−２、…、４−ｎ インクヘッドモジュール
５ 上位装置
１０ ホストＩ／Ｆ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ メカ制御部
１５ 画像処理回路
１６ 多値データ−パルス幅変換回路
１７ 基準ＣＬＫ発生器
１８ 画像メモリ
１９−１、…、１９−ｎ ＣＬＫ分周器
２０−１、…、２０−ｎ ＣＬＫ・ＤＡＴＡ転送部
２１−１、…、２１−ｎ ＣＬＫ逓倍回路
２２−１、…、２２−ｎ パルス幅−多値データ変換回路
２３−１、…、２３−ｎ ＰＺＴ制御・駆動回路
２４−１、…、２４−ｎ ＰＺＴ
３０ 給送台
３１ ピックアップローラ
３２ レジストレーションローラ対
３３ 無端ベルト
３４ 駆動モータ
３５ ロータリーエンコーダ
３６ ベルト駆動ローラ
３７ ベルト従動ローラ
３８ プラテン吸引部
３９ 被記録材検出部
４０ 排出台
４１ 被記録材

Claims (6)

1. 基準クロックを生成するクロック生成部と、
   前記基準クロックを分周して分周クロックを生成する分周部と、
   複数のインクヘッドの各々へ前記分周クロックを別個に伝送する伝送線路と、
   前記インクヘッド毎に設けられており前記伝送線路を介して送られてきた前記分周クロックを逓倍する逓倍部と、
   を有し、
   前記インクヘッドは、前記逓倍部による逓倍によって生成されたクロックを前記基準クロックとして利用して画像の記録を行う、
   ことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記分周部は、周波数の異なる２以上の分周クロックを生成し、
   前記インクヘッド毎に設けられている前記逓倍部は、いずれも同一周波数のクロックを生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記伝送線路が、２以上の異なる線路長を呈していることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
4. 画像を表している多値データをパルス幅データに変換する第一の変換部と、
   前記パルス幅データをインクヘッドへ伝送する伝送線路と、
   前記インクヘッドへ送られてきた前記パルス幅データを多値データに変換する第二の変換部と、
   を有し、
   前記インクヘッドは、第二の変換部による変換によって得られた多値データに基づいて前記画像の記録を行う、
   ことを特徴とする画像記録装置。
5. 基準クロックを生成し、
   前記基準クロックを分周して分周クロックを生成し、
   複数のインクヘッドの各々へ前記分周クロックを別個に伝送し、
   前記インクヘッドに送られてきた前記分周クロックを逓倍し、
   前記インクヘッドが、前記逓倍によって生成されたクロックを前記基準クロックとして利用して画像の記録を行う、
   ことを特徴とする画像記録方法。
6. 画像を表している多値データをパルス幅データに変換し、
   前記パルス幅データをインクヘッドへ伝送し、
   前記インクヘッドへ送られてきた前記パルス幅データを多値データに変換し、
   前記インクヘッドが、前記変換によって得られた多値データに基づいて前記画像の記録を行う、
   ことを特徴とする画像記録方法。