JP5199706B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙やフィルム等の記録媒体に画像を記録する画像記録技術に関し、特に画像記録される搬送中の当該記録媒体の搬送情報に基づいて、記録位置を制御する技術に関する。

画像記録装置としては、例えばカラー対応インクジェット方式のフルライン型が知られている。この画像記録装置では、インク吐出のための複数のノズル列を、記録媒体が搬送される搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に、且つインク色毎に副走査方向に離間して、配設している。このような画像記録装置では、複数のノズル列に対向配置された記録媒体に対し、複数のノズル列から各色のインクを吐出することで、文字や画像の記録が行われる。

例えば特許文献１には、このような技術に関し、画像記録装置のノズル列を制御する技術として、エンコーダ信号を入力する位相同期回路（Phase Lock Loop ：ＰＬＬ）を用いたノズル列駆動方法が示されている。この特許文献１の技術では、記録媒体の搬送量に応じて生成されるエンコーダ出力信号に基づき、該記録媒体の搬送速度に対応させた位相同期回路による制御を行うことで、インク吐出のタイミングに対応する制御信号が生成される。

特許文献１の技術では、記録媒体の搬送経路に設置されたエンコーダからの出力信号の周波数をｎ倍（ｎは自然数）した信号を、この位相同期回路を利用して生成し、この生成した信号を用いて、各ノズル列に対応したインク吐出タイミング制御信号を生成している。ここで、このｎの値を変化させると、一定の速度で搬送される記録媒体に対し、インク吐出タイミング制御信号の周波数が変化する。従って、特許文献１の技術では、このようにすることで、画像記録における副走査方向の解像度を変化させることができる。

また、特許文献１の技術では、記録媒体の搬送速度に関して１／２倍速から４倍速まででの記録を行うために、それぞれの速度に対応する設定値ｎの値を設定することで、スジ斑（記録画像に表れるすじ状のムラ）の抑制を行っている。

ここで図９について説明する。図９は、特許文献１にも開示されている位相同期回路の一般的な構成が示されている。
位相同期回路４１は、位相比較器４２と、ループフィルタ４３と、電圧制御発振器４４と、分周器４５とを備えて構成される。

位相比較器４２は、記録媒体の搬送速度（単位時間当たりの搬送距離）に対応するパルス間隔であるエンコーダのパルス信号と、位相同期回路４１の出力であるクロック信号４４ａを、分周器４５を経てフィードバックしたものであるフィードバック信号４５ａとの位相のズレを検出する。この位相のズレを示す信号４２ａは、ループフィルタ４３を経ることで、位相の進み遅れの程度に応じた電圧値の信号であるループフィルタ出力４３ａに変換される。

電圧制御発振器４４は、ループフィルタ出力４３ａの電圧値に応じた周波数のクロック信号４４ａを出力する。分周器４５は、電圧制御発振器４４の出力であるクロック信号４４ａを分周したフィードバック信号４５ａを位相比較器４２へ出力する。

インクの吐出タイミングは、電圧制御発振器４４の出力であるクロック信号４４ａに基づいて決定される。このクロック信号４４ａは、記録媒体の搬送速度に同期した信号であって、且つ分周器４５の分周比ｎの設定に従い、エンコーダが生成するパルス信号のｎ倍の周波数の信号となる。

次に図１０について説明する。図１０は、記録媒体の搬送速度が一定である場合における、理想的なインク吐出タイミング制御信号（図９におけるクロック信号４４ａと同一周波数の信号）を示している。このように、インク吐出タイミング制御信号は、その周期Ｔが安定した信号であることが理想である。なお、ここでは、ノズル列の駆動タイミングは、このインク吐出タイミング制御信号の立ち上がりエッジを用いるものとする。
特開２００７−２５３３３７号公報

図１１について説明する。図１１は、図９に示した電圧制御発振器４４のＶ−Ｆ特性（電圧−周波数特性）の一例を示したものである。
電圧制御発振器４４の出力であるクロック信号４４ａの周波数は、図１１に示されるように、ループフィルタ出力４３ａの電圧により、目的の周波数Ｆｔよりも高いものと低いものとが出力される。クロック信号４４ａの周波数が目的の周波数Ｆｔからこのようにずれると、インクの吐出タイミングにずれが生じてしまう。このときの周波数のずれに対応する周期の揺らぎは、一般にジッタと称されている。

図１１に示されるｆＬからｆＨまでの範囲は、ループフィルタ出力４３ａの電圧変化範囲に対して電圧制御発振器４４が安定した周波数の信号を出力可能な周波数範囲を示しており、これは、位相同期回路４１のロック範囲と一般に称されている。なお、図１１には、ループフィルタ出力４３ａの最低電圧ＶＬを電圧制御発振器４４に入力すると周波数ｆＬの信号が出力され、ループフィルタ出力４３ａの最高電圧ＶＨを電圧制御発振器４４に入力すると周波数ｆＨの信号が出力されることが示されている。

次に図１２について説明する。図１２は、図９に示した位相同期回路４１の各部の信号波形の相互関係を示したタイムチャートである。
図１２において、（ａ）では、位相同期回路４１へ入力される信号である、エンコーダのパルス信号の波形を破線で示しており、フィードバック信号４５ａの信号波形を実線で示している。また、（ｂ）は、このときの位相比較器４２の出力信号４２ａの波形を示しており、（ｃ）は、このときのループフィルタ出力４３ａの波形を示している。

この図１２において、（ａ）の波形は、フィードバック信号４５ａの立ち上がりエッジが、エンコーダ信号に対しΔＴ（ΔＴ０、ΔＴ１、ΔＴ２、…）だけ位相が遅れていることを示している。なお、この波形では、ΔＴ（ΔＴ０、ΔＴ１、ΔＴ２、…）の値が互いに異なっているので、フィードバック信号４５ａにはジッタ成分が含まれている。

位相比較器４２は、（ｂ）に示すように、この位相の遅れ分に相当するパルス幅ΔＴ（ΔＴ０、ΔＴ１、ΔＴ２、…）であるパルス信号を、出力信号４２ａとして出力する。ループフィルタ４３は、（ｃ）に示すように、この出力信号４２ａであるパルス信号を平均化し、出力信号４２ａのパルス幅ΔＴ（ΔＴ０、ΔＴ１、ΔＴ２、…）に対応してΔＶ（ΔＶ０、ΔＶ１、ΔＶ２、…）だけ平均電圧から上下に変動する電圧を、ループフィルタ出力４３ａとして出力する。なお、（ｃ）におけるＶ０は、（ａ）に示したフィードバック信号４５ａに含まれているジッタ成分によって生じる、ループフィルタ出力４３ａの電圧変動範囲を示している。

図１１には、このループフィルタ出力４３ａの電圧変動ΔＶ（ΔＶ０、ΔＶ１、ΔＶ２、…）によって生じる電圧制御発振器４４の出力信号（すなわちクロック信号４４ａ）の周波数変動Δｆ（Δｆ０、Δｆ１、Δｆ２、…）を更に示している。なお、図１１に示されているＦαは、ループフィルタ出力４３ａの電圧変動範囲がＶ０である場合における電圧制御発振器４４の出力信号（すなわちクロック信号４４ａ）の周波数変動範囲を示している。つまり、（ａ）に示したフィードバック信号４５ａに含まれているジッタ成分は、Ｆαの範囲に亘る周波数変動をクロック信号４４ａに生じさせる。

この図１１において、ループフィルタ出力４３ａの電圧変動範囲Ｖ０と電圧制御発振器４４の出力信号（すなわちクロック信号４４ａ）の周波数変動範囲Ｆαとの関係は、電圧制御発振器４４のＶ−Ｆ特性を示す直線の傾きによって決定される。ここで、ループフィルタ出力４３ａの電圧範囲（図１１におけるＶＬからＶＨまでの範囲）が固定されている場合には、電圧制御発振器４４のロック範囲（図１１におけるｆＬからｆＨまでの範囲）を広くすると、当該Ｖ−Ｆ特性を示す直線の傾きが大きくなる。すると、このとき、ループフィルタ出力４３ａの電圧変動範囲Ｖ０に対しての電圧制御発振器４４の出力信号（すなわちクロック信号４４ａ）の周波数変動範囲Ｆαが大きくなってしまう。この周波数の変動は、まさにフィードバック信号４５ａのジッタ成分によって発生する。

このように、クロック信号４４ａのジッタ成分は、電圧制御発振器４４のロック範囲を広くすると大きくなり、これは記録媒体における記録位置のずれを増大させてしまう。ところが、特許文献１に開示されている技術では、１／２倍速から４倍速までの記録媒体の搬送速度の変化に対応させるために、図９に示した位相同期回路４１のロック範囲を広く設定している。つまり、この技術では、クロック信号４４ａのジッタについての考慮がなされていない。

そこで本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、インク吐出タイミングの広範且つ高精度な可変制御を可能とする画像記録装置、画像記録装置の制御方法の提供を目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明の態様のひとつである画像記録装置は、記録媒体を搬送する際に当該記録媒体の搬送情報を生成する搬送機構と、複数のノズルによって記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に形成されたノズル列が少なくとも１つ配設されて成る少なくとも１つの記録ユニットとを有し、記録ユニットの有するノズル列駆動部が複数のノズルを駆動してインクを吐出させることで記録処理を行う画像記録装置において、通知されるジョブ情報に基づいてノズル列駆動部の駆動タイミングを決定するインク吐出タイミング制御信号を生成すると共に、当該インク吐出タイミング制御信号の周波数を制御して、当該駆動タイミングを搬送情報における記録媒体の搬送距離に同期させる位相同期回路と、駆動タイミングの生成条件として、位相同期回路のロック範囲を決定する情報を、ジョブ情報に基づき当該位相同期回路へ設定する位相同期回路設定部と、を少なくとも備え、位相同期回路により生成されるインク吐出タイミング制御信号により決定される駆動タイミングで、ノズル列駆動部を制御して記録処理を行わせる、ことを特徴とする。

また、本発明の別の態様のひとつである画像記録装置の制御方法は、記録媒体を搬送する際に当該記録媒体の搬送情報を生成する搬送機構と、複数のノズルによって記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に形成されたノズル列が少なくとも１つ配設されて成る少なくとも１つの記録ユニットとを有し、記録ユニットの有するノズル列駆動部が複数のノズルを駆動してインクを吐出させることで記録処理を行う画像記録装置の制御方法であって、当該画像記録装置は、ノズル列駆動部を制御して記録処理を行わせるときの駆動タイミングを決定するインク吐出タイミング制御信号を生成すると共に、当該インク吐出タイミング制御信号の周波数を制御して、当該駆動タイミングを搬送情報における記録媒体の搬送距離に同期させる位相同期回路を少なくとも備えており、当該制御方法は、位相同期回路がインク吐出タイミング制御信号を生成するときの生成条件を、通知されるジョブ情報に基づき当該位相同期回路に設定することと、位相同期回路により生成されるインク吐出タイミング制御信号により決定される駆動タイミングで、ノズル列駆動部を制御して記録処理を行わせることと、を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、インク吐出タイミングの広範且つ高精度な可変制御を可能とする画像記録装置、画像記録装置の制御方法を提供できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明においては、記録媒体の搬送方向をｙ方向又は副走査方向とし、この搬送方向に対し直交する方向をｘ方向又は主走査方向とし、ｘ方向及びｙ方向のどちらにも直交する方向をｚ方向と定義する。

図１は、本実施形態に係る画像記録装置を概念的なブロック構成で示している。また、図２は、本実施形態に係る画像記録装置の配置例を示している。
まず、本実施形態に係る画像記録装置１の構成について説明する。

画像記録装置１は、給送部２と、記録媒体検出部５と、搬送機構６と、回収部９と、画像記録部１２と、制御部１６と、を備えている。ここで、給送部２は、記録媒体２１を給送して搬送する。記録媒体検出部５は、記録媒体２１の搬送経路において搬送機構６よりも上流に設けられ、記録媒体２１の例えば先端を検出する。搬送機構６は、給送部２から受け渡された記録媒体２１を搬送する。回収部９は、画像記録された記録媒体２１を排出して収納する。画像記録部１２は、記録媒体２１が搬送経路を搬送される過程で画像を記録する記録処理を行う。制御部１６は、画像記録装置１全体の制御を行う。

次に、画像記録装置１の各構成要素について更に説明する。
給送部２は、給送トレイ３と、給送駆動部４とを備えている。ここで、給送トレイ３は、記録媒体２１を収容するものであり、いわゆる給送カセット等で構成されている。給送駆動部４は、給送トレイ３に収容された最上面の記録媒体２１に当接して１枚ずつ取り出し、搬送機構６側へ受け渡すものであり、例えば給送ローラで構成されている。給送部２は、給送トレイ３に収容された記録媒体を搬送機構６へ受け渡す。

記録媒体検出部５は、記録媒体２１の副走査方向における例えば先端を検出するものであり、例えば光学式の透過センサ、光学式の反射型センサ、又は静電容量型センサ等のいずれかを備えて構成されている。

搬送機構６は、副走査方向に離間した駆動ローラ２２及び従動ローラ２３と、駆動ローラ２２の回転軸に接続される搬送駆動部７と、従動ローラ２３の回転軸に接続される搬送情報生成部８と、無端の搬送ベルト２４と、図示しない少なくともひとつの吸引ファンと、により構成されている。ここで、無端の搬送ベルト２４は、図２に示されるように記録媒体２１の搬送面が少なくとも１つ以上の記録ユニット１３−１乃至１３−ｎ（但しｎは２以上の整数）のインク吐出口に対向させつつ回動可能に架設されており、記録媒体２１を搬送する。駆動ローラ２２は、搬送駆動部７により駆動され、無端の搬送ベルト２４を回動させる。従動ローラ２３は、無端の搬送ベルト２４により回動する。搬送情報生成部８は、例えばロータリエンコーダを備えて構成されており、搬送ベルト２４の回動に伴い、記録媒体２１の搬送情報としてのパルス信号を生成して制御部１６へ出力する。つまり、このパルス信号は、記録媒体２１の搬送距離を示している。また、図示しない吸引ファンは、制御部１６の指示により負圧を発生させて搬送ベルト２４上に記録媒体２１を吸着させる。

回収部９は、例えば収納トレイ１０と、排出駆動部１１とを有して構成される。ここで、収納トレイ１０は、排出された記録媒体２１を収納するものであり、いわゆる回収トレイ等で構成されている。排出駆動部１１は、搬送機構６により搬送された記録媒体２１を排出するものであり、例えば排出ローラ対で構成されている。

画像記録部１２は、少なくとも１つ以上の記録ユニット１３−１乃至１３−ｎを備えている。記録ユニット１３−１乃至１３−ｎは、少なくとも１つ以上のノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍ（但しｍは２以上の整数）と、少なくともひとつのノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎとを備えており、支持部材２５によって支持されている。

ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍには、インクを吐出する複数のノズルが直線状に形成されている。ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍは、主走査方向に、且つ、画像記録装置１の設計に基づく最大幅の記録媒体２１を越える長さに亘って配設されており、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎによる駆動信号に従って当該複数のノズルからインク滴をそれぞれ吐出して記録媒体２１へ記録処理を行う。

ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎは、制御部１６から記録データ情報に基づいて送られてくる制御信号に従って、各ノズルを駆動する駆動信号をノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍへ出力する。

画像記録部１２について更に説明する。
記録ユニット１３−１乃至１３−ｎは、複数のノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍを例えば図３に示すように配置することによって構成されている。なお、図３では、４色のインクに対応して記録ユニット１３−１乃至１３−４を配設し、各色について１色当り６個のノズル列１５−１−１乃至１５−４−６を配設した場合を示している。この１色当り６個のノズル列１５−１−１乃至１５−４−６は、例えば記録媒体２１の搬送経路の前後に、互い違いに、且つ、ノズル列１５−１−１乃至１５−４−６のうち副走査方向から見て隣接するものの端部を含む一部分が重なるように、配設されている。なお、図３に示された構成例では、ノズル列１５−１−１乃至１５−４−６それぞれが１列の場合を図示している。

各色の記録ユニット１３−１乃至１３−４は、副走査方向に沿ってそれぞれ離間して配設されており、搬送経路の前後に配設された位置に対応したタイミングでノズル列１５−１−１乃至１５−４−６を各々駆動することで、記録媒体２１への記録処理を行う。すなわち、例えば記録ユニット１３−１では、記録媒体検出部５によって例えば記録媒体２１の先端部が検出された後に記録媒体２１の先端がＬ１−１の位置まで搬送された後のタイミングにおいてノズル列１５−１−１、１５−１−３、及び１５−１−５により記録処理を行い、次にＬ１−２の位置まで搬送された時刻においてノズル列１５−１−２、１５−１−４、及び１５−１−６により記録処理を行う。ノズル列１５−１−１乃至１５−４−６は、この動作により、各色の１ラインを画像記録する。

なお、記録媒体検出部５に検出されてから各距離Ｌ１−１乃至Ｌ４−２まで移動した際の記録媒体２１の例えば先端部が検出位置から各Ｌ１−１乃至Ｌ４−２までの各移動距離は、搬送情報生成部８により搬送情報として生成される。搬送情報は、搬送情報生成部８における例えばロータリエンコーダによって生成される、記録媒体２１の搬送距離に応じたパルス信号数である。従って、記録媒体２１の各距離Ｌ１−１乃至Ｌ４−２の移動がなされたか否かは、このパルス信号を計数し、例えば記憶部１７に予め記憶されたら各距離Ｌ１−１乃至Ｌ４−２にそれぞれ対応した計数値と比較することで判定する。

なお、ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍの各々は、ノズル列１５−１−１について図４Ａ乃至図４Ｄに示したいずれの構成を有するものであってもよい。ここで、図４Ａは、１つのノズル列を配設した構成例である。図４Ｂは、ノズル列を副走査方向へ複数列配設し、且つ、その各々を主走査方向にずらして配設したことで主走査方向の解像度を向上させた例である。図４Ｃは、図４Ａに示した１つのノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして複数重ね合わせた例である。図４Ｄは、図４Ｂに示した複数のノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして複数重ね合わせた例である。なお、この図４Ａ乃至図４Ｄに示したノズル列の構成を採用する場合には、前述した各距離Ｌの判定を、当該ノズル列毎に行うようにする。

なお、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎは、駆動するノズルを上位装置１９からの記録情報に基づいて選択して、制御部１６のノズル列制御部１８が生成するインク吐出タイミング制御信号により決定されるタイミングで、インク吐出を行わせる。

制御部１６は、給送部２と、搬送機構６と、回収部９と、画像記録部１２とをそれぞれ制御して、記録媒体２１への記録処理（画像記録）を行わせる。制御部１６は、制御機能及び演算機能を有する演算処理装置における例えばMicro Processor Unit（ＭＰＵ）を含む図示しない処理回路と、制御プログラムを記憶していると共に、装置の制御に関する設定値等と画像記録情報とを一時的に記憶しておく記憶部１７と、記憶部１７から読み出した設定値に基づきノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍの制御を行わせるノズル列制御部１８と、を少なくとも有している。なお、制御部１６は、ＭＰＵが制御プログラムを記憶部１７から読み出して実行することにより、画像記録装置１の各構成要素の制御を行うと共に、ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍのインク吐出タイミングを制御するノズル列制御部１８としての機能を提供する。

記憶部１７は、制御プログラムを記憶するRead Only Memory（ＲＯＭ）と、ＭＰＵのワークメモリとなるRandom Access Memory（ＲＡＭ）と、記録データを含む記録処理の指定情報を記憶しておく不揮発性メモリとを有して構成されている。

ノズル列制御部１８は、上位装置１９からのジョブ情報に基づきインク吐出タイミングを制御し、記録媒体２１に記録処理を行うときの副走査方向の記録位置を決定する制御を行う。なお、本実施形態においては、ジョブ情報と、予め記憶部１７に記憶されているジョブ情報に対応した設定値とに基づいて、インク吐出タイミング制御信号の生成を行う。

上位装置１９は、本実施形態に係る画像記録装置１に記録処理を行わせるユーザによって操作される、コンピュータに相当する。この上位装置１９は、本実施形態に係る画像記録装置１の外部機器として、例えばLocal Area Network（ＬＡＮ）等を介して接続されており、本実施形態に係る画像記録装置１に対し、記録処理に関する情報としてジョブ情報を通知する。ここで、ジョブ情報には、記録媒体２１に対し記録処理を行う際の画像記録情報と、記録処理を行う記録媒体２１の枚数の指定情報とが含まれる。このうち、画像記録情報には、記録画像の解像度、濃度、色情報等が含まれる。画像記録装置１の制御部１６は、上位装置１９から通知されたジョブ情報を受け取ると、このジョブ情報を記録処理（画像記録）指定情報として、記憶部１７に記憶させる。

次に、本実施形態に係る画像記録装置１における記録媒体２１の搬送動作と記録処理とについて詳細に説明する。
制御部１６は、記録処理開始の指示を上位装置１９から受け取ると、搬送機構６の搬送駆動部７を制御して搬送ベルト２４の回動を開始させる。次に、制御部１６は、給送部２の給送駆動部４を制御して、給送トレイ３に積載された記録媒体２１を１枚ずつピックアップさせて搬送機構６へ受け渡し搬送させる。

搬送経路上を搬送されている記録媒体２１は、やがて記録媒体検出部５により例えばその先端が検出される。すると、記録媒体検出部５は、その先端を検出したことを示している先端エッジ信号を制御部１６へ出力する。制御部１６は、この先端エッジ信号を受信すると、記録処理タイミングの生成のためのトリガ信号として、当該エッジ信号を利用する。

その後、記録媒体検出部５を通過した記録媒体２１は、更に搬送経路の下流側へ搬送され、やがて搬送機構６の搬送ベルト２４上に吸着される。
また、制御部１６は、記憶部１７に記憶させておいた記録処理指定情報から、記録処理する際の１ライン毎の記録データを取得してノズル列制御部１８へ渡しておく。

ところで、搬送情報生成部８で生成される搬送情報におけるロータリエンコーダのパルス信号は、ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍにより記録処理がなされる際の同期信号としても用いられる。すなわち、制御部１６は、ノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍによるインク吐出を開始させるためのタイミングの情報として、前述した距離Ｌに対応するパルス信号数の計数値を、予め記憶部１７に記憶している。制御部１６のノズル列制御部１８は、このパルス信号数が、搬送情報生成部８で生成されたロータリエンコーダのパルス信号数と一致したタイミングで、画像記録部１２のノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎを制御し、搬送ベルト２４上に吸着されている記録媒体２１へノズル列１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍからインクを吐出させて、記録媒体２１への記録処理を行わせる。なお、この詳細については後述する。

このようにして記録処理された後の記録媒体２１は、搬送機構６の下流側に設けられた回収部９へ受け渡される。すると、記録媒体２１は、排出駆動部１１に挟持されて更に搬送経路下流側に搬送され、やがて収納トレイ１０に収納される。

次に、ノズル列制御部１８の構成の詳細について説明する。前述したように、ノズル列制御部１８は、上位装置１９から通知されるジョブ情報に基づいて、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎの駆動タイミング生成条件を設定し、この設定した駆動タイミング生成条件を用いて生成された駆動タイミングで、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎを制御して記録媒体２１への記録処理を行わせるものである。

まず図５について説明する。図５は、ノズル列制御部１８の機能構成ブロック図である。
ノズル列制御部１８は、位相同期回路設定部３１と位相同期回路３２とによって、インク吐出タイミング制御信号３５ａの生成を行う。ここで、位相同期回路３２は、搬送情報生成部８により生成される搬送情報におけるパルス信号に基づいて、インク吐出タイミング制御信号３５ａの周波数を調整するものである。位相同期回路設定部３１は、位相同期回路３２に対し、上位装置１９から通知されるジョブ情報に基づいた設定を行う。

なお、本実施形態においては、制御部１６のＭＰＵが制御プログラムを記憶部１７から読み出して実行することで、位相同期回路設定部３１を構成するものとし、位相同期回路３２については、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路：Application Specific Integrated Circuit）により構成するものとする。ここで、位相同期回路３２をアナログ回路で構成することは、勿論可能である。また、位相同期回路３２に相当する信号処理をＭＰＵに行わせる信号処理プログラムを作成して記憶部１７に予め記憶させておき、当該信号処理プログラムをＭＰＵで実行させるようにして、位相同期回路３２の機能をＭＰＵが提供するように構成する（つまり、いわゆるデジタルＰＬＬを構成する）ことも可能である。

位相同期回路３２は、位相比較器３３と、ループフィルタ３４と、電圧制御発振器３５と、分周器３６とによって構成されている。
位相比較器３３は、搬送情報生成部８により生成される搬送情報におけるパルス信号と、後述のフィードバック信号３６ａとの位相を比較して、この位相のズレを示す位相差信号３３ａを出力する。

ループフィルタ３４は、例えばローパスフィルタで構成されており、位相差信号３３ａを、位相の進み遅れの程度に応じた電圧値の信号であるループフィルタ出力３４ａへと変換する。

ここで図６について説明する。図６はループフィルタ３４の入力信号と出力信号との関係を示している。
ここで、（ａ）は、ループフィルタ３４への入力信号としての位相差信号３３ａの信号例を示している。このように、位相差信号３３ａは、搬送情報生成部８により生成される搬送情報におけるパルス信号に対するフィードバック信号３６ａの位相の遅れの大きさに応じたパルス幅のパルス信号となる。

また、（ｂ）は、この位相差信号３３ａがループフィルタ３４に入力されたときのループフィルタ出力３４ａを示している。ループフィルタ出力３４ａは、位相差信号３３ａのパルス幅に応じた電圧値の信号となる。

つまり、ループフィルタ出力３４ａは、搬送情報生成部８により生成される搬送情報であるパルス信号に対するフィードバック信号３６ａの位相の遅れの大きさに応じた電圧値の信号となる。

なお、位相同期回路３２の応答速度は、ループフィルタ３４の特性により決定される。
電圧制御発振器３５は、ループフィルタ出力３４ａの電圧値（すなわち、位相比較器３３による比較結果を示す情報）に対応した周波数の信号を、インク吐出タイミング制御信号３５ａとして生成して出力する。電圧制御発振器３５は、所定の基準周波数Ｆｄの信号を発生させて出力する基準周波数発振器３７と、基準周波数発振器３７の出力信号を分周し、その分周比が、ループフィルタ出力３４ａの電圧値、及び位相同期回路設定部３１の設定により制御される分周器３８とにより構成されている。

ここで、分周器３８は、ループフィルタ出力３４ａの電圧値に応じた分周比が設定されるように構成しておく。すなわち、例えばループフィルタ出力３４ａが最高電圧ＶＨである場合には、分周器３８に分周比ａ（ａは自然数）が設定され、ループフィルタ出力３４ａが最低電圧ＶＬである場合には、分周器３８に分周比ｂ（ｂは自然数）が設定されるように構成しておく。すると、この場合には、電圧制御発振器３５の出力であるインク吐出タイミング制御信号３５ａの周波数は、ループフィルタ出力３４ａが最高電圧ＶＨであるときにはＦｄ／ａとなり、ループフィルタ出力３４ａが最低電圧ＶＬであるときにはＦｄ／ｂとなる。なお、このとき、位相同期回路３２のロック範囲はＦｄ／ｂからＦｄ／ａまでの範囲となる。

分周器３６は、電圧制御発振器３５の出力であるインク吐出タイミング制御信号３５ａを分周してフィードバック信号３６ａを生成する。従って、分周器３６と位相比較器３３とを組み合わせた回路は、インク吐出タイミング制御信号３５ａの位相と、搬送情報生成部８により生成される搬送情報におけるパルス信号の位相とを比較する。

位相同期回路３２は、以上の構成を有することで、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎの駆動タイミングを決定するインク吐出タイミング制御信号３５ａを生成すると共に、このインク吐出タイミング制御信号３５ａの周波数を制御して、この駆動タイミングを、記録媒体２１の搬送情報におけるパルス信号に同期させる。

次に、ノズル列制御部１８によるインク吐出タイミング制御信号３５ａの生成動作について説明する。
まず、搬送情報生成部８により生成される搬送情報にとって適切となる、分周器３８の分周比の値の組み合わせを予め算出しておいて、制御部１６の記憶部１７にデータテーブルとして記憶しておく。ノズル列制御部１８は、ジョブ情報が入力されたとき、電圧制御発振器３５の分周器３８に、ジョブ情報に対応した分周率の組み合わせを設定する。

ここで図７について説明する。図７は、ループフィルタ出力３４ａの電圧値（すなわち、位相比較器３３による比較結果を示す情報）と、電圧制御発振器３５の出力（すなわち、インク吐出タイミング制御信号３５ａ）の周波数との対応関係の一例を示している。

図７において、Ｖ−Ｆ１は、ループフィルタ出力３４ａの最低電圧ＶＬから最高電圧ＶＨまでの電圧変化範囲内の各電圧に対し、基準周波数Ｆｄを分周比ａ１，ｂ１，ｃ１，…，ｌ１で各々除算した周波数を対応付けたものである。また、Ｖ−Ｆ２は、同じく最低電圧ＶＬから最高電圧ＶＨまでの電圧変化範囲内の各電圧に対し、基準周波数Ｆｄを分周比ａ２，ｂ２，ｃ２，…，ｌ２で各々除算した周波数を対応付けたものである。更に、Ｖ−Ｆ３及びＶ−Ｆ４も同様のものである。これらの図７に示したＶ−Ｆ特性を電圧制御発振器３５で実現するための分周比の組み合わせを、データテーブルとして制御部１６の記憶部１７に予め格納しておく。これらの分周比の組み合わせは、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性を決定する情報であり、これはすなわち、位相同期回路３２のロック範囲を決定する情報であるといえる。

なお、図７においては、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性がＶ−Ｆ１である場合において、電圧制御発振器３５に最低電圧ＶＬを入力すると最低周波数ｆＬの信号が出力され、最高電圧ＶＨを入力すると最高周波数ｆＨの信号が出力されることが示されている。この最低周波数ｆＬから最高周波数ｆＨまでの範囲が、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性がＶ−Ｆ１であるときの位相同期回路３２のロック範囲となる。

位相同期回路設定部３１は、上位装置１９から通知されるジョブ情報に基づき、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性を当該ジョブ情報の内容にとって最適なものにするための分周比の組み合わせを、記憶部１７のデータテーブルから読み出して分周器３８に設定する。つまり、この画像記録装置１は、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性をジョブ情報に基づき切り替えることで、記録媒体２１の搬送速度の異なる記録動作モードに対応させるようにする。このようにして位相同期回路３２のロック範囲を分割すると、図７に示したこれらのＶ−Ｆ特性の傾きが図１１に示した従来のものよりも緩くなる。

図７におけるＦαは、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性がＶ−Ｆ１である場合に、図６に示したループフィルタ出力３４ａの電圧変動範囲Ｖ０に対する電圧制御発振器３５の出力信号の周波数変動範囲である。以上のようにしてＶ−Ｆ特性の傾きを緩くしたことで、このＦαは、図１１に示した従来のものよりも小さくなる。本実施形態に係る画像記録装置１では、このようにして、位相同期回路３２のロック範囲を分割して狭くすることで、電圧制御発振器３５の出力であるインク吐出タイミング制御信号３５ａに含まれるジッタ成分を小さくしている。

以上のように、位相同期回路設定部３１は、この駆動タイミング生成条件として、位相同期回路３２のロック範囲を決定する情報を、ジョブ情報に基づき位相同期回路３２へ設定する。

次に、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性を変更するために制御部１６が行う制御処理について説明する。図８は、この制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。

図８に示した処理は、制御部１６の記憶部１７に予め記憶させておいた制御プログラムをＭＰＵが読み出して実行することにより実現されるものであり、制御部１６は、この制御プログラムをＭＰＵが実行することで、ノズル列制御部１８の位相同期回路設定部３１として機能する。

制御部１６は、図８の処理が開始されると、まずステップＳ１において、ジョブ情報を上位装置１９から受け取ったか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部１６は、ジョブ情報を受け取ったと判定した場合（判定結果がＹｅｓ）、ステップＳ２に処理を移す。一方、制御部１６は、ジョブ情報を受け取っていないと判定した場合（判定結果がＮｏ）、ジョブ情報を受け取ったと判定するまで（判定結果がＹｅｓとなるまで）ステップＳ１の処理を繰り返す。

次に、制御部１６は、ジョブ情報を受け取ると、当該ジョブ情報に指示されている解像度で画像記録する場合のインク吐出タイミング制御信号３５ａを電圧制御発振器３５が出力できる分周比の組み合わせを、記憶部１７のデータテーブルから探索する処理を行う。

本実施形態に係る当該データテーブルでは、図７に示した各Ｖ−Ｆ特性を電圧制御発振器３５で実現するための分周器３８の分周比についての４組分の組み合わせ（設定値）と、当該設定値を分周器３８に各々設定した場合に得られるロック範囲内のインク吐出タイミング制御信号３５ａで画像記録を行ったときの解像度の範囲とを対応付けて、予め記憶しておく。従って、制御部１６は、当該データテーブルに示されている解像度の範囲を参照し、通知されたジョブ情報に指示されている解像度を当該範囲内とするものを探索する処理を行う。

なお、当該ジョブ情報に示されている解像度での画像記録を行うために必要なインク吐出タイミング制御信号３５ａの周波数Ｆｔは、記録媒体２１の搬送速度をＶとすると、下記の式により求めることができる。

Ｆｔ＝２５．４／Ｖ×（解像度）×（分周器３６の分周比）
なお、定数「２５．４」は、１インチのミリメートル単位の長さである。
そして、制御部１６は、ステップＳ２において、当該ジョブ情報に示されている解像度が、当該データテーブルに記憶されている４組の設定値のうちの第一の設定値に対応付けられている解像度範囲内のものであるか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第一の設定値に対応するものであると判定した場合（判定結果がＹｅｓ）、ステップＳ３において、当該第一の設定値を電圧制御発振器３５の分周器３８に設定する処理を行い、その後はステップＳ９に処理を移す。一方、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第一の設定値に対応するものはないと判定した場合（判定結果がＮｏ）、ステップＳ４に処理を移す。

次に、制御部１６は、ステップＳ４において、当該ジョブ情報に示されている解像度が、当該データテーブルに記憶されている４組の設定値のうちの第二の設定値に対応付けられている解像度範囲内のものであるか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第二の設定値に対応するものであると判定した場合（判定結果がＹｅｓ）、ステップＳ５において、当該第二の設定値を電圧制御発振器３５の分周器３８に設定する処理を行い、その後はステップＳ９に処理を移す。一方、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第二の設定値に対応するものはないと判定した場合（判定結果がＮｏ）、ステップＳ６に処理を移す。

次に、制御部１６は、ステップＳ６において、当該ジョブ情報に示されている解像度が、当該データテーブルに格納されている４組の設定値のうちの第三の設定値に対応付けられている解像度範囲内のものであるか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第三の設定値に対応するものであると判定した場合（判定結果がＹｅｓ）、ステップＳ７において、当該第三の設定値を、電圧制御発振器３５の分周器３８に設定する処理を行い、その後はステップＳ９に処理を移す。一方、制御部１６は、当該ジョブ情報が当該第三の設定値に対応するものはないと判定した場合（判定結果がＮｏ）、ステップＳ８に処理を移す。

次に、制御部１６は、ステップＳ８において、当該ジョブ情報に示されている解像度が、当該データテーブルに格納されている４組の設定値のうちの第四の設定値に対応付けられている解像度範囲内のものであるとみなし、当該第四の設定値を、電圧制御発振器３５の分周器３８に設定する処理を行い、その後はステップＳ９に処理を移す。

次に、制御部１６は、ステップＳ９において、電圧制御発振器３５を制御してインク吐出タイミング制御信号３５ａの出力を開始させる処理を行い、その後はこの図８の制御処理を終了する。

制御部１６は、以上の制御処理を制御部１６のＭＰＵに行わせることにより、ノズル列制御部１８の位相同期回路設定部３１として機能し、電圧制御発振器３５のＶ−Ｆ特性の切り替えを行う。この結果、ノズル列制御部１８は、位相同期回路３２により生成されるインク吐出タイミング制御信号３５ａにより決定される駆動タイミングで、ノズル列駆動部１４−１乃至１４−ｎを制御して記録媒体２１への記録処理を行わせる。

以上説明した本実施形態では、位相同期回路３２のロック範囲を、上位装置１９から通知されるジョブ情報に応じて最適なものに切り替えるようにする。本実施形態によれば、このようにすることで、ジッタ成分が小さく、且つ、記録媒体２１の搬送速度が大きく異なった場合に対しても安定した周波数であるインク吐出タイミング制御信号３５ａを生成することができる。このことにより、本実施形態に係る画像記録装置１では、記録位置ずれの小さい記録処理を行うことができる。

なお、本発明は、本実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜組み合わせることで種々の実施形態を形成できる。例えば、本実施形態に示される全体構成から幾つかの構成要素を削除してもよいし、更に異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本発明の実施形態は、前述した実施形態のみに限定されるものではなく、実施の段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

本実施形態に係る画像記録装置の概念的なブロック構成を示す図である。 本実施形態に係る画像記録装置の配置例を示す図である。 本実施形態に係るノズル列の配置構成例を示す図である。を示す図である。 ノズル列の第一の構成例を示す図である。 ノズル列の第二の構成例を示す図である。 ノズル列の第三の構成例を示す図である。 ノズル列の第四の構成例を示す図である。 ノズル列制御部の機能構成ブロック図である。 ループフィルタの入力信号と出力信号との関係を示す図である。 ループフィルタ出力の電圧値と電圧制御発振器の出力の周波数との対応関係の一例を示した図である。 制御部が行う制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 位相同期回路の一般的な構成を示す図である。 記録媒体の搬送速度が一定の場合に理想的なインク吐出タイミング制御信号を示す図である。 図９に示した電圧制御発振器のＶ−Ｆ特性の一例を示す図である。 図９の位相同期回路の各部の信号波形の相互関係を示したタイムチャートである。

符号の説明

１ 画像記録装置
２ 給送部
３ 給送トレイ
４ 給送駆動部
５ 記録媒体検出部
６ 搬送機構
７ 搬送駆動部
８ 搬送情報生成部
９ 回収部
１０ 収納トレイ
１１ 排出駆動部
１２ 画像記録部
１３−１乃至１３−ｎ 記録ユニット
１４−１乃至１４−ｎ ノズル列駆動部
１５−１−１乃至１５−ｎ−ｍ ノズル列
１６ 制御部
１７ 記憶部
１８ ノズル列制御部
１９ 上位装置
２１ 記録媒体
２２ 駆動ローラ
２３ 従動ローラ
２４ 無端のベルト
２５ 支持部材
３１ 基準周波数生成部
３２ 位相同期回路
３３ 位相比較器
３３ａ 位相差信号
３４ ループフィルタ
３４ａ ループフィルタ出力
３５ 電圧制御発振器
３５ａ インク吐出タイミング制御信号
３６ 分周器
３６ａ フィードバック信号
３７ 基準周波数発振器
３８ 分周器
４１ 位相同期回路
４２ 位相比較器
４２ａ 信号
４３ ループフィルタ
４３ａ ループフィルタ出力
４４ 電圧制御発振器
４４ａ クロック信号
４５ 分周器
４５ａ フィードバック信号

Claims (5)

1. 記録媒体を搬送する際に当該記録媒体の搬送情報を生成する搬送機構と、複数のノズルによって前記記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に形成されたノズル列が少なくとも１つ配設されて成る少なくとも１つの記録ユニットとを有し、前記記録ユニットの有するノズル列駆動部が前記複数のノズルを駆動してインクを吐出させることで記録処理を行う画像記録装置において、
   通知されるジョブ情報に基づいて前記ノズル列駆動部の駆動タイミングを決定するインク吐出タイミング制御信号を生成すると共に、当該インク吐出タイミング制御信号の周波数を制御して、当該駆動タイミングを前記搬送情報における前記記録媒体の搬送距離に同期させる位相同期回路と、
   前記駆動タイミングの生成条件として、前記位相同期回路の周波数ロック範囲を決定する情報を、前記ジョブ情報に基づき当該位相同期回路へ設定する位相同期回路設定部と、を少なくとも備え、
   前記位相同期回路により生成される前記インク吐出タイミング制御信号により決定される駆動タイミングで、前記ノズル列駆動部を制御して前記記録処理を行わせ、
   前記ジョブ情報は、前記記録処理における解像度を示す情報を少なくとも含んでおり、前記位相同期回路設定部は、前記位相同期回路の周波数ロック範囲を決定する情報を、前記解像度に基づき当該位相同期回路へ設定する、ことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記解像度と前記位相同期回路の周波数ロック範囲を決定する情報とを対応付けたデータテーブルが予め格納されている記憶部を更に備えており、
   前記位相同期回路設定部は、前記データテーブルにおいて、前記ジョブ情報に含まれている情報で示されている解像度に対応付けられている情報を、前記位相同期回路へ設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記位相同期回路は、
   前記インク吐出タイミング制御信号を生成する発振器と、
   前記インク吐出タイミング制御信号の位相と所定の搬送距離を前記記録媒体が搬送される度に生成されるパルス信号の位相とを比較する位相比較器と、を備えており、
   前記発振器は、前記位相比較器による比較結果を示す情報に基づいて、生成する前記インク吐出タイミング制御信号の周波数を変化させ、
   前記位相同期回路設定部は、前記位相比較器による比較結果を示す情報と前記発振器が発生させる前記インク吐出タイミング制御信号の周波数との対応関係を示す情報を、前記位相同期回路の周波数ロック範囲を決定する情報として、前記ジョブ情報に基づき前記発振器に設定する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の画像記録装置。
4. 前記発振器は、
   所定の基準周波数の信号を発生させる基準周波数信号発振器と、
   前記基準周波数信号発振器が発生させた信号を、前記位相比較器による比較結果を示す情報に応じた分周比で分周して前記インク吐出タイミング制御信号とする分周器と、を少なくとも備えており、
   前記位相同期回路設定部は、前記位相比較器による比較結果を示す情報と前記分周器の分周比との対応関係を示す情報を、前記位相同期回路の周波数ロック範囲を決定する情報として、前記ジョブ情報に基づき前記発振器に設定する、ことを特徴とする請求項３に記載の画像記録装置。
5. 前記位相同期回路設定部を少なくとも備える制御部を更に備え、
   前記制御部は、演算処理装置と、制御プログラムを予め記憶している記憶部とを少なくとも備えて構成されており、前記演算処理装置に前記制御プログラムを実行させることにより前記位相同期回路設定部として機能する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像記録装置。