JP7071097B2

JP7071097B2 - 記録ヘッド及び記録装置

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Publication number: JP7071097B2
Application number: JP2017220951A
Authority: JP
Inventors: 秀行植木
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Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2037-11-16
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Description

本発明は、記録媒体に対して画像などを記録する記録装置に用いられる記録ヘッドと、この記録ヘッドを備える記録装置とに関する。

紙などの記録媒体に対して画像などを記録しあるいは印字する記録装置では、一般に、複数の記録素子を備えて実際の記録動作を行う記録ヘッドと、記録ヘッドを制御するコントローラを備える本体部とが分離して設けられる。記録媒体の全面に記録を行うために、記録ヘッドをキャリッジに搭載することにより本体部に対して記録ヘッドが相対的に移動する構成とすることも多い。記録ヘッドが本体部に対して相対的に移動する場合、本体部と記録ヘッドとはフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板などによるケーブルによって電気的に接続される。記録ヘッドをキャリッジに搭載して本体部に対して相対的に移動させる記録装置の一つとして、吐出口から記録液（例えばインク）を吐出することによりカラー（多色）での画像記録も可能なインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置は、記録ヘッドとして、吐出口と吐出口から液滴を吐出するためのエネルギーを発生する発熱素子などの記録素子とを備えるインクジェット記録ヘッドを用いる。そして、インクジェット記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ記録媒体に対して記録液を吐出して記録を行なう記録操作と、主走査方向と交差する副操作方向に記録媒体を搬送する搬送操作とを繰り返して、記録媒体の例えば全面に画像などの記録を行なう。近年では、インクジェット記録装置に対する記録速度や記録密度の向上の要求に応える形で、記録ヘッドに転送されるデータ量が増えてきている。そこで、記録データや記録ヘッドを制御するための制御データをコマンド形式で記録ヘッドに送信するようになってきている。

インクジェット記録装置においても、記録装置の本体部と記録ヘッドとの間はケーブルによって電気的に接続されるが、主走査方向での記録ヘッドの往復移動を繰り返すうちにケーブル内で断線が生じることがある。断線といっても完全に信号が遮断されるわけではなく、ケーブルの折れ曲がりなどに応じて断線部において信号が伝達されたり伝達されなかったりするようになる。その結果、ある特定のタイミングでのみクロック信号に異常をきたしてクロックデータが欠損することや、チャタリングなどが発生することがある。記録素子を駆動するために記録素子に印加される駆動信号を、受信したコマンドに応じて記録ヘッドの内部で生成する記録ヘッドでは、駆動信号の時間幅やタイミングを決定するためにクロック信号を必要とする。クロックデータの欠損やチャタリングが発生すると、異常なパルス幅の駆動信号が記録素子に印加されることになり、これが繰り返されると記録ヘッドに不具合が生じることがある。

特許文献１は、インクジェット記録装置において、ケーブルを介して記録ヘッドに対してデータを送る際に駆動タイミングを規定するイネーブル信号も記録ヘッドに送り、ケーブルと記録ヘッドの間にはイネーブル信号の検出回路を設けることを開示している。検出回路は、イネーブル信号がアサートされていないときには記録素子が駆動されないようにすることにより、記録素子に過剰な電流が流れないように監視を行っている。

特開２０１４－０００７１４号公報

特許文献１に示される技術は、各記録素子の駆動信号の幅を規定するイネーブル信号によってケーブルの断線を検知する構成であるので、イネーブル信号の検出のために新たに検出回路を設ける。そのため、特許文献１に示される技術は、記録ヘッド側での基板のサイズの大型化やコストアップへとつながるおそれがある。
本発明の目的は、記録ヘッドに伝送されるクロック信号に基づいてケーブルの断線の検知を可能な記録ヘッドと、そのような記録ヘッドを備える記録装置とを提供することにある。

本発明の記録ヘッドは、記録素子を備え、記録装置の本体部からケーブルを介して伝送される第１クロック信号に基づいて前記記録素子を駆動して記録媒体に記録を行なう記録ヘッドであって、前記第１クロック信号を少なくとも１／２位相ずらした第２クロック信号を生成する第１生成部と、前記第１クロック信号と前記第２クロック信号とを含む複数の信号の論理和に基づく論理和信号を生成する第２生成部と、前記論理和信号に基づいて、前記ケーブルが断線しているか否かを検知する検知部と、を有し、前記第１クロック信号の位相をずらしたクロックであり、且つ前記第２クロックと位相が異なる第３クロック信号がさらに生成され、前記複数の信号は、前記第１クロック信号と前記第２クロック信号と前記第３クロック信号とを含むことを特徴とする。
本発明の記録装置は、本発明の記録ヘッドを備える。

本発明によれば、記録ヘッドに伝送されるクロック信号に基づいて、ケーブルの断線を検知できる。

実施の一形態のインクジェット記録装置の記録部の概略構成を示す斜視図である。記録ヘッドの構成を示す図である。記録ヘッドを使用する記録の形成を説明する図である。記録素子列における時分割駆動を説明する図である。記録ヘッドに転送する制御信号の一例を示すタイミング図である。記録ヘッドにおける位相調整を説明するタイミング図である。記録ヘッドの主走査方向への移動を示す説明図である。断線が生じたときの制御信号の一例を示すタイミング図である。クロック欠損を検出する検出回路を含む記録ヘッドの要部の回路図である。クロック欠損の検出を説明するタイミング図である。クロック欠損を検出したときの制御信号を示すタイミング図である。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明に基づく記録装置が、インクを吐出することにより記録データに基づく記録を記録媒体に行なうインクジェット記録装置である場合を説明する。しかしながら本発明が適用される記録装置は、インクジェット記録装置に限定されるものではなく、記録ヘッドを備えて紙などの記録媒体に画像などを記録する装置であれば、どのような形式のものであってもよい。図１は、本発明の実施の一形態の記録装置であるインクジェット記録装置の記録部の概略構成を示している。

図１に示すように、インクジェット記録装置は、例えば記録用紙トレイ（不図示）に格納されて記録用紙トレイから供給される記録紙などの記録媒体１０８に対して、画像などの記録を連続して行うことができるものである。記録媒体１０８は、一対の給紙ローラ１０９，１１０によって挟持されて給紙されるとともに、紙送りローラ１０６と補助ローラ１０７によって挟持されており、紙送りローラ１０６を図示矢印方向に回転させることにより、図示ｙ方向に搬送される。記録媒体１０８の表面の上方には、記録媒体１０８の表面に対して平行かつ図示ｘ方向に延びるガイド軸１０４が設けられている。ガイド軸１０４にはキャリッジ１０３が摺動自在に係合しており、キャリッジ１０３はガイド軸１０４に沿って移動することができる。またガイド軸１０４に平行かつキャリッジ１０３に対向するように、エンコーダスケール１０５が設けられている。エンコーダスケール１０５には、２５．４ｍｍあたり１５０本の密度でスリットが設けられている。エンコーダセンサ（不図示）が発光した光をこのエンコーダスケール１０５に照射して、キャリッジ１０３においてその透過光を検出する。キャリッジ１０３は、その走査位置すなわちｘ方向での位置に応じ、エンコーダスケール１０５からの透過光に基づいたＡ相及びＢ相の信号を出力する。Ｂ相信号はＡ相信号より９０度遅れた位相関係にある。Ａ相及びＢ相の信号をカウントすることによって、キャリッジ１０３の正確な走査位置を知ることができる。ｘ方向はキャリッジ１０３の往復移動の方向であって「主走査方向」と呼ばれ、ｙ方向は記録媒体１０８の搬送の方向であって「副走査方向」と呼ばれる。

キャリッジ１０３は、インクジェット記録ヘッドである記録ヘッド１０２と、インクカートリッジ１０１とがそれぞれ着脱自在に装着されるものであって、記録ヘッド１０２をｘ方向に往復搬送する。インクカートリッジ１０１は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを個別に貯留するものであり、それぞれ色のインクの貯留室が一体に形成されたものである。記録ヘッド１０２には、インクカートリッジ１０１に貯留される４色のインクの各々ごとに対応して記録素子列が設けられており、記録ヘッド１０２は、これらの記録素子列が単一のユニットを形成するように構成されている。

記録ヘッド１０２による記録を実行するためには、クロック信号、コマンドデータ、ラッチ信号などが必要であり、記録ヘッド１０２は、ケーブル１１１を介して記録装置の本体部（不図示）と電気的に接続され、これらのデータや信号を受信する。本実施形態では、実際にどのような画像や印字を記録媒体１０８に形成するかを示す記録データと、記録ヘッド１０２を制御するための制御データとが、いずれもコマンド形式のデータすなわちコマンドデータとして記録ヘッド１０２に送られるようになっている。制御データには、例えば、インクの吐出のために記録素子に印加される駆動信号の波形等を規定する制御データや、記録ヘッド１０２内でインクを所定温度に維持するために用いられる加熱素子の駆動をオン／オフするための制御データなどが含まれる。

図２（ａ）は、記録ヘッド１０２の構成を示している。ここでは、記録ヘッド１０２における１色分のインクの吐出に関係する部分が示されている。図中の「Ｘ方向」及び「Ｙ方向」は図１におけるものと同じである。記録ヘッド１０２は、図示「Ａ列」として示すように、Ｙ方向に延びる記録素子列２０１を備えている。記録素子列２０１は、図示ｙ方向に１列に配置した複数個の例えば１２８個の吐出口を備えており、吐出口ごとに、対応する吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生する記録素子２０２が設けられている。本実施形態では記録素子２０２は、インクを発泡させるための熱エネルギーを電気熱変換体である。図２（ｂ）は図２（ａ）の円で囲んだ部分の拡大図である。１本の記録素子列２０１に設けられる記録素子２０２の数すなわち吐出口の数は１２８に限定されるものではなく、適宜に増減することができる。記録ヘッド１０２のＸ方向への搬送中に、記録データに応じて記録素子２０２を選択して搬送タイミングに合わせて駆動することにより、インクが発泡してこの発泡のエネルギーによって対応する吐出口からインクが吐出される。これにより、記録媒体１０８に画像や文字などの記録がなされる。

図３は、搬送タイミングに合わせたインクの吐出による記録を説明するものであって、（ａ）は記録ヘッド１０２のｘ方向（主走査方向）への搬送の速度の変化を示し、（ｂ）は記録素子列２０１によって形成される記録を示している。記録素子列２０１は搬送タイミングに合わせてその吐出口からインクを吐出するが、図３に示した例では、時刻ｔ₁において記録媒体１０８の位置Ｐ０に対してＡ列の記録素子列２０１を使用して記録を行なっている。ここで示す例は単色の画像を形成するものであるが、カラー画像の記録を行なうときは、色ごとに記録素子列２０１を設けた記録ヘッド１０２を使用すればよい。あるいは、記録素子列２０１をＹ方向に沿って３つの領域に分割し、それぞれをマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）の色に対応させることもできる。

図４は記録素子列２０１における時分割駆動を説明する図である。ここで記録素子列２０１に１２８個の記録素子２０２を設けるとしたが、電気熱変換体からなる１２８個の記録素子２０２を同時に駆動すると、極めて大きな電流が流れることとなる。このような大電流に対応する電源を設けることはコストアップの要因となり、また、大電流が流れることによるノイズの発生も懸念される。そこで本実施形態では、記録ヘッド１０２の１２８個のインク吐出口に対応して配設された合計１２８個の記録素子２０２を、それぞれ１６個の記録素子からなるグループ０からグループ７の８グループに分けている。さらに、それぞれのグループにおいて記録素子２０２を１６個のブロック（ブロック０からブロック１５）のうちの異なるブロックに割り当て、同じブロックの記録素子２０ごとに時間をおいて順次駆動している。ブロック０からブロック１５までの駆動を一巡させることにより、最終的には記録データに応じて全ての記録素子２０２を駆動することができる。図示した例では、グループごとに、ｙ方向上流側の記録素子２０２から、１６個ずつ順にグループ０からグループ７に分けている。各グループでは、ｙ方向上流側の記録素子２０２から順に、ブロック０からブロック１５までを割り当てている。

図４の右側の部分は、記録媒体１０８の１カラム分の領域がどの記録素子２０２によって記録可能かを示している。記録ヘッド１０２内に設けられる駆動回路（不図示）に対し、ブロックごとの駆動の順序を外部から指定できる構成とすることにより、記録素子２０２の駆動順序を任意に変更することができる。図４に示したものでは、ブロック０→８→５→１３→１→９→６→１４→２→１０→７→１５→３→１１→４→１２の順で駆動を行なっている。しかしながら、例えば、ブロック０→１→２→３→４→５→６→７→８→９→１０→１１→１２→１３→１４→１５のような順番での駆動も可能である。ブロックの駆動順序にしたがって１周期すなわち１カラム分の駆動（分散駆動）が行われ、これを主走査方向に繰り返して実行することによって、１主走査分の記録が実行される。

図５は、記録ヘッド１０２に転送される制御信号と、記録ヘッド１０２で生成される信号とを示している。記録ヘッド１０２を制御するための信号には、クロック信号ＣＬＫ、データ信号ＤＡＴＡ及びラッチ信号ＬＴの計３本のインタフェース信号がある。データ信号ＤＡＴＡは、コマンドデータを記録ヘッド１０２に送るための信号であって、クロック信号ＣＬＫのエッジに同期して送出される。ラッチ信号ＬＴは、本体部から送出したコマンドデータを記録ヘッド１０２が取り込むタイミングを生成するために使用される信号である。カラー記録などのために記録ヘッド１０２には複数の記録素子列が設けられるので、データ信号ＤＡＴＡの信号線も複数本必要となるが、ここでは説明の便宜上、１本の信号線しか示していない。記録ヘッド１０２の駆動タイミングは、記録装置の本体部に設けられるコントローラ（不図示）において、記録ヘッド１０２の位置を示すエンコーダ信号を基準として生成される。コントローラは、このタイミング信号をもとに、図５に示すように最初にクロック信号ＣＬＫとクロック信号に同期したデータ信号ＤＡＴＡを送出する。記録ヘッド１０２は、コマンド別に、記録データ、どのブロックを駆動するかを示すブロック駆動信号、駆動信号の波形を規定するデータなどをコマンド形式で受信し、ラッチ信号ＬＴによってその受信したデータを確定させる。ブロックごとの記録データには、そのブロックに属する記録素子２０２のうちどのグループのものを駆動するかの情報が含まれる。駆動信号の波形を規定するデータは、例えば、記録素子２０２に印加される電圧パルスの立ち上がり、立ち下がりのタイミングをクロック信号ＣＬＫに基づいて規定するためのデータである。

図５に示すように、記録データなどを含むデータ信号ＤＡＴＡの送信は、ブロックを単位として行なわれる。ラッチ信号ＬＴのタイミングに合わせて１つのブロックについてのデータが記録ヘッド１０２に送られる。次のラッチ信号ＬＴのタイミングでは、次のブロックについてのデータが記録ヘッド１０２に送られるとともに、記録ヘッド１０２は、先に確定させたデータに基づいて、確定させたデータが対象とするブロックの記録を行なう。具体的には記録ヘッド１０２は、次のラッチ信号ＬＴのタイミングで受信したクロック信号ＣＬＫのクロック数をカウントしたカウント値と、先に受け取った駆動信号の波形を規定するデータとに基づいて、記録素子２０２に印加すべき駆動信号ＨＥを生成する。そして、記録データに応じてグループを選択して選択したグループの記録素子２０２に対してその駆動信号ＨＥを印加してその記録素子２０２を駆動する。したがって、図５に示した信号のうち、ラッチ信号ＬＴ、クロック信号ＣＬＫ及びデータ信号ＤＡＴＡは記録装置の本体部から記録ヘッド１０２に送られる信号であり、駆動信号ＨＥは記録ヘッド１０２内で生成される信号である。吐出を安定させるために、図５に示すように、吐出を行なうためのメインパルス信号に先立って、予備動作としてインクを吐出しない程度のパルス幅を持ったプレパルス信号が出力されるように、駆動信号ＨＥを構成することもできる。

コマンドデータにおける伝送誤りを検知するために、データコマンド信号ＤＡＴＡにパリティやＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）を付加してもよく、その場合、記録ヘッド１０２には誤り訂正回路が設けられる。また、記録ヘッド１０２は、駆動信号ＨＥがディスエーブルに戻らないようなコマンドを受信したときにも強制的に駆動信号ＨＥをディスエーブルにする保護回路を備えていてもよい。この保護回路は、ラッチ信号ＬＴがアサートされたときに駆動信号ＨＥをディスエーブル状態に戻す機能を有する。

図６は、記録ヘッド１０２に実装することが可能な遅延回路を示す図であって、（ａ）は回路図であり、（ｂ）は動作を示すタイミング図である。データ信号ＤＡＴＡはクロック信号ＣＬＫに同期するが、クロック信号ＣＬＫが高速になると、記録ヘッド１０２側でクロック信号ＣＬＫに同期してデータ信号ＤＡＴＡを取り込むことが難しくなることがある。そこで、図６（ａ）に示すように、遅延素子３０２を直列に多段に接続してその入力側にクロック信号ＣＬＫを供給し、複数の内部クロック信号ＩＣＬＫ１～ＩＣＬＫｎを生成する。ｎ個の遅延素子３０２が直列に接続されており、ｉは１以上ｎ以下の整数であるとすれば、内部クロック信号ＩＣＬＫｉはｉ番目の遅延素子３０２の出力信号である。内部クロック信号ＩＣＬＫ１～ＩＣＬＫｎは、クロック信号ＣＬＫを位相調整したものに相当する。データ信号ＤＡＴＡの取り込みに最適な内部クロック信号を用いてデータ信号ＤＡＴＡ信号の取り込みを行なう。これにより、記録ヘッド１０２への転送に用いられるクロック信号ＣＬＫが高速な場合であっても、理想的なタイミングでのデータ信号ＤＡＴＡの取り込みが可能にしている。

図７（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の記録装置において記録ヘッド１０２と記録装置の本体部（不図示）との間のケーブル１１１による電気的接続の状態をキャリッジ１０３の走査位置ごとに示している。記録ヘッド１０２を搭載するキャリッジ１０３は、ガイド軸１０４に摺接してガイド軸１０４に沿って往復移動する。また、ケーブル１１１の状態もキャリッジ１０３の摺動動作に合わせて変化する。記録データに合わせてキャリッジ１０３は往復移動を繰り返すため、それに伴って劣化や摩耗などによりケーブル１１１内で信号導体の断線が発生する場合がある。このとき完全に信号導体が破断して分離するのではなく、ケーブル１１１の折れ曲がりの状態などによっては断線位置の両側で導体が電気的に接触し、信号の伝送が可能になる場合がある。例えば図７（ａ）あるいは図７（ｃ）に示すように、キャリッジ１０３の位置によってはデータの欠損なくクロック信号ＣＬＫを記録ヘッド１０２に伝送できることがある。これに対して図７（ｂ）は、キャリッジ１０３が特定の走査位置にあるときにクロック信号ＣＬＫでのデータの欠損が見られることを示している。以下の説明において、クロック信号ＣＬＫでのデータ欠損をクロック欠損とも呼ぶ。以下の説明では、正論理であるものとして、クロック欠損時にはクロック信号ＣＬＫが“０”に固定されるものとする。

記録素子２０２の駆動に用いられる駆動信号ＨＥは、記録ヘッド１０２に転送されるクロック信号ＣＬＫのクロック数をカウントすることによって立ち上がりや立ち下がりのタイミングが決定されるようにして生成される。クロック欠損が起きればクロック信号ＣＬＫのカウントが停止する。駆動信号ＨＥがイネーブル状態のままカウントが停止すると、図８において異常吐出の場合として示すように、駆動信号ＨＥはイネーブル状態を維持し、その結果、記録素子２０２には所定の時間を超えてエネルギーが供給され続けることになる。図８に示した例は、プレパルスの印加中にクロック信号ＣＬＫの欠損が起こり、その結果、ラッチ信号ＬＴが次にアサートされるまで、駆動信号ＨＥのイネーブル状態が続いている。データ信号ＤＡＴＡにパリティやＣＲＣを付加することでデータの誤送信検知を行うことはできるが、ラッチ信号ＬＴがアサートされてから誤りの検知を行うため、現にイネーブル状態になっている駆動信号ＨＥに対しての保護を行なうことはできない。言い換えれば、次のブロックのデータの受信と現在のブロックの記録とを同時に行なっているときにクロック欠損が発生すると、次のブロックのデータを転送している期間内において駆動信号ＨＥをディスエーブルにできないことになる。駆動信号ＨＥのイネーブル期間が所定の時間を超えることが繰り返されると、記録素子２０２に許容以上のエネルギーが供給され続け、記録ヘッド１０２の破壊へとつながる場合がある。

そこで本実施形態では、意図せずに駆動信号ＨＥがイネーブル状態となることを防ぐために、クロック信号ＣＬＫの位相調整用の遅延回路を使用して、クロック信号ＣＬＫに関連する断線検知を行う。図９は、記録ヘッド１０２において記録装置の本体部からのデータを受信するデータ受信部の構成を示している。このデータ受信部は、クロック信号ＣＬＫ、データ信号ＤＡＴＡ及びラッチ信号ＬＴを受信するものであって、検出回路３００、コマンドデコーダ３１１、ヒータ選択駆動部３１２及びエラー記憶部３１３を備えている。エラー記憶部３１３は、後述するクロック欠損値を格納するものであるが、必ずしも設けられていなくてもよい。データ受信部には、このほか、ＣＲＣを用いて誤り検出を行なうＣＲＣ検出部や、記録ヘッド１０２内でインクを所定温度に維持するために用いられる加熱素子を駆動する回路などが設けられるが、ここでは説明の都合上、図示していない。コマンドデコーダ３１１は、ラッチ信号ＬＴ及びクロック信号ＣＬＫに基づいて、データ信号ＤＡＴＡに含まれるコマンドをデコードする。コマンドデコーダ３１１は、コマンドを識別すると、識別されたコマンド種類に応じヒータ選択駆動部３１２あるいはエラー記憶部３１３にコマンドを転送する。ヒータ選択駆動部３１２は、コマンドデコーダ３１１から転送されてきたデータのうち記録データに基づいて駆動すべき記録素子を選択し、選択した記録素子に対応する吐出口からインクを吐出するために、駆動信号ＨＥを生成してその記録素子を駆動する。ヒータ選択駆動部３１２は、駆動信号ＨＥを生成する際に、駆動信号ＨＥの波形を規定するコマンドの内容に基づいてクロック信号ＣＬＫをカウントして、駆動信号ＨＥの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを決定する。ヒータ選択駆動部３１１は、検出回路３００からの後述するイネーブル信号ＥＮも入力して受け取っており、イネーブル信号ＥＮが“０”（すなわちディスエーブル）であるときは、他の条件によらず駆動信号ＨＥをディスエーブル状態とする。このヒータ選択駆動部３１１は、コマンドで指定されたパラメータに基づいてクロック信号ＣＬＫをカウントすることにより、記録素子２０２の駆動に用いられる駆動信号ＨＥを生成する駆動手段に相当するものである。

検出回路３００は、遅延回路を用いることによってクロック欠損を検出する回路であり、ラッチ素子３０１、３段直列に接続された遅延素子３０２及び４入力の論理和素子（ＯＲ素子）３０３とを備えている。３段直列に接続された遅延素子３０２の１段目にはクロック信号ＣＬＫが入力し、各遅延素子３０２は遅延させたクロック信号すなわち内部クロック信号ＩＣＬＫ１～ＩＣＬＫ３をそれぞれ出力する。各遅延素子３０２は、例えば、その入力クロックを４分の３位相ずらすだけの遅延量を有する遅延素子である。論理和素子３０３は、クロック信号ＣＬＫ及び３つの内部クロック信号ＩＣＬＫ１～ＩＣＬＫ３の論理和を求めてクロック状態信号ＣＯＲとして出力する。ラッチ素子３０１は、クロック状態信号ＣＯＲとラッチ信号ＬＴが入力し、ヒータ選択駆動部３１１に出力されるイネーブル信号ＥＮを出力する。イネーブル信号ＥＮは、クロック欠損を検出しておらず駆動信号ＨＥをイネーブルとしてよいときに“１”（Ｈｉ状態）となり、クロック欠損を検出したとき、すなわち駆動信号ＨＥをディスエーブルとしなければならないときに“０”（Ｌｏｗ状態）となる信号である。すなわち、クロック欠損が生じると、イネーブル信号ＥＮは、Ｈｉ状態からＬｏｗ状態に遷移する。ヒータ駆動制御部３１２は、このイネーブル信号ＥＮによって、駆動信号ＥＮをイネーブルとするかどうかを決定する。

図９に示す回路は、クロック欠損時にクロック信号ＣＬＫが“０”に固定されることを前提とした回路である。しかしながら、負論理として回路構成によってはクロック欠損時にクロック信号ＣＬＫが“１”に固定される場合もある。そのときは、正論理での論理和演算は負論理での否定論理積に対応することから、論理和素子３０３の代わりに否定論理積（ＮＡＮＤ）素子を用い、否定論理積素子の出力をクロック状態信号とすればよい。本発明において論理和素子というときは、否定論理積素子も含まれるものとする。

図１０は、検出回路３００の動作を説明するタイミング図である。入力するクロック信号ＣＬＫと３段の遅延素子３０２で遅延された内部クロック信号ＩＣＬＫ１～ＩＣＬＫ３の論理和を取ると、クロック信号ＣＬＫが発生しているときだけ“１”となるクロック状態信号ＣＯＲを発生させることができる。ラッチ素子３０１は、ラッチ信号ＬＴの立ち上がりでイネーブル信号ＥＮを“１”とし、クロック状態信号ＣＯＲの立ち下がりエッジを用いてイネーブル信号ＥＮの“０”を確定させるように、フリップフロップによって構成されている。その結果、検出回路３００は、クロック信号ＣＬＫの出力が終了したとき、すなわちクロック欠損の発生を検知したときに“０”となるようなイネーブル信号を発生することができる。ラッチ素子３０１は、ラッチ信号ＬＴによってリセットされる素子であるため、ラッチ信号ＬＴがアサートされてから、連続したクロック信号ＣＬＫの入力が確認されるまで、“１”であるイネーブル信号ＥＮを出力することができる。したがって、図１０に示すように、ラッチ信号ＬＴがアサートされる前にクロック欠損がないときには、最後のクロックを受信後にイネーブル信号ＥＮが“０”すなわちイネーブルとなる。これに対し、ラッチ信号ＬＴがアサートされる前にクロック欠損がある場合には、欠損前の最後のクロック信号ＣＬＫの立ち下がりエッジに対応してイネーブル信号が“０”すなわちディスエーブルとなる。これにより、次にラッチ信号ＬＴがアサートされるまでの間は、駆動信号ＨＥはディスエーブル状態を維持し、記録素子２０２の駆動を安全に停止することができる。

図９に示したものでは遅延素子３０２を３段直列に接続しているが、遅延素子３０２の直列段数は３段に限定されるものではなく、クロック信号ＣＬＫの欠損状態が確認できる段数であれば、遅延素子３０２の直列段数は１段以上何段であってもかまわない。また、クロック信号ＣＬＫの欠損状態が確認できるのであれば、遅延素子３０２の遅延量はクロックの４分の３位相に限定されるものではない。図９に示す検出回路３００における遅延素子３０２の直列接続は、図６に示した遅延回路と同様のものである。したがって、クロック信号ＣＬＫの位相調整用の遅延回路を設ける場合には、その遅延回路を使用して、クロック欠損の検出回路３００を構成することができる。

図１１は、図９に示す検出回路３００を用いた場合の駆動信号の生成を説明する図であって、図５や図８と同様に、クロック信号ＣＬＴ、ラッチ信号ＬＴ及びデータ信号ＤＡＴＡと駆動信号との関係とを示している。ここでは、図８に示したものと同様のタイミングでクロック信号ＣＬＫの欠損が起きたものとする。図１１には、２つの駆動信号ＨＥ，ＨＥＡが示されている。このうち駆動信号ＨＥは、図８に示すものと同様に、コマンドに基づいてクロック信号ＣＬＫをカウントすることのみに基づいて生成した駆動信号であり、クロック欠損が発生するとイネーブル状態を継続する。これに対し、駆動信号ＨＥＡは、図９に示す回路によりクロック信号ＣＬＫの有無に応じてイネーブル信号ＥＮを生成し、イネーブル信号ＥＮによってイネーブル状態が制御されるようにした駆動信号を示している。この駆動信号ＨＥＡは、コマンドから生成される駆動信号ＨＥとイネーブル信号ＥＮとの論理積をとることによって容易に生成できるものである。本実施形態では、ヒータ選択駆動部３１２は、実際には駆動信号ＨＥＡを用いて各記録素子２０２を駆動する。駆動信号ＨＥＡによれば、記録素子２０２が発熱素子であるとして、クロック欠損が起きた場合に、意図しない発熱を停止することができる。

クロック欠損が発生してから次にラッチ信号ＬＴがアサートされる前にクロック信号ＣＬＴが再び記録ヘッド１０２に入力することがある。この期間内に生成された駆動信号ＨＥはそのパルス幅など正しく設定されていないものと考えられる。本実施形態では、イネーブル信号ＥＮは、クロック状態信号ＣＯＲの立ち下がりエッジを使用してディスエーブルにされており、次にラッチ信号ＬＴがアサートされる前にクロック信号ＣＬＴが再び入力されたとしても、依然としてディスエーブルのままである。その結果、正しく設定されていないと考えられる駆動信号ＨＥに対して駆動信号ＨＥＡはディスエーブル状態を維持するので、記録素子２０２の駆動は行なわれない。

本実施形態によれば、本体部と記録ヘッド１０２とをケーブル１１１によって接続している記録装置において、記録ヘッド１０２を主走査方向へ移動させながらデータ転送を行う際に、ケーブル１１１の位置や状態で発生するクロック欠損を検出できる。さらに、クロック欠損を検出したときに駆動信号をディスエーブルとすることにより、記録素子２０２の故障や記録ヘッド１０２の破損の発生を防止することができる。

上述した記録装置では、記録ヘッド１０２はクロック欠損を検出すると駆動信号をディスエーブルとするが、駆動信号をディスエーブルとしたことのステータス情報を記録ヘッド１０２内のエラー記憶部３１３に保持することもできる。例えば、イネーブル信号ＥＮを反転した信号（ディスエーブルのときに“１”となる信号）とコマンドから生成される駆動信号ＨＥとの論理積（ＡＮＤ）をとることにより、クロック欠損状態でも駆動信号ＨＥが生成されたことを検出することができる。エラー記憶部３１３は、ステータス情報であるこのクロック欠損検出値をイネーブルにして保持し、記録装置の本体部（不図示）に対してエラー信号ＥＲＲを出力することにより、駆動信号をディスエーブルとしたことを本体部に通知することができる。このとき、記録ヘッド１０２に保持されているクロック欠損検出値を記録装置の本体部からのコマンドデータでクリアすることができるようにすることが可能である。ケーブル１１１を交換することなどにより正常に記録がなされるようになった場合には、記録ヘッド１０２は、ディスエーブル値としてクロック欠損検出値を記録装置の本体部に出力する。

記録装置の本体部がエラー信号ＥＲＲを受信した際に、本体部は、記録装置に備えられる表示パネルやエラー表示用のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて、記録ヘッド１０２に正しくデータ転送を行えなかった旨をユーザーに通知することができる。本実施形態の記録装置では、記録素子２０２に加わる駆動信号のイネーブル期間が所定の時間を超えることがないため、クロック欠損による記録ヘッド１０２の破損の恐れがない。したがって通知を受けたユーザーは、記録ヘッド１０２を交換することなくケーブル１１１の交換だけを行えばよいことになる。

本実施形態の記録装置では、記録ヘッド１０２のエラー記憶部３１３はクロック欠損検出値をイネーブルにして保持し、記録装置の本体部からの読み出しコマンドがあったときにのみ、クロック欠損検出値を本体部に返すようにしてもよい。本体部は、クロック欠損検出情報を受け取ると、上述と同様にエラーが発生したことをユーザーに通知して、ケーブル１１１の交換を促す。この場合も、エラー記憶部３１３に保持されているクロック欠損検出値を本体部からのコマンドデータでクリアすることが可能である。ケーブル１１１を交換することなどにより正常に記録がなされるようになった場合には、エラー記憶部３１３は、読み出しコマンドを受け付けたときに、ディスエーブル値としてクロック欠損検出値を記録装置の本体部に出力する。

上述では、主走査方向での往復移動を繰り返すことで記録を行う記録ヘッドにおいて本発明を適用した形態を説明したが、この形態に限定されない。これは、クロック信号の欠損は、主走査方向での往復移動の繰り返し以外を原因として発生しうるためである。そのため例えば、本発明は、フルライン記録ヘッド等、主走査方向での往復移動を繰り返さずに記録を行う記録ヘッドにおいても適用可能である。

１０２記録ヘッド
１０３キャリッジ
１１１ケーブル
２０１記録素子列
２０２記録素子
３００検出回路
３０１ラッチ素子
３０２遅延素子
３０３論理和素子
３１２ヒータ選択駆動部

Claims

記録素子を備え、記録装置の本体部からケーブルを介して伝送される第１クロック信号に基づいて前記記録素子を駆動して記録媒体に記録を行なう記録ヘッドであって、
前記第１クロック信号を少なくとも１／２位相ずらした第２クロック信号を生成する第１生成部と、
前記第１クロック信号と前記第２クロック信号とを含む複数の信号の論理和に基づく論理和信号を生成する第２生成部と、
前記論理和信号に基づいて、前記ケーブルが断線しているか否かを検知する検知部と、
を有し、
前記第１クロック信号の位相をずらしたクロックであり、且つ前記第２クロックと位相が異なる第３クロック信号がさらに生成され、
前記複数の信号は、前記第１クロック信号と前記第２クロック信号と前記第３クロック信号とを含むことを特徴とする記録ヘッド。
前記論理和信号が、Ｈｉ状態からＬｏｗ状態に遷移した場合、前記ケーブルが断線していることが検知されることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
前記ケーブルが断線していることが検知されたことに基づいて、前記記録素子の加熱が停止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド。
前記記録ヘッドは、前記ケーブルが断線しているか否かを示すステータス情報を保持するエラー記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記ケーブルが断線していることが検知された場合にエラー信号を前記本体部に出力する出力部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記ケーブルが断線しているか否かの検知は、前記記録ヘッドが主走査方向に移動している状態で実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記ケーブルが断線しているか否かの検知は、前記記録ヘッドによる記録が実行されている状態で実行されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記第２クロック信号は、前記第１クロック信号を１／２位相ずらしたクロックであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
記録素子を備え、記録装置の本体部からケーブルを介して伝送される第１クロック信号に基づいて前記記録素子を駆動して記録媒体に記録を行なう記録ヘッドであって、
前記第１クロック信号を少なくとも１／２位相ずらした第２クロック信号を生成する第１生成部と、
前記第１クロック信号と前記第２クロック信号とを含む複数の信号の論理和に基づく論理和信号を生成する第２生成部と、
前記論理和信号に基づいて、前記記録素子の加熱を制御する制御部と、
を有し、
前記第１クロック信号の位相をずらしたクロックであり、且つ前記第２クロックと位相が異なる第３クロック信号がさらに生成され、
前記複数の信号は、前記第１クロック信号と前記第２クロック信号と前記第３クロック信号とを含むことを特徴とする記録ヘッド。
前記論理和信号が、Ｈｉ状態からＬｏｗ状態に遷移したことに基づいて、前記記録素子の加熱が制御されることを特徴とする請求項９に記載の記録ヘッド。
前記記録素子の加熱の制御は、前記記録素子の加熱を停止するか否かの制御であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の記録ヘッド。
前記論理和信号に基づく前記記録素子の加熱の制御は、前記記録ヘッドが主走査方向に移動している状態で実行されることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記論理和信号に基づく前記記録素子の加熱の制御は、前記記録ヘッドによる記録が実行されている状態で実行されることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記第２クロック信号は、前記第１クロック信号を１／２位相ずらしたクロックであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の記録ヘッドを備え、
前記記録ヘッドによって記録媒体上に画像を形成することを特徴とする記録装置。