JP2003175650A

JP2003175650A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003175650A
Application number: JP2001379353A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuda; 雄二松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリッジの位置信号の欠落や変動を補償し正
常な印字制御を行う。【解決手段】リニアスケールタイミング信号生成部２０
５は、リニアスケールセンサ１１０の出力に基づいてリ
ニアスケールタイミング信号（ENC_PLS）を生成する。
リニアスケールタイミング信号補正部２１３は、現在の
直前の複数のリニアスケールタイミング信号の複数の周
期間隔の平均値を算出し、この平均値に基づいて、リニ
アスケールタイミング補正信号（ENC_COMP_PLS）を生成
する。これによって、リニアスケールの汚れなどにより
リニアスケールタイミング信号が欠落しても、リニアス
ケールタイミング補正信号にはその影響が現れない。補
間信号生成部２０６は、このリニアスケールタイミング
補正信号を補間することにより、より高解像度の印字タ
イミング信号（HSYNC）を得る。リニアスケールタイミ
ング信号補正部２１３では複数の周期間隔の平均値では
なく中間値を利用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方式を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク記録方式の画像形成装置としてイ
ンクジェット方式がある。インクジェット記録方式で
は、インクが満たされているノズル内にヒータが数個装
着されており、このヒータにパルス信号を印加すること
によりヒータを加熱してインクを沸騰させ、これによっ
て生じる気泡圧でインクを吐出させる。このインクジェ
ット記録方式を画像形成装置に適用させる場合には、ノ
ズルを数個並べて１つのヘッドを構成して画像の形成を
行う。更に、このヘッドを数個（例えば、シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラック等のインクを吐出する数個の
ヘッド）組み合わせて使用することにより、フルカラー
の画像を形成している。

【０００３】ヘッドが備える複数個のノズルを使用して
１コラム印字しながら、主走査方向にヘッドを移動する
ことによって１バンドの印字を行い、印字用紙を副走査
方向におくって次のバンドを印字するという動作を繰り
返すことによって複数のバンドから構成される画像を形
成する。

【０００４】また、印字位置を制御するために、１ドッ
トあるいは数ドットの分解能を有するリニアスケールを
配置し、このリニアスケールをヘッドの近傍に取り付け
たセンサで読み取り、その出力信号を用いてインク吐出
の同期をとり、正確な位置でインクを吐出するように制
御している。

【０００５】印字解像度は年々高解像度になる傾向にあ
るため、リニアスケールも同時に高い分解能が求められ
る傾向にある。しかしながら高分解能のリニアスケール
は非常に高価であり、低コストの機種には高分解能のリ
ニアスケールを使用することは現実的にできない。

【０００６】そのため一般的には、低分解能のリニアス
ケールで得られた信号を時間補間することによって、高
分解能の印字タイミング信号を生成し、それを用いて高
い解像度が得られるよう印字制御を行っている。

【０００７】図１４は低分解能のリニアスケールで得ら
れた信号を時間補間し高分解能の印字タイミング制御信
号を生成する構成例を示す概略ブロック図である。図１
４に示す印字制御部９０２において、９１９は低分解能
のリニアスケール（スケール部およびセンサ）、９０５
はリニアスケールタイミング信号生成部、９０６は補間
信号生成部、９０７はリニアスケールカウンタ部、９０
８はウィンドウ信号生成部、９０９はアドレス生成部、
９１０はメモリ、９１１はデータマスク部、９１２はヘ
ッド制御信号生成部、９０１は印字ヘッドを示してい
る。

【０００８】図示しないキャリッジを走査すると、リニ
アスケール９１９からキャリッジの走査方向に応じて位
相信号の状態が異なる位相信号が出力される。リニアス
ケールタイミング信号生成部９０５は、位相信号の状態
から往路走査であるか復路走査であるかを検出するとと
もに、いずれか一方の位相信号が立ち上がりるタイミン
グでリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）
を生成する。補間信号生成部９０６は、リニアスケール
タイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の間隔をある一定周
期の信号（例えばシステムを動作させるためのクロック
信号）でカウントし、１周期あたりの時間を求める。

【０００９】更に、１周期前の周期時間を補間する回数
で除算した時間間隔を求め、リニアスケールタイミング
信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）のタイミングから、求めた時間
間隔でダウンカウントし、桁下がり信号（Ｂｏｒｒｏ
ｗ）が発生したタイミングで印字タイミング信号（ＨＳ
ＹＮＣ）を生成する。この印字タイミング信号（ＨＳＹ
ＮＣ）は、リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿Ｐ
ＬＳ）の１周期分を補間した高分解能のタイミング信号
となる。

【００１０】図１５は補間信号生成部９０６で生成され
る波形例を示している。補間信号生成部９０６は、リニ
アスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）が入力さ
れると、各周期の間隔をクロック信号でカウントして計
時し、計時したカウント値を補間回数で除算して得た数
を、次のリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬ
Ｓ）のタイミングからダウンカウントし、その桁下がり
信号を印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）としている。

【００１１】図１４に示す印字制御部９０２において、
印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）を生成すると同時
に、リニアスケールカウンタ９０７でリニアスケールタ
イミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）をカウントし、キャリ
ッジの走査位置をリニアスケールの分解能に応じて管理
を行っている。

【００１２】なお、リニアスケールカウンタ９０７は、
キャリッジが画像形成装置の端部に配置されているホー
ムポジションセンサ（図示せず）によるタイミングで初
期化される。ウィンドウ信号生成部９０８では、ＣＰＵ
９０３により印字の開始位置と終了位置が設定され、リ
ニアスケールカウンタ９０７の出力を用いて、キャリッ
ジが印字領域上を走査している間イネーブルとなる信号
（印字ウィンドウ信号（ＷＩＮＤＯＷ））を生成する。

【００１３】アドレス生成部９０９では印字ウィンドウ
信号（ＷＩＮＤＯＷ）と印字タイミング信号（ＨＳＹＮ
Ｃ）がともにイネーブルとなっているタイミングで、メ
モリ９１０に格納されている画像データを読み出すため
のアドレス信号を生成して画像データをリードする。メ
モリ９１０からリードされた画像データは、データマス
ク部９１１でマルチパス印字を行うためのデータマスク
処理を受けてヘッド９０１に出力され、インク吐出され
て画像が形成される。

【００１４】なお、補間信号の生成は、図１６に示すよ
うにキャリッジの駆動スピードが印字領域では常に定速
となっている場合は、通常はＣＰＵで設定された補間時
間を使用して補間信号を生成する方式をとっているが、
図に示すようにキャリッジの走査距離を最短にするため
に画像端部で加速あるいは減速する場合は、１周期前の
リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の間
隔から補間信号を生成する方式を用いる。

【００１５】これは、加減速域ではリニアスケールタイ
ミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の１周期の時間間隔が定
速域よりも長くなるため、定速印字のように定められた
補間時間で補間すると、図１７（ａ）に示すように印字
タイミングに偏りが生じ、この印字タイミングで印字を
行うと図１７（ｂ）に示すようにインクの着弾位置がず
れてしまうためである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような制御で低
解像度のリニアスケールを用いて、高解像度の印字を行
っている。

【００１７】ところで、インクジェット記録方式を用い
た画像形成装置において、印字ヘッドによってはインク
を吐出する際に霧状のミストが発生し、特に印字デュー
ティーの高い画像を印字する時には大量のミストが発生
する。発生したミストは画像形成装置内に付着し画像汚
れの要因となる場合がある。例えば、発生したミストは
キャリッジの走査付近に配置されているリニアスケール
にも付着し、特にフィルム状のスケールを透過型などの
光学センサで読み取るリニアスケールにミストが付着す
ると、分解能通りに所望の出力が得られない場合があ
る。

【００１８】そのため、吸引ファンなどを装置に取り付
けてミストを除去する方法がとられているが、耐久年数
が経過等によって吸引能力が低下すると十分に除去しき
れい場合が生じる。

【００１９】このような状態においてリニアスケールか
ら得た信号を生成する場合、付着したミストによって信
号に欠落が生じ、印字処理に不都合が生じるおそれがあ
る。例えば、前記の方法によって高分解能の印字タイミ
ング信号を生成する場合、図１８に示すようにＡの箇所
でリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）が
欠落すると、位置周期間隔が長くなり、補間回数で除算
して得られる時間間隔が通常よりも長くなってしまうた
め、図中のＢに示すように、所望の回数分に補間された
印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）が得られない状態と
なる。印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）が不足する
と、メモリをアクセスするためのアドレス生成が印字終
了位置で所定のアドレスに到達しなくなり、メモリの読
み出しエラーとなる他、印字タイミングがずれて画像ず
れが発生するという問題がある。

【００２０】また、エラーが発生した場合には、ユーザ
もしくはサービスマンによりリニアスケールの清掃を行
う必要が生じることになり、稼働率の低下も招くという
問題もある。

【００２１】上記問題は、インクのミストに限らず、用
紙や使用環境から生じるごみが付着する場合においても
同様に発生する可能性がある。

【００２２】そこで、本発明は、上記問題点を解決し、
インクジェット記録方式を用いて画像形成を行う画像形
成装置において、キャリッジの位置信号の欠落や変動を
補償することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、印字タイミング信号に基づく印字動作によって画像
形成を行う画像形成装置であって、キャリッジの移動に
伴って形成されるキャリッジの位置信号間の周期間隔を
求める周期間隔検出手段と、印字タイミング信号または
補間処理によって印字タイミング信号を形成するタイミ
ング信号を生成する信号生成手段とを備えた構成とし、
信号生成手段は周期間隔検出手段で求めた周期間隔の内
で直前の連続する複数の周期間隔から得られる周期間隔
を用いて、印字タイミング信号を生成したり、あるいは
当該周期間隔を所定補間数で補間することによって印字
タイミング信号を形成するためのタイミング信号を生成
する信号生成を行う。直前の連続する複数の周期間隔を
用いることによって、キャリッジの位置信号に欠落やキ
ャリッジの速度変動が生じた周期間隔の変動を緩和し、
周期間隔への影響を減少させる。

【００２４】前記信号生成手段は、直前の連続する複数
の周期間隔の平均値を求め、この平均値に基づいて印字
タイミング信号を生成、または平均値を所定補間数で補
間することによって印字タイミング信号を形成するため
のタイミング信号を生成する。印字タイミング信号を形
成するためのタイミング信号とは、前記平均値に基づい
て生成された信号をそのまま印字タイミング信号として
用いるのではなくその信号間隔を補間して印字タイミン
グを形成する場合の補間の基となるタイミング信号であ
る。

【００２５】本発明によれば、複数の周期間隔の平均値
を用いることによって、キャリッジの位置信号に欠落や
キャリッジの速度変動が生じた周期間隔の変動を緩和
し、周期間隔への影響を減少させる。

【００２６】前記信号生成手段は、キャリッジが印字領
域内においては、複数の周期間隔に基づいて印字タイミ
ング信号または印字タイミング信号を形成するためのタ
イミング信号を生成し、キャリッジが印字領域外におい
ては、キャリッジの位置信号を印字タイミング信号また
は印字タイミング信号を形成するためのタイミング信号
とする。印字領域の内外において、キャリッジが低速と
なるためによって生じるカウント誤りを防ぐことができ
る。

【００２７】また、本願発明の画像形成装置は、キャリ
ッジに取り付けられているセンサを用いてリニアスケー
ルの位相信号を検出し、当該位相信号に基づいて印字タ
イミング信号を生成することで画像を形成する画像形成
装置において、リニアスケールの位相信号からキャリッ
ジの移動状態を表す第１のタイミング信号を生成する手
段と、第１のタイミング信号の信号間隔を一定周期信号
でカウントする第１のタイマ手段と、第１のタイミング
信号の直前のｎ回分の周期間隔を加算してその平均値を
算出する手段と、算出した平均値になるまで一定周期間
隔でカウントする第２のタイマ手段とを備えた構成と
し、第２のタイマ手段のカウント終了時に第２のタイミ
ング信号を生成することによって、第２のタイミング信
号を常時直前のｎ周期分の平均周期間隔で生成し、この
第２のタイミング信号を用いて印字タイミング信号、ま
たは所定補間数で補間することによって印字タイミング
信号を形成するためのタイミング信号を生成する。第１
のタイマ手段、第２のタイマ手段、および平均値を算出
する手段は、前記した信号生成手段の一構成例である。

【００２８】この信号生成手段の構成において、第２の
タイマ手段は印字領域内でのみ動作すると共に、印字領
域の開始時は第１の印字タイミング信号で直前の周期間
隔に基づいて信号生成を行い、印字領域の開始以降は第
２の印字タイミング信号のタイミングで直前のｎ周期分
の平均値に基づいて信号生成を行う。この構成によっ
て、印字領域の内外における複数の周期間隔とキャリッ
ジの位置信号を使い分けを行うことができる。なお、第
１のタイマ手段はアップカウンタで構成し、第２のタイ
マ手段はダウンカウンタで構成することができる。

【００２９】また、第２のタイマ手段の出力信号の発生
時刻に対して前後に設定時間の時間幅を有する時間間隔
の間に、前記第１のタイミング信号が発生しない場合、
第１のタイマ手段はリニアスケールの位相信号が欠落し
ているとみなしてゼロクリアし、平均値を算出する手段
は同時点において直前のｎ回分の周期間隔の平均値を算
出する。これによって、位相信号が欠落した場合におい
ても、常にｎ回による除算で周期間隔の平均値を求める
ことができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。

【００３１】図１は、本発明に係るシリアルプリンタ形
態のインクジェットによる画像形成装置の概略を示した
ものであり、図２は本発明に係るインクジェットによる
画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【００３２】図１において、記録ヘッド１０は、例えば
１０１Ｂｋ，１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃを備え、図
示していないインクタンクからインクチューブを介し
て、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のイ
ンクが供給される。各記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１
Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃは、図示しない主制御部からの
記録情報に応じた記録信号に対応して記録ヘッドドライ
バ等によって駆動され、供給されたインクをインク滴と
して吐出して印字用紙１０２上に記録する。搬送モータ
１０３は、搬送ローラ１０４を駆動して印字用紙１０２
を間欠送りする。走査モータ１０５は、記録ヘッド１０
１を搭載したキャリッジ１０６を走査ベルト１０７を介
して矢印のＡ，Ｂの方向に走査させるための駆動源であ
る。なお、ここでは矢印Ａの方向を往路走査とし、矢印
Ｂの方向を復路走査とする。

【００３３】図２のフローチャートにおいて、印字用紙
１０２は図示しない本体の給紙機構および搬送ローラ１
０４により給紙される（Ｓ１）。印字用紙１０２が印字
箇所に到達すると（Ｓ２）、搬送モータ１０３をオフ
し、印字用紙１０２の給送を停止する（Ｓ３）。印字用
紙１０２への画像記録動作に先立って、ホームポジショ
ンセンサ１０８の位置にキャリッジ１０６を移動する
（Ｓ４）。

【００３４】次に、矢印Ａの方向に往路走査を行い、記
録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｃによって所定の位置にお
いてブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのインクを
吐出して画像記録を行う（Ｓ５，Ｓ６）。所定の長さ分
の画像記録を終えたら（Ｓ７）、キャリッジ１０６を停
止し（Ｓ８）、逆に、矢印Ｂの方向に復路走査を開始し
て（Ｓ９）、ホームポジションセンサ１０８の位置まで
キャリッジ１０３を戻す（Ｓ１１）。復路走査の間、記
録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｃで記録した長さ分の紙送
りを搬送モータ１０３を駆動することにより矢印Ｃの方
向に印字用紙１０２を搬送する（Ｓ１０）。このような
スキャン動作（往路走査および復路走査の走査動作）と
紙送り動作とを繰り返すことによって画像記録を実現す
る（Ｓ１２）。

【００３５】リニアスケール１０９は、高分解能のスリ
ット（透過型あるいは反射型）を備え、このスリットを
キャリッジ１０６の近傍に取り付けられている光学セン
サ（透過型あるいは反射型）１１０で読み取ることによ
り２つの位相信号を得る。この位相信号は、キャリッジ
１０６の位置および移動方向に関する情報を備えてお
り、この位相信号を基にキャリッジ１０６の位置を管理
する他、印字ヘッド１０１のインク吐出の同期をとって
いる。

【００３６】なお、本実施の形態では、１２００ドット
／インチの解像度の印字ヘッドと、３００ドット／イン
チの分解能のリニアスケールを使用することにより、１
２００ドット／インチの記録を可能としている。

【００３７】図３は画像形成装置のヘッドを駆動する制
御回路の一構成例を示す図である。なお、図３では１個
のヘッドのみの構成を示している。

【００３８】図３において、３０１，３０２はシフトレ
ジスタ、３０３，３０４はラッチ回路、３０５はデコー
ダ回路、３０６はＡＮＤ回路、３０７はトランジスタ、
３０８はヒータを示し、外部より画像データＶＤＯ１，
ＶＤＯ２がシリアル２値データで転送クロックＣＬＫに
同期して転送され、シフトレジスタ３０１，３０２によ
ってそれぞれ順次シリアル−パラレル変換される。ラッ
チ回路３０３，３０４は、それぞれ８個の画像データＶ
ＤＯ１，ＶＤＯ２が転送された後、ＬＡＴ信号により保
持状態となる。

【００３９】また、１つのヘッドは複数のノズルで構成
され、各ノズルを複数のブロックに分け（本例では２５
６ノズルで構成されるヘッドを１６ブロックに分けて使
用している）、１ブロックに１パルスのイネーブル信号
ＢＥ０〜１５とヒータ駆動のパルス信号ＨＥを与え、画
像データがイネーブル信号で保持されているノズルのト
ランジスタのみをＯＮさせる。これによって、選択され
たノズルのヒータを加熱してインクを吐出する。

【００４０】なお、画像形成装置においては、イネーブ
ル信号ＢＥをデコーダ３０５で４ビットから１６ビット
に変換してアンド回路３０６に入力する。アンド回路３
０６は、イネーブル信号ＢＥとそれぞれ８個の画像デー
タＶＤＯ１，ＶＤＯ２とヒータ駆動のパルス信号ＨＥが
全てＯＮしたタイミングでトランジスタ３０７に出力し
てヒータ３０６を加熱し、インク吐出を行う。

【００４１】以上のような制御で図４のように１コラム
印字し、これを主走査方向に複数コラム分印字を行うこ
とによって１バンドの印字を行い、紙を送って２バンド
目の印字を行う。この走査動作と紙送り動作を数回繰り
返して複数のバンドから構成される画像を形成する。

【００４２】また、キャリッジスピードの変動に対して
正確な位置で印字を行うために、一般的には図５に示す
ように１ドット毎若しくは数ドット毎にスリットを備え
たリニアスケール１０９を配置し、このリニアスケール
１０９をヘッド１０１の近傍に取り付けられているセン
サ１１０で読み取り、センサの出力信号を用いてインク
吐出の同期をとって正確な位置でインクを吐出する制御
を行っている。

【００４３】前述したように、リニアスケール１０９は
透過型や反射型の光学式リニアスケールとすることがで
き、センサ１１０は配置したリニアスケール１０９の形
態に応じて透過型光センサあるいは反射型光センサを用
いる。また、リニアスケールは必ずしも光学式リニアス
ケールに限らず、磁気式リニアスケールとすることもで
きる。また、回転式のエンコーダに適用することもでき
る。

【００４４】一方、印字データはコンピュータ等のホス
ト装置からパラレルＩ／Ｆ，ＳＣＳＩ、或いはネットワ
ークケーブルを介して、ラスタ形式あるいはベクタ形式
によってプリンタ本体に転送される。ラスタ形式の場合
は、例えば３００×３００ＤＰＩ等の解像度で１ＤＰＩ
当たり２５６階調等の多階調で構成された印字データを
ラスタ方向（主走査方向）の順序で転送し、プリンタ本
体内部で印字ヘッドの解像度に合わせた解像度に二値デ
ータに変換して印字を行う。

【００４５】また、ベクタ形式の場合は印字データをペ
ージ記述言語等のベクタ形式で転送し、プリンタ本体の
内部でイメージデータに展開して印字を行う。プリンタ
本体内部では、上記ベクタ形式でホストから転送された
印字データを、印字ヘッドの記録解像度の二値データに
変換し、ラスタ順に一時メモリに格納する。１バンド分
（印字ヘッドのノズル数×画像主走査サイズ）分のデー
タを画像メモリに格納し次第、記録ヘッドを主走査方向
に走査しながら、リニアスケールのタイミング信号に応
じてノズル方向のデータを順次メモリから読み出して印
字していくことにより１バンドの画像を形成する。１バ
ンドの印字終了後、メモリの空き領域に次のラスタ形式
の画像データをホストから転送し、転送終了後に次のバ
ンドの印字を行う。この手順を複数回繰り返すことによ
り、１枚の画像の形成を行う。

【００４６】次に、図６に示すブロック図を用いて、本
発明の一実施の形態に係わる画像形成装置の構成例を説
明する。

【００４７】図６に示す画像形成装置は、外部装置２０
１、印字制御部２０２、およびヘッド１０１を備える。
印字制御部２０２には、低分解能のリニアスケール１０
９およびセンサ１１０から位相信号が取り込まれ、外部
装置２０１からイメージ画像データＶＤＩが転送され、
生成した画像データＶＤＯをヘッド１０１に出力する。
外部装置２０１は画像形成装置に対して記録にかかる画
像データや各種指令を供給するホスト装置であり、コン
ピュータ、イメージリーダその他の形態を有する。印字
制御部２０２は、外部装置２０１から転送されてくるイ
メージ画像データＶＤＩから、ヘッド１０１を用いて記
録紙に画像イメージを形成する制御を行っている。

【００４８】印字制御部２０２は、リニアスケールタイ
ミング信号生成部２０５、リニアスケールタイミング信
号補正部２１３、補間信号生成部２０６、リニアスケー
ルカウンタ部２０７、ウィンドウ信号生成部２０８、ア
ドレス生成部２０９、画像メモリ２１０、データマスク
部２１１、ヘッド制御信号生成部２１２、および印字制
御部２０２を制御するＣＰＵ２０３およびメモリ２０４
を備える。

【００４９】ＣＰＵ２０３はシリアル画像データＶＤＩ
が転送されてくる外部装置２０１とのインターフェース
を行うと共に、各メモリ２０４や図示しないＩ／Ｏ等の
印字制御部２０２全体の動作のコントロールを行ってい
る。外部装置２０１から画像データＶＤＩが転送されて
くると、ＣＰＵ２０３からの命令で、アドレス生成部２
０９にて画像データＶＤＩを複数バンド分画像メモリ２
１０に一時保持する。保持された画像データＶＤＩは、
データマスク部２１１でマルチパス数に応じたデータマ
スク処理がなされて、ヘッド１０１のスキャンに合わせ
て画像データＶＤＯが出力される。

【００５０】画像データＶＤＩを画像メモリ２１０に入
力するときは、外部装置２０１からのデータの転送タイ
ミングに同期してメモリのアドレス信号の生成を行い、
順次画像データＶＤＩを格納する。また画像メモリ２１
０からヘッド１０１のスキャン動作に合わせて出力する
ときは、リニアスケール１０９の位相信号を補正して得
た印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）に同期してメモリ
のアドレス信号を生成し、画像メモリ２１０から画像デ
ータＶＤＯを出力する。

【００５１】キャリッジ１０６を走査すると、リニアス
ケール１０９およびセンサ１１０から図７に示すよう
に、キャリッジ１０６の走査方向に応じてＡ，Ｂに示す
ような位相信号が出力される（図７（ａ），（ｂ），
（ｄ），（ｅ））。リニアスケールタイミング信号補正
部２０５では、位相信号の状態から移動方向を検出し、
往路走査であるか復路走査であるかを検出するととも
に、Ａ相の立ち上がりのタイミングでリニアスケールタ
イミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）を生成する（図７
（ｃ），（ｆ））。なお、これに代えて、Ｂ相の立ち上
がりあるいは各位相信号の立ち下がりのタイミングでリ
ニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）を生成
することもできる。

【００５２】印字制御部２０２は、位相信号が出力され
なかった場合に（図７（ｇ））、リニアスケールタイミ
ング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）に欠落が生じるため（図７
（ｉ））、これを補うリニアスケールタイミング補正信
号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を生成する（図７
（ｊ））。さらに、このリニアスケールタイミング補正
信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を用いて補間処理を
行って、高分解能の印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）
を生成する（図７（ｋ））。

【００５３】リニアスケールタイミング補正部２１３で
は、リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）
の間隔をある一定周期（例えばシステムを動作させるた
めのクロック信号）でカウントし、１周期あたりの時間
を検出すると共に、現在のリニアスケールタイミング信
号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の直前の複数の周期間隔に基づい
て、例えば、ｎ周期分の平均値等の周期間隔を算出す
る。更に、この平均値を一定周期（例えばシステムを動
作させるためのクロック信号）でカウントし、補正され
たリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭ
Ｐ＿ＰＬＳ）を生成する。

【００５４】このタイミングから再び直前のｎ周期分の
平均値をカウントし、再度補正されたリニアスケールタ
イミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を生成
する。以上の動作を繰り返す。このようにリニアスケー
ルタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）の
生成は、リニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿
ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）が生成されたタイミングで、直前の
リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）のｎ
周期分の平均値の間隔だけカウントすることで行う。

【００５５】リニアスケールタイミング補正信号（ＥＮ
Ｃ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）が生成されるタイミングに対し
て、その位置のリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ
＿ＰＬＳ）がどれくらいの誤差で入力されるかのｍｉｎ
／ｍａｘ値をＣＰＵ２０３で設定する。設定した範囲内
にリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）が
検出されない場合には、リニアスケールタイミング信号
（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）が欠落しているとみなし、リニアス
ケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の間隔を検出
しているカウンタを、リニアスケールタイミング補正信
号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を生成しているカウン
タがｍａｘ値の位置にきた時に停止し、その時点から次
の周期のカウントを行う動作を行う。

【００５６】補間信号生成部２０６ではリニアスケール
タイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を用
いて、前述したように一周期前の周期時間を検出し、こ
れを補間する回数で除算した時間間隔を一定周期（例え
ばシステムを動作させるためのクロック信号）でダウン
カウントし、桁下がり信号（Ｂｏｒｒｏｗ）が発生する
毎にそのタイミングで高分解能の印字タイミング信号
（ＨＳＹＮＣ）を生成する。

【００５７】また、本実施の形態では、リニアスケール
カウンタ２０７でリニアスケールタイミング補正信号
（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）をカウントし、リニアス
ケールの分解能に応じたキャリッジの走査位置の管理を
行っている。なお、リニアスケールカウンタは、キャリ
ッジ１０６が図示しない装置の端部に配置されているホ
ームポジションセンサの検出タイミングで初期化され
る。

【００５８】ウィンドウ信号生成部２０８では、ＣＰＵ
２０３により印字の開始位置と終了位置を設定され、リ
ニアスケールカウンタ２０７の出力を用いて、キャリッ
ジが印字領域上を走査している間イネーブルとなる信号
（印字ウィンドウ信号（ＷＩＮＤＯＷ））を生成する。

【００５９】アドレス生成部２０９は、印字ウィンドウ
信号（ＷＩＮＤＯＷ）と印字タイミング信号（ＨＳＹＮ
Ｃ）が共にイネーブルとなっているタイミングで、メモ
リ２１０に格納されている画像データを読み出すための
アドレス信号を生成して画像データをリードする。メモ
リ２１０からリードされた画像データは、データマスク
部２１１でマルチパス印字を行うためのデータマスク処
理が施された後、ヘッド１０３に出力され、実際にイン
ク吐出されて画像が形成される。

【００６０】更に、ヘッド制御信号生成部２１２は、リ
ニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿
ＰＬＳ）に同期して、ヘッドが備える複数のブロックの
内からどのブロックを駆動するか選択する信号（ブロッ
クイネーブル信号ＢＥ０〜３）と、ヒータ駆動のパルス
信号ＨＥの生成を行っている。ヘッド１０１では、ブロ
ックイネーブル信号ＢＥＯ〜３（ここでは４ビットの信
号が出力される）とヒータ駆動のパルス信号ＨＥ、画像
データＶＤＯが全てイネーブルとなっているノズルのみ
インク吐出が行われる。

【００６１】以下、リニアスケールタイミング補正部２
１３の詳細について説明する。

【００６２】図８はリニアスケールタイミング補正部の
内部ブロック図であり、図９はリニアスケールタイミン
グ補正部の動作タイミングを示すタイミング図であり、
ｎ回分の周期間隔の平均値を算出する構成例である。

【００６３】図８において、リニアスケールタイミング
補正部２１３は、第１タイマ４０１，ｎ回分平均値算出
部４０２および第２タイマ４０３を備える。

【００６４】第１タイマ４０１はリニアスケールタイミ
ング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）の間隔をシステムクロック
ＣＬＫでカウントし、１周期あたりの時間間隔を検出す
る。ｎ回分平均値算出部４０２は、第１タイマ４０１の
出力をリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬ
Ｓ）のタイミングで１周期分シフトし、シフトされた複
数の周期間隔の平均値を算出する。

【００６５】本実施の形態においては、例えばｎ＝４と
し４周期分の平均値を算出するようにしている。ｎの値
を過度に大きな値に設定すると、キャリッジの低周期の
速度変動に追従できなくなり、過度に小さな値に設定す
るとキャリッジのぶれなどで発生する高周期の速度変動
の影響を受ける。したがって、ｎの値はキャリッジの動
作性能に応じて最適な値を設定する。

【００６６】図９において、第１タイマ４０１の出力が
周期間隔である周期部分では、この周期間隔の直前の
連続する４つの周期間隔，，，の平均値を（
＋＋＋）／４の演算によって算出する。算出した
平均値を周期間隔とするリニアスケールタイミング補正
信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を形成するために、
前回のリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿Ｃ
ＯＭＰ＿ＰＬＳ）から、算出した平均値が経過した時点
で次回のリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿
ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を出力する。

【００６７】第２タイマ４０３は、自らの桁下がり信号
（ＢＯＲＲＯＷ）が入力されたタイミングでｎ周期分の
平均値をセットし、システムクロックＣＬＫでダウンカ
ウントして桁下がり信号（ＢＯＲＲＯＷ）を出力し、再
度自らの桁下がり信号（ＢＯＲＲＯＷ）でｎ周期分の平
均値をセットする動作を繰り返す。この桁下がり信号
（ＢＯＲＲＯＷ）が、リニアスケールタイミング補正信
号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）となる。

【００６８】また、第１タイマ４０１は、ＣＰＵ２０３
によりリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿Ｃ
ＯＭＰ＿ＰＬＳ）が生成されるタイミングに対して、そ
の位置のリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬ
Ｓ）がどれくらいの誤差で入力されるかをｍｉｎ／ｍａ
ｘ値で設定し、リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ
＿ＰＬＳ）が第２タイマ４０３のカウント結果に対して
ｍｉｎ以下かつｍａｘ以上の領域（図９のＸの領域）内
に入力されなければ、そのリニアスケールタイミング信
号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）は欠落しているとみなし、ｍａｘ
のタイミングで第１タイマ４０１のカウンタをゼロクリ
アするとともに、ｎ回分平均値算出部４０２の各ｎ周期
分のシフトを行い、その時点から次の周期のカウントを
行う動作を行う。

【００６９】これにより、低分解能のリニアスケールを
用いて高分解能の印字タイミング信号をリニアスケール
の１周期前の間隔を用いて時間補間する場合において、
インク吐出する際に発生する霧状のミストやごみなどが
リニアスケールに付着することにより、リニアスケール
の出力信号に欠落が発生しても、図９のＹに示すように
リニアスケール信号が補間される。そのため、後段の補
間信号生成２０６部でも実際の高分解能の印字タイミン
グの生成が正常に行われるため、正常な画像データを読
み出すための適正なメモリアクセスがなされる。本発明
によれば、極端なリニアスケールの汚れがない限り、ユ
ーザもしくはサービスマンによりリニアスケールの清掃
を行うことなく使用することができる。

【００７０】次に、複数の周期間隔に基づいて周期間隔
を算出する他の構成例について説明する。前記構成例は
ｎ回分の周期間隔の平均値を算出する構成例であるが、
平均値の算出に代えて、ｎ回分の周期間隔の中間値を算
出する構成例とすることもできる。

【００７１】図１０は他のリニアスケールタイミング補
正部の内部ブロック図であり、図１１は他のリニアスケ
ールタイミング補正部の動作タイミングを示すタイミン
グ図である。

【００７２】図１０において、リニアスケールタイミン
グ補正部２１３は、第１タイマ４０１および第２タイマ
４０３の他，ｎ回分平均値算出部４０２に代えて中間値
算出部４０４を備える。以下、中間値算出部４０４にか
かる部分について説明し、前記と共通する部分の説明は
省略する。

【００７３】中間値算出部４０４は、第１タイマ４０１
の出力をリニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬ
Ｓ）のタイミングで１周期分シフトし、シフトされた複
数の周期間隔の中から中間値を算出する。

【００７４】本実施の形態においては、中間値は複数の
周期間隔の内で時間間隔の長さが中間にあるものを意味
し、周期間隔の個数が偶数である場合には、中間部分に
相当する２つの周期間隔の平均あるいは何れか一方を選
択することで算出する。

【００７５】例えば、直前の３つの周期間隔の中間値を
算出する場合には、図１１において、第１タイマ４０１
の出力が周期間隔である周期部分では、この周期間隔
の直前の連続する３つの周期間隔，，の中から時
間間隔が中間の長さの周期間隔を選らび出す。他の周期
部分においても同様とすることができる。算出した中間
値を周期間隔とするリニアスケールタイミング補正信号
（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を形成する場合には、前
回のリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯ
ＭＰ＿ＰＬＳ）から算出した平均値が経過した時点で次
回のリニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯ
ＭＰ＿ＰＬＳ）を出力する。

【００７６】また、算出した中間値の周期間隔を時間補
間した間隔によってリニアスケールタイミング補正信号
（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を形成する場合には、第
２タイマ４０３を用いて補間処理を行う。

【００７７】次に、キャリッジが印字範囲の内側にある
か外側にあるかに応じて、リニアスケールタイミング信
号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）あるいはリニアスケールタイミン
グ補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を選択する構
成例について、図１２，１３を用いて説明する。

【００７８】図１２は本発明の印字制御部の他の構成例
を説明するためのブロック図であり、図１３は当該構成
例における波形図である。

【００７９】図１２に示す構成例は、図６に示す構成例
において選択部２１４を備える。以下、選択部２１４に
かかわる部分のみ説明し、他の部分の説明は省略する。

【００８０】印字領域外ではキャリッジの加減速によっ
てキャリッジが低速となる。そのため、リニアスケール
タイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を生
成するためのカウンタのビット数が足りなくなり、カウ
ントミスが発生するおそれがある。そこで、低速時には
リニアスケールタイミング補正信号に代えてリニアスケ
ールタイミング信号を使用し、これによってカウンタの
ビット数不足による誤動作を防止することができる。

【００８１】選択部２１４は、リニアスケールタイミン
グ信号生成部２０５からリニアスケールタイミング信号
（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）を入力すると共に、リニアスケール
タイミング信号補正部２１３からリニアスケールタイミ
ング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を入力し、
これらの入力信号をウインドウ信号生成部２０８からの
印字ウィンドウ信号（ＷＩＮＤＯＷ）に基づいて選択し
て出力する。

【００８２】図１３において、印字ウィンドウ信号（Ｗ
ＩＮＤＯＷ）がイネーブルである区間では、リニアスケ
ールタイミング信号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）をそのままリニ
アスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿Ｐ
ＬＳ）として出力する。

【００８３】印字ウィンドウ信号（ＷＩＮＤＯＷ）がイ
ネーブルに変化すると、前述したように印字ウィンドウ
信号（ＷＩＮＤＯＷ）がディスイネーブルの時と印字ウ
ィンドウ信号（ＷＩＮＤＯＷ）がイネーブルになった１
回目は、リニアスケールタイミング補正信号（ＥＮＣ＿
ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）としてリニアスケールタイミング信
号（ＥＮＣ＿ＰＬＳ）を出力し、印字ウィンドウ信号
（ＷＩＮＤＯＷ）がイネーブルになった２回目以降は、
過去ｎ回の周期間隔に基づいてリニアスケールタイミン
グ補正信号（ＥＮＣ＿ＣＯＭＰ＿ＰＬＳ）を算出し出力
する。

【００８４】なお、過去ｎ回の周期間隔の平均値を算出
する構成例では、第２タイマ４０３は印字ウィンドウ信
号（ＷＩＮＤＯＷ）がイネーブルの領域内でのみ動作す
るため、一番初めのｎ周期分の平均値をセットするタイ
ミングは、リニアスケールタイミング信号（ＥＮＣ＿Ｐ
ＬＳ）で行い、２回目以降は自らの桁下がり信号（ＢＯ
ＲＯＷ）を用いる。

【００８５】以上のような動作を実施することによっ
て、インクミストおよびごみなどがリニアスケールに付
着し、リニアスケールから出力されるタイミング信号が
欠落していても、欠落しているタイミング信号を直前の
ｎ回の周期間隔に基づいて算出したタイミング信号を生
成し、このタイミング信号を印字タイミング信号とした
り、このタイミング信号を所定補間数で補間することに
よって印字タイミング信号を生成して印字制御を行うこ
とによって、正常な印字を行うことが可能となる。

【００８６】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、種々の変形、変更を行うことが可能であ
る。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャリッジの位置信号の欠落や変動を補償して正常な印
字制御を行うことができる。したがって、リニアスケー
ルの寿命を延長するとともに、装置コストの低減を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシリアルプリンタ形態のインクジ
ェットによる画像形成装置の概略を示す図である。

【図２】本発明に係るインクジェットによる画像形成装
置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図３】本発明に係る画像形成装置のヘッドを駆動する
制御回路の一構成例を示す図である。

【図４】印字結果の一例を示す図である。

【図５】リニアスケールの構成と印字タイミングを示す
図である。

【図６】本発明の印字制御部の構成例を説明するための
ブロック図である。

【図７】本発明の印字制御部の構成例における波形を示
した図である。

【図８】リニアスケールタイミング補正部の内部ブロッ
ク図である。

【図９】リニアスケールタイミング補正部の動作タイミ
ングを示すタイミング図である。

【図１０】他のリニアスケールタイミング補正部の内部
ブロック図である。

【図１１】他のリニアスケールタイミング補正部の動作
タイミングを示すタイミング図である。

【図１２】本発明の印字制御部の他の構成例を説明する
ためのブロック図である。

【図１３】本発明の印字制御部の他の構成例における波
形を示した図である。

【図１４】従来の印字制御部の構成例を示す概略ブロッ
ク図である。

【図１５】従来の補間信号生成部で生成される波形例を
示す波形図である。

【図１６】キャリッジの移動位置と速度との関係を示す
図である。

【図１７】従来の一定時間で時間補間したときの加減速
域における印字タイミング信号と印字結果を示す図であ
る。

【図１８】従来のリニアスケールに欠落があった場合の
印字タイミング信号を補間する信号処理の様子を示す図
である。

【符号の説明】

１０１ヘッド１０２印字用紙１０３搬送モータ１０４搬送ローラ１０５走査モータ１０６キャリッジ１０７走査ベルト１０８ホームポジションセンサ１０９リニアスケール１１０センサ２０１外部装置２０２印字制御部２０３ＣＰＵ２０４メモリ２０５リニアスケールタイミング信号生成部２０６補間信号生成部２０７リニアスケールカウンタ２０８ウインドウ信号生成部２０９アドレス生成部２１０画像メモリ２１１データマスク部２１２ヘッド制御信号生成部２１３リニアスケールタイミング補正部４０１第１タイマ４０２ｎ回分平均値算出部４０３第２タイマ４０４中間値算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印字タイミング信号に基づく印字動作によ
って画像形成を行う画像形成装置であって、キャリッジの移動に伴って形成されるキャリッジの位置
信号間の周期間隔を求める周期間隔検出手段と、前記周期間隔の内で直前の連続する複数の周期間隔に基
づいて得られる周期間隔を用いて印字タイミング信号を
生成、または当該周期間隔を所定補間数で補間すること
によって印字タイミング信号を形成するためのタイミン
グ信号を生成する信号生成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記信号生成手段は、前記複数の周期間隔
の平均値を求め、当該平均値に基づいて印字タイミング
信号を生成、または前記平均値を所定補間数で補間する
ことによって印字タイミング信号を形成するためのタイ
ミング信号を生成することを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項３】前記信号生成手段は、キャリッジが印字領
域内において前記複数の周期間隔に基づいて印字タイミ
ング信号または印字タイミング信号を形成するためのタ
イミング信号を生成し、キャリッジが印字領域外におい
て前記キャリッジの位置信号を印字タイミング信号また
は印字タイミング信号を形成するためのタイミング信号
とすることを特徴とする請求項１または２記載の画像形
成装置。
【請求項４】キャリッジに取り付けられているセンサを
用いてリニアスケールの位相信号を検出し、当該位相信
号に基づいて印字タイミング信号を生成することで画像
を形成する画像形成装置において、リニアスケールの前記位相信号からキャリッジの移動状
態を表す第１のタイミング信号を生成する手段と、前記第１のタイミング信号の信号間隔を一定周期信号で
カウントする第１のタイマ手段と、前記第１のタイミング信号の直前のｎ回分の周期間隔を
加算してその平均値を算出する手段と、前記平均値になるまで一定周期信号でカウントする第２
のタイマ手段とを備え、前記第２のタイマ手段のカウント終了時に第２のタイミ
ング信号を生成することによって、第２のタイミング信
号を常時直前のｎ周期分の平均周期間隔で生成し、当該
第２のタイミング信号を用いて印字タイミング信号を生
成し、または所定補間数で補間することによって印字タ
イミング信号を形成するためのタイミング信号を生成す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記第２のタイマ手段は印字領域内でのみ
動作すると共に、印字領域の開始時は第１の印字タイミ
ング信号で直前の周期間隔に基づいて信号生成を行い、
印字領域の開始以降は第２の印字タイミング信号のタイ
ミングで直前のｎ周期分の平均値に基づいて信号生成を
行うことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記第１のタイマ手段はアップカウンタで
構成され、第２のタイマ手段はダウンカウンタで構成さ
れることを特徴とする請求項４または５記載の画像形成
装置。
【請求項７】前記第２のタイマ手段の出力信号の発生時
刻に対して前後に設定時間の時間幅を有する時間間隔の
間に、前記第１のタイミング信号が発生しない場合、前記第１のタイマ手段は、リニアスケールの位相信号が
欠落しているとみなしてゼロクリアし、前記平均値を算出する手段は、同時点において直前のｎ
回分の周期間隔の平均値を算出することを特徴とする請
求項４、５または６に記載の画像形成装置。