JP2004202713A

JP2004202713A - 画像出力装置

Info

Publication number: JP2004202713A
Application number: JP2002371367A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Ogiwara; 洋生荻原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】画像出力装置の記録速度を向上し、画像出力の生産性を向上し、また画像出力装置を小型化し、低コスト化を図る。
【解決手段】複数のノズルを副走査方向に配置した記録ヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行うインクジェットプリンタにおいて、印字区間の画像領域が終了後、次の画像データが決定し、かつ副走査の改行幅が決定している場合、副走査を起動し次の印字行に改行する。この場合、副走査を起動する前に、計算式に基づき主走査の起動タイミングを算出しておき、副走査の起動後、タイマ等で時間を計測して、主走査起動開始時間に到達したところで主走査の起動を行う。副走査が停止する前に主走査が起動し、副走査の停止と同時に主走査の印字を行うことで、記録紙への印字速度が向上する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ装置、複写装置、ファクシミリ装置等の画像出力装置に関し、さらに詳しくは、インクジェットヘッドを用い、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジの主走査と記録紙の副走査のタイミングや走査モータの出力を制御して、記録時間を短縮し、また装置の小型化を可能とする画像出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ装置、複写装置、ファクシミリ装置等の画像出力装置として、複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジを主走査方向に移動させて、副主走査方向に間欠的に移動する記録紙にインクを吐出して記録を行うシリアル型インクジェット記録装置が広く用いられている。
【０００３】
従来、このようなインクジェット記録装置において、キャリッジの主走査を制御して効率的に印字時間の短縮を行うことが知られている。（特許文献１、２）
特許文献１に記載されたインクジェット画像形成装置は、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジの各主走査において、キャリッジの走査開始位置から主走査方向における画像開始位置までの距離を予め定めた閾値と比較し、該閾値を超えた場合には当該画像空白領域の高速移動によるスキップを行い、前記閾値を超えない場合には前記スキップ動作を行わないようにしたものである。
【０００４】
特許文献２に記載されたインクジェット記録装置は、主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成するシリアルデータ生成装置と、シリアルデータを受信する受信回路と、シリアルデータを格納するメモリと、メモリからノズル配置に合わせてシリアルデータを読み出す読み出し制御部を備え、受信回路には実効印写領域を検出する実効印写領域検出回路を備え、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジを双方向に最短距離で印写開始位置に移動させることによって、記録装置全体のスループットを高めて、高速記録を可能にしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−６３１６９号公報
【特許文献２】
特開平１１−４２７８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置において、主走査方向（左右方向）に摺動してある一定幅をもった画像を出力する記録ヘッドと、記録ヘッドから出力された画像を記録紙に連続的に記録するために、記録紙を副走査方向に間欠搬送する搬送装置を有し、副走査での記録紙の一定幅（主走査１スキャンの画像幅）の搬送（改行）中に次の画像を書き出してしまった場合、前の画像と重なってしまい異常画像になってしまう。このようなことが起きないようにするため、副走査の改行停止を確認した後、次の画像の出力を行うための主走査を駆動させている。
【０００７】
しかし、この場合、副走査の停止を確認してから主走査を駆動するため、出力する画像によっては（例えば、主走査の移動幅に対して画像領域が短いような画像）、全体的な記録速度（記録紙を出力する時間）が低下する。
これは、画像出力装置の生産性を低下させ、利用者（ユーザ）の利便性を低下させる。
【０００８】
また、インクジェットヘッドを主走査方向に往復動させる際、一方向からのみ画像の印字を行う一方向印字の場合、例えばインクジェットヘッド往動時にインクを吐出し、印字終了後、インクジェットヘッドが復動（リターン）し次の印字開始位置へ移動している最中に、記録紙を副走査による改行動作を行うことが可能であるが、この場合には主走査と副走査のモータが同時に駆動されることになる。このような時は、主走査，副走査のモータの出力を同時に満たすような電源が必要になり、装置の小サイズ化、低コスト化を行うためには不利になる。
【０００９】
また、主走査，副走査のモータの出力を同時に駆動する場合、主走査と副走査の起動タイミングをずらすことで主走査モータと副走査モータへの最大出力電流を制限できるが、いずれかのモータが停止している区間ができるので、印字速度の面から考えるとパフォーマンスが低下する。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、画像出力装置の全体的な記録速度を向上し、画像出力の生産性を向上することを目的とする。
また、画像出力装置の全体的な記録速度を向上するとともに、画像出力装置を小型化し、低コスト化を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、副走査の停止タイミングを予測し、副走査の改行が停止した時に画像出力が直ちに開始できるように主走査の起動タイミングを算出し、前記キャリッジを前記起動タイミングで駆動し、記録を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、主走査及び副走査が、主走査モータ及び副走査モータへの電流供給量が最大になるタイミングで動作する場合、前記主走査と前記副走査の起動タイミングをずらすことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、主走査及び副走査が同時に起動する場合、主走査モータ及び副走査モータの電源の容量を越えないレベルに前記主走査モータ及び副走査モータへの出力を制限することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図９に示す実施例に基づいて説明する。
なお、以下の説明では画像出力装置の例をインクジェットプリンタとして示すが、インクジェットプリンタ以外の複写装置、ファクシミリ装置等、画像印字ヘッドと記録紙を搬送する装置を備えた画像出力装置に応用可能である。
【００１５】
実施例１（請求項１の構成・動作）
図１は、本発明を適用した実施例１のインクジェットプリンタの機構部の概要を示す平面図、図２は、同インクジェットプリンタの機構部の概要を示す側面図である。
実施例１のインクジェットプリンタは、左右の主走査フレーム１，１間に設けたフロントガイド２及びガイドシャフト３にキャリッジ４を摺動自在に搭載し、このキャリッジ４の下面側にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出するための複数のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド５を取り付けるとともに、上面に各色のインクカートリッジ６を着脱自在に備えている。
【００１６】
また、左右の主走査フレーム１，１間に設けたステー７に主走査モータ８を取り付け、主走査モータ８の回転軸に取り付けた駆動プーリ９とステー７に取り付けた従動プーリ１０との間にベルト１１を張装し、図２に示すようにキャリッジ４をベルト１１にベルトクランプ１２で固定して、主走査モータ８を回転駆動することでキャリッジ４を図１の主走査方向（矢印Ａ方向）に走査するようにしている。なお、従動プーリ１０は主走査方向に微小移動可能に取り付けてテンションスプリング１３でベルト１１にテンションを掛けるようにしている。
【００１７】
一方、左右の副走査フレーム１５，１５間にプラテン１６を回転自在に取り付け、図２に示すようにプラテン１６の周面に押しつけられる搬送コロ１７，１８を配置するとともに、プラテン１６の周面に沿って用紙を案内するペーパパン１９を配置している。そして、装置の前方下方側にセットされる給紙トレイ２１の上昇バネ２２で付勢した上昇トレイ２３上に装填された用紙２４を、給紙コロ２５及び給紙トレイ２１のコーナー爪２６で１枚ずつ送り出して、給紙ガイド２７に沿ってプラテン１６の周面に案内する。
【００１８】
また、プラテン１６の用紙出口付近にはキャリッジ４に対向するようにペーパガイド２８を配置し、ペーパガイド２８の入り口付近にはプラテン１６から送り出された用紙２４を押さえる用紙押さえ２９を配設し、出口付近には排紙トレイ３０に排出させる排紙ローラ３１及び拍車ローラ３２を配設している。
【００１９】
さらに、主走査フレーム１，１に取り付けたサブフレーム３３に副走査モータ３４を取り付け、副走査モータ３４の回転軸にモータギア３５を取り付け、モータギア３５にアイドラギア３６をかみ合わせ、アイドラギア３６と一体のアイドラギア３７をプラテン１６の端部に取り付けたプラテンギア３８に噛み合わせて、副走査モータ３４の回転をプラテン１６に伝達するとともに、各種コロ及びローラにも伝達して、副走査モータ３４を回転することによって、プラテン１６及び各種コロ及びローラが回転して用紙２４をペーパガイド２８上で副走査方向（矢印Ｂ方向）に搬送するようにしている。
【００２０】
このような構成によって、記録ヘッド５（キャリッジ４）を主走査方向に移動走査させながら、用紙２４を副走査方向に搬送して、記録ヘッド５のインクジェットヘッドのノズルから所要に色のインク滴を吐出させることによって、用紙２４上に所要の画像を記録する。
【００２１】
図３、図４は、実施例１のインクジェットプリンタを制御するタイミングを示すタイミングチャートで、図３は記録ヘッド５（キャリッジ４）が往復動のそれぞれの行程で印字を行う両方向印字の例を示し、図４は記録ヘッド５（キャリッジ４）が往復動するとき、１方向の行程でのみ印字を行う同一方向印字の例を示す。なお、図１、図２において、横軸は時間、縦軸は主走査、副走査駆動速度を表している。
【００２２】
実施例１のインクジェットプリンタでは、メモリから読み出した記録データを記録ヘッド５（キャリッジ４）が往動作する時に、印字区間中の画像領域に印字する。
図３示すように、印字区間の主走査画像領域が終了した後に、次の画像データが決定しており、かつ副走査の改行幅が決定している場合は、副走査を起動し、次の印字行に改行することが可能である。この場合、副走査を起動する前に、制御装置において以下の計算式に基づき主走査の起動タイミングを算出しておく。
【００２３】
計算式：
主走査起動開始時間＝副走査改行時間−主走査印字開始位置到達時間
副走査改行時間＝加速時間＋減速時間＋副走査等速時間
主走査印字開始位置到達時間＝加速時間＋加速後から印字開始位置までの移動時間
ここで、加速時間，減速時間とは、停止状態から目標速度に等加速度で到達する時間、
副走査等速時間とは、改行量から加減速距離を引いた等速区間の移動量を移動速度で割った時間、
加速後から印字開始位置までの移動時間とは、加速後の位置から画像領域までの移動量を目標速度で割った時間、を意味するものである。
【００２４】
副走査の起動後、タイマ等で時間を計測して、前記計算式で求めた主走査起動開始時間に到達したところで主走査モータを駆動し、主走査の起動を行う。このように、副走査が停止する前に主走査が駆動し、副走査の停止と同時に主走査の印字を行うことで、記録紙への印字速度の向上が可能になる。
【００２５】
図３には、インクジェットプリンタのある画像領域の印字例が示されており、この例によると、副走査の起動開始後９３.５ｍｓｅｃに主走査の起動を開始することで、副走査の停止と同時に次の画像の印字ができる。
図４には、同一方向印字のインクジェットプリンタのある画像領域の印字例が示されており、図４のように、副走査起動後、主走査起動開始時間に到達して印字動作可能になっても、同一方向印字で主走査が次の印字開始位置へ移動している最中は、物理的に印字を開始することはできないので、主走査が印字開始位置への移動終了後直ちに次の印字動作が開始される。この場合、副走査の改行は終了しており主走査の印字動作待ちとなる。
【００２６】
図７は、実施例１のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
記録ヘッド５（キャリッジ４）が主走査方向に往動作し、画像領域において画像データに基づく印字を終了し（ステップ１）、次の画像領域における画像データが確定すると（ステップ２）、制御装置は主走査起動開始時間を算出するとともに、副走査を起動し副走査モータによって記録紙を送り印字位置を改行する（ステップ３）。その後、主走査起動開始時間に到達し、主走査印字動作が可能になれば（ステップ４）、主走査を起動し、主走査モータによって記録ヘッド５を駆動し、画像領域において印字を行う（ステップ５）。
【００２７】
実施例２（請求項２の構成・動作）
インクジェットプリンタ等の駆動系に用いられるモータとしては、一般的にＤＣモータを用い、サーボ制御を行っている。
図５は、ＤＣモータの駆動時の電流特性を示す図である。なお、横軸は時間、縦軸は電流値を表している。
図５に示すように、ＤＣモータに消費される電流は、起動時に最大となり、等速度で移動している部分では、起動時に比べ少ない電流で動作している。このことから、主走査、副走査が同時に起動するタイミングが発生した場合（例えば、図４に示す例で、次の画像データの入力が遅れ、主走査が印字区間を移動して停止した後に画像データが確定して、副走査の改行と主走査のリターン動作が同時に動ける場合）、副走査モータの起動後一定時間（消費電流が低下するまでの時間を考慮）経過後に主走査を駆動することで、最大電流値を低減することができる。このことにより、モータ駆動に必要な最大電流を抑えることで電源の容量を小さくすることが可能になり、装置の小サイズ、低コスト化が図れる。
【００２８】
図６は、インクジェットプリンタのキャリッジが、主走査，副走査するときの消費電流量を測定した結果を示す図である。
図６に示すように、主走査と副走査のタイミングを２０ｍｓｅｃずらすことで、電流値のピークを低減することができる。
主走査と副走査の起動タイミングをずらす時間は、モータの特性、使用する電源の容量等、装置によって異なるので、実際に測定を行って最適な時間を決定する。
【００２９】
図８は、実施例２のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
インクジェットヘッドが主走査方向に移動し、画像領域において画像データに基づく印字を終了し（ステップ１１）、次の画像領域における画像データが確定すると（ステップ１２）、制御装置は主走査起動開始時間を算出し、副走査を起動する（ステップ１３）。
そして、インクジェットプリンタが同一方向印字の場合（ステップ１４−Ｙｅｓ）、主走査リターン動作可能であるかチェックし（ステップ１５）、副走査起動後一定時間経過すると（ステップ１６）、主走査起動出力を１００％として起動し、リターン動作する（ステップ１７）。
リターン動作が終了後（ステップ１８）、主走査起動開始時間に到達し、主走査印字動作が可能になると（ステップ１９）、副走査起動後一定時間経過したことをチェックし（ステップ２０）、主走査を起動し印字動作を行う（ステップ２１）。
【００３０】
ステップ１４において、インクジェットプリンタが同一方向印字でない場合（ステップ１４−Ｎｏ）、主走査起動開始時間に到達し、主走査印字動作が可能になると（ステップ２２）、副走査起動後一定時間経過したことをチェックし（ステップ２３）、主走査を起動し印字動作を行う（ステップ２４）。
【００３１】
実施例３（請求項３の構成・動作）
実施例３のインクジェットプリンタの制御は、実施例２で例としてあげた、主走査が印字区間を移動して停止した後に画像データが確定して、副走査の改行と主走査のリターン動作が同時に動ける場合の主走査の動作に適用する。
副走査の改行と主走査の印字動作が重なった場合は、実施例１での予測動作を行うため、モータへの出力を制限すると起動時間を予測することが困難になるため行わない。
【００３２】
同一方向印字で画像領域の印字が終了して主走査が減速停止後、次の画像領域の開始位置に向かって移動する際に、副走査の改行動作開始からの経過時間を判断して、副走査の改行開始から一定時間（モータの特性，使用する電源の容量等，装置によって異なるので、実際に測定を行って最適な時間を決定する）経過するまでは主走査モータへの出力を、主走査，副走査モータが同時に駆動しても、電源の容量を上回らない量まで低下させる。この低下させる値は、モータの特性、使用する電源の容量等、装置によって異なるので、実際に測定を行って最適な値を決定する。副走査改行から一定時間経過後は、主走査モータへの出力は１００％に戻す。
【００３３】
図９は、実施例３のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
インクジェットヘッドが主走査方向に移動し、画像領域において画像データに基づく印字を終了し（ステップ３１）、次の画像領域における画像データが確定すると（ステップ３２）、制御装置は主走査起動開始時間を算出し、副走査を起動する（ステップ３３）。
そして、インクジェットプリンタが同一方向印字の場合（ステップ３４−Ｙｅｓ）、主走査リターン動作可能であるかチェックし（ステップ３５）、その後副走査起動後一定時間経過していなければ（ステップ３６−Ｎｏ）、主走査起動出力制限し（ステップ３７）、ステップ３６へ戻り、副走査起動後一定時間経過後（ステップ３６−Ｙｅｓ）、主走査起動を１００％として起動し、リターン動作する（ステップ３８）。
リターン動作が終了したら（ステップ３９）、主走査起動開始時間に到達し、主走査印字動作が可能になると（ステップ４０）、副走査起動後一定時間経過したことをチェックし（ステップ４１）、主走査を起動し印字動作を行う（ステップ４２）。
【００３４】
また、ステップ３４において、インクジェットプリンタが同一方向印字でない場合（ステップ３４−Ｎｏ）、主走査起動開始時間に到達し、主走査印字動作が可能になると（ステップ４３）、副走査起動後一定時間経過したことをチェックし（ステップ４４）、主走査を起動し印字動作を行う（ステップ４５）。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を奏する。
請求項１の発明によれば、副走査の改行停止を待たずに主走査の駆動を行い、副走査の改行停止と同時に主走査は次の画像出力を行うので、印字速度の低下を防ぐことができ、ユーザの生産性、利便性が向上する。
【００３６】
請求項２の発明によれば、主走査と副走査の動作タイミングをずらすことで、主走査モータと副走査モータに対し出力される最大電流を抑えることができ、容量の小さい電源を採用することが可能になり、装置の小サイズ化、低コスト化が図れ、ユーザの生産性，利便性が向上する。
【００３７】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、印字速度の低下が防げるためユーザの生産性，利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施例１の記録装置の機構部の概要を示す平面図である。
【図２】同インクジェットプリンタの機構部の概要を示す側面図である。
【図３】実施例１のインクジェットプリンタの制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】実施例１の同一方向印字インクジェットプリンタの制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】ＤＣモータの駆動時の電流特性を示す図である。
【図６】インクジェットプリンタが、主走査、副走査するときの消費電流量を測定した結果を示す図である。
【図７】実施例１のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図８】実施例２のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図９】実施例３のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…主走査フレーム、２…フロントガイド、３…ガイドシャフト、４…キャリッジ、５…記録ヘッド、６…インクカートリッジ、７…ステー、８…主走査モータ、９…駆動プーリ、１０…従動プーリ、１１…ベルト、１２…ベルトクランプ、１３…テンションスプリング、１５…副走査フレーム、１６…プラテン、１７，１８…搬送コロ、１９…ペーパパン、２１…給紙トレイ、２２…上昇バネ、２３…上昇トレイ、２４…用紙、２５…給紙コロ、２６…コーナー爪、２７…給紙ガイド、２８…ペーパガイド、２９…用紙押さえ、３０…排紙トレイ、３１…排紙ローラ、３２…拍車ローラ、３３…サブフレーム、３４…副走査モータ、３５…モータギア、３６，３７…アイドラギア、３８…プラテンギア。

Claims

複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、
主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、副走査の停止タイミングを予測し、副走査の改行が停止した時に画像出力が直ちに開始できるように主走査の起動タイミングを算出し、前記キャリッジを前記起動タイミングで駆動し、記録を行うことを特徴とする画像出力装置。
複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、
主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、主走査及び副走査が、主走査モータ及び副走査モータへの電流供給量が最大になるタイミングで動作する場合、前記主走査と前記副走査の起動タイミングをずらすことを特徴とする画像出力装置。
複数のノズルを副走査方向に配置したインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッジを主走査方向に移動させて、副走査方向に間欠移動する記録紙に記録を行う画像出力装置において、
主走査方向に１ライン毎に記録密度単位でシリアルに記録データを生成する記録データ生成手段と、該記録データ生成手段で生成された記録データを受信する受信手段と、該受信手段で受信した記録データを格納するメモリ手段と、該メモリ手段から前記インクジェットヘッドのノズル配置に合わせて記録データを読み出す読出し手段を備え、主走査及び副走査が同時に起動する場合、主走査モータ及び副走査モータの電源の容量を越えないレベルに前記主走査モータ及び副走査モータへの出力を制限することを特徴とする画像出力装置。