JP2004223913A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ファイア信号を正確なタイミングで出力して印字精度をより一層向上させ、ＲＯＭのデータテーブルも不要とする。
【解決手段】カウンタ２から出力されるバイナリ信号ｃがアドレス信号としてパラレルに入力され、当該アドレス信号に基づきキャリアの移動速度に応じた遅延パラメータｄを論理演算して、これを遅延回路５にセットするロジック回路３を設ける。ロジック回路３は、キャリアの移動速度が速くなるほどファイア信号ｆの遅延幅が小さく、キャリアの移動速度が遅くなるほどファイア信号ｆの遅延幅が大きくなるように遅延パラメータｄを演算する。遅延回路５は、ロジック回路３によりセットされた遅延パラメータｄに基づいて、ファイアタイミング回路４からのファイア信号ｆを所定タイミングだけ遅延させてプリントヘッドドライバ６へ出力する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタにおける印字精度を向上させるための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、インクジェットプリンタの一例を示す概略構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図３において、１１はインクカートリッジ、１２はインクカートリッジ１１を搭載したキャリアで、キャリア１２の背面にはエンコーダ１が取り付けられている。１３はインクカートリッジ１１の下面から突出した印字ヘッド部、１４は印字ヘッド部１３に対してワイピングやキャッピングなどのメンテナンス動作を行うメンテナンス機構部である。１５はキャリア１２の搬送を案内するガイドロッド、１６はガイドロッド１５を支持した左右１対の支持板、１７はキャリア１２を搬送するベルト、１８はベルト１７が架設された左右１対のプーリである。片方のプーリ１８はモータ７に連結されており、モータ７が駆動すると、プーリー１８が回転してベルト１７が駆動され、ベルト１７に連結されたキャリア１２がガイドロッド１５に沿ってフォワード方向Ｆやリバース方向Ｒへ移動する。キャリア１２がフォワード方向Ｆへ移動して印刷領域に入ると、インクカートリッジ１１の印字ヘッド部１３からインクが噴射され、用紙２０への印刷が行われる。１９は用紙２０を搬送するためのローラ、２１はインクカートリッジ１１により用紙２０に印字を行う場合の基準面となるプラテン、２２は帯状のエンコーダスリットである。
【０００３】
エンコーダスリット２２は、透明部と不透明部とが交互に多数形成された帯状の薄板からなり、透明部のピッチおよび不透明部のピッチは、いずれも１／１５０インチに設定されている。一方、エンコーダ１は光学式のエンコーダからなり、エンコーダスリット２２を挟んで対向する発光素子および受光素子（図示省略）を備えている。そして、エンコーダ１がキャリア１２とともに移動すると、発光素子から投射された光は、エンコーダスリット２２の透明部で透過し、不透明部で遮光されるため、エンコーダ１からはパルス信号が出力される。このパルス信号の周期は、キャリア１２の移動速度に応じて変化するので、エンコーダ１の出力信号に基づいてキャリア１２の移動速度を検出することができる。
【０００４】
図４は、キャリア１２の移動速度の変化を示す図である。図４の横軸は時間、縦軸はキャリア１２の移動速度である。モータ７が動作すると、キャリア１２は徐々に加速され（加速区間）、所定の速度Ｖｍａｘに達するとその後は一定の速度を維持する（等速区間）。そして、一定時間が経つと今後は等速から減速に移り（減速区間）、徐々に速度が低下して停止に至る。この動作を繰り返すことにより、用紙２０への印字が行われる。このようなキャリアの速度制御については、たとえば後記の特許文献１に記載されている。
【０００５】
ところで、図４において、インクカートリッジ１１がインクを噴射して印字を行う領域を等速区間に限れば、キャリア１２の移動速度が一定であるため安定した印字を行うことができるが、これによると印字範囲が狭くなるという欠点がある。そこで、印字範囲を広げるために、加速区間や減速区間においてもインクを噴射して印字を行うことが行われている。この場合、キャリア１２の移動速度が一定でないことから、噴射したインクの用紙２０上への着地点が問題となる。すなわち、キャリア１２の速度が０であれば、図５の（ａ）に示したように、インクカートリッジ１１からの噴射インクＪは、用紙２０上に真下に着地するが、キャリア１２が所定の速度で移動している場合は、図５の（ｂ）や（ｃ）に示したように、噴射インクＪは真下に着地せず、慣性によって、噴射時のインクカートリッジ１１の位置よりずれて用紙２０上に着地する。図５（ｂ）は、インクカートリッジ１１が例えば２０ｉｐｓ（ｉｎｃｈ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）の速度で移動している場合であって、噴射インクＪは、噴射時のインクカートリッジ１１の真下位置よりｙ１だけずれた位置へ着地する。また、図５（ｃ）は、インクカートリッジ１１が例えば最大速度４０ｉｐｓで移動している場合であって、噴射インクＪは、噴射時のインクカートリッジ１１の真下位置よりｙ２だけずれた位置へ着地する。
【０００６】
図５（ｂ）（ｃ）より明らかなように、インクカートリッジ１１の移動速度が速いほど、噴射インクＪが用紙２０上に着地する位置のずれが大きくなり、印字精度は低下する。そこで、これを改善するために、インク噴射のためのファイア信号のタイミングを、キャリア１２の移動速度に応じて遅延させる処理が行われる。これを図５の例で説明すると、キャリア１２の最大速度４０ｉｐｓにおける噴射インクの着地点、すなわち図５（ｃ）のＰ点を基準位置とし、キャリア１２がどのような速度で移動していても、噴射されるインクが噴射時のインクカートリッジの真下位置よりｙ２だけずれた位置に着地するように制御する。この制御においては、キャリア１２の速度が４０ｉｐｓの場合は、ファイア信号を遅延させずにファイア信号が来た時点でインクを噴射させ、キャリア１２の速度が４０ｉｐｓより遅くなるに従って、ファイア信号が来た時点から実際にインクを噴射させるまでの時間を長くすればよい。こうすることで、キャリア１２の速度にかかわりなく、噴射インクはインクカートリッジ１１に対して常に一定位置に着地することとなるから、用紙２０上に形成されるインクドット間でずれが発生せず、印字精度を向上させることができる。
【０００７】
図６は、上述したようなファイア信号の遅延制御を行う従来のインクジェットプリンタの回路構成を示したブロック図である。図６において、１はキャリア１２の移動速度を検出するためのエンコーダ、７はキャリア１２を移動させるモータ、１１はキャリア１２に搭載されたインクカートリッジであって、これらは図３で示したものと同じものである。５２はエンコーダ１の出力信号と１ＭＨｚのクロック信号とに基づいてキャリア１２の移動速度を算出するカウンタ、５３はカウンタ５２で算出された速度に基づいて遅延パラメータを決定するＣＰＵである。５４は印字指令に基づき所定のタイミングでインク噴射のためのファイア信号を出力するファイアタイミング回路、５５はファイアタイミング回路５４から出力されるファイア信号を遅延させる遅延回路である。５６は遅延回路５５からのファイア信号に基づき、インクカートリッジ１１へ駆動信号を与えて、インクカートリッジ１１の印字ヘッド部１３からインク１１ａを噴射させるプリントヘッドドライバである。５７はキャリア１２の移動速度とこれに対応する遅延パラメータとをテーブルにして記憶したＲＯＭである。
【０００８】
以上の構成において、モータ７が動作してキャリア１２が移動すると、エンコーダ１から図７（ａ）に示すようなパルス信号が出力される。エンコーダ１のパルス出力はカウンタ５２に入力される。また、カウンタ５２には、図７（ｂ）に示すような１ＭＨｚのクロック信号が入力される。このクロック信号は、図示しないクロック発生回路により生成される。エンコーダ１から出力されるパルス信号の周期Ｔは、前述のようにキャリア１２の速度により変化し、キャリア１２の速度が速くなると周期Ｔは短くなり、キャリア１２の速度が遅くなると周期Ｔは長くなる。そこでカウンタ５２は、周期Ｔの間に含まれるクロック信号の数をカウントし、このカウント値からキャリア１２の速度を算出する。ＣＰＵ５３は、この算出された速度を読み込んで、当該速度に対応する遅延パラメータの値をＲＯＭ５７を参照して抽出し、この遅延パラメータを遅延回路５５にセットする。
【０００９】
一方、ファイアタイミング回路５４は、印字指令に基づいて所定のタイミングでインク噴射のためのファイア信号を出力する。このファイア信号は遅延回路５５に与えられ、ここにセットされている遅延パラメータにより決まる所定のタイミングだけ遅れて遅延回路５５から出力される。図８はこの様子を示したものであり、（ａ）はファイアタイミング回路５４から出力されるファイア信号、（ｂ）は遅延回路５５から時間ｔだけ遅れて出力されるファイア信号を示している。ここで、ＲＯＭ５７に記憶されている遅延パラメータは、キャリア速度に関係なく常にキャリアの最大速度（４０ｉｐｓ）におけるインクの着地点（図５（ｃ）のＰ点）に相当する位置にインク１１ａが着地するよう、キャリア１２の移動速度が速くなるほどファイア信号の遅延幅が小さく、キャリア１２の移動速度が遅くなるほどファイア信号の遅延幅が大きくなるように設定されている。したがって、図８（ｂ）の時間ｔは、キャリア１２の移動速度により変化する。
【００１０】
遅延回路５５から出力されたファイア信号は、プリントヘッドドライバ５６へ入力される。プリントヘッドドライバ５６は、このファイア信号を受けてインクカートリッジ１１へ駆動信号を与え、インクカートリッジ１１からインク１１ａを噴射させる。このインク１１ａは、噴射のタイミングが上記のようにコントロールされる結果、キャリア１２の移動速度にかかわりなく、常にインクカートリッジ１１から一定距離の地点に着地する。これによって、キャリア１２の加速中または減速中にインク１１ａを噴射して印字を行なっても、用紙２０上に形成されるインクドット間にはずれが発生せず、印字精度を向上させることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−３００４６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものにおいては、キャリア速度に対応する遅延パラメータを記憶したＲＯＭ５７を用い、ＣＰＵ５３がカウンタ５２の出力（キャリア速度）を一定時間間隔で読み込んで、ＲＯＭ５７からキャリア速度に対応する遅延パラメータを読み出して遅延回路５５にセットするようになっている。しかしながら、ＣＰＵ５３はキャリア速度の監視だけを行っているのではなく、他にもプリンタの動作に関する各種制御を行わねばならないから、ＣＰＵ５３の負荷からみても、カウンタ５２の出力をせいぜい２ｍｓ程度の間隔で取り込むのが限度であり、これより短い間隔で取り込むのは無理である。しかるに、２ｍｓ程度の間隔ではキャリア速度の変動に対する追随性が悪く、カウンタ５２からのキャリア速度に基づいて遅延パラメータをセットしても、２ｍｓが経過するまでの間にキャリア速度が変動すると、変動後の速度とセットされた遅延パラメータとが対応しないため、ファイア信号の正確なタイミングを確保できなくなって、印字精度に限界がある。さらに、従来のものでは、遅延パラメータのデータテーブルがＲＯＭ５７を大きく占有するため、ＲＯＭ容量が増大するという問題もある。なお、前記特許文献１には、エンコーダ信号に対する補正回路を設けることによりキャリアの速度変動の影響を受けずに高解像度記録が行なえるようした技術が開示されているが、ファイア信号を遅延させるタイミングをキャリア速度に応じて正確に設定するための技術は開示されておらず、本文献は上述した課題を解決しうるものではない。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するものであって、その目的とするところは、ファイア信号を正確なタイミングで出力して印字精度をより一層向上させることが可能で、ＲＯＭのデータテーブルも必要としないインクジェットプリンタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、インクカートリッジを搭載したキャリアの移動速度を検出する速度検出手段と、インクカートリッジを駆動してインクを噴射させるプリントヘッドドライバと、インク噴射のためのファイア信号を速度検出手段で検出されたキャリアの移動速度に応じて遅延させてプリントヘッドドライバに与える遅延回路とを備えたインクジェットプリンタにおいて、速度検出手段からの出力信号に基づきキャリアの移動速度に応じた遅延パラメータを論理演算するロジック回路を設ける。このロジック回路は、キャリアの移動速度が速くなるほどファイア信号の遅延幅が小さく、キャリアの移動速度が遅くなるほどファイア信号の遅延幅が大きくなるように遅延パラメータを演算する。そして、遅延回路はこの遅延パラメータに基づいてファイア信号を所定タイミングだけ遅延させて出力する。
【００１５】
このようなロジック回路を用いることで、速度検出手段からの出力信号がロジック回路に入力されると、キャリア速度に応じた遅延パラメータを即座に演算して出力することが可能となり、遅延パラメータをほぼリアルタイムに設定することができる。このため、キャリア速度の変動に対する追随性が良くなり、ファイア信号は常にキャリア速度に対応した遅延パラメータに基づいてタイミングが正確に制御されることになるので、印字精度が向上するとともに、遅延パラメータのデータテーブルをＲＯＭに設ける必要もなくなる。
【００１６】
また、ファイア信号を遅延回路で遅延させてプリントヘッドドライバに与えるか、遅延回路を介さずに直接プリントヘッドドライバに与えるかを選択できるようにすれば、高速印字の場合にファイア信号の遅延を行なうことで印字精度を維持する一方、通常の印字の場合はファイア信号の遅延を省略して制御を簡略化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、インクジェットプリンタの概略構成は図３に示したものと同じであり、また、図４、図５、図７、図８も本発明と共通するので、以下ではこれらを本発明の実施形態として引用する。
【００１８】
図１は、本発明に係るインクジェットプリンタのブロック図である。ここでは、本発明に関係するブロックのみを図示している。図において、１はキャリア１２の移動速度を検出するためのエンコーダ、７はキャリア１２を移動させるモータ、１１はキャリア１２に搭載されたインクカートリッジであって、これらは図３で示したものと同じものである。２はエンコーダ１の出力信号ａと１ＭＨｚのクロック信号ｂとに基づいてキャリア１２の移動速度を算出するカウンタ、３はカウンタ２で算出された速度を表すバイナリ出力ｃに基づいて遅延パラメータｄを演算するハードウエアロジック回路（以下、単にロジック回路という）である。４は印字指令ｅに基づき所定のタイミングでインク噴射のためのファイア信号ｆを出力するファイアタイミング回路、５はファイアタイミング回路４から出力されるファイア信号ｆを遅延させる遅延回路である。６は遅延回路５からのファイア信号ｇに基づき、インクカートリッジ１１へ駆動信号ｈを与えて、インクカートリッジ１１の印字ヘッド部１３からインク１１ａを噴射させるプリントヘッドドライバである。以上の回路において、エンコーダ１およびカウンタ２は本発明の速度検出手段を構成する。
【００１９】
図１の回路では、図６の従来の回路におけるＣＰＵ５３とＲＯＭ５７に代えて、ハードウエアとして構成されるロジック回路３が用いられている。このロジック回路３は、多数の論理ゲートが組み合わされて構成される論理演算回路であって、カウンタ２から出力される「０」「１」のバイナリ信号ｃがアドレス信号としてパラレルに入力される多数の端子を有している。そして、上記バイナリ信号ｃの値（キャリア１２の移動速度）に応じた遅延パラメータｄを論理演算して出力する。この遅延パラメータｄは、キャリア速度に関係なく常にキャリアの最大速度（４０ｉｐｓ）におけるインクの着地点（図５（ｃ）のＰ点）に相当する位置にインク１１ａが着地するよう、キャリア１２の移動速度が速くなるほどファイア信号ｆの遅延幅が小さく、キャリア１２の移動速度が遅くなるほどファイア信号ｆの遅延幅が大きくなるように、ロジック回路３で論理演算されて算出される。
【００２０】
以上の構成において、モータ７が動作して、キャリア１２が移動すると、エンコーダ１から図７（ａ）に示すようなパルス信号が出力される。エンコーダ１のパルス出力はカウンタ２に入力される。また、カウンタ２には、図７（ｂ）に示すような１ＭＨｚのクロック信号が入力される。このクロック信号は、図示しないクロック発生回路により生成される。エンコーダ１から出力されるパルス信号の周期Ｔは、前述のようにキャリア１２の速度により変化し、キャリア１２の速度が速くなると周期Ｔは短くなり、キャリア１２の速度が遅くなると周期Ｔは長くなる。そこでカウンタ２は、周期Ｔの間に含まれるクロック信号の数をカウントし、このカウント値からキャリア１２の速度を算出する。
【００２１】
カウンタ２で算出された速度値は、前述のようにバイナリ信号ｃとして出力され、ロジック回路３へ与えられる。ロジック回路３はこのバイナリ信号ｃをアドレス信号として、キャリア１２の移動速度に応じた遅延パラメータｄを論理演算して出力する。この場合、ロジック回路３は論理ゲートから構成されているため、バイナリ信号ｃの入力とほとんど同時に遅延パラメータｄを出力することができる。この遅延パラメータｄは、遅延回路５にセットされる。
【００２２】
一方、ファイアタイミング回路４は、印字指令ｅに基づいて所定のタイミングで、図８（ａ）のようなインク噴射のためのファイア信号ｆを出力する。このファイア信号ｆは遅延回路５に与えられ、図８（ｂ）のように、遅延パラメータｄにより決まる所定のタイミングだけ遅れて遅延回路５から出力される。この遅延幅ｔは、キャリア１２の移動速度に応じて変化し、図４の加速区間でキャリア１２の速度が増加している場合はｔが短くなり、図４の減速区間でキャリア１２の速度が減少している場合はｔが長くなる。
【００２３】
遅延回路５から出力されたファイア信号ｇは、プリントヘッドドライバ６へ入力される。プリントヘッドドライバ６は、このファイア信号ｇを受けてインクカートリッジ１１へ駆動信号ｈを与え、インクカートリッジ１１からインク１１ａを噴射させる。このインク１１ａは、噴射のタイミングが上記のようにコントロールされる結果、キャリア１２の移動速度にかかわりなく、常にインクカートリッジ１１から一定距離の地点に着地する。これによって、キャリア１２の加速中または減速中にインク１１ａを噴射して印字を行なっても、用紙２０上に形成されるインクドット間にはずれが発生せず、印字精度を向上させることができる。
【００２４】
上述した実施形態においては、ハードウェアのロジック回路３を用いているため、カウンタ２からの出力信号ｃがロジック回路３に入力されると、キャリア速度に応じた遅延パラメータｄを即座に演算して出力することが可能となり、遅延パラメータｄをほぼリアルタイムに遅延回路５に設定することができる。このため、キャリア速度の変動に対する追随性が良くなり、ファイア信号ｆは常にキャリア速度に対応した遅延パラメータｄに基づいてタイミングが正確に制御されることになるので、印字精度が従来よりも更に向上するとともに、遅延パラメータｄのデータテーブルをＲＯＭに設ける必要もなくなる。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態を示すブロック図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。この実施形態では、ファイア信号ｆを遅延回路５で遅延させてプリントヘッドドライバ６に与えるか（実線で表示）、遅延回路５を介さずに直接プリントヘッドドライバ６に与えるか（破線で表示）を選択可能としている。この選択は、ホスト装置（図示省略）のプリンタドライバでの設定により行われる。例えば、キャリア１２を最大速度で移動させて印刷を行う簡易印刷モードが設定された場合には、インクの着地点のずれが大きくなるので、ファイア信号の遅延を行なうことで印字精度を確保することができ、また、キャリア１２を中速で移動させて印刷を行う通常印刷モードが設定された場合は、インクの着地点のずれはそれほど問題にならないので、ファイア信号の遅延を省略して制御を簡略化することができる。
【００２６】
上記実施形態においては、エンコーダ１の１周期区間のクロック信号をカウントすることでキャリア１２の速度を検出するようにしたが、モータ７の出力電圧等に基づいてキャリア１２の速度を検出するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ファイア信号を遅延させるための遅延パラメータをほぼリアルタイムに設定することができるため、ファイア信号のタイミングが正確に制御されて印字精度がより一層向上するとともに、遅延パラメータのデータテーブルをＲＯＭに設ける必要もなくなって、ＲＯＭ容量の削減をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタのブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】インクジェットプリンタの一例を示す概略構成図である。
【図４】キャリアの移動速度の変化を示す図である。
【図５】インクの着地点を説明する図である。
【図６】従来のインクジェットプリンタのブロック図である。
【図７】エンコーダの出力信号とクロック信号の波形図である。
【図８】ファイア信号の波形図である。
【符号の説明】
１ エンコーダ
２ カウンタ
３ ロジック回路
４ ファイアタイミング回路
５ 遅延回路
６ プリントヘッドドライバ
７ モータ
１１ インクカートリッジ
１１ａ インク
１２ キャリア
ａ エンコーダの出力信号
ｂ クロック信号
ｃ バイナリ信号
ｄ 遅延パラメータ
ｆ ファイア信号

Claims (3)

1. インクカートリッジを搭載したキャリアの移動速度を検出するためのエンコーダと、所定周波数のクロック信号と前記エンコーダの出力信号とに基づいてキャリアの移動速度を算出するカウンタと、前記インクカートリッジを駆動してインクを噴射させるプリントヘッドドライバと、このプリントヘッドドライバに対して所定のタイミングでインク噴射のためのファイア信号を与えるファイアタイミング回路と、キャリアの加速中または減速中にファイアタイミング回路から出力されるファイア信号を、前記カウンタで算出されたキャリアの移動速度に応じて遅延させてプリントヘッドドライバへ出力する遅延回路とを備えたインクジェットプリンタにおいて、
   前記カウンタから出力されるバイナリ信号がアドレス信号としてパラレルに入力され、当該アドレス信号に基づきキャリアの移動速度に応じた遅延パラメータを論理演算して、演算された遅延パラメータを前記遅延回路にセットするロジック回路を設け、
   前記ロジック回路は、キャリアの移動速度が速くなるほどファイア信号の遅延幅が小さく、キャリアの移動速度が遅くなるほどファイア信号の遅延幅が大きくなるように前記遅延パラメータを演算し、
   前記遅延回路は、ロジック回路によりセットされた遅延パラメータに基づいて、ファイアタイミング回路からのファイア信号を、キャリア速度に関係なく常にキャリアの最大速度におけるインクの着地点に相当する位置にインクが着地するようなタイミングだけ遅延させて出力することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. インクカートリッジを搭載したキャリアの移動速度を検出する速度検出手段と、前記インクカートリッジを駆動してインクを噴射させるプリントヘッドドライバと、インク噴射のためのファイア信号を前記速度検出手段で検出されたキャリアの移動速度に応じて遅延させてプリントヘッドドライバに与える遅延回路とを備えたインクジェットプリンタにおいて、
   前記速度検出手段からの出力信号に基づきキャリアの移動速度に応じた遅延パラメータを論理演算するロジック回路を設け、
   前記ロジック回路は、キャリアの移動速度が速くなるほどファイア信号の遅延幅が小さく、キャリアの移動速度が遅くなるほどファイア信号の遅延幅が大きくなるように前記遅延パラメータを演算し、
   前記遅延回路は、前記遅延パラメータに基づいて前記ファイア信号を所定タイミングだけ遅延させて出力することを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記ファイア信号を遅延回路で遅延させてプリントヘッドドライバに与えるか、遅延回路を介さずに直接プリントヘッドドライバに与えるかを選択可能としたことを特徴とするインクジェットプリンタ。

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