JP2005507799A - 位置検出デバイスを有する画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)上の少なくとも2つの場所の位置を別個に検出する位置検出デバイス(108、108a、108b、110a、110b、180a、180b、182a、182b)を有する画像形成装置(100)。
Description
【技術分野】
【0001】
本開示は画像形成装置に関し、詳細には、位置検出デバイスを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像形成装置は、紙、カード、マイラー、および透明シートのスタックを含むがこれに限定するものではないさまざまなプリント媒体上に、テキストおよびグラフィック画像を形成するのに用いられる。画像形成装置には、走査キャリッジと1つまたはそれよりも多くのプリント素子とからなるプリントデバイスを含むものもある。画像形成動作中、走査キャリッジは、プリント媒体表面の上を走査軸に沿って左右に横切る。走査キャリッジが左右に横切る間、コントローラがプリント素子(複数可)に、所望の画像の各部分になることが意図される各位置において、プリントを行わせる。プリント媒体は、定期的に、走査キャリッジが動く軸を横断する媒体軸に沿って前進して、画像が完成するようにする。
【0003】
インクジェットプリンタは、このタイプのプリントデバイスを有する画像形成装置の一例である。ここでは、走査キャリッジは1つまたはそれよりも多くのインクジェットペンを保持している。ペンは、キャリッジが媒体を横切って走査する間に個々のインクスポット(すなわち「滴」)をプリントする、行および列からなる二次元のアレイになるように配置した複数のインク噴射ノズルを有する、プリントヘッドを含むことが多い。例えば、スウォースが1/2インチで600dpi(1インチ当たり600ドット)のプリントヘッドであれば、通常列を2つ有し、それぞれの列に150個のノズルがある。圧電または熱の噴射機構等のインク噴射機構によって、ノズルを通してインク滴が発射され、所望のドットパターン(すなわち「画像」)を作成する。
【0004】
キャリッジが保持しているプリント素子のタイプにかかわらず、走査軸に沿って走査キャリッジが動く間にプリント素子の位置を正確に追跡することができるということが、通常重要である。プリントプロセスをより正確に制御し、ドット配置誤差およびその他のプリント誤差を減らすのに、位置データを用いるからである。この目的のために、リニア・エンコーダ・ストリップとセンサとの構成を用いることが多い。一連の目盛りを含むエンコーダ・ストリップが、走査軸と平行に搭載され、光源と検出器等からなるセンサが、エンコーダ・ストリップの近傍に、キャリッジによって保持される。エンコーダ・ストリップとセンサとの仕組みからの位置情報を用いて、プリント素子の作動を、そしてインクジェットプリンタのペンの場合には、ペン上の個々のノズルの発射を制御する。位置情報はまた、キャリッジの動きを制御するのに用いてもよい。
【0005】
従来のエンコーダ・ストリップとセンサとの仕組みの精度は、センサとプリント素子との間の距離が大きくなるにつれて下がる。プリント動作中、プリント素子とセンサとの相対位置は一定のままではないからである。これは、通常走査キャリッジを支持する軸受にいくらか「傾き」があり、また、キャリッジが走査軸に沿って動く間にキャリッジがいくらかたわむ、という事実のためである。複数のペンを有するインクジェットプリンタ等の、プリント素子が多数の画像形成装置においては、プリント素子のうちのいくつかとセンサとの間の距離が比較的大きくなってしまう可能性があり、それが、ドット配置誤差の可能性を高くしてしまうことで、そのようなプリント素子の位置精度に悪影響を与える。比較的高さのあるスウォースをプリントする、比較的高さのあるプリント素子(すなわち、媒体軸に沿って長くなっている)を用いる場合にも、同じ問題に遭遇する可能性がある。ここで、センサと、比較的高さのあるプリント素子のうちのいくらかの部分との間に十分大きい距離がある結果として、そのような部分およびドット配置についての位置データが誤ってしまったり、その他のプリント誤差が生じてしまう可能性がある。
【発明の開示】
【0006】
本発明の一実施形態によれば、可動プリントデバイス上の少なくとも2つの場所の位置を検出する装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を行う。
【0008】
以下は、本発明を実施する、現在知られている最良の態様の詳細な説明である。この説明は、限定する意味で解釈してはならず、単に本発明の一般的な原理を説明する目的で行う。さらに、画像処理システム、プリント制御システム、およびホストコンピュータとのやりとり、の具体的詳細等、本発明に関係しない画像形成装置のさまざまな内部動作構成要素の詳細な説明は、簡単のために省かれている、ということに注意されたい。
【0009】
本発明はいかなる特定の画像形成装置にも限定されないが、例示的実施形態は、大判インクジェットプリンタの状況において説明する。本明細書における発明者らは、本発明を実施する、組み込む、または行うような方法で再構成することができる、従来の大判プリンタの一例は、ヒューレット・パッカードのDesignJet2500シリーズのプリンタのうちの1つである、と確認している。本発明を適用することができる画像形成装置の他の例は、インパクトプリンタである。
【0010】
例えば図1および図2において示すように、本発明の一実施形態による画像形成装置100は、ハウジング102と可動プリントデバイス104とを含む。プリントデバイス104の位置は、センサシステム106によって監視される。センサシステム106は、好ましくは、目に見える目盛りのついたエンコーダ・ストリップ108等の、検出可能なしるしを有するデバイスと、少なくとも2つのセンサ110a、110bとを含む。センサシステム106については、以下でより詳細に説明する。例示的ハウジング102には、端部112、114、窓116、プリント媒体のロール(図示せず)を覆うカバー118、受取ビン120、および棚122が設けられている。ハウジング端部112には、好ましくは走査モータ124と複数のペン補充ステーション(図示せず)とが納めてあり、走査モータ124は、プリント媒体126の上でプリントデバイス104を左右に駆動する。プリント媒体126は、スロット128を通って取り出され、ローラ130によって運ばれる。ローラ130は、従来の方法でモータ132によって駆動される。ハウジング端部114内には、モータ132とプリント素子クリーニングステーション(図示せず)とが配置されている。ハウジング端部114の外面上には、好ましくは、ディスプレイ136とコントロールボタン138とを含む制御パネル134が支持されている。
【0011】
例示的実施形態において、プリントデバイス104、センサシステム106、モータ124、132、および制御パネル134は、従来の方法でプリンタコントローラ140に接続されている。好適なプリンタコントローラには、例えば、マイクロプロセッサをベースにしたコントローラが含まれる。コントローラ140にはクロック141が時間情報を提供する。この時間情報は、センサシステム106からの位置情報と組み合わせると、プリントデバイス104の速度および加速度を計算するのに用いることができ、次にこの速度および加速度を、プリントデバイスの動作を制御するときにコントローラが用いることができる。一般的に、プリンタコントローラ140は、プリントデバイス104およびモータ124、132の動作を制御するときに、画像データを例えばアプリケーションプログラムから受け取り、位置データをセンサシステム106から受け取り、時間情報をクロック141から受け取って、画像データに対応する画像を生成する。例示的プリンタコントローラ140の動作のさらなる態様については、以下により詳細に説明する。
【0012】
図3を参照して、例示的画像形成装置100におけるプリントデバイス104は、複数のプリント素子を含む。好ましくは、プリントデバイス104には、複数のインクジェットペン142(「プリントヘッドカートリッジ」、「ペンカートリッジ」、および「プリントカートリッジ」と呼ぶこともある)が設けられており、ペン142は、本明細書において「バンク」と呼ぶ配列になるように、走査キャリッジ144によって保持されている。ペン142は、例えば、少量のインクを保持し遠く離れたインク槽にペンを接続する管によって補充されるタイプ(「軸外」のシステムと呼ぶこともあるものにおいて)、または、遠く離れたインク槽に周期的に移動して、そこで充填されるタイプ(「飲み込み)」システムと呼ぶこともあるものにおいて)の、内蔵型インク槽を含む、容易に着脱可能なタイプであってもよい。前述のヒューレット・パッカードのDesignJet2500シリーズのプリンタ等、大判プリンタ用の、ヒューレット・パッカードのモデル番号C1806Aのペンは、例示的実施形態において用いるのに好適なペンである。そのようなペンは、124個のノズルを2列(全部で248個のノズル)有するノズル板143(図5)を含む。
【0013】
ペン142の数、ペンバンクの数、およびバンク(複数可)内でのペンの配列は、特定の用途に適合するようさまざまであってもよいが、図1〜図4に示す例示的実施形態は、単一のバンク内に8個のペンを含む。しかし、単一のバンク内でのペン142の数は、1個から12個まで変化してもよく、用途が要求するならば、さらに多くてもよい。各バンクは、それぞれのペンが他のペンと整列するように(図示のように)配置してもよく、または、媒体軸に沿って、そのバンク内の1つまたはそれよりも多くのペンが、1つまたはそれよりも多くの残りのペンとオフセットしている(すなわち「千鳥配置」である)ように配置してもよい。さらに、ペン142は、ノズル列が媒体走査軸と平行であるように配置してもよく、ノズル列が媒体走査軸に関して斜めであるように配置してもよい。
【0014】
滑り軸受上を摺動ロッド146a、146b(図3)に沿って左右に往復して摺動(すなわち走査)してキャリッジ走査軸を画定する例示的走査キャリッジ144は、主に、それぞれペン142を収容する複数のペンスロット149を有する本体148からなっている。枢転可能なラッチ150を用いて、ペン142を所定位置に保持してもよい。後部トレイ152は、ペンインターフェースプリント回路基板等の電子デバイスを保持している。このような電子デバイスはまた、縦またはその他の向きに搭載してもよい。例示的実施形態において、走査モータ124は、駆動ベルト154によって従来の方法で走査キャリッジ144に接続されている。必要に応じ、モータとケーブルとの構成またはリニアモータ等、走査キャリッジを駆動する他の機構を用いてもよい。
【0015】
上述のように、および例えば図2〜図4に示すように、例示的画像形成装置100は、透明なリニア・エンコーダ・ストリップ108と1対のセンサ110a、110bからなるセンサシステム106を含む。すなわち、走査キャリッジ144が動くときに目盛りを検出して、走査軸上での走査キャリッジの位置を求める。好適なセンサは、従来の光源と光センサからなる装置である。この装置においては、光源からの光は、エンコーダ・ストリップを通るように向けられ、エンコーダ・ストリップの他方の側にあるセンサがこれを検出する。走査キャリッジ144がそのホーム・ロケーションから離れて動くときに検出する目盛りの数をベースにした位置データを用いて、走査キャリッジ144がプリント媒体126の上を通過する毎に、その間のペンのノズルの発射回数(すなわち、ノズルがインクを噴射する回数)を求める。好ましくは、センサ110a、110bは、走査キャリッジ144の長手方向両端のそれぞれのセンサのハウジング156(一方のみが見える)内(図3を参照)に、隣接するペン142に実現可能な限り接近して配置される。一実施形態において、センサ110aからのデータを用いて、4つの最も接近したペン142、すなわち図4において「A」で識別するもののノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、残りの4つのペン、すなわち「B」で識別するもののノズル発射回数を制御する。キャリッジの動きを制御する目的で、センサ110a、110bのどちらか一方からの位置データを、クロック141からの時間情報とともに従来の方法で用いてもよい。
【0016】
他の実施形態において、センサ110aからのデータとセンサ110bからのデータとが組み合わされ、コントローラ140が、センサ同士の間(またはセンサの外側)にある場所についての位置データを内挿補間する(そして、必要ならば外挿補間する)。それぞれのペン142の場所についての位置データが内挿補間され、それを用いて各ペンの発射を個々に制御する。
【0017】
用いる走査キャリッジの構成およびその他製造上の制約によるが、各センサと、関連するペン142またはその他のプリント素子との間の距離をさらに小さくするために、センサ110a、110bを再配置してもよい。例えば、センサ110a、110bを、図4に示す破線位置まで動かしてもよい。さらに、センサ110aおよび/または110bの数もまた、関連する走査キャリッジの構成、ペン(またはその他のプリント素子)の大きさ、数、およびタイプ、ならびに、例えばドット配置誤差で測る、プリント精度の所望のレベル次第で、さまざまであってもよい。用途が要求するならば、それぞれのペンが対応するセンサを有しさえしてもよく、または、図8を参照して後述するように、単一のペンが、関連する、1つよりも多いセンサを有してもよい。
【0018】
本発明は、図1〜図4に示す例示的画像形成装置に限定されるものではない。次に図5および図6を参照して、他の好ましい実施形態によるプリントデバイス158は、ノズル板開口部を有する2つのペンスロットバンクを含む。ノズル板開口部によって、ノズル板143がプリント媒体に対峙することができる。プリントデバイス158は、モータとベルトとの仕組みによって、上述の方法で、プリント媒体の上を左右に往復して駆動されてもよい。ペン142は、走査キャリッジ160上に支持される。例示的実施形態において、走査キャリッジ160は、6個のペンスロットからなる2つのバンクと、1対の滑り軸受164a、164bとを有する、本体162を含む。1対の滑り軸受164a、164bによって、キャリッジが、1対のレール(図示せず)に沿って摺動することができる。2つのペンインターフェースプリント回路基板166a、166b、すなわち、それぞれのペンバンクに1つずつ、もまた設けられている。
【0019】
キャリッジ、したがってペン位置の検出に関して、図5および図6に示す例示的実施形態における走査キャリッジ160は、好ましくは、少なくとも2つのエンコーダ・ストリップ108a、108bと少なくとも2つのセンサ110a、110bとを有する、センサシステムを含む、画像形成装置において用いられる。その目的のために、エンコーダ・ストリップ108a、108bは、ペンバンクに隣接して配置された1対のセンサのハウジング168a、168bを通っている。センサ110aからのデータを用いて、図6において「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0020】
センサ110a、110bは、好ましくは、センサと、センサから最も遠いペンとの間の距離を最小限にするために、ペン142のそれぞれのバンクの中央に配置される。または、例えば図7に示すように、ドット配置の精度をさらに上げるために、4つのセンサ110a、110b、110c、110dを、その他の点ではプリントデバイス158と同一のプリントデバイス158’に設ける。センサ110aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御し、センサ110cからのデータを用いて、「C」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110dからのデータを用いて、「D」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。あるいは、走査キャリッジの構成および製造上の制約を考えて可能であれば、センサ110a、110b、110c、110dを図7の破線で示す位置に配置してもよい。
【0021】
本発明はまた、比較的高さのあるスウォースをプリントすることができるプリントデバイスが用いられている画像形成装置にも適用可能である。例えば図8に示すように、例示的プリントデバイス170は、キャリッジ174上に1つまたはそれよりも多くのペン172またはその他のプリント素子を含んでもよい。ペン172は、比較的高さがあり、比較的高さのあるスウォース(すなわち、通常1インチよりも高い)をプリントする。センサシステムと、比較的高さのあるペン172の個々のノズルとの間の距離を小さくするために、例示的プリントデバイス170は、少なくとも2つのエンコーダ・ストリップ108a、108bと少なくとも2つのセンサ110a、110bとからなるセンサシステムを含む。エンコーダ・ストリップ108a、108bは、1対のセンサのハウジングを通っている。1対のセンサのハウジングは、図5に関して上述したものと同様であり、ペンバンクの中央線に隣接して配置されている。しかし、ここでは、センサ110a、110bは、特定のペンではなく、特定のノズルに関連している。すなわち、センサ110aからのデータを用いて、ペン172のうちの「A」で識別される部分のノズルの発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、ペンのうちの「B」で識別される部分のノズルの発射回数を制御する。
【0022】
本発明の他の実施態様において、エンコーダをベースにしたセンサシステム以外のデバイスを用いて、可動プリントデバイス上の2つまたはそれよりも多くの場所の位置を監視してもよい。ここで、画像形成装置内に1つまたはそれよりも多くのセンサデバイスが設けられ、プリントデバイス上の1つまたはそれよりも多くの基準点が、プリントデバイス上の2つの異なる場所における位置の検出を容易にする。基準点は、プリントデバイス上に配置されたさらなるデバイス(すなわち、「協同する素子」)であってもよく、光沢のあるブラケット等、プリントデバイス自体のうちの容易に識別可能な部分であってもよい。
【0023】
例えば図9に示すように、例示的プリントデバイス176は、キャリッジ178上に1つまたはそれよりも多くのペン142またはその他のプリント素子を含んでもよい。プリントデバイス176の動きは、レーザー干渉計システムによって検出される。ここで、レーザー干渉計システムは、関連するプリント装置内の、好ましく走査軸の一端に搭載された、1対の光源およびセンサのデバイス180a、180bと、キャリッジ178上に互いに間隔を置いた関係になるように保持されて基準点の役割を果たす、好ましくは鏡である1対の反射体182a、182bとを含む。反射体182a、182bは、キャリッジ178の頂部、底部、または側面に配置してもよい。発信源およびセンサのデバイス180a、180bが発する、可視スペクトル内と外の両方のすべての好適な電磁エネルギーを含む光ビームが、反射体182a、182bによって反射されて、図9に示す方法で源およびセンサのデバイスに戻り、反射体がそれぞれの元の原点から移動した距離を個々に求める。センサ180aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ180bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0024】
用途によって必要な場合は、さらなる発信源およびセンサのデバイスならびに反射体を設けてもよい。さらに、個々の発信源およびセンサのデバイス180a、180bは、1つよりも多くの光ビームを提供し検出することができる単一のデバイスに組み込んでもよく、個々の互いに間隔を置いて配置した反射体182a、182bを、プリントデバイス上の2つの異なる場所からの光を反射することができる単一の構成要素内に組み込んでもよい。
【0025】
図9に関して上述したレーザー干渉計センサシステムは、その他のセンサシステムの代わりに、またはそれと組み合わせて、本明細書において開示するプリントデバイスのうちのいずれに組み込まれてもよい。例えば、図10に示すプリントデバイス184は、6つのペン142からなる2つのバンクを支持する、キャリッジ186を含む。ここでもまた、関連するプリント装置内に1対の光源およびセンサのデバイス180a、180bが搭載されており、1対の反射体182a、182bが、互いに間隔をおいた関係になるようにキャリッジ186上に保持されている。センサ180aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ180bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0026】
本装置および方法は、従来の装置および方法よりも優れた多数の利点を提供する。例えば、可動プリントデバイス上の1つよりも多くの場所において位置データを取得することによって、プリントデバイスのそれぞれの部分と関連するセンサとの間の距離が小さくなり、それによって、プリントデバイスの精度が上がり、ドット配置またはその他の誤差の可能性が低くなる。可動プリントデバイス上の1つよりも多くの場所において位置データを取得することによってまた、より低公差、低コスト材料、および/または簡単な製造プロセスで製造されるプリントデバイスが、より厳しい公差、高コスト材料、および/または複雑な製造プロセスで製造されるものと同じドット配置の精度を達成することもできる。さらに、万一個々の位置検出サブシステムが故障した場合には、1つまたはそれよりも多くの他の位置検出サブシステムからの位置データを用いて、性能のレベルは下がるとはいえ、動作を継続することができる。
【0027】
本発明を上記の好ましい実施形態に関して説明したが、当業者には、上述の好ましい実施形態への多数の変更および/または付け加えが容易に明白であろう。
【0028】
限定としてではなく例として、図8に関して上述した比較的高さのあるペンの代わりに、2つまたはそれよりも多くのペンまたはその他のプリント素子の端と端が接した状態で整列するプリントデバイスを用いて、比較的高さのあるスウォースを形成してもよい。本実施形態はまた、上述したものの他に、幅広くさまざまなセンサとともに用いることもでき、エンコーダをベースにしたシステムおよびレーザー干渉計システムに限定されるものではない。他の好適なセンサシステムとしては、光反射型エンコーダ・ストリップシステム、磁気エンコーダ・ストリップシステム、三角測量センサシステム、磁気ひずみセンサシステム、超音波センサシステム、ケーブル延長トランスデューサシステム、線形可変差動変圧器システム、およびデジタルカメラシステムが含まれる。さらに、センサおよび/または基準点は、キャリッジが保持する代わりに、ペン自体のうちのいくつかまたはすべてが保持してもよい。
【0029】
一般的に、本開示は、可動プリントデバイス上の少なくとも2つの場所の位置を別個に検出する位置検出デバイスを有する画像形成装置を明らかにした。
【0030】
本発明の範囲は、そのような変更および/または付け加えのすべてに及ぶ、ということが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の好ましい実施形態による画像形成装置の斜視図である。
【図2】図1に示す画像形成装置の概略ブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態によるプリントデバイスの斜視図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態による、プリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態によるプリントデバイスの斜視図である。
【図6】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図7】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図8】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図9】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図10】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【0001】
本開示は画像形成装置に関し、詳細には、位置検出デバイスを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像形成装置は、紙、カード、マイラー、および透明シートのスタックを含むがこれに限定するものではないさまざまなプリント媒体上に、テキストおよびグラフィック画像を形成するのに用いられる。画像形成装置には、走査キャリッジと1つまたはそれよりも多くのプリント素子とからなるプリントデバイスを含むものもある。画像形成動作中、走査キャリッジは、プリント媒体表面の上を走査軸に沿って左右に横切る。走査キャリッジが左右に横切る間、コントローラがプリント素子(複数可)に、所望の画像の各部分になることが意図される各位置において、プリントを行わせる。プリント媒体は、定期的に、走査キャリッジが動く軸を横断する媒体軸に沿って前進して、画像が完成するようにする。
【0003】
インクジェットプリンタは、このタイプのプリントデバイスを有する画像形成装置の一例である。ここでは、走査キャリッジは1つまたはそれよりも多くのインクジェットペンを保持している。ペンは、キャリッジが媒体を横切って走査する間に個々のインクスポット(すなわち「滴」)をプリントする、行および列からなる二次元のアレイになるように配置した複数のインク噴射ノズルを有する、プリントヘッドを含むことが多い。例えば、スウォースが1/2インチで600dpi(1インチ当たり600ドット)のプリントヘッドであれば、通常列を2つ有し、それぞれの列に150個のノズルがある。圧電または熱の噴射機構等のインク噴射機構によって、ノズルを通してインク滴が発射され、所望のドットパターン(すなわち「画像」)を作成する。
【0004】
キャリッジが保持しているプリント素子のタイプにかかわらず、走査軸に沿って走査キャリッジが動く間にプリント素子の位置を正確に追跡することができるということが、通常重要である。プリントプロセスをより正確に制御し、ドット配置誤差およびその他のプリント誤差を減らすのに、位置データを用いるからである。この目的のために、リニア・エンコーダ・ストリップとセンサとの構成を用いることが多い。一連の目盛りを含むエンコーダ・ストリップが、走査軸と平行に搭載され、光源と検出器等からなるセンサが、エンコーダ・ストリップの近傍に、キャリッジによって保持される。エンコーダ・ストリップとセンサとの仕組みからの位置情報を用いて、プリント素子の作動を、そしてインクジェットプリンタのペンの場合には、ペン上の個々のノズルの発射を制御する。位置情報はまた、キャリッジの動きを制御するのに用いてもよい。
【0005】
従来のエンコーダ・ストリップとセンサとの仕組みの精度は、センサとプリント素子との間の距離が大きくなるにつれて下がる。プリント動作中、プリント素子とセンサとの相対位置は一定のままではないからである。これは、通常走査キャリッジを支持する軸受にいくらか「傾き」があり、また、キャリッジが走査軸に沿って動く間にキャリッジがいくらかたわむ、という事実のためである。複数のペンを有するインクジェットプリンタ等の、プリント素子が多数の画像形成装置においては、プリント素子のうちのいくつかとセンサとの間の距離が比較的大きくなってしまう可能性があり、それが、ドット配置誤差の可能性を高くしてしまうことで、そのようなプリント素子の位置精度に悪影響を与える。比較的高さのあるスウォースをプリントする、比較的高さのあるプリント素子(すなわち、媒体軸に沿って長くなっている)を用いる場合にも、同じ問題に遭遇する可能性がある。ここで、センサと、比較的高さのあるプリント素子のうちのいくらかの部分との間に十分大きい距離がある結果として、そのような部分およびドット配置についての位置データが誤ってしまったり、その他のプリント誤差が生じてしまう可能性がある。
【発明の開示】
【0006】
本発明の一実施形態によれば、可動プリントデバイス上の少なくとも2つの場所の位置を検出する装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を行う。
【0008】
以下は、本発明を実施する、現在知られている最良の態様の詳細な説明である。この説明は、限定する意味で解釈してはならず、単に本発明の一般的な原理を説明する目的で行う。さらに、画像処理システム、プリント制御システム、およびホストコンピュータとのやりとり、の具体的詳細等、本発明に関係しない画像形成装置のさまざまな内部動作構成要素の詳細な説明は、簡単のために省かれている、ということに注意されたい。
【0009】
本発明はいかなる特定の画像形成装置にも限定されないが、例示的実施形態は、大判インクジェットプリンタの状況において説明する。本明細書における発明者らは、本発明を実施する、組み込む、または行うような方法で再構成することができる、従来の大判プリンタの一例は、ヒューレット・パッカードのDesignJet2500シリーズのプリンタのうちの1つである、と確認している。本発明を適用することができる画像形成装置の他の例は、インパクトプリンタである。
【0010】
例えば図1および図2において示すように、本発明の一実施形態による画像形成装置100は、ハウジング102と可動プリントデバイス104とを含む。プリントデバイス104の位置は、センサシステム106によって監視される。センサシステム106は、好ましくは、目に見える目盛りのついたエンコーダ・ストリップ108等の、検出可能なしるしを有するデバイスと、少なくとも2つのセンサ110a、110bとを含む。センサシステム106については、以下でより詳細に説明する。例示的ハウジング102には、端部112、114、窓116、プリント媒体のロール(図示せず)を覆うカバー118、受取ビン120、および棚122が設けられている。ハウジング端部112には、好ましくは走査モータ124と複数のペン補充ステーション(図示せず)とが納めてあり、走査モータ124は、プリント媒体126の上でプリントデバイス104を左右に駆動する。プリント媒体126は、スロット128を通って取り出され、ローラ130によって運ばれる。ローラ130は、従来の方法でモータ132によって駆動される。ハウジング端部114内には、モータ132とプリント素子クリーニングステーション(図示せず)とが配置されている。ハウジング端部114の外面上には、好ましくは、ディスプレイ136とコントロールボタン138とを含む制御パネル134が支持されている。
【0011】
例示的実施形態において、プリントデバイス104、センサシステム106、モータ124、132、および制御パネル134は、従来の方法でプリンタコントローラ140に接続されている。好適なプリンタコントローラには、例えば、マイクロプロセッサをベースにしたコントローラが含まれる。コントローラ140にはクロック141が時間情報を提供する。この時間情報は、センサシステム106からの位置情報と組み合わせると、プリントデバイス104の速度および加速度を計算するのに用いることができ、次にこの速度および加速度を、プリントデバイスの動作を制御するときにコントローラが用いることができる。一般的に、プリンタコントローラ140は、プリントデバイス104およびモータ124、132の動作を制御するときに、画像データを例えばアプリケーションプログラムから受け取り、位置データをセンサシステム106から受け取り、時間情報をクロック141から受け取って、画像データに対応する画像を生成する。例示的プリンタコントローラ140の動作のさらなる態様については、以下により詳細に説明する。
【0012】
図3を参照して、例示的画像形成装置100におけるプリントデバイス104は、複数のプリント素子を含む。好ましくは、プリントデバイス104には、複数のインクジェットペン142(「プリントヘッドカートリッジ」、「ペンカートリッジ」、および「プリントカートリッジ」と呼ぶこともある)が設けられており、ペン142は、本明細書において「バンク」と呼ぶ配列になるように、走査キャリッジ144によって保持されている。ペン142は、例えば、少量のインクを保持し遠く離れたインク槽にペンを接続する管によって補充されるタイプ(「軸外」のシステムと呼ぶこともあるものにおいて)、または、遠く離れたインク槽に周期的に移動して、そこで充填されるタイプ(「飲み込み)」システムと呼ぶこともあるものにおいて)の、内蔵型インク槽を含む、容易に着脱可能なタイプであってもよい。前述のヒューレット・パッカードのDesignJet2500シリーズのプリンタ等、大判プリンタ用の、ヒューレット・パッカードのモデル番号C1806Aのペンは、例示的実施形態において用いるのに好適なペンである。そのようなペンは、124個のノズルを2列(全部で248個のノズル)有するノズル板143(図5)を含む。
【0013】
ペン142の数、ペンバンクの数、およびバンク(複数可)内でのペンの配列は、特定の用途に適合するようさまざまであってもよいが、図1〜図4に示す例示的実施形態は、単一のバンク内に8個のペンを含む。しかし、単一のバンク内でのペン142の数は、1個から12個まで変化してもよく、用途が要求するならば、さらに多くてもよい。各バンクは、それぞれのペンが他のペンと整列するように(図示のように)配置してもよく、または、媒体軸に沿って、そのバンク内の1つまたはそれよりも多くのペンが、1つまたはそれよりも多くの残りのペンとオフセットしている(すなわち「千鳥配置」である)ように配置してもよい。さらに、ペン142は、ノズル列が媒体走査軸と平行であるように配置してもよく、ノズル列が媒体走査軸に関して斜めであるように配置してもよい。
【0014】
滑り軸受上を摺動ロッド146a、146b(図3)に沿って左右に往復して摺動(すなわち走査)してキャリッジ走査軸を画定する例示的走査キャリッジ144は、主に、それぞれペン142を収容する複数のペンスロット149を有する本体148からなっている。枢転可能なラッチ150を用いて、ペン142を所定位置に保持してもよい。後部トレイ152は、ペンインターフェースプリント回路基板等の電子デバイスを保持している。このような電子デバイスはまた、縦またはその他の向きに搭載してもよい。例示的実施形態において、走査モータ124は、駆動ベルト154によって従来の方法で走査キャリッジ144に接続されている。必要に応じ、モータとケーブルとの構成またはリニアモータ等、走査キャリッジを駆動する他の機構を用いてもよい。
【0015】
上述のように、および例えば図2〜図4に示すように、例示的画像形成装置100は、透明なリニア・エンコーダ・ストリップ108と1対のセンサ110a、110bからなるセンサシステム106を含む。すなわち、走査キャリッジ144が動くときに目盛りを検出して、走査軸上での走査キャリッジの位置を求める。好適なセンサは、従来の光源と光センサからなる装置である。この装置においては、光源からの光は、エンコーダ・ストリップを通るように向けられ、エンコーダ・ストリップの他方の側にあるセンサがこれを検出する。走査キャリッジ144がそのホーム・ロケーションから離れて動くときに検出する目盛りの数をベースにした位置データを用いて、走査キャリッジ144がプリント媒体126の上を通過する毎に、その間のペンのノズルの発射回数(すなわち、ノズルがインクを噴射する回数)を求める。好ましくは、センサ110a、110bは、走査キャリッジ144の長手方向両端のそれぞれのセンサのハウジング156(一方のみが見える)内(図3を参照)に、隣接するペン142に実現可能な限り接近して配置される。一実施形態において、センサ110aからのデータを用いて、4つの最も接近したペン142、すなわち図4において「A」で識別するもののノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、残りの4つのペン、すなわち「B」で識別するもののノズル発射回数を制御する。キャリッジの動きを制御する目的で、センサ110a、110bのどちらか一方からの位置データを、クロック141からの時間情報とともに従来の方法で用いてもよい。
【0016】
他の実施形態において、センサ110aからのデータとセンサ110bからのデータとが組み合わされ、コントローラ140が、センサ同士の間(またはセンサの外側)にある場所についての位置データを内挿補間する(そして、必要ならば外挿補間する)。それぞれのペン142の場所についての位置データが内挿補間され、それを用いて各ペンの発射を個々に制御する。
【0017】
用いる走査キャリッジの構成およびその他製造上の制約によるが、各センサと、関連するペン142またはその他のプリント素子との間の距離をさらに小さくするために、センサ110a、110bを再配置してもよい。例えば、センサ110a、110bを、図4に示す破線位置まで動かしてもよい。さらに、センサ110aおよび/または110bの数もまた、関連する走査キャリッジの構成、ペン(またはその他のプリント素子)の大きさ、数、およびタイプ、ならびに、例えばドット配置誤差で測る、プリント精度の所望のレベル次第で、さまざまであってもよい。用途が要求するならば、それぞれのペンが対応するセンサを有しさえしてもよく、または、図8を参照して後述するように、単一のペンが、関連する、1つよりも多いセンサを有してもよい。
【0018】
本発明は、図1〜図4に示す例示的画像形成装置に限定されるものではない。次に図5および図6を参照して、他の好ましい実施形態によるプリントデバイス158は、ノズル板開口部を有する2つのペンスロットバンクを含む。ノズル板開口部によって、ノズル板143がプリント媒体に対峙することができる。プリントデバイス158は、モータとベルトとの仕組みによって、上述の方法で、プリント媒体の上を左右に往復して駆動されてもよい。ペン142は、走査キャリッジ160上に支持される。例示的実施形態において、走査キャリッジ160は、6個のペンスロットからなる2つのバンクと、1対の滑り軸受164a、164bとを有する、本体162を含む。1対の滑り軸受164a、164bによって、キャリッジが、1対のレール(図示せず)に沿って摺動することができる。2つのペンインターフェースプリント回路基板166a、166b、すなわち、それぞれのペンバンクに1つずつ、もまた設けられている。
【0019】
キャリッジ、したがってペン位置の検出に関して、図5および図6に示す例示的実施形態における走査キャリッジ160は、好ましくは、少なくとも2つのエンコーダ・ストリップ108a、108bと少なくとも2つのセンサ110a、110bとを有する、センサシステムを含む、画像形成装置において用いられる。その目的のために、エンコーダ・ストリップ108a、108bは、ペンバンクに隣接して配置された1対のセンサのハウジング168a、168bを通っている。センサ110aからのデータを用いて、図6において「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0020】
センサ110a、110bは、好ましくは、センサと、センサから最も遠いペンとの間の距離を最小限にするために、ペン142のそれぞれのバンクの中央に配置される。または、例えば図7に示すように、ドット配置の精度をさらに上げるために、4つのセンサ110a、110b、110c、110dを、その他の点ではプリントデバイス158と同一のプリントデバイス158’に設ける。センサ110aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御し、センサ110cからのデータを用いて、「C」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ110dからのデータを用いて、「D」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。あるいは、走査キャリッジの構成および製造上の制約を考えて可能であれば、センサ110a、110b、110c、110dを図7の破線で示す位置に配置してもよい。
【0021】
本発明はまた、比較的高さのあるスウォースをプリントすることができるプリントデバイスが用いられている画像形成装置にも適用可能である。例えば図8に示すように、例示的プリントデバイス170は、キャリッジ174上に1つまたはそれよりも多くのペン172またはその他のプリント素子を含んでもよい。ペン172は、比較的高さがあり、比較的高さのあるスウォース(すなわち、通常1インチよりも高い)をプリントする。センサシステムと、比較的高さのあるペン172の個々のノズルとの間の距離を小さくするために、例示的プリントデバイス170は、少なくとも2つのエンコーダ・ストリップ108a、108bと少なくとも2つのセンサ110a、110bとからなるセンサシステムを含む。エンコーダ・ストリップ108a、108bは、1対のセンサのハウジングを通っている。1対のセンサのハウジングは、図5に関して上述したものと同様であり、ペンバンクの中央線に隣接して配置されている。しかし、ここでは、センサ110a、110bは、特定のペンではなく、特定のノズルに関連している。すなわち、センサ110aからのデータを用いて、ペン172のうちの「A」で識別される部分のノズルの発射回数を制御し、センサ110bからのデータを用いて、ペンのうちの「B」で識別される部分のノズルの発射回数を制御する。
【0022】
本発明の他の実施態様において、エンコーダをベースにしたセンサシステム以外のデバイスを用いて、可動プリントデバイス上の2つまたはそれよりも多くの場所の位置を監視してもよい。ここで、画像形成装置内に1つまたはそれよりも多くのセンサデバイスが設けられ、プリントデバイス上の1つまたはそれよりも多くの基準点が、プリントデバイス上の2つの異なる場所における位置の検出を容易にする。基準点は、プリントデバイス上に配置されたさらなるデバイス(すなわち、「協同する素子」)であってもよく、光沢のあるブラケット等、プリントデバイス自体のうちの容易に識別可能な部分であってもよい。
【0023】
例えば図9に示すように、例示的プリントデバイス176は、キャリッジ178上に1つまたはそれよりも多くのペン142またはその他のプリント素子を含んでもよい。プリントデバイス176の動きは、レーザー干渉計システムによって検出される。ここで、レーザー干渉計システムは、関連するプリント装置内の、好ましく走査軸の一端に搭載された、1対の光源およびセンサのデバイス180a、180bと、キャリッジ178上に互いに間隔を置いた関係になるように保持されて基準点の役割を果たす、好ましくは鏡である1対の反射体182a、182bとを含む。反射体182a、182bは、キャリッジ178の頂部、底部、または側面に配置してもよい。発信源およびセンサのデバイス180a、180bが発する、可視スペクトル内と外の両方のすべての好適な電磁エネルギーを含む光ビームが、反射体182a、182bによって反射されて、図9に示す方法で源およびセンサのデバイスに戻り、反射体がそれぞれの元の原点から移動した距離を個々に求める。センサ180aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ180bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0024】
用途によって必要な場合は、さらなる発信源およびセンサのデバイスならびに反射体を設けてもよい。さらに、個々の発信源およびセンサのデバイス180a、180bは、1つよりも多くの光ビームを提供し検出することができる単一のデバイスに組み込んでもよく、個々の互いに間隔を置いて配置した反射体182a、182bを、プリントデバイス上の2つの異なる場所からの光を反射することができる単一の構成要素内に組み込んでもよい。
【0025】
図9に関して上述したレーザー干渉計センサシステムは、その他のセンサシステムの代わりに、またはそれと組み合わせて、本明細書において開示するプリントデバイスのうちのいずれに組み込まれてもよい。例えば、図10に示すプリントデバイス184は、6つのペン142からなる2つのバンクを支持する、キャリッジ186を含む。ここでもまた、関連するプリント装置内に1対の光源およびセンサのデバイス180a、180bが搭載されており、1対の反射体182a、182bが、互いに間隔をおいた関係になるようにキャリッジ186上に保持されている。センサ180aからのデータを用いて、「A」で識別されるペン142のノズル発射回数を制御し、センサ180bからのデータを用いて、「B」で識別されるペンのノズル発射回数を制御する。
【0026】
本装置および方法は、従来の装置および方法よりも優れた多数の利点を提供する。例えば、可動プリントデバイス上の1つよりも多くの場所において位置データを取得することによって、プリントデバイスのそれぞれの部分と関連するセンサとの間の距離が小さくなり、それによって、プリントデバイスの精度が上がり、ドット配置またはその他の誤差の可能性が低くなる。可動プリントデバイス上の1つよりも多くの場所において位置データを取得することによってまた、より低公差、低コスト材料、および/または簡単な製造プロセスで製造されるプリントデバイスが、より厳しい公差、高コスト材料、および/または複雑な製造プロセスで製造されるものと同じドット配置の精度を達成することもできる。さらに、万一個々の位置検出サブシステムが故障した場合には、1つまたはそれよりも多くの他の位置検出サブシステムからの位置データを用いて、性能のレベルは下がるとはいえ、動作を継続することができる。
【0027】
本発明を上記の好ましい実施形態に関して説明したが、当業者には、上述の好ましい実施形態への多数の変更および/または付け加えが容易に明白であろう。
【0028】
限定としてではなく例として、図8に関して上述した比較的高さのあるペンの代わりに、2つまたはそれよりも多くのペンまたはその他のプリント素子の端と端が接した状態で整列するプリントデバイスを用いて、比較的高さのあるスウォースを形成してもよい。本実施形態はまた、上述したものの他に、幅広くさまざまなセンサとともに用いることもでき、エンコーダをベースにしたシステムおよびレーザー干渉計システムに限定されるものではない。他の好適なセンサシステムとしては、光反射型エンコーダ・ストリップシステム、磁気エンコーダ・ストリップシステム、三角測量センサシステム、磁気ひずみセンサシステム、超音波センサシステム、ケーブル延長トランスデューサシステム、線形可変差動変圧器システム、およびデジタルカメラシステムが含まれる。さらに、センサおよび/または基準点は、キャリッジが保持する代わりに、ペン自体のうちのいくつかまたはすべてが保持してもよい。
【0029】
一般的に、本開示は、可動プリントデバイス上の少なくとも2つの場所の位置を別個に検出する位置検出デバイスを有する画像形成装置を明らかにした。
【0030】
本発明の範囲は、そのような変更および/または付け加えのすべてに及ぶ、ということが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の好ましい実施形態による画像形成装置の斜視図である。
【図2】図1に示す画像形成装置の概略ブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態によるプリントデバイスの斜視図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態による、プリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態によるプリントデバイスの斜視図である。
【図6】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図7】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図8】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図9】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
【図10】本発明の好ましい実施形態によるプリントデバイスとセンサとのシステムの概略ブロック図である。
Claims (9)
- 可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)と、
前記可動プリントデバイス上の少なくとも第1の所定の場所の位置を別個に検出し、前記可動プリントデバイス上の少なくとも第2の所定の場所の位置を別個に検出する、位置検出デバイス(106)と、
前記可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)および前記位置検出デバイス(106)に接続されて動作するコントローラ(140)であって、前記プリントデバイス上の前記第1の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して前記プリントデバイスの第1の部分を制御し、前記プリントデバイス上の前記第2の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して前記プリントデバイスの第2の部分を制御するコントローラ(140)と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)が複数のノズルを有する少なくとも1つのインクジェットペン(142)を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)が複数のプリンタ素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)が第1および第2のバンクに配置された複数のプリンタ素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)が少なくとも第1および第2のプリンタ素子を含み、前記コントローラ(140)が、前記プリントデバイス上の前記第1の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して前記第1のプリンタ素子(A)を制御し、前記プリントデバイス上の前記第2の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して前記第2のプリンタ素子(B)を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記プリントデバイス(170)が、第1および第2の長手方向の端を画定する比較的丈の長いプリンタ素子を含み、前記コントローラ(140)が、前記プリントデバイス上の前記第1の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して、前記プリンタ素子のうちの前記第1の長手方向の端に隣接する部分(A)を制御し、前記プリントデバイス上の前記第2の場所の前記位置に少なくとも部分的に応答して、前記プリンタ素子のうちの前記第2の長手方向の端に隣接する部分(B)を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 可動プリントデバイス(104、158、158’、170、176、184)と、
前記可動プリントデバイス上の少なくとも第1の所定の場所の位置を別個に検出し、前記可動プリントデバイス上の少なくとも第2の所定の場所の位置を別個に検出する、位置検出デバイス(106)を備え、
前記位置検出デバイス(106)が、検出可能なしるしを有する被検出デバイス(108)であって、前記可動プリントデバイス(104、158、158’、170)に隣接して配置された被検出デバイス(108)と、互いに間隔を置いた関係になるように前記可動プリントデバイスによって保持された少なくとも第1および第2のしるしセンサ(110a、110b)と、を備え、
前記被検出デバイスが、互いに間隔を置いた関係になるように配置された少なくとも第1および第2の被検出デバイス(108a、108b)を備え、前記第1のしるしセンサ(110a)が前記第1の被検出デバイスを検出する関係にあり、前記第2のしるしセンサ(110b)が前記第2の被検出デバイスを検出する関係にあることを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置検出デバイス(106)が、前記可動プリントデバイス(176、184)上の互いに間隔を置いた関係にある少なくとも第1および第2の基準点(182a、182b)と、前記第1および第2の基準点の位置を個々に監視する基準点センサ(180a、180b)とを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1および第2の基準点(182a、182b)が第1および第2の反射体を備え、前記基準点センサ(180a、180b)が、個々の光ビームを前記第1および第2の反射体に向け、前記第1および第2の反射体から反射される光ビームを検出することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
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