JP3034354B2

JP3034354B2 - シリアルプリンタの往復画像記録方法

Info

Publication number: JP3034354B2
Application number: JP3231513A
Authority: JP
Inventors: 勉尾坂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JPH0569626A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリアルプリンタの往復
画像記録方法に関し、特に、記録ヘツドの位置検出が可
能なシリアルプリンタの往復画像記録方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録用紙に対してシリアル記録す
る記録装置は、図８（一部透視図）に示すような形態が
提案されてきている。図８において、２１は記録用紙、
２２は回路基板、紙送り機構、ヘツドキヤリア機構等が
内蔵されている下ケース、２３は紙のガイド部等が具備
されている上ケース、２４は記録用紙２１を記録装置に
供給するときの紙ガイド、２５は紙送り、電源等を制御
するための操作ボタンパネル、２６は記録紙に対して記
録するための記録ヘツド、２７は記録ヘツド２６を走査
させるためのキヤリッジ、２８はキヤリッジ２７の運動
を規制するためのガイド軸、２９は信号検出器２９ａと
位置情報パターンを記録されているスケール２９ｂでヘ
ツドキヤリツジの位置を相対的に検出するリニアセン
サ、３０は記録ヘツド２６のイニシヤル位置を検出して
記録用紙２１への印字タイミング等を得るためのホーム
ポジシヨンセンサである。

【０００３】図９は図８で示した記録装置の構成を表わ
すブロツク図である。図９において、１１は記録装置全
体を制御するコントローラ、１２は記録ヘツドを動作さ
せるためのヘツド駆動回路、１３は記録用紙を送るため
の紙送りモータ、１４はキヤリッジ２７を往復走査させ
るためのキヤリッジモータ、１５ｃはキヤリッジモータ
１４を動作させるためのモータ駆動回路、１５ｐは紙送
りモータを動作させるためのモータ駆動回路、１６は外
部装置と本記録装置を接続させるためのインタフエース
回路、１７は本記録装置を外部より制御しているホスト
コンピュータで所定のインタフエースを持つものであれ
ば機種は問わない。

【０００４】この記録装置が備えるホームポジシヨンセ
ンサ３０とリニアセンサ２９と記録ヘツド２６の印字タ
イミングは次のようなものである。

【０００５】図１０はリニアセンサ２９とホームポジシ
ヨンセンサ３０の関係を説明するタイミングチヤート
で、図中のＡ相はリニアセンサ２９の出力、Ｚ相はホー
ムポジシヨンセンサ３０の出力である。Ｚ相はキヤリッ
ジ２７の絶対位置の基準であり、キヤリツジの走査運動
の間で１回のみ検出され、それとリニアセンサの出力Ａ
相の信号を加算または減算することにより、キヤリッジ
の絶対位置を検出し、記録ヘツド２６の印字タイミング
を制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、リニアセンサの相対的な位置検出とホームポ
ジシヨンセンサの絶対位置検出を組み合わせることで記
録ヘツドの印字タイミングを制御しているために、次の
ような欠点があつた。（１）リニアセンサとホームポジシヨンセンサとその処
理回路が１組づつ必要でコストアツプの要因となつてい
る。（２）ホームポジシヨンとリニアセンサの２系統の信号
処理が必要であつた。

【０００７】本発明は、上記従来例に鑑みてなされたも
ので、より簡単な構成で双方向記録の各方向における記
録位置検出を正確に行なうことが可能なシリアルプリン
タの往復画像記録方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のシリアルプリンタの往復画像記録方法は、以
下の様な工程からなる。即ち、往復移動するキャリッジ
に記録ヘッドを搭載して、該キャリッジの往動時と復動
時とで前記記録ヘッドにより記録媒体に画像の記録を行
なうシリアルプリンタの往復画像記録方法において、前
記キャリッジの往復移動経路に沿って中央部と該中央部
に連続する左右端部とで幅の異なるスリットを配したス
ケールと、前記スリットの幅をパルス信号として検出す
るセンサとを用い、前記キャリッジが前記左端部から前
記右端部の方向へ移動する際には、前記センサによって
検出される前記スリットの幅の変化を検出してから所定
パルス数経た位置を第１のホームポジションとし、前記
キャリッジが前記右端部から前記左端部の方向へ移動す
る際には、前記センサによって検出される前記スリット
の幅の変化を検出してから所定パルス数経た位置を第２
のホームポジションとすることを特徴とするシリアルプ
リンタの往復画像記録方法を備える。

【０００９】

【作用】以上の構成により本発明は、キャリッジの往復
移動経路に沿って中央部とその中央部に連続する左右端
部とで幅の異なるスリットを配したスケールと、そのス
リットの幅をパルス信号として検出するセンサとを用
い、キャリッジが左端部から右端部の方向へ移動する際
には、センサによって検出されるスリットの幅の変化を
検出してから所定パルス数経た位置を第１のホームポジ
ションとする一方、そのキャリッジが右端部から左端部
の方向へ移動する際には、センサによって検出されるス
リットの幅の変化を検出してから所定パルス数経た位置
を第２のホームポジションとするよう動作する。

【００１０】

【実施例】以下添付図面を参照して、本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００１１】［インクジェット方式プリンタ装置の概略
説明（図１）図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット方
式プリンタ装置の構成を示すブロック図である。図１に
おいて、既に図８の従来例で示した記録装置の構成要素
と共通の要素には同じ装置参照番号を付して説明を省略
する。

【００１２】図１において、１は制御部で、ホストコン
ピユータ１７より受信したデータを処理するとともに、
プリンタ全体の制御を行つている。１７はホストコンピ
ユータで、本実施例のプリンタ装置に記録データや各種
記録制御コマンドを転送している。１８は入力インタフ
ェース回路で、ホストコンピユータ１７よりの記録デー
タの受信及びインタフエース制御を行つている。

【００１３】リニアセンサ４２にはパルスデューティ検
出回路２０が備えられ、リニアセンサ４２によって検出
されるパルスのパルスデューティ比の変化点やパルス数
を計数する。

【００１４】制御部１において、２は例えばマイクロコ
ンピユータ等のＣＰＵで、ＲＯＭ３に記憶された制御プ
ログラムに従つて各種制御を実行している。４はＲＡＭ
で、ＣＰＵ２のワークエリアとして使用され、ホストコ
ンピユータ１７より受信した各種データや、ＣＰＵ２の
制御に関連した各種データを記憶する。このＲＡＭ４に
は、リニアセンサ４２によって検知されるパルスをカウ
ントするパルスカウンタ１０等が含まれている。５はタ
イマで、ＣＰＵ２よりの時間データ等を入力して、その
時間データに対応した時間を計時すると、ＣＰＵ２に例
えば割込み等を発生させて、その指示された時間が経過
したことを通知している。

【００１５】６はインクジエツト方式で記録を行う記録
ヘツドで、ヘッド駆動回路１２によつて制御部１よりの
記録データに従つて駆動されている。７は記録ヘツド６
を搭載しているキヤリツジで、キヤリツジモータ８によ
り搬送駆動される。このキヤリツジモータ８は、本実施
例ではステツピングモータで、ドライバ回路９により駆
動されている。

【００１６】［記録部の説明（図２）］図２は本実施例
のインクジエツト方式プリンタ装置の記録部の主要部の
外観斜視図である。図２において、６はインクジエツト
式の記録ヘツド、７はキヤリツジで、記録ヘツド７を搭
載し、ガイド軸１２２及び１２３に沿つて矢示Ｒ，Ｆ方
向に往復移動する。１２１はタイミングベルトで、キヤ
リツジ７に両端が連結されて、プーリ１２４，１２５間
に張架されている。８はキヤリツジモータで、タイミン
グベルト１２１を介してキヤリツジ７を搬送駆動してい
る。２１は記録用紙で、記録ヘツド６の対向位置に不図
示のプラテンなどによつて保持されており、キヤリツジ
７の走査に従つて逐次記録が行なわれる。

【００１７】また、キヤリツジ７の下部にはリニアセン
サ４２が取り付けられており、キヤリツジ７の往復移動
の運動に伴ってリニアセンサ４２はスケール４１を左右
に走査する。スケール４１にはその左右両端付近には幅
の短いスリット４３が設けられ、中央部には幅の長いス
リット４４が設けられている。リニアセンサ４２にはフ
オトセンサ（不図示）が備えられており、リニアセンサ
４２がスケール４１を走査するときに、スリット４３、
４４がフオトセンサが照射する光をその幅の長さだけ遮
蔽することにより、リニアセンサ４２はパルス幅の異な
る信号を受信する。さらに、受信されたパルスからパル
スデューティ検出回路２０によって、パルスデューティ
比の変化点が検出される。この変化点検出を契機とし
て、ＲＡＭ４内のパルスカウンタ１０の値がリセットさ
れて、パルスデューティ検出回路２０によってパルスが
検出される度にカウンタを＋１してパルス数を係数す
る。

【００１８】さらにＲＯＭ３内に、例えば、パルスデュ
ーティ比変化点検出後、幾つめのパルス検出点をホーム
ポジションとするかを定義する定数（Ｎ₀）を設定して
おけば、ＣＰＵ２はパルスカウンタ１０の値とＮ₀ から
ホームポジションを検出することができる。

【００１９】なお、このような記録動作の際に、キヤリ
ツジモータ８に要求される駆動条件の一例を示すと、記
録密度が３６０ドツト／インチの場合、その記録速度に
対応する回転速度としては４００〜１２００ｒｐｍであ
る。

【００２０】［ホームポジション決定制御（図３〜図
５）］ここでは、上記構成のインクジェット方式プリン
タ装置が実行するホームポジション決定制御について、
図３〜図５に示すタイムチャートを参照しながら説明す
る。

【００２１】図３は本実施例のプリンタ装置に備えられ
たリニアセンサ４２の出力の時間変化を示すタイムチャ
ートである。これはリニアセンサ４２がスケール４１の
左端からキャリッジ７の運動とともに右方向に移動して
いるときに検出したパルス信号を表している。図３によ
ると、図３の（ａ）を境界にパルスデユーテイが変化し
ている。この変化点をリニアセンサ４２が備えるパルス
デユーテイの検出回路２０によって検出し、そのパルス
デユーテイの変化点（ｂ）からＲＯＭ３にセットしたパ
ルス数（Ｎ₀ ）経た位置をホームポジシヨンとする。

【００２２】図４は本実施例のプリンタ装置に備えられ
たリニアセンサ４２の出力の時間変化を示すタイムチャ
ートである。これはリニアセンサ４２がスケール４１の
左端からキャリッジ７の運動とともにスケール４１の右
端まで移動しているときに検出したパルス信号を表して
いる。図４によると、図中の（ａ）と（ｂ）を境界にパ
ルスデユーテイが変化している。それで、図３で説明し
た場合と同様にキャリッジ７が左端から移動し右端に達
し、再び右端から左端に移動するとき図中の（ｂ）点で
パルスデユーテイの変化を検出したタイミングでパルス
カウンタ１０の値がリセットをして、その地点から再び
パルスを計数すれば、右端から左端にキャリッジ７が移
動するときのホームポジシヨンを定めることができる。

【００２３】このようにして、キャリッジ７の往動時
（左端から右端への移動）にはその変化点（ａ）からＲ
ＯＭ３にセットしたパルス数（Ｎ₀ ）経た位置を第１の
ホームポジシヨンとし、キャリッジ７のの復動時（右端
から左端への移動）にはその変化点（ｂ）からＲＯＭ３
にセットしたパルス数（Ｎ₀ ）経た位置を第２のホーム
ポジシヨンとすることによって、キャリッジ７の往復に
よる機械的誤差等が吸収でき、精度の高い往復印字が可
能なシリアルプリンタを実現することができる。なお、
スケール４１のスリット幅はある程度自在に設けられる
ことを利用して記録用紙２１がセットされて印字が行わ
れる範囲外で、かつ、ホームポジシヨン検出を行うデユ
ーテイ比の変化点以外の場所に、スリット幅が長短を組
み合わせて特別な情報を組み込むことができる。例え
ば、図５に示すように、図中のの領域にはローデユー
テイのパルス（ｎ個）が発生し、の領域ではハイデユ
ーテイのパルスがｍ個発生し、の領域ではハイデユー
テイを１、ローデユーテイを０と考えれば、“１００
１”という信号が発生するようなスリットを設ける。こ
れによって、任意の信号が記録でき、例えば、信号装置
の製造期やロツト番号や製造工場の管理をすることがで
きる。

【００２４】［バブルジェットの説明（図６〜図７）］
本実施例では記録用紙に対して記録を行う方式として、
インクジェット記録方式の１つであるシリアル型バブル
ジェット方式を採用している。ここでは、このような電
気熱変換体を使用してインク液を加熱してインクを吐出
させる方式を採用したバブルジェット記録原理について
説明する。

【００２５】図６は記録手段を構成する記録ヘツド６の
分解構成説明図であり、図７（ａ）〜（ｇ）はバブルジ
エツト記録原理の説明図である。尚、その代表的な構成
や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９
号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されてい
る。

【００２６】図６に於いて、２０９ａはヒータボードで
あり、シリコン基板上に電気熱変換体（吐出ヒータ）２
０９ｂ、これに電力を供給するアルミニウム等の電極２
０９ｃとが成膜されて配設されている。このヒータボー
ド２０９ａに対して、記録用液体の液路（ノズル）２０
９ｄを仕切るための隔壁を有する天板２０９ｅを接着す
ることにより構成されている。また装置の所定位置には
記録ヘツド６にインクを供給するためのインクカートリ
ッジが交換可能に取り付けられている。

【００２７】前記インクカートリッジから導管を介して
供給されたインクは、天板２０９ｅに設けられた供給口
２０９ｆより記録ヘツド２０９内の共通液室２０９ｇに
充填され、この共通液出力２０９ｇより各ノズル２０９
ｄ内に導かれる。これらのノズル２０９ｄにはインク吐
出口２０９ｈが形成されており、また、その吐出口２０
９ｈは記録ヘツド６の記録シートに対向してシート搬送
方向に所定ピツチで形成されている。

【００２８】この実施例では前記構成の記録ヘツド６が
往復移動可能なキヤリツジに搭載され、キヤリツジの移
動に同期して記録ヘツド６からインクを吐出、飛翔させ
て記録を行うものである。

【００２９】ここで前記バブルジエツト記録方式に於け
るインク飛翔原理を図７（ａ）〜（ｇ）を参照して説明
する。定常状態では図７（ａ）に示すように、ノズル２
０９ｄ内に充填されているインク４０は吐出口面で表面
張力と外圧が平衡している。この状態でインク４０を飛
翔せさる場合には、ノズル２０９ｄ内の電気熱変換体２
０９ｄに通電し、そのノズル２０９ｄ内のインクに核沸
騰を越えて急速な温度上昇を生じさせる。すると、図７
（ｂ）に示すように、電気熱変換体２０９ｂに隣接した
インクが加熱されて微小気泡（バブル）を生じ、該加熱
部分のインクが気化して膜沸騰を生じ、図７（ｃ）に示
すように気泡４１が急速に成長する。

【００３０】気泡４１が図７（ｄ）に示す如く最大に成
長すると、ノズル２０９ｄ内の吐出口からインク液滴４
２が押し出される。そして電気熱変換体２０９ｂへの通
電を終了すると、図７（ｅ）に示すように、成長した気
泡４１はノズル２０９ｄ内のインク４０により冷却され
て収縮し、この気泡の成長、収縮によつてインク液滴が
吐出口から飛翔する。更に図７（ｆ）に示すように電気
熱変換体２０９ｂ面にインクが接触して急激に冷却さ
れ、気泡４１は消滅するか又は殆ど無視し得る程度の体
積に収縮する。そして、気泡４１が収縮すると、図７
（ｇ）に示すようにノズル２０９ｄ内には毛細管現象に
よつて共通液室２０９ｇからインクが供給され、次の通
電に備えるものである。

【００３１】従つて、このような記録ヘツドを搭載した
キヤリツジを往復移動させると共に、この移動と同期さ
せて画信号に応じて電気熱変換体２０９ｂに通電するこ
とによつて記録シートにインク像が記録される。

【００３２】なお、記録手段の構成としては、上述の吐
出口、液路、電気熱変換体の組合せの他に、熱作用部が
屈曲する領域に配置されている米国特許第４５５８３３
３号明細書，特開昭５９−１２３６７０号公報等に開示
されているものも採用することが出来る。

【００３３】また前述した記録手段は、記録装置に装着
したインクカートリッジから記録ヘツドへインクを供給
するようにしてもよく、また記録ヘツド内にインク収容
室を設け、該インク収容室のインクが無くなつた場合に
は記録ヘツドを交換するようにした交換可能型の記録ヘ
ツドを用いるようにしても良い。

【００３４】また、本発明の記録装置の形態としては、
コンピユータ等の情報処理機器の画像出力端末としての
プリンタとして用いられる他、リーダ等と組合わせた複
写装置、更には送受信機能を有するフアクシミリ装置等
として用いられる。

【００３５】なお、本実施例では、記録手段の記録ヘツ
ドをインクジエツト法により記録を行う記録ヘツドとし
たが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、感熱法、熱転写法、ワイヤドツト記録法、或は静電
記録法などにより記録を行う記録ヘツドであつてもよい
ことはもちろんである。

【００３６】以上説明したように本実施例によれば、ホ
ームポジションセンサを用いることなく、リニアセンサ
だけでホームポジションを決定することができ、より簡
単な構成の記録装置を提供することができる。

【００３７】なお、前述の実施例では、シリアル記録ヘ
ツドを搬送駆動するステツピングモータの制御の場合で
説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例
えば記録ヘツドとしてライン型のサーマルヘツド等を用
いてライン単位で記録を行うプリンタの場合でも、記録
シートを搬送する紙送り用モータをステツピングモータ
にして本実施例と同様な搬送制御を行うことにより、記
録シートの搬送ムラを無くして記録品位を高めることが
できる。

【００３８】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても良いし、１つの機器から成る装置
に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に
プログラムを供給することによつて達成される場合にも
適用できることは言うまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、キ
ャリッジ往復移動の各方向において、検出スリット幅の
変化を検出した位置を起点として所定パルス数を経た位
置をホームポジションとして定めるので、位置検出にお
けるキャリッジ往復移動に伴う機械的誤差が吸収され、
双方向記録の各方向において記録位置検出を正確に行な
うことができ、精度の高い双方向記録を行なうことがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例であるインクジエツト
プリンタ装置の概略構成を示すブロツク図である。

【図２】インクジエツト方式プリンタ装置の記録部の主
要部の外観斜視図である。

【図３】リニアセンサが検出するパルスのタイミングチ
ヤートである。

【図４】キャリッジ７がスケール４１の左端から右端ま
で移動した場合にリニアセンサが検出するパルスのタイ
ミングチヤートである。

【図５】スケール４１に特別な情報を組み込んだ場合の
リニアセンサが検出するパルスのタイミングチヤートで
ある。

【図６】インクジエツト法による記録ヘツドの分解構成
説明図である。

【図７】バブルジエツトによる記録原理を説明した図で
ある。

【図８】従来例に従う記録装置の外観斜視図である。

【図９】従来例に従う記録装置の構成を示すブロツク図
である。

【図１０】従来例のタイミングチヤートである。

【符号の説明】

１制御部２ＣＰＵ３ＲＯＭ４ＲＡＭ５タイマ６インクジェット方式記録ヘッド７キヤリツジ８キヤリツジモータ９ドライバ１０パルスカウンタ１１コントローラ１２ヘッド駆動回路１３紙送り用モータ１４キャリッジモータ１５ｃ、１５ｐモータ駆動回路１６インタフェース回路１７ホストコンピユータ２０パルスデューティ検出回路２１記録用紙２２下ケース２３上ケース２４紙ガイド２５操作ボタンパネル２６記録ヘツド２７キヤリッジ２８ガイド軸２９、４２リニアセンサ２９ａ信号検出器２９ｂ、４１スケール３０ホームポジシヨンセンサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】往復移動するキャリッジに記録ヘッドを
搭載して、該キャリッジの往動時と復動時とで前記記録
ヘッドにより記録媒体に画像の記録を行なうシリアルプ
リンタの往復画像記録方法において、前記キャリッジの往復移動経路に沿って中央部と該中央
部に連続する左右端部とで幅の異なるスリットを配した
スケールと、前記スリットの幅をパルス信号として検出
するセンサとを用い、前記キャリッジが前記左端部から前記右端部の方向へ移
動する際には、前記センサによって検出される前記スリ
ットの幅の変化を検出してから所定パルス数経た位置を
第１のホームポジションとし、前記キャリッジが前記右端部から前記左端部の方向へ移
動する際には、前記センサによって検出される前記スリ
ットの幅の変化を検出してから所定パルス数経た位置を
第２のホームポジションとすることを特徴とするシリア
ルプリンタの往復画像記録方法。
【請求項２】前記記録ヘッドは、インクを吐出して前
記記録媒体に画像の記録を行なうインクジェット記録ヘ
ッドであることを特徴とする請求項１に記載のシリアル
プリンタの往復画像記録方法。