JP3123555B2 - 印字タイミングの制御方式及びこれを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

印字タイミングの制御方式及びこれを用いたインクジェット記録装置

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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J19/00Character- or line-spacing mechanisms
    • B41J19/14Character- or line-spacing mechanisms with means for effecting line or character spacing in either direction
    • B41J19/142Character- or line-spacing mechanisms with means for effecting line or character spacing in either direction with a reciprocating print head printing in both directions across the paper width
    • B41J19/145Dot misalignment correction

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インクジェット記録ヘッドを機械的に走査
することにより記録を行なう所謂シリアル型インクジェ
ット記録装置に係り、詳しくはインクドットの形成位置
を精度良く制御可能な印字タイミングの制御方式及びこ
れを利用したインクジェット記録装置に関する。
[従来の技術] 記録ヘッドを機械的に走査して印字を行なう所謂シリ
アル型プリンタにおいては、高品質の記録画像を得る上
で印字タイミング信号を画素密度に応じて正確に出力す
ることが必要である。
従来、この印字タイミング信号の出力を制御する方式
としては、パルス信号の入力によって駆動するステッピ
ングモータを用いて記録ヘッドの走査を行ない、上記パ
ルス信号の入力に同期して印字タイミング信号を出力す
る方式が多用されている。
しかし、この方式においては、ステッピングモータの
動作による記録ヘッドの移動量がパルス信号に正しく対
応していないと、パルス信号に同期して印字されたイン
クドットは位置ずれを生じることとなり、特に、記録ヘ
ッドの駆動系にガタつきがある場合に顕著である。ま
た、記録ヘッドが重い場合にも上記インクドットの位置
ずれは生じ易く、4つの記録ヘッドのキャリッジへの搭
載が要求されるフルカラープリンタ等においては、その
適用が困難であるといった問題点も有している。
また、上記方式とは別に、記録ヘッドの走査位置を実
際に検出して印字タイミング信号を出力する方式が提案
されている。具体的には、リニアエンコーダを用いて記
録ヘッドが画素密度に応じた所定の単位距離を走行する
毎に位置検出信号を出力させ、この位置検出信号に同期
して印字タイミング信号を出力するものである。
この第二の方式においては、記録ヘッドの実際の走査
位置に応じて印字タイミング信号が出力されるので、上
記第一の方式に比較して記録ヘッドの位置と印字を行な
うべき位置とを正しく対応させることができるといった
利点を有している。しかし、インクジェット記録法にお
いては、記録ヘッドから飛翔したインク滴が記録シート
に付着するまでに極僅かではあるが時間差があるため、
印字タイミング信号が印加された際の記録ヘッドの走査
位置と実際にインクドットが形成される位置とには若干
のずれが生じる。それ故、上記第二の方式をインクジェ
ットプリンタに適用した場合には、記録ヘッドの速度、
インク滴の飛翔速度及び記録ヘッドと記録シートとの間
のギャップ、以上三者の変動によりインクドットの形成
位置は不規則に変動してしまう。
更に、これとは別に特開昭64−90760号に示される第
三の方式が提案されている。具体的には、記録ヘッドが
所定の単位距離を走行する毎に記録ヘッドの走査速度及
び加速度を演算し、これに基づいて印字タイミング信号
の出力を行なって記録ヘッドの速度変動に伴なうインク
ドットの位置ずれを防止しようとするものである。
しかし、この第三の方式にあっては、記録ヘッドの速
度変動に起因するインクドットの位置ずれを防止すると
いった試みがなされているものの、インク滴の飛翔速
度、記録ヘッドと記録シートとの間のギャップ変動に関
する対応はなされておらず、この点においては上記第二
の方式同様、インクドットの位置ずれを防止することは
できない。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、そ
の目的とするところは、所謂シリアル型のインクジェッ
トプリンタにおいて、記録ヘッドの走査速度、インク滴
の飛翔速度及び記録ヘッドと記録シートとの間のギャッ
プ、以上三者の変動に対応し、インクドットを画素密度
に応じて正確に記録シート上に形成することが可能な印
字タイミングの制御方式を提供すると共に、この制御方
式を簡易な構成で実施可能なインクジェット記録装置を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、本願発明者
は以下に示すような思考過程に基づいて本願発明を案出
するに至った。
先ず、第5図に示すように、記録ヘッドAと記録シー
トBとの間のギャップをl、記録ヘッドAより飛翔する
インク滴の飛翔速度をVdとしたとき、インク滴の発生か
らインクドットCの形成までに要する時間、すなわちイ
ンク滴の飛翔時間Tiは、 Ti=l/Vd である。従って、記録ヘッドAの走査速度をVcとしたと
き、印字タイミング信号の入力位置A2からインクドット
cの形成位置A3との間には、 Vc×Ti=a で示される距離差aが存在することとなる。しかし、イ
ンク滴の飛翔時間Tiは上記数値lとVdとが変化すること
により変動するので、このaは一定値ではない。
そこで、記録ヘッドAが所定の単位距離(印字ピッ
チ)を走行する毎に出力される位置検出信号の入力から
印字タイミング信号の出力に至るまでの間に遅れ時間Td
を設け、上記距離aの変動に応じてこのTdを制御するこ
ととした。
従って、遅れ時間Tdの間に記録ヘッドが走行する距離
b、すなわち、 b=Vc×Td と、上記距離aとの和が一定のとき、すなわち、 Vc・Ti+Vc・Td=Const ∴ Td=Const/Vc−Ti ……(1) のときにインクドットを所定のピッチでムラ無く形成す
ることができる。
このとき、印字ピッチをPとすると位置検出信号の時
間間隔Tpは、 Tp=P/Vc ……(2) である。
その結果、上記(1)及び(2)式より ∴ Td=Const・Tp−Ti が得られ、この式を満足するように上記Tdを制御するこ
とで、インクドットを常に記録シート上の所定の位置に
付着させることが可能であるという結論に到達した。
そして、Const=1としたとき、すなわちインクドッ
トの付着位置を位置検出信号の入力位置に対して1ピッ
チ分ずらして印字を行なうのが、その実施上最も簡易で
あると判明した。
すなわち、本発明の印字タイミング制御方式は、上記
結論に基づいてなされたものであり、インクジェット記
録ヘッドが所定の単位距離を走行する毎に該記録ヘッド
の位置検出信号を発生させ、かかる位置検出信号に基づ
いて記録ヘッドが単位距離の移動に要した時間Tpを逐次
検出する一方、印字タイミング信号に同期して上記記録
ヘッドより飛翔するインク滴の飛翔速度及び記録ヘッド
と記録シートとの間隙量を検出した後、これら飛翔速度
及び間隙量を用いてインク滴の飛翔時間Tiを演算し、上
記位置検出信号の入力に対する印字タイミング信号の出
力の遅れ時間をTdとしたとき、Td=(最新のTp)−Tiと
なった時点で印字タイミング信号を出力することを特徴
とするものである。
また、この制御方式を用いた本発明のインクジェット
記録装置は、画像情報に応じてインク滴を発生し記録シ
ート上にインクドットを形成するインクジェット記録ヘ
ッドと、この記録ヘッドを記録シートに沿って走査する
走査手段と、上記記録ヘッドが所定の単位距離を走行す
る毎に位置検出信号を出力する位置検出手段と、上記位
置検出信号の出力される時間間隔Tpを順次検出する時間
検出手段と、上記記録ヘッドと記録シートとの間隙及び
インク滴の飛翔速度を検出すると共にこれらの検出した
値に基づいてインク滴の飛翔時間Tiを演算する演算手段
と、上記位置検出信号の入力に対する印字タイミング信
号の出力の遅れ時間をTdとしたとき、Td=(最新のTp)
−Tiとなるように印字タイミング信号を出力する出力手
段とからなることを特徴とするものである。
[作 用] 上記技術的手段は次のように作用する。
上記式に従って印字タイミング信号の出力を制御する
ことにより、記録ヘッドの走行速度、インク滴の飛翔速
度及び記録ヘッドと記録シートとの間のギャップ、これ
ら三者の変動に影響を及ぼされること無く、常に所定の
ピッチで記録シート上にインクドットが形成される。
[実施例] 以下、添付図面に基づいて本発明の印字タイミングの
制御方式及びこれを用いたインクジェット記録装置を詳
細に説明する。
第2図は本発明の制御方式が適用されるフルカラーイ
ンクジェット記録装置の概略を示すものであり、大きく
は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つの記
録ヘッド1と、これら記録ヘッド1を記録シート2に沿
って走査する走査手段3と、記録ヘッド1の走査位置を
検出する位置検出手段4と、位置検出手段4の出力する
位置検出信号の時間間隔Tpを計測する時間検出手段5
と、記録ヘッド1より吐出されるインク滴の飛翔時間Ti
を算出する演算手段6と、上記TpとTiとに基づき所定の
タイミングで印字タイミング信号を出力する出力手段7
とから構成されている。
先ず、上記走査手段3は、走査方向と平行に配設され
たシャフト31に案内され直線移動するキャリッジ32と、
タイミングベルト33を介して上記キャリッジ32を駆動す
るモーター34とからなり、上記キャリッジ32上に各記録
ヘッド1を搭載することで、プラテンロール35支持され
た記録シート2に沿って記録ヘッド1が走査される。
また、上記位置検出手段4として本実施例では光学式
のリニアエンコーダを用いている。この光学式リニアエ
ンコーダ4は、第3図に示すように、印字ピッチPに対
応して異なる反射率の領域が交互に配列されたラダーパ
ターンを有するタイミングリボン41と、上記ラダーパタ
ーンを読取るフォトセンサ42とから構成されており、記
録ヘッド1の走査に伴ないキャリッジ32に固定されたフ
ォトセンサ42が走査方向と平行に配設されたタイミング
リボン41を読み取って、1印字ピッチ移動する毎に位置
検出信号を出力する仕組みとなっている。
更に、上記演算手段6は、第4図に示されるように記
録ヘッド1の側面に取り付けられ、記録ヘッド1と記録
シート2との間のギャップlを検出する非接触レーザー
変位計61と、記録ヘッド1の温度を検出する温度センサ
62とを有しており、これら変位計61及びセンサ62の検出
値に基づいてインクの飛翔速度Vd、インク滴の飛翔時間
Tiをルックアップテーブルを構成するROM63によって演
算するものである。尚、インク滴の飛翔速度は、記録ヘ
ッドの温度に依存するインク粘度により変動するので、
例えば、記録ヘッドが高温である場合、インク粘度の低
下からその速度は高速となる。
次に、本実施例の具体的制御動作について第1図のブ
ロック線図を用いて説明する。
先ず、記録ヘッド1の走査に伴ないリニアエンコーダ
4より出力された位置検出信号は、upカウンタ51及び基
準クロック52により構成される時間検出手段5に入力さ
れる。upカウンタ51は当該信号の入力によってクリアさ
れ、次の位置検出信号の入力までの時間のカウントを開
始する。
次に、記録ヘッド1が1印字ピッチ移動すると、再度
位置検出信号がupカウンタ51に入力され、それまでのカ
ウントデータが出力手段7のDownカウンタ71にロードさ
れると共に、upカウンタ51はクリアされて次のデータの
カウントを開始する。このとき、Downカウンタ71にロー
ドされたデータは、記録ヘッド1が1印字ピッチを移動
するのに要した時間Tpに相当する。
一方、演算手段6では、レーザ変位計61より出力され
る記録ヘッド1と記録シート2との間のギャップlの値
と、温度センサ62より出力される記録ヘッド温度がROM6
3に入力され、インク滴の飛翔時間Tiが演算されて出力
される。
出力手段7においては、Downカウンタ71にロードされ
たTpのデータが直ちにダウンカウントされる。そして、
ダウンカウント中のデータはコンパレータ72により演算
手段6から出力されるTiのデータと常時比較され、Ti
一致すると印字タイミング信号が出力される。即ち、出
力手段7では、位置検出信号の入力によってTpの値をダ
ウンカウントしていき、Downカウンタ71の残数がTiと等
しくなった時点で印字タイミング信号が出力されるので
ある。
従って、ダウンカウント数をTdとすれば、 Td=Tp−Ti という式が成立し、このような印字タイミング信号に基
づき飛翔したインク滴は、ダウンカウント開始時の位置
検出信号の出力位置から1印字ピッチ分ずれて記録シー
ト2に付着することとなる。
そして、本実施例のインクジェット記録装置では、こ
のような動作を繰り返すことにより、インク滴が位置検
出手段4のタイミングリボン41のパターン密度に対応し
て記録シート2上に付着するので、画素密度に正確に対
応したムラの無い記録画像を得ることができるものであ
る。
尚、本実施例においては、位置検出手段4として光学
式リニアエンコーダを使用したが、これに限られる必要
は無く、磁気式のもの等に適宜設計変更しても差し支え
無い。
[発明の効果] 以上説明してきたように、本発明の印字タイミングの
制御方式によれば、記録ヘッドの位置検出信号の入力に
対する印字タイミング信号の出力の遅れ時間を、インク
滴の飛翔時間と記録ヘッドの走査速度との関係から所定
の関係式に基づいて変動させてやることにより、記録ヘ
ッドの走行速度、インク滴の飛翔速度及び記録ヘッドと
記録シートとの間のギャップ、これら三者の変動に影響
を及ぼされること無く、常に所定のピッチで記録シート
上にインクドットが形成されるので、インクドットを画
素密度に応じて極めて正確に形成することが可能であ
る。
また、このような印字タイミングの制御方式は極めて
簡易な回路構成でその実現が可能であり、この制御方式
を用いたインクジェット記録装置は、記録画像の高品位
化及びコストダウンの両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の印字タイミングの制御方式の具体的実
施例を示すブロック線図、第2図は本発明を適用可能な
インクジェット記録装置の概略を示す斜視図、第3図は
位置検出手段の概略を示す斜視図、第4図は演算手段を
構成する非接触レーザ変位計の配設状態を示す説明図、
第5図は本発明の制御方式における印字動作を示す説明
図である。 [符号説明] 1:記録ヘッド、2:記録シート 3:走査手段 4:位置検出手段(リニアエンコーダ) 5:時間検出手段、6:演算手段 7:出力手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクジェット記録ヘッドが所定の印字ピ
    ッチを走行する毎に該記録ヘッドの位置検出信号を発生
    させ、かかる位置検出信号に基づいて記録ヘッドが印字
    ピッチの移動に要した時間Tpを逐次検出する一方、 印字タイミング信号に同期して上記記録ヘッドより飛翔
    するインク滴の飛翔速度Vd及び記録ヘッドと記録シート
    との間隙量lを検出した後、これら飛翔速度Vd及び間隙
    量lを用いてインク滴の飛翔時間Tiを演算し、 上記位置検出信号の入力に対する印字タイミング信号の
    出力の遅れ時間をTdとしたとき、Td=(最新のTp)−Ti
    となった時点で印字タイミング信号を出力することを特
    徴とする印字タイミング制御方式。
  2. 【請求項2】画像情報に応じてインク滴を発生し記録シ
    ート上にインクドットを形成するインクジェット記録ヘ
    ッドと、この記録ヘッドを記録シートに沿って走査する
    走査手段と、上記記録ヘッドが所定の印字ピッチを走行
    する毎に位置検出信号を出力する位置検出手段と、上記
    位置検出信号の出力される時間間隔Tpを順次検出する時
    間検出手段と、上記記録ヘッドと記録シートとの間隙l
    を検出する手段と、上記インク滴の飛翔速度Vdを検出す
    る手段と、検出された間隙l及び飛翔速度Vdに基づいて
    インク滴の飛翔時間Tiを演算する演算手段と、上記位置
    検出信号の入力に対する印字タイミング信号の出力の遅
    れ時間をTdとしたとき、Td=(最新のTp)−Tiとなるよ
    うに印字タイミング信号を出力する出力手段とからなる
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
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