JP3714422B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

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関し、特に、高解像度が簡単に実現できるインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、インクカートリッジを保持したキャリアを移動させながら、インクカートリッジの印字ヘッドからインクを吐出させて用紙に印刷を行うようになっている。このようなインクジェットプリンタでは、写真などの高画質の印刷を行なう場合に、印字ヘッドから用紙上へ滴下するインクのドット数を増やして、高解像度で印刷を行なうようにしている。このインクを滴下するタイミング、すなわち印刷タイミングは、キャリアに設けられたエンコーダの信号に基づいて決定される。高解像度の印刷に関する技術は、たとえば下記の特許文献１に記載されている。特許文献１では、低解像度のドットデータの各画素に対応するビットコード間に、ヌルのビットコードを挿入することにより、低解像度のドットデータを標準解像度のドットデータに変換し、この標準解像度のドットデータを用いて高解像度の印刷を行なうようにしている。また、特許文献２には、エンコーダからの位置信号を所定時間遅延させることにより、１種類のエンコーダで異なる解像度の印刷を行うことが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１２７５０９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０３６８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数の解像度で印刷できる機能を備えたインクジェットプリンタ、たとえば２４００ｄｐｉと３６００ｄｐｉのいずれでも印刷可能なプリンタにおいて、さらに４８００ｄｐｉの高解像度で印刷できる機能を追加しようとすれば、４８００ｄｐｉに対応した印刷タイミング信号を生成する回路を設ける必要があり、このタイミング信号はＡＳＩＣ（Application Specific IC）により生成されることから、新規にＡＳＩＣを開発しなければならず、多大の開発費用と開発期間が必要となる。一方、上記特許文献１のものは、複数の解像度での印刷は可能であるものの、ドットデータの変換部や変換テーブルが必要となり、信号処理も複雑となってコストが高くなることは避けられない。また特許文献２のものも、信号遅延回路等が必要であるとともに信号処理が複雑なためコスト高となるという同様の問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、新たな回路を追加することなく、既存の回路をそのまま利用して複数の高解像度に対応できるインクジェットプリンタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインクジェットプリンタは、印字ヘッド部を有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを搭載したキャリアと、このキャリアに設けられたエンコーダとを備え、印字ヘッド部からインクを吐出して用紙に印刷を行うタイミングを、エンコーダから出力されるエンコーダ信号に基づいて制御するようにしたインクジェットプリンタであって、エンコーダ信号の１周期を複数の解像度（たとえば２４００ｄｐｉと３６００ｄｐｉ）に対応した各周波数のクロック信号に基づいて所定数に分割したタイミング信号を生成する手段と、各周波数のクロック信号を切り換える切換手段とを備える。そして、上記切換手段によりクロック信号を切り換えて、複数の解像度のそれぞれに対応するタイミング信号を組み合せて印刷を行うことにより、上記複数の解像度よりも高い解像度（たとえば４８００ｄｐｉ）で印刷を行うようにしている。
【０００７】
このように、複数の解像度に対応するタイミング信号を組み合せて印刷を行うことで、既存のタイミング信号生成回路をそのまま用いて、より高い解像度での印刷が可能となる。このため、本発明では新たな回路を追加する必要は全くなく、開発のための費用や期間が大幅に短縮されて、安価なプリンタを提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。１００はインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタと記す）、２００はプリンタ１００と接続されたＰＣ（Personal Computer）からなるホスト装置である。プリンタ１００において、１はＣＰＵおよびＡＳＩＣ（Application Specific IC）から構成される制御部であって、プリンタ１００の動作を制御する。２はメモリであって、各種パラメータや制御部１により実行されるプログラム等を格納したＲＯＭ、およびデータを一時的に格納するＲＡＭから構成される。３はプリンタ１００の本体に設けられた操作部、４は印字ヘッドからインクを吐出させて用紙に印刷を行なうための印字部である。５は用紙を搬送するローラを駆動するためのフィードモータ、６はインクカートリッジを搭載したキャリアを駆動するためのキャリアモータ、７はキャリアの位置や速度を検出するためのエンコーダである。
【０００９】
図２は、プリンタ１００の印字機構の概略構成を示した図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図において、６はキャリアモータ、７はエンコーダであって、これらは図１で示したものと同じものである。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７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はキャリアモータ６に連結されており、キャリアモータ６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からインクが吐出され、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で用紙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。
【００１０】
図３（ａ）はエンコーダスリット２２の部分拡大図、図３（ｂ）はエンコーダ７からの信号波形を示している。エンコーダスリット２２は、（ａ）のように透明部２２ａと不透明部２２ｂとが交互に多数形成された帯状の薄板からなり、透明部２２ａのピッチおよび不透明部２２ｂのピッチは、いずれも１／１５０インチに設定されている。一方、前記のエンコーダ７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を備えている。そして、エンコーダ７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２２ａで透過し、不透明部２２ｂで遮光されるため、エンコーダ７からは（ｂ）に示すようなパルス信号が出力される。このパルス信号の周期Ｔは、透明部２２ａ（または不透明部２２ｂ）のピッチである１／１５０インチに対応しているが、キャリア１２の移動速度に応じて周期Ｔの値は変化する。このエンコーダ７からのパルス出力に基づいて、インクキャリア１２の位置や速度等が制御部１で算出される。
【００１１】
図４および図５は、本発明による高解像度印刷の原理を説明する図である。ここでは、２４００ｄｐｉおよび３６００ｄｐｉの高解像度印刷の機能を備えたプリンタ１００において、新規に回路を追加することなく４８００ｄｐｉの高解像度印刷を実現する場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
本実施形態では、１スワス（行）分の印刷を行なうにあたりキャリア１２を４回移動させ、１回目と２回目は２４００ｄｐｉでドットを印刷し、３回目と４回目は３６００ｄｐｉでドットを印刷するようにしている。図４は、１回目と２回目の印刷動作を説明する図である。図４（ａ）は、前述したエンコーダ７からのパルス出力（以下、エンコーダ出力と記す）と印刷タイミングとの関係を示している。エンコーダ出力の１周期（１／１５０インチに対応）の区間を１６分割すると、２４００ｄｐｉに対応する印刷タイミングが得られる。このときのタイミング信号の生成方法については後述する。得られたタイミングのうち、▲１▼のタイミングで１回目の印刷を行なう。このときの印刷結果は図４（ｂ）に示すとおりであり、ドットＤ１が間隔をおいて１２００ｄｐｉで印刷される。なお、この１２００ｄｐｉは、キャリア１２の１回の移動で実現できる解像度の上限値である。キャリア１２が印字領域の端まで移動してドットＤ１の印刷が終了したら、キャリア１２を元の位置へ戻し、続いて、図４（ａ）の▲２▼のタイミングで２回目の印刷を行なう。このときの印刷結果は図４（ｃ）に示すとおりであり、ドットＤ２がドットＤ１の間の中間位置に挿入されて印刷される。これによって、２４００ｄｐｉの解像度が得られる。キャリア１２が印字領域の端まで移動してドットＤ２の印刷が終了したら、キャリア１２を元の位置へ戻して３回目の印刷に移る。
【００１３】
図５は、３回目と４回目の印刷動作を説明する図である。図５（ａ）は、エンコーダ出力と印刷タイミングとの関係を示している。エンコーダ出力の１周期（１／１５０インチに対応）の区間を２４分割すると、３６００ｄｐｉに対応する印刷タイミングが得られる。このときのタイミング信号の生成方法については後述する。得られたタイミングのうち、▲３▼のタイミングで３回目の印刷を行なう。このときの印刷結果は図５（ｂ）に示すとおりであり、ドットＤ３がドットＤ１とＤ２の間に挿入されて印刷される。なお、ドットＤ３の位置は、ドットＤ１とＤ２の中間よりややＤ２寄りとなる。キャリア１２が印字領域の端まで移動してドットＤ３の印刷が終了したら、キャリア１２を元の位置へ戻し、続いて、図５（ａ）の▲４▼のタイミングで４回目の印刷を行なう。このときの印刷結果は図５（ｃ）に示すとおりであり、ドットＤ４がドットＤ２とＤ１の間に挿入されて印刷される。なお、ドットＤ４の位置は、ドットＤ２とＤ１の中間よりややＤ２寄りとなる。キャリア１２が印字領域の端まで移動してドットＤ４の印刷が終了したら、キャリア１２を元の位置へ戻し、１スワス分の印刷が終了する。
【００１４】
以上のようにして、本実施形態によれば、図６（ａ）に示した２４００ｄｐｉでの印刷（１回目、２回目）と、図６（ｂ）に示した３６００ｄｐｉでの印刷（３回目、４回目）とを併用することにより、最終的な印刷結果は、図６（ｃ）に示したように、ドットＤ１，Ｄ１間にドットＤ２，Ｄ３，Ｄ４が挿入されたものとなり、略４８００ｄｐｉの解像度が得られる。この場合、上述のようにドットＤ３およびドットＤ４は、隣接するドットの中間より偏移して印刷されるが、ドット間の寸法はきわめて微小であるから、この偏移による色ずれを目視で判別するのはほとんど不可能であり、実用上問題とはならない。なお、図４（ａ）における▲２▼のタイミングでの印刷（ドットＤ２の印刷）をスキップすれば、１２００ｄｐｉによる印刷も可能である。
【００１５】
図７は、２４００ｄｐｉ、３６００ｄｐｉ、４８００ｄｐｉの各解像度で印刷を行う場合のタイミング信号を生成する回路を示している。この回路は、制御部１（図１）を構成するＡＳＩＣの中に設けられる。３１はエンコーダ信号と基準クロックとなる１ＭＨｚクロック信号が入力される第１カウンタ、３２は第１カウンタ３１の出力と１６ＭＨｚまたは２４ＭＨｚのクロック信号が入力される第２カウンタ、３３は第２カウンタ３２に入力される１６ＭＨｚクロック信号と２４ＭＨｚクロック信号とを切り換える切換手段としてのスイッチである。スイッチ３３は電子スイッチから構成される。このような図７の回路は、２４００ｄｐｉおよび３６００ｄｐｉの解像度を有するプリンタにもともと備わっているものであって、新規な構成は追加されていない。本発明では、この既存の回路をそのまま用い、２４００ｄｐｉと３６００ｄｐｉの印刷タイミングをスイッチ３３で切り換えることによって、４８００ｄｐｉの解像度での印刷を可能としている。
【００１６】
次に、図７の回路の動作を説明する。第１カウンタ３１には、エンコーダ７から出力される図８（ａ）のようなエンコーダ信号が入力される。この信号は、図３（ｂ）で示したものと同じ信号である。前述のように、エンコーダ信号の周期Ｔはキャリア１２の速度により変化するので、この周期Ｔを求めるために、Ｔの区間の１ＭＨｚクロック信号（図８（ｂ））を第１カウンタ３１で計数する。この計数値は第２カウンタ３２へ入力される。第２カウンタ３２では、第１カウンタ３１で算出されたエンコーダ信号の周期Ｔを、１６ＭＨｚクロック信号または２４ＭＨｚクロック信号により１６分割または２４分割して、２４００ｄｐｉ、３６００ｄｐｉで印刷を行う場合のタイミング信号を生成する。
【００１７】
解像度を２４００ｄｐｉに設定して印刷を行う場合は、ホスト装置２００からの指令に基づき、制御部１がスイッチ３３を実線位置に切り換える。すると、図８（ｃ）のような１６ＭＨｚクロック信号が第２カウンタ３２に入力され、１６ＭＨｚクロック信号の計数が行われる。そして、１６ＭＨｚクロック信号の計数値が、第１カウンタ３１で計数された１ＭＨｚクロック信号の計数値Ｘに等しくなった時点で、第２カウンタ３２はタイミング信号を出力する。そして以降、１６ＭＨｚクロック信号の計数値がＸの整数倍に達するたびにタイミング信号を出力する。この結果、第２カウンタ３２からは、図４（ａ）に示したように、１６分割されたタイミング信号が出力される。このタイミング信号は、印字部４へ与えられる。したがって、印字部４によりタイミング▲１▼で１回目の印刷を行い、タイミング▲２▼で２回目の印刷を行うことで、図６（ａ）のような２４００ｄｐｉの解像度が得られる。
【００１８】
また、解像度を３６００ｄｐｉに設定して印刷を行う場合は、ホスト装置２００からの指令に基づき、制御部１がスイッチ３３を破線位置に切り換える。すると、図８（ｄ）のような２４ＭＨｚクロック信号が第２カウンタ３２に入力され、２４ＭＨｚクロック信号の計数が行われる。そして、２４ＭＨｚクロック信号の計数値が、第１カウンタ３１で計数された１ＭＨｚクロック信号の計数値Ｘに等しくなった時点で、第２カウンタ３２はタイミング信号を出力する。そして以降、２４ＭＨｚクロック信号の計数値がＸの整数倍に達するたびにタイミング信号を出力する。この結果、第２カウンタ３２からは、図５（ａ）に示したように、２４分割されたタイミング信号が出力される。このタイミング信号は、印字部４へ与えられる。したがって、印字部４によりタイミング▲１▼で１回目の印刷を行い、タイミング▲３▼で２回目の印刷を行い、タイミング▲４▼で３回目の印刷を行うことで、図６（ｂ）のような３６００ｄｐｉの解像度が得られる。
【００１９】
以上説明した２４００ｄｐｉおよび３６００ｄｐｉの印刷におけるタイミング信号の生成方法は、従来の方法と変わりはない。
【００２０】
次に、４８００ｄｐｉに設定して印刷を行う場合は、１スワスを印刷するに際してのキャリア１２の４回の移動のうち、１回目と２回目は制御部１がスイッチ３３を実線位置に切り換えて、２４００ｄｐｉによる印刷を行う。このとき、１６ＭＨｚクロック信号が第２カウンタ３２に入力され、上述した原理に従って第２カウンタ３２からは、図４（ａ）に示したように、１６分割されたタイミング信号が出力される。このタイミング信号は、印字部４へ与えられる。そして、印字部４によりタイミング▲１▼で図４（ｂ）のような１回目の印刷を行い、タイミング▲２▼で図４（ｃ）のような２回目の印刷を行う。その後、制御部１はスイッチ３３を破線位置に切り換えて、３６００ｄｐｉで３回目と４回目の印刷を行う。このとき、２４ＭＨｚクロック信号が第２カウンタ３２に入力され、上述した原理に従って第２カウンタ３２からは、図５（ａ）に示したように、２４分割されたタイミング信号が出力される。このタイミング信号は、印字部４へ与えられる。そして、印字部４によりタイミング▲３▼で図５（ｂ）のような３回目の印刷を行い、タイミング▲４▼で図５（ｃ）のような４回目の印刷を行う。
【００２１】
なお、以上述べたいずれの解像度で印刷を行う場合も、第２カウンタ３２において、エンコーダ信号から１６分割や２４分割のタイミング信号を生成するためには、エンコーダ信号の周期Ｔが確定している必要がある。しかるに、図９で示したエンコーダ信号の周期Ａが確定するのは、周期Ａが終了した時点であるから、第１カウンタ３１が１ＭＨｚクロック信号により周期Ａを測定している間は、当該周期Ａの区間に対応する１６分割や２４分割のタイミング信号を第２カウンタ３２で生成することは不可能である。したがって、周期Ａの区間に対応する１６分割や２４分割のタイミング信号は、実際には次の周期Ｂの区間において第２カウンタ３２で生成され、出力されることになる。
【００２２】
図１０は、４８００ｄｐｉの印刷を行う場合に、ホスト装置２００からプリンタ１００に送られて来る１スワス分のデータを示した図である。前述のように、１スワスを４８００ｄｐｉで印刷するためにキャリア１２を４回移動させるので、データは４組から構成される。各データは制御データと印刷データからなり、制御データには印字開始位置や解像度などが含まれている。
【００２３】
以上のようにして、スイッチ３３を制御プログラムに従って切り換え、２４００ｄｐｉと３６００ｄｐｉのそれぞれに対応する印刷タイミングを組み合せて印刷を行うことにより、４８００ｄｐｉに対応したタイミング信号（エンコーダ信号の１周期を３２分割した信号）を生成するための回路を追加しなくても、既存の回路を用いて４８００ｄｐｉの解像度を簡易に実現することができる。また、スイッチ３３の切り換えは、２回目の印刷時にキャリア１２が往復してもとの位置に戻った時点で行えばよく、キャリア１２の移動中に行う必要がないので、タイミングを取るのが非常に容易となる。
【００２４】
以上述べた実施形態においては、４８００ｄｐｉの印刷を行う場合のタイミングの順序を▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼としたが、▲１▼→▲３▼→▲２▼→▲４▼あるいは▲１▼→▲３▼→▲４▼→▲２▼としてもよい。これらの順序はホスト装置２００が管理する。
【００２５】
また、上記実施形態においては、キャリア１２が一旦もとの位置に戻ってから次の回の印刷を開始するようにしたが、キャリア１２がもとの位置に戻る過程で次の回の印刷を行うようにすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、新たな回路を追加することなく、既存の回路をそのまま利用して複数の高解像度を容易に実現できるため、開発期間やコストを大幅に削減した安価なインクジェットプリンタを提供することができる。
【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】プリンタの印字機構の概略構成を示した図である。
【図３】エンコーダスリットの部分拡大図とエンコーダ信号の波形図である。
【図４】本発明による高解像度印刷の原理を説明する図である。
【図５】本発明による高解像度印刷の原理を説明する図である。
【図６】複数の解像度で印刷されたドットを示す図である。
【図７】タイミング信号生成回路を示した図である。
【図８】タイミング信号生成回路における信号波形図である。
【図９】エンコーダ信号の周期を説明する図である。
【図１０】１スワス分のデータを示した図である。
【符号の説明】
１ 制御部
２ メモリ
４ 印字部
７ エンコーダ
１１ インクカートリッジ
１２ キャリア
２０ 用紙
２２ エンコーダスリット
３１ 第１カウンタ
３２ 第２カウンタ
３３ スイッチ
１００ インクジェットプリンタ
２００ ホスト装置
Ｄ１〜Ｄ４ ドット
Ｔ エンコーダ信号の周期

Claims (4)

1. 印字ヘッド部を有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを搭載したキャリアと、このキャリアに設けられたエンコーダとを備え、前記印字ヘッド部からインクを吐出して用紙に印刷を行うタイミングを、前記エンコーダから出力されるエンコーダ信号に基づいて制御するようにしたインクジェットプリンタにおいて、
   前記エンコーダ信号および基準クロック信号が入力され、エンコーダ信号の１周期に含まれる基準クロック信号を計数する第１カウンタと、
   前記第１カウンタの出力および複数の解像度に対応した各周波数のクロック信号が入力され、エンコーダ信号の１周期を各クロック信号に基づいて所定数に分割したタイミング信号を生成する第２カウンタと、
   前記第２カウンタに入力される各周波数のクロック信号を切り換える切換手段と、を備え、
   前記キャリアは、複数回の移動によって用紙への１スワス分の印刷を行い、
   前記キャリアの複数回の移動のうち、所定回までの移動時には、前記複数の解像度のいずれかの解像度に対応するタイミング信号で印刷を行い、その後の移動時には、前記切換手段を切り換えて、他の解像度に対応するタイミング信号で印刷を行うことにより、前記複数の解像度よりも高い解像度で印刷を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 印字ヘッド部を有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを搭載したキャリアと、このキャリアに設けられたエンコーダとを備え、前記印字ヘッド部からインクを吐出して用紙に印刷を行うタイミングを、前記エンコーダから出力されるエンコーダ信号に基づいて制御するようにしたインクジェットプリンタにおいて、
   前記エンコーダ信号の１周期を、複数の解像度に対応した各周波数のクロック信号に基づいて、所定数に分割したタイミング信号を生成する手段と、
   前記各周波数のクロック信号を切り換える切換手段と、を備え、
   前記切換手段によりクロック信号を切り換えて、複数の解像度のそれぞれに対応するタイミング信号を組み合せて印刷を行うことにより、前記複数の解像度よりも高い解像度で印刷を行う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、
   前記キャリアは、複数回の移動によって用紙への１スワス分の印刷を行い、
   前記キャリアの複数回の移動のうち、所定回までの移動時には、前記複数の解像度のいずれかの解像度に対応するタイミング信号で印刷を行い、その後の移動時には、前記切換手段を切り換えて、他の解像度に対応するタイミング信号で印刷を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項３に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記キャリアが所定回の移動時に往復してもとの位置に戻った時点で切換手段を切り換えることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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