(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドに沿って駆動される記録ヘッドと、前記ガイドと平行配置されたスケールおよび前記記録ヘッドと一体に前記スケールに沿って駆動されてスケール目盛りを読み取るセンサからなるリニアエンコーダと、このリニアエンコーダの出力を処理して前記記録ヘッドによる記録位置情報信号を発生する位置情報信号発生手段と、この位置情報信号発生手段から得られた位置情報信号と画像データに基づいて前記記録ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備えた記録装置において、
前記位置情報信号発生手段は、
前記リニアエンコーダのひとつの出力端に得られる繰り返し出力パルスのエッジを検出して基準位置信号を得るエッジ検出手段と、
このエッジ検出手段により順次得られる基準位置信号間の時間を測定する時間測定手段と、
この時間測定手段により測定された時間データを前記基準位置信号により順次取り込み、この時間データを分割した分割時間データを生成する分割時間データ生成手段と、
この分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に補正信号を生成し、この補正信号と前記エッジ検出手段により得られる基準位置信号とを合成して記録位置情報信号とする記録位置補正手段と
を有し、
前記記録位置補正手段は、
前記分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に終了信号を出す分割時間測定手段と、
この分割時間測定手段により得られる終了信号のうち前記繰り返し出力パルスの各周期内の最後の信号を除いて補正信号として取り出すゲート手段と、
このゲート手段により得られた補正信号と前記エッジ検出手段により得られる基準位置信号とを合成して記録位置情報信号とする合成手段と
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
ガイドに沿って駆動される記録ヘッドと、前記ガイドと平行配置されたスケールおよび前記記録ヘッドと一体に前記スケールに沿って駆動されてスケール目盛りを読み取るセンサからなるリニアエンコーダと、このリニアエンコーダの出力を処理して前記記録ヘッドによる記録位置情報信号を発生する位置情報信号発生手段と、この位置情報信号発生手段から得られた位置情報信号と画像データに基づいて前記記録ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備えた記録装置において、
前記位置情報信号発生手段は、
前記リニアエンコーダのひとつの出力端に得られる繰り返し出力パルスのエッジを検出するエッジ検出手段と、
このエッジ検出手段によるエッジ検出出力信号を基準タイミングとして、前記エッジ検出出力信号の周期の１／ｎ（ｎは正の整数）の時間に相当する時間を繰り返し測定して測定終了毎に補正信号を生成する補正信号生成手段と、
この補正信号生成手段により得られる補正信号と前記エッジ検出手段により得られるエッジ検出出力信号とを合成して記録位置情報信号とする合成手段と
を有し、
前記補正信号生成手段は、
前記分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に終了信号を出す分割時間測定手段と、
この分割時間測定手段により得られる終了信号のうち前記繰り返し出力パルスの各周期内の最後の信号を除いて補正信号として取り出すゲート手段と
を備えたものである
ことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リニアエンコーダを備えて記録ヘッドの位置検出と記録位置制御を行うインクジェットプロッタ等の記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプロッタとして、ガイドシャフトに沿って駆動される印字ヘッドと、ガイドシャフトと平行配置されたスケール（タイミングフェンス）および印字ヘッドと一体にスケールに沿って駆動されてスケール目盛りを読み取るセンサからなるリニアエンコーダとを備えて、このリニアエンコーダの出力により印字位置情報信号を発生し、この位置情報信号と画像データに基づいて印字ヘッドを制御駆動するものが知られている。
【０００３】
リニアエンコーダからは、図５に示すような９０°位相がずれたＡ相出力とＢ相出力が得られ、これらの出力に基づいて印字位置ピッチを決定する位置情報信号が作られる。Ａ１版，Ａ０版といった大きな用紙への印字を目的とするプロッタでは、スケールは長尺となり、その分解能は限られたものとなる。従ってスケールの分解能以上の分解能を得るためには、Ａ，Ｂ相出力を逓倍して位置情報信号を作ることが必要になる。例えば、図５に示すように、Ａ，Ｂ相出力の立上がりおよび立下がりエッジを検出することにより、４逓倍した印字位置情報信号を生成することができる。これにより、スケールの分解能が１８０ＤＰＩであれば、７２０ＤＰＩの印字分解能を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインクジェットプロッタにおける印字位置制御方式には、
▲１▼エンコーダに誤差があった場合、図６に示したように４逓倍して得られる印字位置情報信号が等ピッチからずれて、画質が低下する、
▲２▼分解能を任意に選択することはできず、またスケール分解能の４倍までしか分解能を上げることができない、
といった問題があった。
【０００５】
この発明は上記事情を考慮してなされたもので、エンコーダの誤差の影響を受けることなく、高精度でかつ高分解能の記録位置制御を可能とした記録装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ガイドに沿って駆動される記録ヘッドと、前記ガイドと平行配置されたスケールおよび前記記録ヘッドと一体に前記スケールに沿って駆動されてスケール目盛りを読み取るセンサからなるリニアエンコーダと、このリニアエンコーダの出力を処理して前記記録ヘッドによる記録位置情報信号を発生する位置情報信号発生手段と、この位置情報信号発生手段から得られた位置情報信号と画像データに基づいて前記記録ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備えた記録装置において、前記位置情報信号発生手段は、前記リニアエンコーダのひとつの出力端に得られる繰り返し出力パルスのエッジを検出して基準位置信号を得るエッジ検出手段と、このエッジ検出手段により順次得られる基準位置信号間の時間を測定する時間測定手段と、この時間測定手段により測定された時間データを前記基準位置信号により順次取り込み、この時間データを分割した分割時間データを生成する分割時間データ生成手段と、この分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に補正信号を生成し、この補正信号と前記エッジ検出手段により得られる基準位置信号とを合成して記録位置情報信号とする記録位置補正手段とを有し、前記記録位置補正手段は、前記分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に終了信号を出す分割時間測定手段と、この分割時間測定手段により得られる終了信号のうち前記繰り返し出力パルスの各周期内の最後の信号を除いて補正信号として取り出すゲート手段と、このゲート手段により得られた補正信号と前記エッジ検出手段により得られる基準位置信号とを合成して記録位置情報信号とする合成手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
この発明に係る記録装置はまた、ガイドに沿って駆動される記録ヘッドと、前記ガイドと平行配置されたスケールおよび前記記録ヘッドと一体に前記スケールに沿って駆動されてスケール目盛りを読み取るセンサからなるリニアエンコーダと、このリニアエンコーダの出力を処理して前記記録ヘッドによる記録位置情報信号を発生する位置情報信号発生手段と、この位置情報信号発生手段から得られた位置情報信号と画像データに基づいて前記記録ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備えた記録装置において、前記位置情報信号発生手段は、前記リニアエンコーダのひとつの出力端に得られる繰り返し出力パルスのエッジを検出するエッジ検出手段と、このエッジ検出手段によるエッジ検出出力信号を基準タイミングとして、前記エッジ検出出力信号の周期の１／ｎ（ｎは正の整数）の時間に相当する時間を繰り返し測定して測定終了毎に補正信号を生成する補正信号生成手段と、この補正信号生成手段により得られる補正信号と前記エッジ検出手段により得られるエッジ検出出力信号とを合成して記録位置情報信号とする合成手段とを有し、前記補正信号生成手段は、前記分割時間データ生成手段により得られる分割時間データの時間を前記繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に終了信号を出す分割時間測定手段と、この分割時間測定手段により得られる終了信号のうち前記繰り返し出力パルスの各周期内の最後の信号を除いて補正信号として取り出すゲート手段とを備えたものであることを特徴としている。
【０００９】
この発明によると、エンコーダのＡ，Ｂ相出力のひとつを利用して、そのエッジ検出を行ってこれを基準位置信号とし、順次抽出される基準位置信号間の時間を測定して、その時間データを基準位置信号でサンプリングしてこれを２ｎ分割した時間データを生成し、この分割時間データにもとづいて基準位置信号間を等間隔で補間する補正信号を生成することにより、スケールの分解能を逓倍した記録位置情報信号を発生している。従って、従来のようなエンコーダのＡ，Ｂ出力を利用した場合の二つの出力の位相誤差の影響を受けることなく、高分解能の等ピッチの記録位置情報信号を得ることができる。
また、時間データの分割数を外部からの指令により任意に選択するようにすれば、スケール分解能に対して任意の倍率の分解能を設定することができ、画像の性質に合わせて多段階で精細モードを選択することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明する。
図１は、一実施例のインクジェットプロッタの要部構成であり、ラスタ走査を行うべく所定の配列でインクジェットノズルが設けられた印字ヘッドユニット２は、ガイドシャフト３に沿って駆動されるキャリッジ１に取り付けられて、印字記録すべき用紙６に対向配置される。ガイドシャフト３と平行に配置されたスケール４と、キャリッジ１に取り付けられてスケール４に沿って摺動してスケール目盛りを読み取るセンサ５とにより、リニアエンコーダ７が構成される。リニアエンコーダ７は、磁気式、光学式、静電容量式いずれでも良い。
【００１１】
図２は、エンコーダ７の出力を用いて印字ヘッドユニット２の制御駆動を行う部分の構成を示している。但し、印字ヘッドユニット２の走査駆動制御回路は省略している。エンコーダ７のＡ，Ｂ相出力のうちこの実施例では、Ａ相出力のみを用いて、位置情報信号発生回路９によって、スケール４の１ピッチ以下の印字位置情報信号を生成する。位置情報信号発生回路９は、後に詳細を説明するが、分解能指令端子１１を有し、外部から任意の分解能を指定できるようになっている。位置情報信号発生回路９から得られる位置情報信号は、画像データと共にヘッド駆動回路１０に供給され、このヘッド駆動回路１０により、インク吐出制御がなされる。
【００１２】
図３は、位置情報信号発生回路９の具体的な構成である。図示のように、位置情報信号発生回路９は、リニアエンコーダ７のＡ相出力である繰り返し出力パルスの立上がりエッジを検出して基準位置信号を得るエッジ検出回路２１と、このエッジ検出回路２１により順次検出される基準位置信号間の時間（パルス間隔）を測定する第１の時間測定カウンタ２２と、この時間測定カウンタ２２により測定された時間データを前記基準位置信号により順次サンプリングし、かつ分解能指令端子１１からの指令により任意の整数ｎを選択して２ｎ分割した分割時間データを生成する分割時間データ生成回路２３と、この分割時間データ生成回路２３により得られた分割時間データの時間を繰り返し出力パルスの各周期内で繰り返し測定して測定終了毎に補正信号を生成し、この補正信号とエッジ検出回路２１により得られる基準位置信号とを時間軸上で合成して記録位置情報信号とする記録位置補正回路２４とから構成される。
【００１３】
時間測定カウンタ２２は、エッジ検出回路２１から順次得られる基準位置信号によりクリアされてクロックＣＬＫをカウントする動作を繰り返し、各サイクルでのピークカウント値を、Ａ相出力の立上がりエッジ間の時間データとして順次出力する。
分割時間データ生成回路２３は、エッジ検出回路２２により得られる基準位置信号の間を等ピッチで補間して高分解能の印字位置制御を行うための分解能設定部であって、時間測定カウンタ２２により得られた二値データで表される時間データをエッジ検出回路２２の出力によりサンプリングして取り込み、ｎビットシフトすることで２ｎ分割した分割時間データを得る。即ち、分解能指令端子１１から、ビットシフト量を指定することより、前のサイクルの測定時間を１／４，１／８，１／１６等に分割した分割時間データを作る。
【００１４】
記録位置補正回路２４は、分割時間データ生成回路２３により得られた分割時間データを測定する第２の時間測定カウンタ２５を有する。この時間測定カウンタ２５は例えば、分割時間データ生成回路２３から得られる分割時間データがセットされ、これをクロックＣＬＫによりダウンカウントして、０になるとカウント終了信号を出し、この終了信号により再度分割時間データがセットされてこれをダウンカウントして終了信号を出すという時間測定動作を繰り返す。
【００１５】
第２の時間測定回路２５により得られるカウント終了信号はＡＮＤゲート２６を通して取り出されて、補正信号とされる。ＡＮＤゲート２６には、カウント終了信号のうち、各周期の最後の信号、即ち印字ヘッドが等速駆動された場合にエッジ検出回路２１により得られる基準位置信号と重なる部分を除くためのゲート信号が入力される。このゲート信号は、エンコーダ７のＡ相出力と、このＡ相出力を奇数段のインバータからなる反転遅延回路２９によりτだけ遅延して反転した信号を入力とするＮＡＮＤゲート２８により作られる。
そして、ＡＮＤゲート２６から得られる補正信号と、エッジ検出回路２１により得られる基準位置信号とを合成して位置情報信号を得るＯＲゲート２７が設けられている。
【００１６】
図４は、この様に構成された位置情報信号発生回路９の動作タイミングを示している。図示のように、エッジ検出回路２１がエンコーダのＡ相出力の立上がりエッジを検出することにより、Ａ相出力の１周期毎に基準位置信号が得られる。順次得られる基準位置信号の間隔を第１の時間測定カウンタ２２により測定することにより、時間データＴ１，Ｔ２，…が得られる。等速駆動であれば、これらの時間データＴ１，Ｔ２，…は等しい。これらの時間データはそれぞれ次のサイクルで、時間分割データ生成回路２３においてエッジ検出回路２２の出力によりサンプリングされ、外部からの指令が４分割であれば、図示のように、４分割された時間データＴ１／４，Ｔ２／４…が作られる。
【００１７】
これらの分割時間データを第２の時間測定カウンタ２５で繰り返し測定する事により、基準位置信号を４逓倍したカウント終了信号が得られる。これらのカウント終了信号は、ＮＡＮＤゲート２８によりＡ相出力の立上がり部で作られる時間幅τのゲート信号により制御されるＡＮＤゲート２６を通して、基準信号と重なるものが除かれて、図示のような補正信号が得られる。
【００１８】
もし印字ヘッドが常に等速駆動されるとすれば、各周期のカウント終了信号の最後の信号は基準位置信号と重なるから、ＡＮＤゲート２８を用いることなく、全てのカウント終了信号を補正信号として用いても差し支えない。しかしこの実施例では、エンコーダの繰り返し出力パルスのあるサイクルで測定した時間に基づいて、次のサイクルで分割時間のカウントを行っているため、等速運動でない場合にはカウント終了信号の最終信号と基準位置信号との間にズレが生じる。従ってＡＮＤゲート２８により最終のカウント終了信号を除いて補正信号とすることが必要になる。そしてこの補正信号と基準位置信号をＯＲゲート２７で時間軸上で合成することにより、補正された位置情報信号が得られる。
【００１９】
以上のようにこの実施例によれば、エンコーダのＡ相出力のみを利用して高分解能の位置情報信号を作っているから、エンコーダの読み取り誤差の影響を受けることなく、スケールの分解能以上の印字分解能を高精度に実現することができる。また、時間分割データは直前にサンプリングされた時間データをもとに作られるので、印字ヘッド２の移動速度が変動した場合でも補正信号は常に基準位置信号の間に一定間隔で内挿されることになる。但し、分割時間データは、直前サイクルの時間データよりも前のサイクルでサンプリングされた時間データに基づいて生成することも可能であり、この場合でも時間差がそれ程大きくない場合には特に問題にならない。また分解能は外部から任意に設定することかでき、例えばスケールの分解能が１８０ＤＰＩのときに、これを４逓倍した７２０ＤＰＩは勿論、１４４０ＤＰＩ，２８８０ＤＰＩといった高分解能の印字記録を行うことができる。しかも、スケール自身を高分解能にする必要がなく、したがって長尺スケールを必要とする装置の場合にも、コスト上昇をもたらすことなく、優れた印字画質を得ることができる。
【００２０】
この発明は上記実施例に限られない。例えば実施例では、順次測定される時間データをもとにして、これを分割した分割時間データを生成したが、印字ヘッドユニットがほぼ等速で駆動される場合、即ち上述の基準位置信号の間隔が一定の場合には、分割時間データに相当する固定の時間データを用いることが可能であるり、基準位置信号間の時間を測定する時間測定手段を必要としない。但しこの場合も、１／４，１／８等の分割時間データに相当する固定時間データを外部から選択できるようにすることが好ましい。しかし、外部から分割数を選択できるかどうかはこの発明の本質ではなく、固定的な値としてもよい。
また実施例ではインクジェット記録を説明したが、熱転写記録等他の方式の記録装置にも同様にこの発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、エンコーダのひとつ出力を利用して、エンコーダの読み取り誤差の影響を受けることなくスケールの分解能以上の分解能を得ることができ、しかも分解能を外部から任意に設定することができるようにした記録装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るインクジェットプロッタの要部構成を示す。
【図２】同実施例のヘッドユニット駆動部の構成を示す。
【図３】同実施例の位置情報信号発生回路の構成を示す。
【図４】同位置情報発生回路の動作タイミング図を示す。
【図５】従来の高分解能のための印字位置情報信号発生法を説明するためのタイミング図である。
【図６】同印字位置情報信号発生法の問題を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１…キャリッジ、２…印字ヘッドユニット、３…ガイドシャフト、４…スケール、５…センサ、６…シート、７…リニアエンコーダ、９…位置情報信号発生回路、１０…ヘッド駆動回路、１１…分解能指令端子、２１…エッジ検出回路、２２…第１の時間測定カウンタ、２３…時間分割データ生成回路、２４…記録位置補正回路、２５…第２の時間測定カウンタ、２６…ＡＮＤゲート、２７…ＯＲゲート、２８…ＮＡＮＤゲート、２９…反転遅延回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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