(57)【要約】【課題】記録位置へ連続搬送されるシート材に高精細で高品位画像が高速に記録できるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】制御部２はインクジェットヘッド８により予めシート材に記録されたテストパターンに基づいてインク吐出制御信号の吐出周期を補正する。【選択図】図２
2006231576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材の記録エリアに配列されるノズルがシート搬送方向に対して所定の傾きを持って配列されたインクジェットヘッドが記録位置に固定され、該記録位置を通過して連続搬送されるシート材にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
記録位置へ搬送されるシート材の先端位置を検出してから、搬送装置の駆動軸に設けられたエンコーダのＡ相パルスをカウントしてインクジェットヘッドにインク吐出制御信号を出力する制御部を備え、該制御部はインクジェットヘッドにより予めシート材に記録されたテストパターンに基づいてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
制御部は、テストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
画像入力端末にテストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、制御部は画像入力端末より転送された補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば葉書、封筒などのカード、枚葉紙などのシート材にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
葉書、封筒などのカード、枚葉紙などのシート材にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置は、記録位置に搬送されたシート材にインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを走査しながらインク滴を吐出して１ライン毎に記録を行い、記録を行うたびにシート材をピッチ送りするシリアル型インクジェットヘッドを用いた小型の記録装置が用いられている。
【０００３】
或いは、記録位置に固定されたインクジェットヘッドにシート材を搬送してインク滴を吐出しながら１ラインごとに記録を行なうライン型のインクジェットヘッドを用いた記録装置も用いられている。ライン型のインクジェットヘッドはシート材の搬送方向と直交する向きに固定されている。上記ライン型のインクジェットヘッドは、ノズル位置がヘッドの長手方向に平行に配列されているため、シート材が記録位置へ傾くことなく搬送されば、インク像の傾きやドットの重ね打ちなどが生ずることはなく、画像品位が維持される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シート材の記録エリアに配列されるノズルがシート搬送方向に対して所定の傾きを持って配列されたインクジェットヘッドを用いた場合には、シート材の移動速度と、搬送装置の回転速度の誤差が画像品位に影響を与える。
【０００５】
具体的には、図３において、インクジェットヘッド８には高精細（例えば６００ｄｐｉ程度）なノズル１６が形成されており、ノズル配置が水平方向に対して角度α、垂直方向に対して角度βの傾きをもって配列されている。また、シート材（例えばカードＫ）の搬送動作を記録位置で止めることなく連続して高速搬送される（例えばベルト搬送速度１２００mm/sec；記録能力１５０００枚／ｈ）ため、ノズル１６の間隔が広く形成されている。図４において、カードＫの先端がカード検出センサ１５に検出されてから、搬送ベルトの駆動軸に設けられたエンコーダが所定のパルス数をカウントした後に、インクジェットヘッド８の手前側のノズル１６からｎ番目のノズルにわたって順次インク滴１７が吐出され、結果的に図５においてカードＫに線分１８が直線状に描かれる。
【０００６】
図９（ａ）において、カードＫを搬送する搬送装置（例えば搬送ベルト）の移動速度と該搬送装置を駆動する駆動軸の回転速度（駆動速度）が同一であれば、線分１８が直線状に描かれる。しかしながら、搬送ベルトの伸びや滑り或いは機械的振動などにより搬送ベルト（カードＫ）の移動速度と駆動軸の回転速度に誤差が生ずるおそれがある。特に、シート材は高速で記録位置を通過して搬送され、しかも搬送開始から搬送終了まで搬送距離が長いため、搬送誤差が蓄積され易く画像品位の低下を招来する。例えば、図９（ｂ）において搬送ベルト（カードＫ）の移動速度が駆動軸の回転速度より遅い場合には右斜め上方に傾いたり、図９（ｃ）において搬送ベルト（カードＫ）の移動速度が駆動軸の回転速度より速い場合には左斜め上方に傾いたりして、記録画像が乱れるおそれがある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、記録位置へ連続搬送されるシート材に高精細で高品位画像が高速に記録できる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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
シート材の記録エリアに配列されるノズルがシート搬送方向に対して所定の傾きを持って配列されたインクジェットヘッドが記録位置に固定され、該記録位置を通過して連続搬送されるシート材にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録位置へ搬送されるシート材の先端位置を検出してから、搬送装置の駆動軸に設けられたエンコーダのＡ相パルスをカウントしてインクジェットヘッドにインク吐出制御信号を出力する制御部を備え、該制御部はインクジェットヘッドにより予めシート材に記録されたテストパターンに基づいてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とする。
また、制御部は、テストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、該補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とする。
また、画像入力端末にテストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、制御部は画像入力端末より転送された補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したインクジェット記録装置を用いれば、制御部はインクジェットヘッドにより予めシート材に記録されたテストパターンよりインク吐出制御信号の吐出周期を補正することにより、シート材を高速で記録位置を通過して長い距離搬送する場合にも、搬送誤差が蓄積されることはなく、画像品位を維持することができる。具体的には、シート材の記録エリアに配列されるノズルがシート搬送方向に対して所定の傾きを持って配列されたインクジェットヘッドを用いて、シート材を高速で連続搬送しながら記録を行なっても、シート材の移動速度が搬送装置の回転速度より遅くなったり速くなったりすることがない。
特に、記録動作に先立って、制御部はテストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、該補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を予め補正するので、高画像品位を維持した高速記録が可能となる。
また、画像入力端末にテストパターンの画像を取り込んで計測された搬送装置の回転速度とシート材の移動速度のずれ量から補正率を算出し、制御部は画像入力端末より転送された補正率をエンコーダのＡ相パルス周期にかけあわせてインク吐出制御信号の吐出周期を補正するようにすると、インクジェット記録装置の制御部が行なう制御動作の一部を画像入力端末側で分担することで制御部に高価なＣＰＵを用いることなく装置構成を簡略化してインクジェット記録装置を小型で安価に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るインクジェット記録装置の最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説明する。
先ず、図１を参照してインクジェット記録装置の概略構成について説明する。インクジェット記録装置は、キーボード、マウスなどからの入力データ（文字、図形、記号など）を入力する入力部（入力用ＰＣ）１、入力データから記録データを生成し、記録動作を制御する制御部２、葉書、封筒などのカード、枚葉紙などのシート材に記録を行なう記録部３を備えている。インクジェット記録装置には、記録動作に先立って制御部２へテスト記録パターンの画像入力を行なう調整装置４が接続される。調整装置４には、画像入力手段として例えば撮像カメラ（ＣＣＤカメラ）５又はイメージスキャナ６などが設けられている。撮像カメラ（ＣＣＤカメラ）５又はイメージスキャナ６などから入力された画像データは画像入力端末（入力用ＰＣ）７より制御部２へ転送されるようになっている。
【００１１】
以下、インクジェット記録装置の各部の構成について説明する。図１において、記録部３にはインクジェットヘッド８とシート材（本実施例ではカードＫ）を記録位置に搬送する搬送装置９が設けられている。搬送装置９について説明すると、モータ駆動により回転するモータプーリ１０と駆動プーリ１１との間に無端状のタイミングベルト１２が巻き付けられている。また、駆動プーリ１１及び従動プーリ１３と同軸に各々設けられた搬送ローラ（図示せず）間に無端状の搬送ベルト１４が巻き付けられている。搬送ベルト１４には多数の吸引孔が設けられており、当該搬送ベルト１４の裏面側に吸引装置（図示せず）が設けられている。カードＫは搬送ベルト１４に吸着保持されて記録位置を通過して搬送されるようになっている。搬送ベルト１４のカード搬送方向上流側には、カードＫの先端位置を検出するためのカード検出センサ（例えば光透過型センサ）１５が設けられている。
【００１２】
図３において、インクジェットヘッド８には高精細（例えば６００ｄｐｉ程度）なノズル１６が形成されており、ノズル配置が水平方向に対して角度αの傾きをもってｍ行配列され、垂直方向に対して角度βの傾きをもってｎ列配列されている。また、カードＫの搬送動作を記録位置で止めることなく連続して高速搬送（例えばベルト搬送速度１２００mm/sec；記録能力１５０００枚／ｈ）されるため、カード搬送方向（ヘッド長手方向）のノズルピッチが広く形成されている。
【００１３】
具体的には、図４において、カードＫがカード検出センサ１５に検出されてから搬送ベルト１４の駆動軸に設けられたエンコーダ（後述する）が所定のパルス数をカウントした後に、インクジェットヘッド８の１列目（手前側）のノズル１６からｎ列目のノズル１６に向かって順次インク滴１７が吐出される。カードＫはインクジェットヘッド８に対向する記録位置で停止することなく連続して搬送される。図５にカードＫの搬送位置におけるインク滴１７の記録状態を経時的に示す。カードＫの先端がカード検出センサ１５に検出されてから、Ｔ0秒後、（Ｔ0＋ｔ）秒後、（Ｔ0＋２ｔ）秒後、…（Ｔ0＋ｎｔ）秒後に順次インク滴１７が吐出され、結果的にカードＫに線分１８が直線状に描かれる。
【００１４】
次に、図２を参照してインクジェット記録装置の制御系の構成について説明する。図２において、制御部２には記録部３の記録動作や搬送装置９の搬送動作を制御するＣＰＵ１９が設けられている。入力部（入力用ＰＣ）１より入力された記録データはＵＳＢコントローラ（Ｉ／Ｆ）２０へ送信される。ＵＳＢコントローラ（Ｉ／Ｆ）２０は、記録データをＤＭＡ（Direct Memory Access）により直接ＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）２１へ送信し、ＳＤＲＡＭ２１に入力クロック信号に同期して送信された記録データが一時記憶される。そして、ＣＰＵ１９の動作指令により記録データはＳＤＲＡＭ２１からＤＭＡ送信によりＦＰＧＡ（Field Program Gate Array）２２を通じてインクジェットヘッド８の各ノズル１６のインク吐出制御素子（例えばピエゾ素子などの圧電変換素子）への通電信号に変換されて出力される。
【００１５】
ＣＰＵ１９には、駆動プーリ１１が設けられた駆動軸に設けられるエンコーダ２３から搬送ベルト１４の回転検出信号が入力され、カード検出センサ１５からカード検出信号が入力される。また、ＣＰＵ１９からは、搬送モータドライバ２４を通じて搬送モータ２５を駆動制御するようになっている。
【００１６】
また、図２において、ＣＰＵ１９には調整装置４で読み取られたテストパターンに基づいて算出された補正率がＵＳＢコントローラ２６を通じて入力される。調整装置４は、後述するテストパターンの入力画像データよりカードＫの移動速度と搬送ベルト１４の駆動回転速度との比からインク吐出タイミングを補正する補正率を算出する演算処理を行なう。この補正率に基づいて、ＣＰＵ１９はインク吐出制御信号の出力タイミングを補正するようになっている。即ち、ＳＤＲＡＭ２１からＤＭＡ送信によりＦＰＧＡ（Field Program Gate Array）２２を通じてインクジェットヘッド８の各ノズル１６への通電タイミングを計るインク吐出制御信号の周期を変更する。
【００１７】
以下、具体例で説明する。図６において、例えばやれカードなどのテストカードＫに記録されたテストパターン２７が右斜め上方に傾く場合、即ちカードＫの移動速度が搬送ベルト１４の搬送速度より遅い場合には、記録に先立ってインク吐出タイミングを補正する必要がある。具体的には調整装置４のイメージスキャナ６にカードＫをセットしてテストパターン２７を画像入力端末７へ入力する（図２参照）。
【００１８】
図２において、画像入力端末７は、ノズル配列（ノズルの傾き）から求められる距離Ａとずれ角θから、ずれ量Ｂを算出する（Ｂ＝Ａθ）。また、画像入力端末７は、このずれ量Ｂを用いて補正率κを算出する。即ち、エンコーダ２３で検出される予め設定されたカード移動速度をＶB、実際のカードの移動速度をＶC、全ノズル間の移動距離をＬ、全ノズル通過するのに要する時間をＴ（＝ｎｔ）とすると（図４参照）、
速度比；α＝ＶC／ＶB＝｛（Ｌ−Ｂ）／Ｔ｝／（Ｌ／Ｔ）＝１−Ｂ／Ｌ＝１−Ａtanθ／Ｌ
補正率；κ＝１／α
【００１９】
上述のように画像入力端末７で求められた補正率κはＵＳＢコントローラ２６を通じてＣＰＵ１９へ送信される。ＣＰＵ１９は、送信された補正率κに基づいてインク吐出制御信号の周期を補正する。図７において、上段はエンコーダ２３のＡ相からの出力波形を示す。Ａ相からの出力波形は搬送ベルト１４（駆動プーリ１１）の理論上の回転速度に比例した周期Ｔ１のパルス波形を示す。ＣＰＵ１９は、カード検出センサ１５によりカードＫの先端を検出してからＡ相パルス数をカウントしてインクの吐出タイミングを計っている。このため、ＣＰＵ１９はインク吐出タイミングを計る吐出周期は周期Ｔ１よりカードＫの遅れ分を考慮した周期Ｔ２に補正する。即ち、Ｔ２＝κ×Ｔ１に吐出周期が補正された吐出制御信号に基づいて記録が行なわれる。
【００２０】
以上のインクジェットヘッド８への通電タイミングを計るインク吐出制御信号の周期を補正する流れを、図８のフローチャートに示す。
予め、インクジェット記録装置へ調整装置４を接続しておく。調整モードを開始すると、先ずテストパターン２７（図７参照）をテストカードＫに記録する（ステップＳ１）。次に、テストパターン２７をイメージスキャナ６などにより画像入力端末７に取り込む（ステップＳ２）。画像入力端末７は入力画像からθの値を計測する（ステップＳ３）。次いで、カードＫの理論上の搬送量からのずれ量Ｂ（＝Ａθ）を算出し、補正率κを算出する（ステップＳ４）。
【００２１】
次に、画像入力端末７より補正率κの値を制御部２のＣＰＵ１９に転送する（ステップＳ５）。ＣＰＵ１９はエンコーダ２３のＡ相の出力パルスの周期に基づいて計られる吐出信号の周期Ｔ１に補正率κをかけあわせて補正された周期Ｔ２算出する（ステップＳ６）。以上により調整モードは終了する。調整モードが終了すると、インクジェット記録装置に接続されていた調整装置４は取り外しても良い。
【００２２】
上述したように、制御部２は、インクジェットヘッド８により記録されたテストパターンよりインク吐出制御信号の吐出周期を補正することにより、カードＫを記録位置を通過して長い距離を高速搬送する場合にも、搬送誤差が蓄積されることはなく、画像品位を維持することができる。
【００２３】
尚、調整装置４は、インクジェット記録装置と分離可能な外部入力装置として用いたが、インクジェット記録装置と一体に設けられていても良い。即ち、制御部２は記録動作及び搬送動作の制御のみならず、調整装置４が負担するインク吐出周期調整動作のうち画像入力から補正率算出までの動作すべてを行なうようになっていてもよい。
また、記録動作、搬送動作及びインク吐出周期調整動作を制御部２に備えた１つのＣＰＵ１９で行なっても良いが、記録動作及び搬送動作とインク吐出周期調整動作に分けて異なるＣＰＵに分担させて演算処理を行なっても良い。
また、インクジェットヘッド８は、シート材の記録エリアをカバーするノズルが設けられた単一のヘッドでもよいが、複数のインクジェットヘッド８を組み合わせてシート材の記録エリアをカバーするヘッドを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】インクジェット記録装置及び調整装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】制御系のブロック図である。
【図３】インクジェットヘッドのノズル配置を示す説明図である。
【図４】インクジェットヘッドのインク吐出動作を示す模式図である。
【図５】カードへの記録動作を示す模式図である。
【図６】テストパターンからずれ量を算出する説明図である。
【図７】エンコーダのパルス周期と補正後のインク吐出周期を示す説明図である。
【図８】調整モードの作業工程を示すフローチャートである。
【図９】搬送ベルト（カード）の移動速度と駆動軸の回転速度の誤差に起因する記録像の不具合を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  入力部
２  制御部
３  記録部
４  調整装置
５  撮像カメラ
６  イメージスキャナ
７  画像入力端末
８  インクジェットヘッド
９  搬送装置
１０  モータプーリ
１１  駆動プーリ
１２  タイミングベルト
１３  従動プーリ
１４  搬送ベルト
１５  カード検出センサ
１６  ノズル
１７  インク滴
１８  線分
１９  ＣＰＵ
２０、２６  ＵＳＢコントローラ
２１  ＳＤＲＡＭ
２２  ＦＰＧＡ
２３  エンコーダ
２４  搬送モータドライバ
２５  搬送モータ
２７  テストパターン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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