(57)【要約】【課題】  従来のインクジェットプリンタでの、主走査方向に設置されたスケールとエンコーダによるキャリッジ速度及び加速度検出手段では、キャリッジの副走査方向および印刷媒体からのインクジェットヘッド高さ方向の振動等による印刷媒体へのインク着弾位置のずれによる印字品質の低下に対しては補正を行うことができなかった。【解決手段】  本発明でのインクジェットプリンタでは、キャリッジ上に、主走査方向と副走査方向と印刷媒体からのインクジェットヘッド高さ方向の３方向の加速度を検出する三次元加速度センサを有し、前記三次元加速度センサで検出される主走査方向と印刷媒体高さ方向の加速度情報によって前記インクジェットヘッドからのインクの吐出タイミングを補正し、副走査方向の加速度情報によって、前記印字ヘッドの印字データを副走査方向にシフトすることで副走査方向の印字位置を補正することを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドを搭載して往復走査動作を行うキャリッジと、を有するインクジェットプリンタであって、
前記キャリッジ上に、主走査方向と副走査方向と印刷媒体との高さ方向の加速度を検出する加速度センサを有し、前記三次元加速度センサで検出される主走査方向と印刷媒体高さ方向の加速度情報に基づき前記印字ヘッドからのインクの吐出タイミングを補正することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記三次元加速度センサで検出される副走査方向と印刷媒体高さ方向の加速度情報によって、前記印字ヘッドの印字データを副走査方向にシフトすることで副走査方向の印字位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記キャリッジ上に前記三次元加速度センサを複数個有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の印刷装置に関わり、特にインクジェットヘッドがキャリッジ上に搭載され、当該キャリッジが往復走査することで印刷媒体に印字を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復走査させながら印字を行うインクジェットプリンタの構成を図１により説明する。支持体９に水平方向移動自在に設定されたキャリッジ５には印刷媒体１０と相対するように１個ないし複数個の印字ヘッド１２が設置される。モータ７の回転がモータプーリ１、伝達ベルト２、二段プーリ８及び従動プーリ６を通じてキャリッジ駆動ベルト１１に伝達され、前記キャリッジ駆動ベルトに固定された前記キャリッジを水平方向に駆動する。前記支持体上に設置されたスケール３を前記キャリッジに設置されたエンコーダ４で読み取ることで前記キャリッジの移動に従ってエンコーダからパルス信号が生成され、前記はパルス信号をカウントすることで前記キャリッジの水平方向の位置を特定することができる。なお、図１ではインク供給部や制御部は省略してある。
【０００３】
前記キャリッジを水平方向に等速移動させながら前記インクジェットヘッドからインクを吐出することにより、前記印刷媒体への印刷を行う。前記エンコーダの信号から得られるキャリッジ位置情報を前記モータの制御部へフィードバックすることによりキャリッジの等速移動を実現している。しかし実際には前記支持体の平滑度や前記二段プーリと前記従動プーリ偏芯や外乱等により、前記キャリッジの速度は変動する。
【０００４】
特許文献１には、このようなキャリッジ速度変動に対して、前記エンコーダからの信号により前記キャリッジの速度及び加速度を検出し、それに応じて前記インクジェットヘッドのインク吐出タイミングを動的に補正する手段を持つインクジェットプリンタが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２０４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、支持体上のスケールを読み取るエンコーダからのパルスを利用するため、キャリッジの速度や加速度の測定時間間隔や測定精度が、スケール上の帯の間隔やキャリッジ速度に影響を受ける。
【０００６】
また、キャリッジが移動する主走査方向の速度や加速度は検出できるが、紙送り方向すなわち副走査方向や、印刷媒体と垂直方向すなわち印刷媒体からのヘッド高さ方向へのキャリッジの振動等による速度や加速度は検出することができず、副走査方向およびヘッド高さ方向の目標位置からの変位による印刷媒体へのインク着弾位置のずれによる印字品質の低下に対しては補正を行うことができなかった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、あらゆる方向へのキャリッジの変位に対してインク着弾位置の補正が可能なインクジェットプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、インクを吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドを搭載して往復走査動作を行うキャリッジと、を有するインクジェットプリンタであって、前記キャリッジ上に、主走査方向と副走査方向と印刷媒体との高さ方向の３方向の加速度を検出する三次元加速度センサを有し、前記三次元加速度センサで検出される主走査方向と印刷媒体高さ方向の加速度情報に基づき、前記印字ヘッドからのインクの吐出タイミングを補正することを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明では、前記インクジェットプリンタにおいて、前記三次元加速度センサで検出される副走査方向と印刷媒体高さ方向の加速度情報によって、前記印字ヘッドの印字データを副走査方向にシフトすることで副走査方向の印字位置を補正することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明では、前記キャリッジ上に前記三次元加速度センサを複数個有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、インクジェットプリンタによる印刷中にキャリッジの振動やプリンタ外部からの衝撃等によりキャリッジ及びそれに搭載されるインクジェットヘッドの位置や姿勢が変動しても、印刷媒体上の目標の位置へインクが着弾するようにインクジェットヘッドのインク吐出動作を補正することが可能となる。それにより、安定した印字品質を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図２、図３を参照して説明する。図２の本発明に係るインクジェットプリンタのキャリッジの構成を３個の三次元加速度センサ使用する場合について示す。図３は本発明での三次元加速度センサからの加速度情報を処理するブロック図を示す。
【００１３】
尚、図２では本発明の実施形態の特徴部分とは直接関係のない、インク供給系や用紙搬送系やＣＰＵに付随するメモリ類やホストとの外部インターフェース等については図示及び説明を省略する。
【００１４】
図２のインクジェットプリンタでは、従来のインクジェットプリンタのキャリッジ上のヘッドが搭載されている面上に３個の三次元加速度センサ、三次元加速度センサＡ１３と三次元加速度センサＢ１４と三次元加速度センサＣ１５が同一直線状に並ばないように設置されている。さらに各三次元加速度センサが加速度を検出可能な３方向が、キャリッジが往復移動する主走査方向、紙送り方向でありインクジェットヘッドのノズルの並びと平行な副走査方向、印刷媒体と垂直なインクジェットヘッド高さ方向に合うように設置されている。主走査方向の加速度がそれぞれ加速度aya、加速度ayb 、加速度aycであり、副走査方向の加速度がそれぞれ加速度axa、加速度axb、加速度axcであり、ヘッド高さ方向の加速度がそれぞれ加速度aza、加速度azb、加速度azcである。
【００１５】
図３のブロック図により、図２でキャリッジ上の設置された三次元加速度センサからの加速度情報によるヘッド制御方法を説明する。なお、キャリッジの主走査方向の移動範囲の端部等でキャリッジの移動の起点となる場所の三次元座標及び初期速度がキャリッジ移動前に確定しているものとする。キャリッジ上に設置された各三次元加速度センサ１６からの各方向への加速度情報は加速度−速度変換用積分部１７で時間積分されて速度情報に変換される。その速度情報は速度−位置変換用積分部１８で時間積分されて位置情報に変換される。この時点でキャリッジ上の３個のそれぞれの三次元加速度センサの三次元空間内での位置が確定する。キャリッジが十分な剛性を有していると仮定すれば、キャリッジ姿勢算出部１９では３個の三次元センサの位置情報から、キャリッジの特にインクジェットヘッドが搭載されている面の位置や傾きといったキャリッジの姿勢情報を算出する。さらにヘッドノズル位置検出部２０ではキャリッジの姿勢情報から、キャリッジ上の各インクジェットヘッドの位置や傾き、各ノズルの位置やノズルが向いている方向すなわちインク吐出方向を算出する。この時点で、現在のキャリッジ位置の各インクジェットヘッドのノズルの理想的な位置及び吐出方向からのずれ量が確定する。
【００１６】
インク吐出タイミング補正部２１では、主走査方向及びヘッド高さ方向のノズル位置ずれ量とノズル傾き角度から、ヘッドでのインク吐出タイミングを補正する。ノズルの主走査方向位置が目標位置より手前ならばインク吐出タイミングを遅らせ、目標位置を過ぎていたらインク吐出タイミングを早める。また、ヘッド高さ方向位置が目標位置より低ければインク吐出タイミングを遅らせ、目標位置より低ければインク吐出タイミングを早める。さらにノズルの吐出方向の傾きに応じて吐出タイミングの補正を加える。
【００１７】
ヘッド内データシフト量補正部２２では、副走査方向及びヘッド高さ方向のノズル位置ずれ量とノズル傾き角度から、ヘッド内のデータシフト量を補正する。キャリッジ上の各ヘッドはノズル列が副走査方向と平行に設置されており、ノズル列内で印刷データをシフトさせることにより副走査方向の印刷位置を調節する。ノズルの副走査方向位置が印刷媒体搬送の上流側へずれていたら印刷データをヘッド内のノズル列の下流側へシフトさせ、
下流側へずれていたら印刷データをヘッド内のノズル列の上流側へシフトさせる。さらにヘッド高さのずれ量とノズルの傾きに応じてシフト量を補正する。
【００１８】
これらのインク吐出タイミングの補正およびヘッド内データシフト量の補正によって、印刷媒体へのインクの着弾位置を目標位置へ近づけることが可能になり、印字品質が向上する。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】インクジェットプリンタの構成図である。
【図２】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態による制御方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  モータプーリ
２  伝達ベルト
３  スケール
４  エンコーダ
５  キャリッジ
６  従動プーリ
７  モータ
８  二段プーリ
９  支持体
１０  印刷媒体
１１  キャリッジ駆動ベルト
１２  インクジェットヘッド
１３  三次元加速度計Ａ
１４  三次元加速度計Ｂ
１５  三次元加速度計Ｃ
１６  三次元加速度計
１７  加速度−速度変換用積分部
１８  速度−位置変換用積分部
１９  キャリッジ姿勢算出部
２０  ヘッドノズル位置検出部
２１  インク吐出タイミング補正部
２２  ヘッド内データシフト量補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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