(57)【要約】【課題】高画質、高印字精度で画像を形成することができるインクジェット記録装置およびその制御方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】印字ヘッドの先端に設けられている先端距離検出センサであって、記録媒体との距離である先端距離を検出する先端距離検出センサと、印字ヘッドの後端に設けられている後端距離検出センサであって、記録媒体との距離である後端距離を検出する後端距離検出センサと、検出された上記先端距離と上記後端距離とに基づいて、記録ヘッドのノズル面の搬送方向に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、上記検出された傾斜角度と、吐出区間におけるキャリッジの移動速度とに基づいて、ノズルからインクを吐出するタイミングを補正する吐出タイミング補正手段とを有するインクジェット記録装置である。【選択図】図９
2007276264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する印字ヘッドを用い、その印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェット記録装置において、
印字ヘッドの搬送方向の先端部に設けられ、記録媒体と印字ヘッドとの距離である先端距離を検出する先端距離検出センサと；
印字ヘッドの搬送方向の後端部に設けられ、記録媒体と印字ヘッドとの距離である後端距離を検出する後端距離検出センサと；
検出された上記先端距離と上記後端距離とに基づいて、記録ヘッドのノズル面の搬送方向に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と；
上記検出された傾斜角度と、吐出区間におけるキャリッジの移動速度とに基づいて、ノズルからインクを吐出するタイミングを補正する吐出タイミング補正手段と；
を有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】
請求項１において、
上記吐出タイミング補正手段は、
エンコーダセンサから出力されたキャリッジのプラテン上での位置に応じた１区間でのエンコーダ周期時間と、上記先端距離と、上記後端距離とに基づいて、現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎを算出するエンコーダ周期算出回路と；
上記エンコーダ周期算出回路が求めた現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎと、上記先端距離と、上記後端距離とに基づいて、インク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴを算出する補正時間算出回路と；
上記補正時間算出回路で算出された上記ディレイ時間ΔＴに従い、印字ヘッドのインク吐出を制御する駆動信号の出力タイミングを遅延させる印字タイミング遅延回路と；
を有する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１において、
印字ヘッドと記録媒体とが相対移動する場合における上記印字ヘッドと上記記録媒体との相対距離毎に、信号を出力する位置信号出力手段と；
印字ヘッドの走査位置を検出し、特定距離毎の信号を出力するためのエンコーダセンサと；
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３において、
上記先端距離検出センサ、上記後端距離検出センサは、光学式センサであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項において、
上記先端距離検出センサと上記後端距離検出センサとの間に複数、設けられている追加センサであって、上記追加センサのそれぞれと記録媒体との距離を出力する追加センサを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項において、
上記吐出タイミング補正手段は、現区間の２つ前の周期をＴｂ、前区間の周期をＴａ、現区間の周期をＴｎ、記録媒体と印字ヘッドの吐出口との距離をＤ、印字ヘッドのインク吐出速度をＶｊ、基準とする走査速度に対応するエンコーダ信号時間間隔をＴ０、現区間における１回目の吐出までのディレイ時間をΔＴとする場合、
ΔＴ＝｛ＴａＴｂ／（２Ｔｂ−Ｔａ）−Ｔ０｝×Ｄ／Ｔ０×Ｖｊ
に基づいて、ディレイ時間ΔＴを求め、補正する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１項において、
上記吐出タイミング補正手段は、現区間の３つ前の周期をＴｃ、現区間の２つ前の周期をＴｂ、前区間の周期をＴａ、現区間の周期をＴｎ、記録媒体と印字ヘッドの吐出口との距離をＤ、印字ヘッドのインク吐出速度をＶｊ、基準とする走査速度に対応するエンコーダ信号時間間隔をＴ０、現区間における１回目の吐出までのディレイ時間をΔＴとする場合、
ΔＴ＝｛ＴａＴｂＴｃ／（３ＴｂＴｃ−３ＴａＴｃ＋ＴａＴｂ）−Ｔ０｝×Ｄ／Ｔ０×Ｖｊ
に基づいて、ディレイ時間ΔＴを求め、補正する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求項６において、
上記吐出タイミング補正手段は、復方向印字中に、往方向印字におけるインクの着弾による印字ヘッドと記録媒体との距離の変化を検出し、この距離の変化に基づいて、復方向印字の吐出タイミングを補正する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
インクを吐出する印字ヘッドを用い、その印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェット記録装置において、
印字ヘッドの先端に設けられている先端距離検出センサであって、記録媒体との距離である先端距離を検出する先端距離検出センサと；
印字ヘッドの後端に設けられている後端距離検出センサであって、記録媒体との距離である後端距離を検出する後端距離検出センサと；
検出された上記先端距離と上記後端距離とに基づいて、記録媒体に対する印字ヘッドの傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と；
上記検出された傾斜角度と、吐出区間におけるキャリッジの移動速度に基づいて、ノズルからインクを吐出するタイミングを補正する吐出タイミング補正手段と；
を有し、上記先端距離検出センサ、上記後端距離検出センサは、光学式センサであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】
インクを吐出する印字ヘッドを用い、その印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェット記録装置の制御方法において、
印字ヘッドの搬送方向の先端部に設けられている先端距離検出センサが、印字ヘッドと記録媒体との距離である先端距離を検出する工程と；
印字ヘッドの搬送方向後端に設けられている後端距離検出センサが、印字ヘッドと記録媒体との距離である後端距離を検出する工程と；
検出された上記先端距離と上記後端距離とに基づいて、記録ヘッドのノズル面の搬送方向に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出工程と；
上記検出された傾斜角度と、吐出区間におけるキャリッジの移動速度とに基づいて、ノズルからインクを吐出するタイミングを補正する吐出タイミング補正工程と；
を有することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置の吐出タイミング生成方法に関する。詳しくはエンコーダ等を用いた記録位置検出機構からの検出信号に基づいて印字ヘッドを搭載したキャリッジの位置情報を取得し、インク吐出タイミングを生成する構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等として知られるインクジェット記録装置は、種々の利点を有し、広範な用途がある。このような広範な用途に対応すべく、装置の小型化、印刷速度の高速化、記録画像の高精細化が求められている。
【０００３】
従来のインクジェット記録装置では、画像の精度を向上させるために、記録媒体に印字中（すなわち、印字ヘッドからインク吐出中）のキャリッジの走査速度が、目標速度で等速になるように制御している。
【０００４】
図１０は、エンコーダを用いてキャリッジの走査位置を検出し、その信号に基づいて吐出タイミングを生成する原理を説明する図である。
【０００５】
図１０において、↓で示されている時点は、吐出制御部にエンコーダ信号が入力された時点であり、また、●で示される時点は、印字ヘッドの吐出タイミングである。
【０００６】
ここで、エンコーダが、たとえば、３００ｌｐｉ（１／３００ｉｎｃｈのピッチ）の解像度でスリットを形成し、また、印字の解像度が２４００ｄｐｉ（１／２４００ｉｎｃｈのピッチ）であるとする。この場合、エンコーダ信号の入力信号の各周期間に、２４００／３００で８回の吐出駆動が行われる。また、ΔＴは、エンコーダ信号の入力タイミングから、その区間の第１回目の吐出までの時間である。
【０００７】
従来の制御では、印字ヘッドからインクを吐出しているキャリッジの走査速度が目標速度で等速になるように、制御するので、キャリッジの走査速度の変化に対して、エンコーダ信号周期は十分に短い。したがって、エンコーダ信号周期の隣接する区間での速度差は問題にならないほど小さいものとして扱い、吐出タイミングを制御する対象区間である現区間の走査速度は、隣接する前区間で得られる速度データと等しいとする方法をとっている。
【０００８】
キャリッジが、目標速度で記録媒体に印字する動作を開始するためには、記録媒体の印字領域にキャリッジが到達する前に、目標速度になるように加速しなければならない。したがって、印字ヘッドが加速に要する助走距離と、印字ヘッドが減速に要する助走距離とに対応する分の長さだけ、装置サイズが大きくなる。
【０００９】
また、印刷速度を高速化するために、キャリッジの走査速度を速くすると、印字ヘッドの助走距離はさらに長くなる。
【００１０】
そこで、装置サイズを小型化し、かつ、印刷速度を高速化するために、記録媒体上でキャリッジが目標速度まで加速、および目標速度から減速しながらも、インクを吐出して記録を行う技術が必要となる。
【００１１】
図１１は、従来例における記録ヘッドの走査における速度変動を示す図である。
【００１２】
図１１において、縦軸は、走査速度を示し、横軸は、走査開始からの経過時間を示し、前区間のエンコーダ周期時間を、Ｔ１とし、現区間のエンコーダ周期時間を、Ｔ２としている。図１１に示す加速減速領域では、走査速度の変化が大きいので、図１０において説明した従来の吐出タイミング制御によって吐出すると、図１１に示すＴ１＝Ｔ２として制御する。しかし、加速減速領域においては、エンコーダ周期時間Ｔ１と、エンコーダ周期時間Ｔ２とに差が生じるので、Ｔ１＝Ｔ２として制御を行うと、想定した場所には着弾せず、したがって、画像精度に悪影響を与える。
【００１３】
図１２は、従来例において、印字ヘッドから吐出されたインク滴に加えられる力成分を示す図である。
【００１４】
図１２において、印字ヘッドのインク吐出面と記録媒体との距離（紙間または紙間距離と呼ぶこともある）をＤとし、印字ヘッドのインク吐出速度をＶｊとし、キャリッジ速度をＶｎとする。
【００１５】
図１２に示すように、吐出されたインク滴は、吐出速度Ｖｊとキャリッジ速度Ｖｎとの合成速度で記録媒体に着弾する。したがって、インク滴の着弾位置は、吐出速度Ｖｊとキャリッジ速度Ｖｎとの合成速度と、紙間距離Ｄとに応じて決定される。
【００１６】
加速減速領域における着弾精度を向上させる技術として、速度プロファイルをストアしたＬＵＴを設け、このＬＵＴに沿って速度制御する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【００１７】
また、キャリッジの目標速度における位置補正量に基づいて、任意のキャリッジ速度と位置補正量との関係を示す補正量テーブル備え、エンコーダ周期を計時することによって検出されたキャリッジ速度に、補正量テーブルを用いて位置補正量を求める。そして、印字ヘッドからのインク吐出を制御する方法が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【００１８】
また、記録媒体に対してキャリッジが、精度良く対向・配置されている必要がある。すなわち、印字ヘッドが記録媒体に対して、常に適切な高さ位置に存在し、また、印字ヘッドのインク吐出口が、記録媒体に対して平行である必要がある。
【００１９】
そこで、インクジェット記録装置を製作する場合に、プラテンとキャリッジとの間の間隔を適切な値に調整する。また、印字ヘッドのインク吐出口が、記録媒体に対して平行になるように、両者の取り付け角度の配置を調整する。
【００２０】
ここで、現状の調整工程では、インクジェット式記録装置の側面等の外方から見て、キャリッジやキャリッジ軸がどちら側に傾いているかを目視しながら、作業者が調整する。また、他の調整方法としては、実際に印刷対象物へ印刷し、この印刷結果を見て、キャリッジの傾きを判断し、調整する。
【００２１】
また、上記のように調整する方法として、キャリッジ軸を中心としてキャリッジを回転させることによって、基準平面に対する傾斜角度を調整する方法が知られている（たとえば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２７６２６９号公報
【特許文献２】特開２００４−０３４６５０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０６３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、プリンタを動作する際の誤差によって、キャリッジは、記録媒体に対して微妙に傾いた状態で設置される。
【００２３】
図１３は、従来の印字ヘッドにおける構成を示す図である。
【００２４】
印字ヘッドは、複数のノズルを有し、そのノズルは、複数のインク吐出口によって構成されている。記録媒体からみた図である。
【００２５】
図１４は、キャリッジが記録媒体に対して傾いている状態を示す図である。
【００２６】
図１４において、記録媒体が搬送される方向を横軸とし、記録媒体と印字ヘッドとの距離を縦軸とする。図１４において、Ａ点における記録媒体と印字ヘッドとの距離と、Ｃ点における記録媒体と印字ヘッドとの距離とは異なっている。つまり、記録媒体の搬送方向について上流側と下流側とでは、印字ヘッドと記録媒体との距離が異なっている。補足すると、図１４において紙面に垂直に、印字ヘッドが移動する。
【００２７】
図１４に示す状態で、記録媒体に画像を形成した場合、印字ヘッドに設けられている個々のインク吐出口は、実質的に互いに異なる座標で、記録媒体上にドットを形成する。すなわち、同じノズル列における先端のインク吐出口と後端のインク吐出口とでは、ヘッド−紙間距離に差が生じる。
【００２８】
図１５は、キャリッジが、記録媒体に対して傾いている場合に、通常のタイミングで吐出した場合を示す図である。
【００２９】
ノズル内のインク吐出口毎に、ヘッド−紙間距離が異なるので、インクが紙面に着弾するまでの時間が異なる。このために、記録媒体上のドット同士がずれ、画質や印字精度を低下させる。
【００３０】
また、キャリッジがＸＹ方向（主走査方向）に傾いている場合、ノズル内のインク吐出口毎の紙間距離が変化しないので、ディレイ時間は、キャリッジ速度の影響を受けない。このために、ディレイ時間を、ノズル毎に設定すれば、補正することができる。
【００３１】
一方、キャリッジが記録媒体に対して傾いている場合は、ノズル毎に、ディレイ時間を設定して補正すると、ノズル内のインク吐出口毎に、紙間距離が異なるので、キャリッジ速度の影響を受ける。
【００３２】
このために、加速減速領域のように、キャリッジの速度が変化する領域で印字する場合、その時点でのキャリッジの速度を考慮してディレイ時間を補正しなければならない。
【００３３】
本発明は、高画質、高印字精度で画像を形成することができるインクジェット記録装置およびその制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明は、インクを吐出する印字ヘッドを用い、その印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェット記録装置において、印字ヘッドの先端に設けられている先端距離検出センサであって、記録媒体との距離である先端距離を検出する先端距離検出センサと、印字ヘッドの後端に設けられている後端距離検出センサであって、記録媒体との距離である後端距離を検出する後端距離検出センサと、検出された上記先端距離と上記後端距離とに基づいて、記録ヘッドのノズル面の搬送方向に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、上記検出された傾斜角度と、吐出区間におけるキャリッジの移動速度とに基づいて、ノズルからインクを吐出するタイミングを補正する吐出タイミング補正手段とを有するインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、インクジェット記録装置において、高画質、高印字精度で画像を形成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
【実施例１】
【００３７】
なお、本明細書において、「プリント」は、文字、図形等の情報を形成する場合のみならず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、または、プリント媒体の加工を行う場合をいう。つまり、「プリント」は、有意無意を問わずに、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わずに、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、または、プリント媒体の加工を行う場合をいう。
【００３８】
また、「記録媒体」は、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものである。
【００３９】
さらに、「インク」は、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、プリント媒体の加工、またはインクの処理に供される液体をいう。
【００４０】
図１は、本発明の実施例１であるインクジェットプリンタ１００の内部構造を概略的に示す斜視図である。
【００４１】
インクジェットプリンタ１００は、印字ヘッド１と、キャリッジ２と、キャリッジ軸３と、エンコーダフィルム４と、先端距離検出センサ５ａと、後端距離検出センサ５ｂと、エンコーダセンサ６とを有する。また、インクジェットプリンタ１００は、搬送ローラ７と、プラテン８と、維持装置９と、ヘッドキャップ１０とを有する。
【００４２】
印字ヘッド１は、インクを吐出してプリントするノズルを１つまたは複数個有し、キャリッジ２に搭載され、走査され、記録媒体Ｐに記録を行う。キャリッジ２は、ヘッド１を搭載して主走査方向に走査する。キャリッジ軸３は、キャリッジ２が主走査する際のガイドである。
【００４３】
エンコーダフィルム４は、印字ヘッド１によるプリントタイミングを設定する場合に使用される。先端距離検出センサ５ａは、キャリッジ２の側面の先端に配置され、記録媒体Ｐとの距離である先端距離を検出する。後端距離検出センサ５ｂは、キャリッジ２の側面の後端に配置され、記録媒体Ｐとの距離である後端距離を検出する。
【００４４】
維持装置９は、印字ヘッド１のキャッピング、印字ヘッド１のインク吐出面の払拭、さらには印字ヘッド１の回復等を行う。ヘッドキャップ１０は、印字ヘッド１にキャッピングを行うことによって、印字ヘッド１のノズルを密閉してインクの乾燥を防止する。
【００４５】
次に、インクジェットプリンタ１００の動作について説明する。
【００４６】
プリント動作が開始されると、記録媒体Ｐは、給紙ローラ（不図示）によって給紙位置へ給送され、搬送ローラ７によって特定のプリント開始位置まで搬送される。搬送ローラ７によって記録可能領域へ搬送された記録媒体Ｐは、その下方からプラテン８によって支持される。
【００４７】
そして、キャリッジ２は、キャリッジモータ（不図示）の記録領域を含む走査領域を、矢印Ｑ１、Ｑ２で示す主走査方向に沿って往復移動を行う。この間に、キャリッジ２に搭載されている印字ヘッド１は、インク吐出口から、その下方に位置する記録媒体Ｐに向けてインクを吐出し、これによって、１走査分の記録が行なわれる。
【００４８】
また、１回の主走査が終了すると、矢印Ｒで示す副走査方向に一定量だけ、記録媒体Ｐを搬送し、次の主走査に備える。これらの主走査と副走査とを繰り返すことによって、記録が行なわれる。
【００４９】
次に、実施例１において、先端距離検出センサ５ａ、後端距離検出センサ５ｂによる距離検出動作について説明する。
【００５０】
図２は、実施例１において、先端距離検出センサ５ａ、後端距離検出センサ５ｂのそれぞれと、記録媒体Ｐとの距離を検出する動作を示す図である。
【００５１】
先端距離検出センサ５ａは、駆動回路２０によって、パルス駆動され、光源２１が検出光ｆを発生すると、光源から発せられた検出光ｆを、投光レンズ２２が集光し、対象物体３０へ照射する。
【００５２】
対象物体３０からの検出光ｆの反射光が、受光レンズ２３を介して、ＰＳＤやＣＣＤのような一次元の位置検出素子２４上に集光される。位置検出素子２４は、基準位置に対する結像位置の変位量に応じた検出信号を出力する。この検出信号を、増幅回路２５が増幅し、先端距離（先端距離検出センサ５ａと記録媒体Ｐとの距離）、後端距離（後端距離検出センサ５ｂと記録媒体Ｐとの距離）を検出する。
【００５３】
また、上記先端距離、後端距離を検出することによって、記録媒体Ｐに対するキャリッジ２の傾斜角を得ることができるので、各インク吐出口における記録媒体Ｐとの距離を得る。
【００５４】
図３は、インクジェットプリンタ１００の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【００５５】
インクジェットプリンタ１００において記録すべき文字や画像等の記録データ、制御データが、ホストコンピュータ等の外部装置２００から送信され、これらのデータが、インクジェットプリンタ１００の受信バッファ４１に蓄えられる。また、外部装置２００から送信されたデータが、正しく転送されているかどうかを確認するデータと、インクジェットプリンタ１００の動作状態を知らせるデータとが、インクジェットプリンタ１００から、ホストコンピュータ等の外部装置２００に送信される。
【００５６】
受信バッファ４１に蓄えられているデータは、ＲＯＭ５０に格納されているプログラムに従って、演算、判別、制御等の処理を行うＣＰＵ４２の管理下で、印字ヘッド１が主走査したときに記録するためのデータに加工され、ＲＡＭ４３内の記録部に記憶される。
【００５７】
記録部に記録されたデータは、印字ヘッドコントロール部５１によって、印字ヘッド１に転送され、印字ヘッド１を制御して、文字や画像のデータを記録する。また、印字ヘッドコントロール部５１は、印字ヘッド１の状態を示す温度情報等を検出し、ＣＰＵ４２に送り、印字ヘッドコントロール部５１に、その情報を伝達し、印字ヘッド１のインク吐出動作を制御する。
【００５８】
また、ＣＰＵ４２は、タイミング補正値算出部５３を有する。タイミング補正値算出部５３は、印字ヘッドコントロール部５１内のタイミング補正部６０を制御し、印字ヘッド１のインク吐出タイミング補正量を算出する。つまり、外部装置２００から受け取った印刷データに従った記録媒体Ｐへの印刷の開始に先立ち、制御データ、センサ４７が検出したデータに基づいて、印字ヘッド１のインク吐出タイミング補正量を算出し、ＲＡＭ４３内の記録部に記憶される。
【００５９】
また、機械コントロール部４４は、ＣＰＵ４２からの指令によって、キャリッジモータやＬＦモータ等の機械部４５の駆動を制御する。
【００６０】
センサコントロール部４６は、各種センサによって構成されているセンサ部４７からの信号を、ＣＰＵ４２に送る。なお、センサ部４７には、キャリッジ２の位置を検出するエンコーダセンサ等のキャリッジ位置検出センサや、印字ヘッド１と記録媒体Ｐの距離を計測するセンサも含む。
【００６１】
また、表示パネルコントロール部４８は、ＣＰＵ４２からの指令によって、操作・表示部のＬＥＤや、液晶表示素子等からなる表示部４９等の駆動制御を行う。
【００６２】
次に、インクジェットプリンタ１００が吐出タイミングを制御する動作について説明する。
【００６３】
なお、以下で示す吐出タイミング制御に関するデータの演算やその結果を記憶する場合、ＣＰＵ４２やＲＡＭ４３内の記録部等に記憶する。
【００６４】
図４は、本発明の実施例１における吐出タイミング生成法を説明する図である。
【００６５】
図４において、区間Ｔｂは、吐出制御にかかるエンコーダ周期に関して、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間を示し、区間Ｔａは、前区間のエンコーダ周期時間であり、区間Ｔｎは、現区間である。また、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間から求められる平均走査速度を、Ｖｂとし、前区間のエンコーダ周期時間から求められる平均走査速度を、Ｖａとし、現区間におけるエンコーダ周期時間から求められる平均走査速度を、Ｖｎとする。
【００６６】
実施例１では、吐出制御にかかる現区間におけるエンコーダ周期時間Ｔｎは、現区間では知ることができないので、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと、前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとに基づいて予測する。
【００６７】
まず、微小時間において、速度変化分が一定の割合で変化しているとみなすことができる。これによって、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとの速度変化分と、前区間のエンコーダ周期時間Ｔａの速度変化分と現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎとは、等しいと考えると、
（Ｖｂ―Ｖａ）／（Ｔｂ―Ｔａ）＝（Ｖａ―Ｖｎ）／（Ｔａ―Ｔｎ）
である。また、この場合、印字ヘッド１の平均走査速度の速度変化に対して、エンコーダ周期時間の時間変化は、非常に小さく、無視できると仮定する。これによって、
Ｖｂ―Ｖａ＝Ｖａ―Ｖｎ
であると考えられ、これによって、
Ｖｎ＝２Ｖａ―Ｖｂ
の関係式を得ることができる。
【００６８】
次に、各区間の平均走査速度は、エンコーダ周期時間と、エンコーダスリットの間隔とに基づいて求めることができる。エンコーダのスリット間隔をＬとすると、現区間におけるエンコーダ周期時間Ｔｎは、現区間における平均走査速度Ｖｎとエンコーダスリットの間隔Ｌとに基づいて、
Ｖｎ＝Ｌ／Ｔｎ
である。
【００６９】
また、Ｖａ、Ｖｂも、上記と同様に、
Ｖａ＝Ｌ／Ｔａ、Ｖｂ＝Ｌ／Ｔｂ
である。したがって、現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎは
Ｔｎ＝１／（２／Ｔａ―１／Ｔｂ）
と、既知である現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとに基づいて、予測することができる。
【００７０】
実際には、記録媒体Ｐと印字ヘッド１の吐出口との間の距離があるので、インクを吐出してから記録媒体Ｐに着弾するまでに時間差が生じ、これによって、理想の位置に着弾させることができない。
【００７１】
実施例１では、１回目の吐出までのディレイ時間ΔＴを、可変にすることによって、インクを吐出してから、記録媒体Ｐに着弾するまでの時間差を補正する。
【００７２】
図１２において、先端距離、後端距離を、Ｄとし、記録印字ヘッド１のインク吐出速度を、Ｖｊとし、推定した現区間における平均走査速度を、Ｖｎとし、基準とする走査速度を、Ｖ０とする。
【００７３】
ここで、ディレイ時間ΔＴは、次のようにして求めることができる。
【００７４】
インクが印字ヘッド１から吐出されてから、記録媒体Ｐに着弾するまでの時間は、吐出速度Ｖｊで、先端距離、後端距離Ｄを移動した時間であるので、Ｄ／Ｖｊである。インクが吐出されてから着弾するまでの時間に、印字ヘッド１が移動する距離は、速度Ｖｎで、Ｄ／Ｖｊの時間だけ移動したと考えられるので、その距離は、Ｖｎ×Ｄ／Ｖｊである。
【００７５】
さらに、上記着弾までの時間に、Ｖ０−Ｖｎを乗じると、速度Ｖ０で走査した場合にインクが着弾する位置と、速度Ｖｎで走査した場合にインクが着弾する位置との差を計算することができる。
【００７６】
そして、上記着弾する位置の差を、走査速度Ｖ０で除すことによって、基準とする走査速度Ｖ０で走査した場合にインクが着弾する位置と、推定される現在の走査速度Ｖｎで走査した場合にインクが着弾する位置との差を補正するディレイ時間ΔＴを求める。つまり、全体として吐出タイミングを遅らせるディレイ時間ΔＴを求めることができる。
【００７７】
また、ディレイ時間ΔＴは、
ΔＴ＝Ｄ／Ｖｊ×（Ｖ０−Ｖｎ）／Ｖ０
であるので、Ｖ０＝Ｌ／Ｔ０、上記Ｖｎの式から、
ΔＴ＝（Ｔｎ−Ｔ０）×Ｄ／Ｔ０×Ｖｊ
である。したがって、
ΔＴ＝｛ＴａＴｂ／（２Ｔｂ−Ｔａ）−Ｔ０｝×Ｄ／Ｔ０×Ｖｊ
を得る。
【００７８】
次に、本発明の実施例１の動作について説明する。
【００７９】
図５は、実施例１であるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【００８０】
外部装置２００において、ワープロソフト、グラフィックソフト等のアプリケーションソフトによって、印刷が指示され、これによって、ＲＡＭ４３内の記憶部等に格納されている印刷制御プログラムが、メモリ上にロードされる。このロードされた印刷制御プログラムを、ＣＰＵ４２が実行することによって、図５に示すフローチャートが開始される。
【００８１】
印刷媒体の種類やサイズ、印刷品質モード等を選択させるための選択画面を、外部装置２００が表示する。そして、操作者がこれらの情報を選択し、印刷開始キーを押すのを待つ（Ｓ１）。そして、印刷開始キーが押されると、キャリッジ２の先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとによって、印字ヘッド１の先端距離、後端距離が検出される（Ｓ２）。先端距離、後端距離に基づいて、記録媒体Ｐに対するキャリッジ２の傾き角を得るので、ノズルを複数に区分した区間毎の先端距離、後端距離を生成する（Ｓ３）。このデータ（先端距離、後端距離のデータ）は、ＲＡＭ４３内の記憶部に保持される。
【００８２】
これによって、ノズルを複数に区分した区間毎に、互いに異なる先端距離、後端距離Ｄを持ち、ディレイ時間ΔＴを、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと、前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとに基づいて得る。
【００８３】
図６は、実施例１におけるタイミング補正部６０の概略構成を示す図である。
【００８４】
タイミング補正部６０は、ノズルを区分した数だけ持つことによって、ノズル毎ではなく、ノズルを複数に区分した数だけ、１つのノズルから異なる吐出タイミングで吐出することができる。
【００８５】
図６において、区間検出器６１は、エンコーダセンサ６から出力されたキャリッジ２のプラテン上での位置に応じた信号を監視する。
【００８６】
レジスタ６２は、区間検出器６１から読み出された１区間でのエンコーダ周期時間を、一時的に保持するシフトレジスタであり、レジスタ６３は、レジスタ６２から出力された１区間でのエンコーダ周期時間を、一時的に保持するシフトレジスタである。
【００８７】
エンコーダ周期算出回路６５は、レジスタ６２とレジスタ６３とに格納されているデータに基づいて、現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎを算出する。
【００８８】
補正時間算出回路６６は、エンコーダ周期算出回路６５が求めた現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎと、ＲＡＭ４３内の記憶部に保持されている先端距離、後端距離Ｄとに基づいて、現在位置におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴを算出する。
【００８９】
印字タイミング遅延回路６７は、補正時間算出回路６６が算出したキャリッジ２の現在位置におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴに従って、ＣＰＵ４２で生成された印字ヘッド１のインク吐出を制御する駆動信号の出力タイミングを遅延させる。
【００９０】
また、実施例１は、印字ヘッド１の走査領域のうちで、加速領域における吐出タイミング制御であるが、減速領域でも、上記加速領域における吐出タイミング制御と同様に制御することができる。
【００９１】
さらに、加減速領域ばかりでなく、定速制御区間において、速度変動がある場合にも、上記加速領域における吐出タイミング制御と同様に制御することができる。
【００９２】
なお、実施例１において、上記先端距離検出センサと上記後端距離検出センサとの間に、追加センサが複数、設けられ、これら追加センサのそれぞれと記録媒体との距離を出力する。
【実施例２】
【００９３】
図７は、本発明の実施例２におけるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【００９４】
このフローチャートは、外部装置２００において、ワープロソフト、グラフィックソフト等のアプリケーションソフトによって印刷が指示され、これによって、ＲＡＭ４３内の記憶部等に格納されている印刷制御プログラムがメモリ上にロードされる。これによって、ＣＰＵ４２が、図７に示すフローチャートの実行を開始する。
【００９５】
印刷媒体の種類やサイズ、印刷品質モード等を選択させるための選択画面を、外部装置２００が表示する。そして、操作者が、これらの情報を選択し、印刷開始キーを押すことを待つ（Ｓ１１）。印刷開始キーが押されると、キャリッジ２の先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとが、印字ヘッド１と記録媒体Ｐとの距離である先端距離、後端距離を検出する（Ｓ１２）。先端距離、後端距離に基づいて、記録媒体Ｐに対するキャリッジ２の傾き角を得る。そして、ノズルを複数に区分した区間毎の先端距離、後端距離を生成する（Ｓ１３）。この先端距離、後端距離のデータは、ＲＡＭ４３内の記憶部に保持される。
【００９６】
これによって、ノズルを複数に区分した区間毎に、互いに異なる先端距離、後端距離Ｄを持ち、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとに基づいて、ディレイ時間ΔＴを得る。
【００９７】
次に、外部装置２００を介して、印刷データを受け取ると（Ｓ１４）、キャリッジ２が印字を開始し、インク吐出タイミング毎に、キャリッジ２の先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとが、印字ヘッド１先端距離、後端距離を検出する。この検出した距離を、ＣＰＵ４２およびＲＡＭ４３内の記録部に記憶する（Ｓ１５）。
【００９８】
次に、タイミング補正値算出部５３が、現在の区間におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴを算出する。算出したインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴに従って、インク吐出制御のための駆動信号を遅延させ、インク吐出タイミングを補正する（Ｓ１６）。印刷データによる記録媒体Ｐへの印刷が終了するまで、続ける（Ｓ１７）。
【００９９】
図８は、タイミング補正部６０ａの概略構成を示す図である。
【０１００】
タイミング補正部６０ａは、ノズルを区分した数だけ持つことによって、ノズル毎ではなく、ノズルを複数に区分した数だけ、１つのノズルから異なる吐出タイミングで吐出することができる。
【０１０１】
区間検出器６１は、エンコーダセンサ６から出力されたキャリッジ２のプラテン上での位置に応じた信号を監視する。
【０１０２】
レジスタ６２は、区間検出器６１から読み出された１区間でのエンコーダ周期時間を、一時的に保持するシフトレジスタである。レジスタ６３は、レジスタ６２から出力された１区間でのエンコーダ周期時間を、一時的に保持するシフトレジスタである。
【０１０３】
レジスタ６４は、インク吐出タイミング毎に、キャリッジ２の先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとによって、印字ヘッド１における先端距離、後端距離を検出する。そして、レジスタ６４は、ノズルを複数に区分した区間毎の先端距離、後端距離を、一時的に保持するシフトレジスタである。
【０１０４】
エンコーダ周期算出回路６５は、レジスタ６２とレジスタ６３とに格納されているデータに基づいて、現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎを算出する。
【０１０５】
補正時間算出回路６６は、エンコーダ周期算出回路６５が求めた現区間のエンコーダ周期時間Ｔｎと、レジスタ６４に保持されている先端距離、後端距離Ｄとに基づいて、現在位置におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴを算出する。
【０１０６】
印字タイミング遅延回路６７は、補正時間算出回路６６で算出されたキャリッジ２の現在位置におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴに従い、ＣＰＵ４２が生成した印字ヘッド１のインク吐出を制御する駆動信号の出力タイミングを遅延させる。
【０１０７】
また、実施例２において、印字ヘッド１の走査領域のうちで、加速領域についての吐出タイミング制御を、減速領域についての吐出タイミング制御に適用することができる。
【０１０８】
さらに、加減速領域ばかりではなく、定速制御区間で速度変動がある場合、上記加速領域についての吐出タイミング制御を適用することができる。
【実施例３】
【０１０９】
マルチパス印刷では、１スキャンを多往復することによって印字を行うので、主走査方向Ｑ２（以下、復方向という）での印字は、主走査方向Ｑ１（以下、往方向という）で印字を行った部分と重複する部分に印字を行う。復方向で印字を行う場合、往方向での印字によって、記録媒体Ｐがインクを含んでいるので、印字ヘッド１の先端距離、後端距離が印字前と変化している。その紙間の変化を検出するために、先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂの２点で、印字ヘッド１の先端距離、後端距離を検出し、タイミング補正部６０でタイミングを補正する。
【０１１０】
図９は、本発明の実施例３であるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【０１１１】
外部装置２００が、ワープロソフト、グラフィックソフト等のアプリケーションソフトによって印刷を指示することによって、ＲＡＭ４３内の記憶部等に格納されている印刷制御プログラムがメモリ上にロードされる。このロードされた印刷制御プログラムを、ＣＰＵ４２が実行することによって、図９に示すフローチャートが開始される。
【０１１２】
外部装置２００が、印刷品質モードでマルチパス印刷を選択し、印刷開始キーが押されることを待つ（Ｓ２１）。印刷開始キーが押されると、キャリッジ２の先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとが、印字ヘッド１先端距離、後端距離を検出し、先端距離と後端距離との差に基づいて、記録媒体Ｐに対するキャリッジ２の傾き角を得る（Ｓ２２）。したがって、ノズルを複数に区分した区間毎の先端距離、後端距離のデータを生成する（Ｓ２３）。この生成されたデータは、ＲＡＭ４３内の記憶部に保持される。
【０１１３】
これによって、ノズルを複数に区分した区間毎に、互いに異なる先端距離、後端距離Ｄを持ち、ディレイ時間ΔＴを、現区間の２つ前のエンコーダ周期時間Ｔｂと前区間のエンコーダ周期時間Ｔａとに基づいて、得る。
【０１１４】
次に、外部装置２００を介して、印刷データを受け取ると（Ｓ２４）、キャリッジ２が往方向に印字する（Ｓ２５）。その後、復方向に印字を開始する（Ｓ２６）。復方向印字中は、先端距離検出センサ５ａと後端距離検出センサ５ｂとの２点で、印字ヘッド１先端距離、後端距離を検出し、ＣＰＵ４２とＲＡＭ４３内の記録部に記憶する（Ｓ２７）。
【０１１５】
次に、タイミング補正値算出部５３が、現在の区間におけるインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴを算出する。この算出されたインク吐出タイミングのディレイ時間ΔＴに従って、インク吐出制御のための駆動信号を遅延させ、インク吐出タイミングを補正（Ｓ２８）し、復方向印字が終了する（Ｓ２９）。印刷データによる記録媒体Ｐへの印刷が終了するまで続ける（Ｓ３０）。
【０１１６】
また、実施例３において、印字ヘッド１の走査領域のうちで、加速領域についての吐出タイミング制御を、減速領域についての吐出タイミング制御に適用することができる。
【０１１７】
さらに、加減速領域ばかりでなく、定速制御区間で速度変動がある場合、上記加速領域についての吐出タイミング制御を適用することができる。
【０１１８】
上記実施例によれば、複数回の吐出の周期が前区間の加速度を考慮して定めることができる。また、複数回の吐出のタイミングを、その吐出する現区間について推定される印字ヘッド１と記録媒体Ｐとの相対速度に基づいて、全体的にシフトすることができる。したがって、上記実施例によれば、正規の吐出インク滴の着弾位置からのずれを小さくすることができる。
【０１１９】
なお、先端距離検出センサ５ａ、後端距離検出センサ５ｂを、それぞれ、印字ヘッドの端部に設けている。しかし、この形態に限定するものではなく、印字ヘッドの傾き（傾斜角度）、距離を検出することができる位置であれば、搬送方向について印字ヘッドの内側に先端距離検出センサ５ａ、後端距離検出センサ５ｂを設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明によって、加速減速領域を含む広い範囲で安定した記録を行うことができるので、写真、アート、プールフ等の高品位を要求される用途でも、装置サイズの小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施例１であるインクジェットプリンタ１００の内部構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】実施例１において、先端距離検出センサ５ａ、後端距離検出センサ５ｂのそれぞれと、記録媒体Ｐとの距離を検出する動作を示す図である。
【図３】インクジェットプリンタ１００の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１における吐出タイミング生成法を説明する図である。
【図５】実施例１であるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例１におけるタイミング補正部６０の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例２におけるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【図８】タイミング補正部６０ａの概略構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例３であるインクジェットプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【図１０】エンコーダを用いてキャリッジの走査位置を検出し、その信号に基づいて吐出タイミングを生成する原理を説明する図である。
【図１１】従来例における記録ヘッドの走査における速度変動を示す図である。
【図１２】従来例において、印字ヘッドから吐出されたインク滴に加えられる力成分を示す図である。
【図１３】従来の印字ヘッドにおける構成を示す図である。
【図１４】キャリッジが記録媒体に対して傾いている状態を示す図である。
【図１５】キャリッジが、記録媒体に対して傾いている場合に、通常のタイミングで吐出した場合を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１００…インクジェットプリンタ、
１…印字ヘッド、
２…キャリッジ、
３…キャリッジ軸、
４…エンコーダフィルム、
５ａ…先端距離検出センサ、
５ｂ…後端距離検出センサ、
６…エンコーダセンサ、
１０…ヘッドキャップ、
２０…駆動回路、
２１…光源、
２４…位置検出素子。
【図１】
2007276264.tif 000003
【図２】
2007276264.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007276264.tif 000007
【図６】
2007276264.tif 000008
【図７】
2007276264.tif 000009
【図８】
2007276264.tif 000010
【図９】
2007276264.tif 000011
【図１０】
2007276264.tif 000012
【図１１】
2007276264.tif 000013
【図１２】
2007276264.tif 000014
【図１３】
2007276264.tif 000015
【図１４】
2007276264.tif 000016
【図１５】
2007276264.tif 000017