(57)【要約】【課題】装置サイズの大型化を招くことなく、外力を受けるキャリッジの加速に伴う振動の影響を低減させ、高品位な記録を行うインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】キャリッジの加速終了後の定速への移行位置を、キャリッジの駆動重量（ｋｇ）×０．２（Ｎ／ｋｇ）以上の外力を受ける区間の区間外に設定する。【選択図】図５
2013071350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載し走査位置によって大きさの異なる走査方向と交差する方向の外力を受けるキャリッジを備え、前記キャリッジを定速および加速で移動させる区間で前記記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
前記キャリッジの加速終了後の定速への移行位置を、前記キャリッジの駆動重量（ｋｇ）×０．２（Ｎ／ｋｇ）以上の前記外力を受ける区間の区間外に設定する設定手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記設定手段は、記録する対象が画像の場合に前記移行位置を設定することを特徴とする、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
ホストから記録データを入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された記録データを前記インクジェット記録ヘッドによる記録のために展開するバッファと
前記記録ヘッドの１走査記録に用いられる前記バッファに展開された記録データに基づいて、前記移行位置を設定することを特徴とする、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドはインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項５】
記録ヘッドを搭載し走査位置によって大きさの異なる走査方向と交差する方向の外力を受けるキャリッジを定速および加速で移動させる区間において、前記記録ヘッドを用いて記録を行わせる記録制御方法であって、
前記キャリッジの加速終了後の定速への移行位置を、前記キャリッジの駆動重量（ｋｇ）×０．２(Ｎ／ｋｇ) 以上の前記外力を受ける区間の区間外に設定することを特徴とする記録制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットなどの手法による記録装置及び記録制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を搭載して往復移動を行うキャリッジについて、特に停止状態から加速し、一定速度状態に達した直後は、キャリッジの速度が不安定となりやすいことが知られている。これはキャリッジの実応答が制御値に対してずれを生じ、加速が終了するとキャリッジは一旦制御値より先行し、その後制御値より後退し、そして再び先行するという振動を示すからである。これに対し、特許文献１は、キャリッジの速度を階段状に変化させながら加速を終了させることで、制御値と実応答との差を小さくし、振動を低減する例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７-３２９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、キャリッジが例えば、キャリッジに接続されるフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣ）やインク供給チューブ（以下チューブ）等の接続部材から大きな外力を受ける構造である場合についての言及はなく、何ら考慮はされていない。実際には、実応答と制御値との差異により生じる振動そのものは閉ループ制御を用いることで極力抑えることは可能であるが、ここに外力の影響が働いた場合にキャリッジ挙動は大きく変化することがあり，キャリッジが大きな外力を受けるような構成では、特に一定速度状態に達した直後の速度不安定域において大きな振動が引き起こされてしまうことがある。
【０００５】
本発明は、キャリッジが外力を受ける構造を有する記録装置における、キャリッジの加速に伴う振動影響を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の記録装置は、記録ヘッドを搭載し走査位置によって大きさの異なる走査方向と交差する方向の外力を受けるキャリッジを備え、前記キャリッジを定速および加速で移動させる区間で前記記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
前記キャリッジの加速終了後の定速への移行位置を、前記キャリッジの駆動重量（ｋｇ）×０．２（Ｎ／ｋｇ）以上の前記外力を受ける区間の区間外に設定する設定手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の記録制御方法は、記録ヘッドを搭載し走査位置によって大きさの異なる走査方向と交差する方向の外力を受けるキャリッジを定速および加速で移動させる区間において、前記記録ヘッドを用いて記録を行わせる記録制御方法であって、
前記キャリッジの加速終了後の定速への移行位置を、前記キャリッジの駆動重量（ｋｇ）×０．２(Ｎ／ｋｇ) 以上の前記外力を受ける区間の区間外に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、キャリッジが大きな外力を受ける構造を有した記録装置であっても、キャリッジの加速に伴う振動影響による画像品質劣化の低減効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】本発明を適用可能な記録装置内部の平面図である。
【図３】本発明における記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】画像乱れの発生する外力の大きさと周波数を表すグラフである。
【図５】本発明における記録制御を示すフローチャートである。
【図６】実施例１における記録画像とキャリッジの駆動との関係を示す図である。
【図７】実施例２における記録画像とキャリッジの駆動との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット方式に従ってインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を搭載した記録装置の構成を示す外観斜視図である。
【００１２】
図１に示されるように、記録媒体１に記録ヘッド２を搭載するキャリッジ３はガイド軸４により摺動自在に支持されている。キャリッジ３の移動範囲の一端にプーリ付きキャリッジモータ５が配置され、他端にアイドルプーリ６が配置され、これらにタイミングベルト７が掛けまわされ、キャリッジ３とタイミングベルト７が連結されている。
【００１３】
また、ガイド軸４を中心としてキャリッジ３が回転するのを防ぐために、ガイド軸４と平行に延びて設置されたサポート部材８が設置され、キャリッジ３はサポート部材８でも摺動自在に支持されている。
【００１４】
また、記録ヘッド２には多数の記録素子が設けられており、記録装置の本体から記録ヘッドに記録素子の駆動信号を供給するためのＦＦＣ（１１が配されている。ＦＦＣ１１は細長くかつ薄いフィルム形状をなしており、その内部または表面に駆動信号を伝達するための導体パターンが形成されており、キャリッジ３の移動に伴って屈曲しかつ曲げの中心位置が移動するように可撓性を有している。
【００１５】
さらに、キャリッジの外にインクタンク（不図示）が配置され、インクタンク内のインクを記録ヘッド２に供給するチューブ１２が配されている。チューブ１２はキャリッジ３の移動に伴って屈曲しかつ曲げの中心位置が移動するように可撓性を有している。これらＦＦＣ１１とチューブ１２からなる接続部材１０はキャリッジ３と記録装置本体の固定部９との間に接続されている。
【００１６】
また、リニアスケール２４は、キャリッジ３の位置情報を得るものであり、主走査方向に沿って平行に配置され、キャリッジ３に取り付けられたセンサ２２で読み取る構成となっている。
【００１７】
さらに記録媒体１の両外側には記録ヘッド２の予備吐出したインクを回収する為の予備吐出口１４ａ,１４ｂが設けられている。この予備吐出とは、記録開始直前もしくは記録実行中に、ノズル先端部の不良インクを記録とは無関係な位置で排出する為の動作である。
【００１８】
このような構成により、キャリッジ３は矢印A方向（主走査方向）に往復移動する。
【００１９】
また記録媒体１は、搬送モータ（不図示）によってキャリッジ３と垂直に交差する方向（矢印Ｂ方向：副走査方向）に搬送される。
【００２０】
図２（ａ）はキャリッジ３が一端側のホームポジションに位置しているときの記録装置の内部様子を示す平面図、
図２（ｂ）はキャリッジ３が他端側に位置しているときの記録装置の内部様子を示す平面図、
図２（ｃ）はこの平面図に対して、キャリッジ位置と、キャリッジ３の働く副走査方向の外力の大きさとの関係を示すグラフである。
【００２１】
ＦＦＣ１１やチューブ１２等の接続部材１０は、図示のように一例としてキャリッジ３のホームポジション側に一旦繰り出された後、ループ状に湾曲されて折り返される。
【００２２】
そしてキャリッジ３の前方に位置するサブフレーム１３の中央付近の位置に設けられている固定部9に固定されている。
【００２３】
この場合、図２（ａ）に示すように、キャリッジ３が右側に位置してあるほど、キャリッジ３の右方に繰り出された接続部材１０は急激に湾曲された状態になる。したがって、この接続部材１０の反力によって図中の矢印で示すように、キャリッジ３の副走査方向の大きな外力Ｆがキャリッジ３に作用する構造になっている。
【００２４】
一方、図２（ｂ）に示すように、キャリッジ３が他端側に位置しているほど、キャリッジ３の右方に繰り出された接続部材１０は緩やかに湾曲された状態になる。したがって、この接続部材１０の反力は小さくなり、図中の矢印で示すような小さな外力ｆのみがキャリッジ３に作用する構造になっている。したがって、図２（ｃ）に示すように、キャリッジ３に作用する外力の大きさはキャリッジが右端側にいるほど最も大きく、左端にいくに従って小さくなっていくような構造となる。
【００２５】
図３は図１に示す記録装置の制御構成を示すブロック図である。図３に示すように、図１に示した記録装置には装置全体を制御する制御部１５が備えられ、制御部１５がホストコンピュータ（以下、ホスト）１６とケーブル１７を介して接続され、制御部１５が図１で示した記録ヘッド２やキャリッジモータ５の動作を制御する。
【００２６】
なお、ケーブル１７の代わりに赤外線や無線電波をインタフェース（例えば、ＩｒＤＡやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)）とする構成でもよい。
【００２７】
ホスト１６からはケーブル１７を介して記録データや記録にかかわるモードの種類、各種コマンド等が制御部１５に対して送信されてくる。
【００２８】
制御部１５には、画像処理部１８が設けられ、装置全体を制御するための各種処理を実行するＣＰＵ１８ａ、各種処理に対応した制御プログラムを格納するＲＯＭ１８ｂ、プリントバッファや制御プログラム実行のための作業領域として用いられるＲＡＭ１８ｃがある。
【００２９】
さらに、ラスタカラム変換を始めとする各種画像処理を実行するＡＳＩＣ１８ｄ、
ホスト１６との間でデータを送受信するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１８ｅを備えている。
【００３０】
また、キャリッジモータ５、搬送モータ１９を制御するモータドライバ２０、記録ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ２１が設けられている。
【００３１】
なお、キャリッジモータ５はキャリッジ３を主走査方向に移動させるための駆動力を発生するモータであり、搬送モータ１９は、フィードローラ（不図示）及び排紙ローラ（不図示）を駆動して記録媒体を搬送させるための駆動力を発生するモータである。
【００３２】
リニアエンコーダセンサ(以下エンコーダ)２２は、キャリッジ３の主走査方向の位置を検出するために用いられ、その出力信号はエンコーダコントローラ２３を経て、画像処理部１８のＣＰＵ１８ａにフィードバックされる。
【００３３】
エンコーダコントローラ２３ではエンコーダ２２からの出力信号を処理して、キャリッジ位置信号とキャリッジ速度信号とを生成する。したがって、ＣＰＵ１８ａにはキャリッジ位置信号やキャリッジ速度信号が転送される。
【００３４】
次に以上のような構成の記録装置を用いた記録制御のいくつかの実施例について説明する。ここでは、記録媒体へ記録される画像の例ごとに実施例を説明する。
＜実施例１＞
図５はキャリッジ駆動制御を中心にしたインクジェット記録制御を示すフローチャートである。図６は記録画像と、キャリッジ走査位置X及びキャリッジ速度Vとの関係を示す図である。図６において、（ａ）はキャリッジ走査により記録媒体上に記録されたときの画像イメージを示し、（ｂ）が本発明を適用した場合の、記録画像とキャリッジ位置及び速度の関係を示しており、（ｃ）が本発明を適用しない場合の記録画像とキャリッジ位置及び速度の関係を示している。
【００３５】
また、図において、キャリッジは図中の右から左に向かって移動し記録を行っており、点線が制御部からの指令値波形、実線が実際の応答波形を示している。また、図には予備吐口１４（ａ）の位置Ｘeを示しており、キャリッジの動作開始位置を、予備吐動作を行う場合の位置Ｘs1と、行わない場合Ｘs2とで示している。さらに、図の例では、画像の乱れを及ぼすレベルの大きな外力の基準値をaとし、図中に示した0からＸfまでが、位置接続部材１０による外力Ｆがａ以上となる構成であるとする。そしてこの区間外では画像の乱れに影響を及ぼさない微小な外力、すなわちFはa未満の値のみしか働かないものとする。
【００３６】
基準値ａの値については図４に示すように次のような実験にて求まる。加振源を用いて装置全体に特定振動数の外力をかけた条件下で装置を作動させ、画像の乱れの有無を調べる。図４の横軸は振動数（周波数単位でＨｚ）で，縦軸は外力の大きさ(単位はＮ)をキャリッジモータ５の駆動重量Ｍ（単位はｋｇ）で割った値（単位はＮ／ｋｇ）とする。このとき、グラフの実線より上側の点では画像乱れを生じ，下側の点では画像乱れを生じなかった。
【００３７】
上記のグラフから外力の大きさが概ね０．２（Ｎ／ｋｇ）×Ｍ（ｋｇ）（単位：Ｎ）以下であれば、周波数によらず、画像乱れに影響を及ぼさない。装置の固有振動数は単一でなく複数の周波数を含むことが多いことから、基準値ａを０．２設定しておくことが望ましい。
【００３８】
次に、本実施例でのキャリッジ３の動作を図５に示すフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ１でホスト１６からの記録データの入力があると、処理はステップＳ２に進み、制御部１５はその記録データをＲＡＭ１８ｃ内のプリントバッファに展開する。このプリントバッファは、少なくとも記録ヘッド２による１走査によって記録される記録データを展開できる容量も持っている。
【００３９】
ステップＳ３では、そのプリントバッファに展開された記録データに関し、例えばペイント画像や階調画像といったイメージデータが先述したＸfまでにあるかどうかを調べる。これは記録データの画素値に関して、同じ画素値の連続性や不連続性、また変化性をＣＰＵ１８ａあるいはＡＳＩＣ１８ｄにより調べられる。
【００４０】
本実施例の画像では、図６（ａ）においてＸfまでにペイント画像（黒一色の画像）の記録開始位置Ｘpがあるため、処理はステップＳ４へと進む。そしてステップＳ４にて、キャリッジの加速終了後の定速駆動移行位置ＸcをＸfが過ぎた個所に設定する。図では予備吐動作実施の場合のXcをXc1、予備吐動作未実施の場合のそれをXc2と示している。そしてステップＳ５では、記録媒体１への記録時間が最小となるようなキャリッジ３の駆動パラメタを設定する。そしてステップS６でそのように設定された駆動パラメタに基づいて、キャリッジ３を駆動する。
【００４１】
従って、従来ではキャリッジの定速移行位置がキャリッジ速度や加速度等の駆動パラメタにより一意的に決まるため、例えば予備吐動作を行う場合には、図６（ｃ）のように０からＸf区間内（すなわちＦ≧ａ区間）で定速記録を開始する可能性があった。
【００４２】
通常、定速時のキャリッジ速度変動は±１％程度以内に抑えるようフィードバック制御されるが、この状態では外力による振動と相俟って共振を起こし、図6（ｃ）の予備吐動作実施時の実線のように大きな速度変動を生じていた。これに対し、この実施例に従えば、図6（ｂ）のように、予備吐動作の実施、非実施に関わらず、Ｆ≧ａ区間外で定速開始するよう制御する。このため、キャリッジの加速時の振動と外力との共振が生じた状態での記録を避けることができ、結果として高品位な記録を達成できる。
＜実施例２＞
図７はこの実施例に従う記録画像と、キャリッジ位置及びキャリッジ速度との関係を示す図である。なお、図７に示される記号は図６で説明したものと同じ意味なので、その説明は省略する。また、画像の記録方向も実施例１と同じである。
【００４３】
本実施例では、Ｆ≧ａ区間に記録する対象のイメージデータが含まれない例について説明する。本実施例においても、図５のフローチャートに示したような処理が実行される。以下の説明では実施例１で説明したのと同じ処理の説明は省略する。
【００４４】
ステップＳ１〜Ｓ２の処理後、ステップＳ３でも実施例１と同様に、０からＸfまでに、すなわちＦ≧ａ区間内にイメージデータがあるかどうか調べる。図７から分かるように、この実施例の画像では０からＸf区間ではイメージ画像はなく、文字であるため、処理はステップＳ５へと進む。
【００４５】
ステップＳ５では、本実施例では、０からＸf区間内にイメージ画像がないために、記録媒体への記録時間が最小となるようキャリッジ３の各駆動パラメタを設定する。従って、図７に示す例では、定速開始位置ＸcをＸfが過ぎた個所に設定し、記録を行うようにしている。ステップＳ６では実施例１と同様の処理を行う。
【００４６】
以上説明したように、この実施例に従えば、０からＸf区間内でイメージ画像以外の画像、例えば文字がある場合では、たとえ０からＸf区間内で定速開始しても記録するように制御する。
【００４７】
しかしながら、文字などの画像は、たとえキャリッジの加速時の振動と外力との共振が生じて記録したとしても画像品位の劣化は視覚的に分かりにくいので、ユーザにとっては実質上、高品位の画像が提供されることになり、さらに、記録を高速に行うこともできる。
【００４８】
なお、以上説明した２つの実施例共通として、キャリッジ１走査記録動作ごとに図５のステップＳ３に示したイメージデータが０からＸf区間内にあるかどうかを調べる処理は実行される。
【００４９】
以上２つの実施例を説明したが、この他にも、イメージ画像でも画像品位低下を気にしない場合は、０からＸf区間内でも定速開始位置を設定して記録を行うようキャリッジを制御してもよい。これは特に速度優先の記録の場合に有効な制御といえる。
【００５０】
また、文字画像でも品位をさらに高めたい場合は、実施例１で示したイメージ画像の記録同様に文字画像記録においても０からＸf区間外で定速開始位置を設定して記録を行うようキャリッジを制御してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  記録媒体
２  記録ヘッド
３  キャリッジ
４  ガイド軸
５  キャリッジモータ
６  アイドルプーリ
７  タイミングベルト
８  サポート部材
９  固定部
１０  接続部材
１１  ＦＦＣ
１２  チューブ
１３  サブフレーム
１４ａ, １４ｂ  予備吐出口
１５  制御部
１６  ホストコンピュータ
１７  ケーブル
１８  画像処理部
１８ａ  ＣＰＵ
１８ｂ  ＲＯＭ
１８ｃ  ＲＡＭ
１８ｄ  ＡＳＩＣ
１８ｅ  Ｉ／Ｆ
１９  搬送モータ
２０  モータドライバ
２１  ヘッドドライバ
２２  エンコーダ
２３  エンコーダコントローラ
２４  リニアスケール
【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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