(57)【要約】【課題】ユーザが各種印刷設定を意識することなく、所望の搬送速度で印刷を行うことができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】ライン型記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、記録媒体の搬送速度を検出し(S401)、この検出された搬送速度に応じて記録ヘッドによる搬送方向の記録解像度および記録ヘッドの駆動制御方法を変更する(S403〜S413）。この駆動制御方法の変更は、検出された搬送速度に応じて決定される係数により記録ヘッドの記録素子への駆動パルスのパルス幅を変更させること、または、分割駆動制御における分割駆動間隔を変更させることである。【選択図】図４
2009018534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン型記録ヘッドと、
前記ライン型記録ヘッドに対して搬送される記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、
この検出された搬送速度に応じて前記記録ヘッドによる画像の記録を制御する記録制御手段とを備え、
この記録制御手段は、前記検出された搬送速度に応じて前記記録ヘッドによる搬送方向の記録解像度および前記記録ヘッドの駆動制御方法を変更する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録媒体の搬送制御は前記インクジェット記録装置と別個独立の搬送装置により行われる請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記記録解像度の変更は、前記検出された搬送速度に応じて画像データのラインを間引くことにより行う請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録制御手段は、前記記録ヘッドに印加される駆動電流のピーク値を抑えるために、記録ヘッドの全ノズルを、同時に駆動するノズル群毎に複数のグループに分割し、グループ毎に順次吐出を行う分割駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記搬送速度に応じた駆動制御方法の変更は、検出された搬送速度に応じて決定される係数により、前記記録ヘッドの記録素子への駆動パルスのパルス幅を変更させることである請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記搬送速度に応じた駆動制御方法の変更は、前記分割駆動制御における分割駆動間隔を変更させることである請求項１または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
検出された搬送速度に応じて画像の記録解像度を変更させるモードと、固定の記録解像度で記録を行うモードとをユーザが選択的に設定できることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
検出された搬送速度に応じて異なる駆動制御を行うモードと、固定の駆動制御方法で記録を行うモードを選択的に設定できることを特徴とする請求項１または７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記搬送速度の検出は、搬送装置に取り付けたエンコーダの出力信号に基づいて行うことを特徴とする請求項１に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、ライン型記録ヘッドを搭載し、記録媒体の搬送速度に同期して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特にその記録制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、搬送装置上に独立した記録装置を搭載し、搬送装置に取り付けられたリニアエンコーダ等の信号を記録装置に入力することで、搬送速度に同期して画像を形成する記録装置が存在する（特許文献１参照）。このような記録装置では、ユーザが既に構築している搬送ライン上に記録装置を追加して印刷が可能な上、自由に搬送速度を設定できるという利点がある。
【特許文献１】特開平１１−１７０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例のように搬送装置からの信号に同期して画像を形成する記録装置は、ユーザが自由に搬送速度を決定できる反面、記録装置側では予め印刷速度を把握できないため、規定された速度範囲の中で最も高速な場合等、最も悪い条件を想定して制御ソフトウェアを組み込まなくてはならなかった。
【０００４】
また、搬送方向の解像度設定を可能とし、低解像度時だけは高速印刷が可能な記録装置も存在したが、その都度、設定を変更、確認しなければならず面倒であった。また、誤って高解像度で高速印刷をしてしまった場合でも、印刷動作を開始してからエラーがでるなどして初めて設定ミスに気が付くことになり、効率が悪かった。特に、そのような構成の記録装置は産業用に使用されることが多いため、生産性の面でも煩雑な設定や印刷ミスなどはなくなることが望まれていた。
【０００５】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、ユーザが各種印刷設定を意識することなく、所望の搬送速度で印刷を行うことが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】
【０００６】
本発明によるインクジェット記録装置は、ライン型記録ヘッドと、前記ライン型記録ヘッドに対して搬送される記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、この検出された搬送速度に応じて前記記録ヘッドによる画像の記録を制御する記録制御手段とを備える。この記録制御手段は、前記検出された搬送速度に応じて前記記録ヘッドによる搬送方向の記録解像度および前記記録ヘッドの駆動制御方法を変更する。
【０００７】
前記記録媒体の搬送制御は前記インクジェット記録装置と別個独立の搬送装置により行われ、前記記録制御手段は、記録媒体の搬送速度に応じて記録ヘッドの異なる駆動制御を行う。ここに「別個独立」とは、記録装置の製品出荷の段階で記録装置と搬送装置とが別体となっていることを意味する。
【０００８】
前記記録解像度の変更は、例えば、前記検出された搬送速度に応じて画像データのラインを間引くことにより行う。
【０００９】
前記記録制御手段は、前記記録ヘッドに印加される駆動電流のピーク値を抑えるために、記録ヘッドの全ノズルを、同時に駆動するノズル群毎に複数のグループに分割し、グループ毎に順次吐出を行う分割駆動制御を行うようにしてもよい。
【００１０】
前記搬送速度に応じた駆動制御方法の変更は、例えば、検出された搬送速度に応じて決定される係数により、前記記録ヘッドの記録素子への駆動パルスのパルス幅を変更させること、あるいは、前記分割駆動制御における分割駆動間隔を変更させることである。
【００１１】
検出された搬送速度に応じて画像の記録解像度を変更させるモードと、固定の記録解像度で記録を行うモードとをユーザが選択的に設定できるようにしてもよい。
【００１２】
また、検出された搬送速度に応じて異なる駆動制御を行うモードと、固定の駆動制御方法で記録を行うモードを選択的に設定できるようにしてもよい。
【００１３】
前記搬送速度の検出は、搬送装置に取り付けたエンコーダの出力信号に基づいて行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ユーザは各種印刷設定等を意識することなく、所望の搬送速度で印刷を開始することができ、これにより、自動的に適正な印刷制御が行われる。特に産業用印刷機などでは、設定の誤りによるエラーが発生し、印刷作業を停止させることが業務上の損失に繋がる可能性がある用途では有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る記録システム１００の要部を、外部装置であるホストコンピュータ１０１とともに示した図である。記録ヘッド１０４〜１０７を搭載した記録装置１０２が、プリンタケーブルとしてのＵＳＢケーブル１０８を介してホストコンピュータ１０１に接続されて、記録システム１００が構成される。記録装置１０２は、複数の記録ヘッド１０４〜１０７として、記録媒体の幅全体にわたって複数の記録要素を配列したインクジェット記録方式の長尺のライン型記録ヘッド（ラインヘッドともいう）を４本用いている。この記録システムは、記録装置１０２とは独立して記録媒体１１２の搬送装置の制御を行う搬送制御装置１１０を備え、用紙等の記録媒体をユーザが指定する速度で搬送する。搬送装置には、搬送ローラ１１１を含む搬送機構（図示せず）の他、ロータリエンコーダ（またはリニアエンコーダ）１０３等を含む。本実施の形態では、各記録ヘッドの、搬送方向の解像度は６００ｄｐｉで、６０ｍ／ｍｉｎの搬送速度での印刷が可能なものを想定している。
【００１７】
記録装置１０２はホストコンピュータ１０１にて処理された各種データを受信して画像として記録する。この実施の形態における記録装置１０２は、４本のライン型記録ヘッド１０４〜１０７に対して、共通のインクタンク（不図示）から同色（例えば黒）のインクを供給している。ここでは連続紙である記録媒体を記録ヘッド下に給送し、記録媒体検知センサ１０９の記録媒体検出をトリガにして、搬送装置に接続されているロータリエンコーダ１０３（以下、単にエンコーダという）の出力信号に同期させて各記録ヘッド１０４〜１０７により記録媒体に順次記録を行う。なお、ここでは、記録媒体検知センサ１０９は予め記録媒体に一定間隔で記されているマークを読み取るものとする。但し、記録媒体検知センサ１０９を搭載せず、外部からの信号などをトリガにして印刷を開始するようにしてもよい。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係る記録装置の制御ハードウェアの構成例を示すブロック図である。制御部２０１は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０２を備え、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）２０３に格納されている制御プログラムを実行し、各周辺装置を制御する。また、制御部２０１は、各種データ処理のワークエリアや受信バッファとして使用されるメモリ（ＲＡＭ）２０４や、画像展開部として使用されるイメージメモリ２０５等を備える。更に、ＣＰＵ２０２の制御下で、制御回路２０９によりヘッド駆動回路２１０、モータドライバ２１１およびインタフェース部（Ｉ／Ｏ）２１２を制御する構成となっている。ヘッド駆動回路２１０は、記録ヘッド１０４〜１０７を駆動するための回路である。モータドライバ２１１は、各記録ヘッドを記録に最適な状態に保つためのクリーニング動作や記録動作を制御する各種モータ２０６を駆動する部位である。インタフェース部（Ｉ／Ｏ）２１２は、記録ヘッド下に給紙・搬送するための用紙搬送装置のエンコーダ１０３とのインタフェースをとるための部位である。
【００１９】
また、この記録装置は、基本的にホストコンピュータ１０１から送信された画像データやクリーニングコマンドなどを、ＵＳＢケーブル１０８を介して受信するＵＳＢコントローラ２０８を有し、この受信した各種コマンドに従って動作する。但し、インタフェースはＵＳＢに限るものではない。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る記録装置の記録制御の説明図である。
【００２１】
記録媒体の搬送に伴ってエンコーダ１０３から生成される出力パルスに同期して、イメージメモリ２０５から１ラスタ分のデータを記録ヘッド１０４に転送することによって、ラスタ描画３０１が得られる。同様に、エンコーダ１０３の次の出力パルスに同期して、イメージメモリ２０５から次の１ラスタ分のデータを記録ヘッド１０５に転送することによって、ラスタ描画３０２が得られる。さらにエンコーダ１０３の次の出力パルスに同期してイメージメモリ２０５の次の１ラスタ分のデータを記録ヘッド１０６に転送することによって、ラスタ描画３０３が得られる。同様に、記録ヘッド１０７により、ラスタ描画３０４が得られる。このように、記録ヘッド１０４〜１０７を１ラスタ単位で分担して用いることにより高速に出力画像が得られる。
【００２２】
また、制御部２０１は、記録ヘッドに印加される駆動電流のピーク値を抑えるために、記録ヘッドの全ノズルを、同時に駆動するノズル群毎に複数のグループに分割し、グループ毎に順次吐出を行う分割駆動制御を行う。
【００２３】
次に、本実施の形態における記録システムの制御の流れを説明する。図４はその制御の流れを示したフローチャートである。このフローチャートの処理の実行手順を表すプログラムはＲＯＭ（メモリ）２０３内に格納され、ＣＰＵ２０２がこれを解釈実行することにより、この処理が実現される。
【００２４】
まず、ホストコンピュータ１０１から画像データを送信し、ユーザの指示に応じて搬送が開始される（Ｓ４００）。搬送装置のエンコーダ１０３の信号から記録装置１０２で搬送速度を検出し（Ｓ４０１）、１２０ｍ／ｍｉｎ以上か否かを判定する（Ｓ４０２）。１２０ｍ／ｍｉｎ以上であれば、搬送方向の記録解像度を３００ｄｐｉに設定し（Ｓ４０４）、１２０ｍ／ｍｉｎ未満であれば搬送方向記録解像度を６００ｄｐｉに設定する（Ｓ４０３）。このように、搬送速度に応じて、搬送方向の解像度を可変設定することにより画像データの最適化を行う。解像度の変更はラインの画像データを間引くことにより行うことができる。
【００２５】
さらに、搬送速度が６０ｍ／ｍｉｎ未満であれば（Ｓ４０５）、分割駆動間隔を５．５μｓに設定し（Ｓ４０８）、６０ｍ／ｍｉｎ以上かつ１２０ｍ／ｍｉｎ未満であれば５μｓに設定し（Ｓ４０９）、１２０ｍ／ｍｉｎ以上かつ１８０ｍ／ｍｉｎ未満であれば、４．５μｓに設定する（Ｓ４１０）。同時に各速度範囲ごとに記録ヘッド駆動パターンを変更し、その記録ヘッド駆動パターンに従って、温度に応じた駆動パルス制御を行う（Ｓ４１１〜Ｓ４１３）。この記録ヘッド駆動パターンの変更は、具体的には図７で後述する「速度係数」による駆動パルスのパルス幅変更、および分割駆動間隔の変更を含む。なお、分割駆動間隔についての詳細は後述する。搬送速度が１８０ｍ／ｍｉｎ以上であれば速度超過エラーを発生させる（Ｓ４０７）。各種設定を制御ソフトウェアで自動設定したところで印刷が開始される（Ｓ４１４）。このように、ユーザはホストコンピュータ１０１から画像データを送信し、記録装置１０２に所望の搬送速度を設定するだけで自動的に適正な印刷制御が変更される。
【００２６】
図５は、搬送方向の記録解像度の設定についての説明図である。本実施の形態の記録ヘッドはノズルの解像度が６００ｄｐｉ（５０２）であり、搬送方向の記録解像度を６００ｄｐｉとした場合（５００）、吐出性能として６０ｍ／ｍｉｎの印刷が可能である。ここで、画像データの送り方向のラインを間引き搬送方向の記録解像度を３００ｄｐｉにすることで（５０１）、同一の搬送速度における記録ヘッドの吐出周波数を半分に抑えることが可能なため（５０３、５０４）、さらなる高速印刷が可能になる。実際には様々な要素が関連するため一概には言えないが、単純には搬送方向の記録解像度が３００ｄｐｉの場合、６００ｄｐｉに対して倍の速度で印刷が可能ということになる。
【００２７】
このように、エンコーダ１０３により検出された搬送速度が６０ｍ／ｍｉｎ以上か否かを判定し、自動的に搬送方向の記録解像度を切り替えることで、ヘッドの吐出性能を超えた広範囲の印刷速度が自由に設定可能となる。
【００２８】
図６（ａ）は、分割駆動間隔についての説明をするにあたり、１本の記録ヘッドで１ラインの直線を形成した場合の拡大図を示している。この図では１ラインを構成するドット列の、搬送方向のずれを誇張して示してある。本実施の形態のように長尺のフルラインヘッドを用いた記録装置では全ノズルから吐出を行う際に一度に電流が流れ、電圧の低下が発生しインク吐出に弊害が発生する場合がある。そこで、従来より同一記録ヘッドの全ノズルをｎグループに分割し、順次ｎ回（６０１）に分けて各グループのノズル群毎に順番に吐出を行うことでピーク電流を抑える分割駆動制御が用いられていた。この分割駆動制御における各グループのノズル群を駆動する時間間隔を分割駆動間隔６００とする。
【００２９】
分割駆動間隔６００は、ハードウェアとしては長い方が有効である一方、分割駆動の間も記録媒体の搬送は継続するので、高速に印刷をしている際には、分割駆動間隔６００が長いと、それが記録媒体への着弾位置の差に顕著に現れてしまうため、品質を損なってしまう。そこで、検出された搬送速度に応じて低速の時は分割駆動間隔６００を長く、高速の際には短くするといった制御を行うことで、搬送速度に見合った適正な印刷を行うことが可能になる。
【００３０】
図６（ｂ）は記録ヘッドの駆動パルスの説明図である。本実施の形態では記録ヘッドの吐出口毎にヒータを設け、ヒータの熱によりインクに状態変化を起こさせて吐出口からインクを飛翔させることにより印刷を行っている。このような方式の記録装置では、ヒータに印加する駆動パルス７００のパルス幅が同一でも、ノズル近傍の温度によってインクの状態変化量が変化し、吐出されるインク量が異なってしまう。そこで、吐出されるインク滴の大きさを均一にするため、ノズル近傍の温度をセンサで検知するなどしてヒータに印加する駆動パルスを調整する（７０１）ことが一般的に知られている。
【００３１】
印刷を続けていると、ヒータが連続的に熱エネルギーを発生させるため、ノズル近傍の温度が上昇する。つまり、印刷速度が高速であるほど吐出の周期が短くなるため、温度の上昇傾向は高くなる。そこで、本実施の形態では温度を既知のセンサ（図示せず）で検知して駆動パルス量を増減させるだけでなく、搬送速度を駆動パルス制御のパラメータに加えることでより細かい吐出制御を行う。
【００３２】
図７は駆動パルス制御の例として、ノズル近傍の温度と、搬送速度によるパルス調整量の変化を表した駆動パルス制御テーブルを示している。ノズル近傍の温度が３０℃未満であった場合の駆動パルスのパルス幅を基準駆動パルス幅Ｐとし、この基準駆動パルス幅Ｐからより所定の値（パルス幅）を引いたパルス幅のパルスを駆動パルスとして採用する。「所定の値」は温度が上昇するに従って、２５ｎｓｅｃ、５０ｎｓｅｃ、７５ｎｓｅｃ・・・のように、所定の時間（ここでは２５ｎｓｅｃ）きざみで大きくなる。その際に搬送速度の範囲（図の例では０〜６０、６０〜１２０、１２０〜１８０ｍ／ｍｉｎ）に応じて予め算出してある係数Ｋ１〜Ｋ３（正の実数）を「所定の値」に掛けることで、温度と搬送速度に適正な駆動パルスが決定される。例えば、ノズル近傍の温度が同じ５０℃だったとしても、高速印刷であれば温度の上昇傾向が高いことから低速印刷に比べて駆動パルス幅を小さくする。すなわち、Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３の関係とする。
【００３３】
このような処理を制御ソフトウェアにより実現することにより駆動パルスの自動調整が可能となる。なお、速度係数Ｋ１〜Ｋ３を決定させるのは印刷開始前の１回でもよいが、ノズル近傍の温度は逐次変化するので、温度のサンプリング及び駆動パルスの決定は印刷ページ毎など細かい周期で行うのが望ましい。
【００３４】
このように本実施の形態では、印刷開始時に搬送速度を検出し、この検出結果に応じて、搬送方向の解像度及び、駆動パルス制御を変更させることにより、ユーザが求める印刷速度に適正な印刷結果を提供することが可能である。また、ユーザ自身は様々な設定を行う必要がなく、画像データを送信し、搬送を動作させるだけでよいので、設定ミスなどによる印刷ミスが発生しにくく、効率のよい作業を行うことができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、上記で記述した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【００３６】
例えば、本実施の形態では、搬送速度に応じて、記録解像度、分割駆動間隔、駆動パルス幅を変更したが、制御する項目は三つと限るものではない。例えば、記録解像度と分割駆動間隔の二つを制御する、または、駆動パルスのみの制御する等、であってもよい。また、搬送速度に応じた各制御の変更を行うか否かをユーザにより選択できるようにしてもよい。例えば、搬送速度に応じて記録解像度を自動的に変更させるモードと、固定の解像度で記録を行うモードのどちらかを選択するなどである。
【００３７】
さらに、本実施の形態では印刷前に一度搬送速度を検出して制御を決定しているが、例えば印刷中に搬送速度を変更することが可能なシステムであれば、ページ毎、もしくはリアルタイムに搬送速度を検出してもよい。
【００３８】
また、本実施の形態ではモノクロの記録ヘッドを４本搭載した記録装置について説明したが、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローヘッドを搭載したフルカラー印刷機であっても、同様の制御を行うことができる。
【００３９】
また、本実施の形態では記録ヘッドの吐出口毎にヒータを設け、ヒータの熱によりインクに状態変化を起こさせて吐出口からインクを飛翔させる方式について説明したが、ノズルごとに設けられた圧電素子の体積変化によってインクを吐出させ印刷を行う方式であっても、記録解像度の変更や、分割駆動間隔の変更を同様の制御で実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る記録システムの要部を、外部装置であるホストコンピュータとともに示した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る記録装置の制御ハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る記録装置の記録制御の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における記録システムの制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における記録システムにおける搬送方向の記録解像度の設定についての説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における分割駆動間隔についての説明図（ａ）、記録ヘッドの駆動パルスの説明図（ｂ）である
【図７】駆動パルス制御の例として、ノズル近傍の温度と、搬送速度によるパルス調整量の変化を表した駆動パルス制御テーブルを示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００…記録システム
１０１…ホストコンピュータ
１０２…記録装置
１０３…ロータリエンコーダ
１０４，１０５，１０６，１０７…記録ヘッド
１０８…ＵＳＢケーブル
１０９…記録媒体検知センサ
１１０…搬送制御装置
１１１…搬送ローラ
１１２…記録媒体
２０１…制御部
２０５…イメージメモリ
２０６…各種モータ
２０８…コントローラ
２０９…制御回路
２１０…ヘッド駆動回路
２１１…モータドライバ
３０１，３０２，３０３，３０４…ラスタ描画
６００…分割駆動間隔
７００…駆動パルス
【図２】
2009018534.tif 000003
【図４】
2009018534.tif 000004
【図６】
2009018534.tif 000005
【図７】
2009018534.tif 000006
【図１】
2009018534.tif 000007
【図３】
2009018534.tif 000008
【図５】
2009018534.tif 000009