JPH03286874A - 印字タイミングの制御方式及びこれを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェット記録ヘッドを機械的に走査す
ることにより記録を行なう所謂シリアル型インクシェフ
１〜記録装置に係り、詳しくはインクドツトの形成位置
を精度良く制御可能な印字タイミングの制御方式及びこ
れを利用したインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 記録ヘッドを機械的に走査して印字を行なう所謂シリア
ル型プリンタにおいては、高品質の記録画像を得る上で
印字タイミング信号を画素密度に応じて正確に出力する
ことが必要である。

従来、この印字タイミング信号の出力を制ｉｎる方式と
しては、パルス信号の入力によって駆動するステッピン
グモータを用いて記録ヘッドの走査を行ない、上記パル
ス信号の入力に同期して印字タイミング信号を出力する
方式が多用されている。

しかし、この方式においては、ステッピングモータの動
作による記録ヘッドの移動量がパルス信号に正しく対応
していないと、パルス信号に同期して印字されたインク
ドツトは位置ずれを生じることとなり、特に、記録ヘッ
ドの駆動系にカタつきがある場合に顕著である。また、
記録ヘッドが重い場合にも上記インクドツトの位置ずれ
は生じ易く、４つの記録ヘッドのキャリッジへの搭載が
要求されるフルカラープリンタ等においては、その適用
が困難であるといった問題点も有している。

また、上記方式とは別に、記録ヘッドの走査位置を実際
に検出して印字タイミング信号を出力する方式が提案さ
れている。具体的には、リニアエンコーダを用いて記録
ヘッドが画素密度に応じた所定の単位距離を走行する毎
に位置検出信号を出力させ、この位置検出信号に同期し
て印字タイミング信号を出力するものである。

この第二の方式においては、記録ヘッドの実際の走査位
置に応じて印字タイミング信号が出力されるので、上記
第一の方式に比較して記録ヘッドの位置と印字を行なう
べき位置とを正しく対応させることができるといった利
点を有している。しかし、インクジェット記録法におい
ては、記録ヘッドから飛翔したインク滴が記録シートに
付着するまでに極僅かではあるが時間差があるため、印
字タイミング信号が印加された際の記録ヘッドの走査位
置と実際にインクドツトが形成される位置とには若干の
ずれが生じる。それ故、上記第二の方式をインクジェッ
トプリンタに適用した場合には、記録ヘッドの速度、イ
ンク滴の飛翔速度及び記録ヘッドと記録シートとの間の
ギャップ、以上三者の変動（よりインクドツトの形成位
置は不規則に変動してしまう。

更に、これとは別に特開昭６４−９０７６０Ｑに示され
る第三の方式が提案されている。具体的には、記録ヘッ
ドが所定の単位距離を走行する毎に記録ヘッドの走査速
度及び加速度を演算し、これに基づいて印字タイミング
信号の出力を行なって記録ヘッドの速度変動に伴なうイ
ンクドツトの位置ずれを防止しようとするものである。

しかし、この第三の方式にあっては、記録ヘッドの速度
変動に起因するインクドツトの位置ずれを防止するとい
った試みがなされているものの、インク滴の飛翔速度、
記録ヘッドと記録シートとの間のギャップ変動に関する
対応はなされておらず、この点においては上記第二の方
式同様、インクドツトの位置ずれを防止することはでき
ない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、所謂シリアル型のインクジェット
プリンタにおいて、記録ヘッドの走査速度、インク滴の
飛翔速度及び記録ヘッドと記録シートとの間のキャップ
、以上三者の変動に対応し、インクドツトを画素密度に
応じて正確に記録シート上に形成することか可能な印字
タイミングの制御方式を提供すると共に、この制御方式
を簡易な構成で実施可能な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］ 上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、本願発明者は
以下に示すような思考過程に基づいて本願発明を案出す
るに至った。

先ず、第５図に示すように、記録ヘッドＡと記録シート
Ｂとの間のギャップをＡ、記録へラドＡより飛翔するイ
ンク滴の飛翔速度をＶｄとしたとき、インク滴の発生か
らインクドツトＣの形成までに要する時間、すなわちイ
ンク滴の飛翔時間Ｔ１は、 Ｔ・−ｆ２／ｖ。

「 である。従って、記録ヘッドへの走査速度をＶ。

としたとき、印字タイミング信号の入力位置Ａ２からイ
ンクドツトＣの形成位置Ａ３との間には、ＶｏｘＴｐ＝
ａ で示される距離差ａが存在することとなる。しかし、イ
ンク滴の飛翔時間Ｔ・は上記数値１とＶｄ］ とが変化することにより変動するので、このａは一定値
ではない。

そこで、記録ヘッドＡが所定の単位距離（印字ピッチ）
を走行する毎に出力される位置検出信号の入力から印字
タイミング信号の出力に至るまでの間に遅れ時間Ｔｄ＠
設け、上記距離ａの変動に応じてこのＴｄを制御するこ
ととした。

従って、遅れ時間−「ｄの間に記録ヘッドが走行する距
離ｂ、すなわち、 ｂ＝Ｖ　　ｘＴｄ と、上記距離ａとの和が一定のとき、すなわち、Ｖｏ−
Ｔｉ＋Ｖｃ＃　”ｄ　＝ｃＯｎＳｔ；、　　Ｔｄ＝ｃＯ
ｎＳｔ　／　Ｖｃ　　ＴＨ・・・・・・（１）のときに
インクドツトを所定のピッチでムラ無く形成することが
できる。

このとき、印字ピッチをＰとすると位置検出信号の時間
間隔ＴＩ）は、 Ｔ　　＝Ｐ／Ｖ　　　　　・・・・・・（２）ｃ である。

その結果、上記（１）及び（２）式より、’、　　　Ｔ
ｐ１　＝Ｃｏｎｓｔ　”　Ｔｐ−Ｔｉが得られ、この式
を満足するように上記Ｔｄを制御することで、インクド
ツトを常に記録シート上の所定の位置に付着させること
が可能であるという結論に到達した。

そして、ｃｏｎｓｔ　＝　１としたとき、すなわちイン
クドツトの付着位置を位置検出信号の入力位置に対して
１ピッチ分ずらして印字を行なうのが、その実施土岐も
簡易であると判明した。

すなわち、本発明の印字タイミング制御方式は、上記結
論に基づいてなれたものであり、インクジェット記録ヘ
ッドが所定の単位距離を走行するのに要する時間Ｔｐを
検出する一方、印字タイミング信号に同期して上記記録
ヘッドより飛翔するインク滴の飛翔速度及び記録ヘッド
と記録シートとの間隙からインク滴の飛翔時間Ｔ・を演
粋し、ヘッドの位置検出信号の入力に対する印字タイミ
ング信号の出力の遅れ時間をＴｄとしたとき、Ｔｄ＝Ｔ
−ｐ−Ｔｐとなった時点で印字タイミング信号を出力す
ることをｖｆ徴とするものである。

また、この制御方式を用いた本発明のインクジェット記
録装置は、画像情報に応じてインク滴を発生し記録シー
ト上にインクドツトを形成するインクジェット記録ヘッ
ドと、この記録ヘッドを記録シートに沿って走査する走
査手段と、上記記録ヘッドが所定の単位距離を走行する
毎に位置検出信号を出力する位置検出手段と、上記位置
検出信号の出力される時間間隔Ｔｐを順次検出する時間
検出手段と、上記記録ヘッドと記録シートとの間隙及び
インク滴の飛翔速度に基づいてインク滴の飛翔時間Ｔ・
を演算する演算手段と、ヘッド位置検出信号の入力に対
する印字タイミング信号の出力の遅れ時間をＴｄとした
とき、Ｔｄ＝Ｔ　　−Ｔｉ　となった時点で印字タイミ
ング信号を出力する出力手段とからなることを特徴とす
るものである。

［作　用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

上記式に従って印字タイミング信号の出力を制御するこ
とにより、記録ヘッドの走行速度、インク滴の飛翔速度
及び記録ヘッドと記録シートとの間のギＶツブ、これら
三者の変動に影響を及ぼされること無く、常に所定のピ
ッチで記録シート上にインクドツトが形成される。

［実施例１ 以下、添付図面に基づいて本発明の印字タイミングの制
御方式及びこれを用いたインクジェット記録装置を詳細
に説明する。

第２図は本発明の制御方式が適用されるフルカラーイン
クジェット記録装置の概略を示すものであり、大きくは
、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの記録
ヘッド１と、これら記録ヘッド１を記録シート２に沿っ
て走査する走査手段３と、記録ヘッド１の走査位置を検
出する位置検出手段４と、位置検出手段４の出力する位
置検出信号の時間間隔Ｔｐを計測する時間検出手段５と
、記録ヘッド１より吐出されるインク滴の飛翔時間下・
を算出する演算手段６と、上記Ｔｐと１１とに基づき所
定のタイミングで印字タイミング信号を出力する出力手
段７とから構成されている。

先ず、上記走査手段３は、走査方向と平行に配設された
シャフト３１に案内され直線移動するキャリッジ３２と
、タイミングベルト３３を介して上記キャリッジ３２を
駆動するモーター３４とからなり、上記キャリッジ３２
上に各記録ヘッド１を搭載することで、プラテンロール
３５支持された記録シート２に沿って記録ヘッド１が走
査される。

また、上記位置検出手段４として本実施例では光学式の
リニアエンコーダを用いている。この光学式リニアエン
コーダ４は、第３図に示すように、印字ピッチＰに対応
して異なる反射率の領域が交互に配列されたラダーパタ
ーンを有するタイミングリボン４１と、上記ラダーパタ
ーンを読取るフォトセンサ４２とから構成されており、
記録ヘッド１の走査に伴ないキャリッジ３２に固定され
たフォトセンサ４２が走査方向と平行に配設されたタイ
ミングリボン４１を読み取って、１印字ピッチ移動する
毎に位置検出信号を出力する仕組みとなっている。

更に、上記演算手段６は、第４図に示されるように記録
ヘッド１の側面に取り付けられ、記録ヘッド１と記録シ
ート２との間のギャップ五を検出する非接触レーザー変
位計６１と、記録ヘッド１の温度を検出する温度センサ
６２とを有してあり、これら変位計６１及びセンサ６２
の検出値に基づいてインクの飛翔速度ｖｄ、インク滴の
飛翔時間Ｔｐをルックアップテーブルを構成するＲＯＭ
６３によって演算するものである。尚、インク滴の飛翔
速度は、記録ヘッドの温度に依存するインク粘度により
変動するので、例えば、記録ヘッドが高温である場合、
インク粘度の低下からその速度は高速となる。

次に、本実施例の具体的制御動作について第１図のブロ
ック線図を用いて説明する。

先ず、記録ヘッド１の走査に伴ないリニアエンコーダ４
より出力された位置検出信号は、υｐカウンタ５１及び
基準クロック５２により構成される時間検出手段５に入
力される。ｕｐカウンタ５１は当該信号の入力よってク
リアされ、次の位置検出信号の入力までの時間のカウン
トを開始する。

次に、記録ヘッド１が１印字ピッチ移動すると、再度位
置検出信号がｕｐカウンタ５１に入力され、それまでの
カウントデータが出力手段７のＤｏｗｎカウンタ７１に
ロードされると共に、ｕｐカウンタ５１はクリアされて
次のデータのカウントを開始する。このとき、Ｄｏｗｎ
カウンタ７１にロードされたデータは、記録ヘッド１が
１印字ピッチを移動するのに要した時間Ｔ０に相当する
。

一方、演算手段６では、レーザ変位計６１より出力され
る記録ヘッド１と記録シート２との間のギャップＡの値
と、温度センサ６２より出力される記録ヘッド温度がＲ
ＯＭ６３に入力され、インク滴の飛翔時間Ｔｉが演算さ
れて出力される。

出力手段７においては、Ｄｏｗｎカウンタ７１にロード
されたＴｐのデータが直ちにダウンカウントされる。そ
して、ダウンカウント中のデータはコンパレータ７２に
より演算手段６から出力される１−のデータと常時比較
され、Ｔ・と一致すると印字タイミング信号か出力され
る。即ち、出力手段７ては、位置検出信号の入力によっ
てＴｐの値をダウンカウントしていき、Ｄｏｗｎカウン
タ７１の残数かＴ１と等しくなった時点で印字タイミン
グ信号か出力されるのである。

従って、ダウンカウント数をＴｄとすれば、Ｔｄ　＝Ｔ
ｐ　−Ｔ という式か成立し、このような印字タイミング信Ｑ＋、
：ｌづき飛翔したインク滴は、ダウンカウント闘始時の
位置検出信号の出力位置から１印字ピッチ分ずれて記録
シート２に付＠することとなる。

そして、本実施例のインクジェット記録装置では、この
ような動作を繰り返すことにより、インク滴か位置検出
手段４のタイミングベルト４１のパターン密度に対応し
て記録シート２上に付着するので、画素密度に正確に対
応したムラの無い記録画像を得ることができるものであ
る。

尚、本実施例においては、位置検出手段４として光学式
リニアエンコーダを使用したか、これに限られる必要は
無く、磁気式のもの等に適宜設Ｓ１変更しても差し支え
無い。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の印字タイミングの制
御方式によれば、記録ヘッドの位置検出信号の入力に対
する印字タイミング信号の出力の遅れ時間を、インク滴
の飛翔時間と記録ヘッドの走査速度との関係から所定の
関係式に基づいて変動させてやることにより、記録ヘッ
ドの走行速度、インク滴の飛翔速度及び記録ヘッドと記
録シートとの間のキャップ、これら三者の変動に影響を
及ぼされること熱く、常に所定のピッチで記録シート上
にインクドツトが形成されるので、インクドツトを画素
密度に応じて極めて正確に形成することが可能である。

また、このような印字タイミングの制御方式は極めて簡
易な回路構成でその実現が可能であり、この制御方式を
用いたインクジェット記録装置は、記録画像の高品位化
及びコストダウンの両立を図ることか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印字タイミングの１１１１１１方式の
具体的実施例を示すブロック線図、第２図は本発明を適
用可能なインクジェット記録装置の概略を示す斜視図、
第３図は位置検出手段の戦略を示す斜視図、第４図は演
算手段を構成する非接触レーザ変位計の配設状態を示す
説明図、第５図は本発明の１Ｊｌ［１方式における印字
動作を示す説明図である。 ［符号説明］ １：記録ヘッド ３：走査手段 ４：位置検出手段（リニアエンコーダ）５：時間検出手
段　　６：演算手段 ７：出力手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクジェット記録ヘッドが所定の単位距離を走
   行するのに要する時間Ｔ＿ｐを検出する一方、印字タイ
   ミング信号に同期して上記記録ヘッドより飛翔するイン
   ク滴の飛翔速度及び記録ヘッドと記録シートとの間隙か
   らインク滴の飛翔時間Ｔ＿ｉを演算し、ヘッドの位置検
   出信号の入力に対する印字タイミング信号の出力の遅れ
   時間をＴ＿ｄとしたとき、Ｔ＿ｄ＝Ｔ＿ｐ−Ｔ＿ｉとな
   つた時点で印字タイミング信号を出力することを特徴と
   する印字タイミング制御方式。
2. （２）画像情報に応じてインク滴を発生し記録シート上
   にインクドットを形成するインクジェット記録ヘッドと
   、この記録ヘッドを記録シートに沿つて走査する走査手
   段と、上記記録ヘッドが所定の単位距離を走行する毎に
   位置検出信号を出力する位置検出手段と、上記位置検出
   信号の出力される時間間隔Ｔ＿ｐを順次検出する時間検
   出手段と、上記記録ヘッドと記録シートとの間隙及びイ
   ンク滴の飛翔速度に基づいてインク滴の飛翔時間Ｔ＿ｉ
   を演算する演算手段と、ヘッド位置検出信号の入力に対
   する印字タイミング信号の出力の遅れ時間をＴ＿ｄとし
   たとき、Ｔ＿ｄ＝Ｔ＿ｐ−Ｔ＿ｉとなるように印字タイ
   ミング信号を出力する出力手段とからなることを特徴と
   するインクジェット記録装置。