JPH10230604A

JPH10230604A - 記録装置及び記録制御方法

Info

Publication number: JPH10230604A
Application number: JP3632997A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kamuragi; 義明冠木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッドの速度変動の影響を受けず高品位
な記録を行うことができる記録装置及び記録制御方法を
提供する。【解決手段】記録ヘッドユニットを往復移動させなが
ら記録媒体に記録を行う際、その記録ヘッドの移動方向
に関する記録ヘッドの位置をリニアエンコーダを用いて
検出しながら、その記録ヘッドの移動領域にわたり記録
ヘッドユニットの移動速度を速度検出回路によって検出
する。そして、その検出された記録ヘッドの移動速度と
記録ヘッドの移動速度の標準値とを比較し、記録ヘッド
の移動領域にわたり記録ヘッドの移動速度の変動を求
め、その速度変動に基づいて、記録ヘッドユニットの移
動速度が標準値よりも速い場合には記録タイミングを速
め、遅い場合には記録タイミングを遅延させるよう制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置及び記録制
御方法に関し、特に、記録ヘッドを往復走査して、記録
媒体に画像を記録する記録装置及び記録制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタは、記録方式の違いにより大き
く２種類に分類できる。

【０００３】１つはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）に
代表されるような、ビーム光を感光体に照射し、その感
光体上に集光されるスポットによって画像を１画素ずつ
記録する方式であり、もう１つはシリアルプリンタやフ
ルラインプリンタに代表されるような、複数の記録要素
を有した記録ヘッドを用いてその全記録要素を同時に駆
動するか或は幾つかのブロックに分割して複数画素を同
時に記録する方式である。

【０００４】さて、シリアルプリンタの場合、記録ヘッ
ドを走査する時の速度変動によらず記録精度を向上させ
るために、記録ヘッドの走査時に記録タイミングを発生
させるリニア式又はロータリー式のエンコーダを備える
ものがあり、特開昭５１−７１６２号、特開昭６０−１
５４０８１号などにこの技術構成が開示されている。

【０００５】図７は、記録ヘッドユニットに設けられた
インクを吐出するノズルの構成を示す図である。ここで
は説明を簡単にするため、２色のインクを吐出する各１
６個のノズルを備えた２つの記録ヘッドのノズル構成を
示している。後述するが、夫々のノズルにはインクを加
熱するために１つずつのヒータが備えられている。

【０００６】図７において、５０１は第１の記録ヘッ
ド、５０２は第２の記録ヘッドであり、双方とも記録ヘ
ッドの走査方向に関して、ノズルの配列方向が垂直より
やや傾いた状態（図７では１ノズルピッチ（１ドット）
分）で実装され、２つの記録ヘッドのノズル列は、ｍド
ット分の間隔が開けられている。また、Ｎ５０１は、第
１の記録ヘッド５０１の１つのノズル口を示すもので、
これと同様のものが第１のヘッド５０１には１６個装着
されている。第２の記録ヘッド５０２についても同様で
あり、これらのノズルから記録位置に対応してインク液
滴が吐出される。

【０００７】図８は、図７に示した第１の記録ヘッド５
０１内部の論理回路の構成を示すブロック図である。な
お、第１の記録ヘッド５０１と第２の記録ヘッド５０２
の論理回路の構成は共通である。

【０００８】図８において、６０１は第１の記録ヘッド
５０１内部の論理回路構成全体、２０６はノズルからイ
ンク液滴を吐出させる為のヒータ（HT1-1,HT1-2,……,H
T4-4）、２０２はプリンタの制御回路からのデータクロ
ック信号（ＩＤＣＬＫ）に同期して入力された記録デー
タ信号ＩＤＡＴＡを取り込み、シリアル／パラレル変換
を行う１６ビットのシフトレジスタ、２０３は１６ビッ
トシフトレジスタ２０２からの出力を制御回路からのラ
ッチクロック信号（ＬＴＣＬＫ）の立ち上がりに同期し
て取り込む１６ビットラッチである。ここで、１つのヒ
ータ（例えば、ヒータHT1-1）が１つのノズル（例え
ば、ノズルＮ５０１）内に実装される。

【０００９】また、２０４は、１６ビットラッチ２０３
から出力されているデータ信号と、ヒータ２０６を駆動
する為の制御回路から出力されたヒートイネーブル信号
（ＨＥＮＢ）と、第１の記録ヘッド５０１のノズルを４
分割して駆動するために制御回路から出力されたブロッ
クイネーブル信号であるＢＬＫＥＮＢ＜１＞、ＢＬＫＥ
ＮＢ＜２＞、ＢＬＫＥＮＢ＜３＞、ＢＬＫＥＮＢ＜４＞
の１つとの論理積を演算するＡＮＤゲート、２０５はヒ
ータ２０６を印加された電圧ＶHを用いて駆動するパワ
ートランジスタである。なお、ＧＮＤは接地である。

【００１０】図９は、図７〜図８で説明した第１の記録
ヘッド５０１の各信号のタイミングを説明するタイムチ
ャートである。ここでは、第１の記録ヘッド５０１の制
御タイミングのみを示しているが、第２の記録ヘッド５
０２も、第１の記録ヘッド５０１と同様のタイミングで
動作する。

【００１１】以下、図９を参照して、第１の記録ヘッド
５０１の動作について説明する。

【００１２】まず、プリンタのリニアエンコーダにより
検出された記録ヘッドユニットを搭載するキャリッジの
位置に基づいて生成されたＥＮＣＬＫ信号の立ち上がり
に同期して、ＬＴＣＬＫ信号により１６ビットシフトレ
ジスタ２０２の出力データが１６ビットラッチ２０３に
保持される。

【００１３】その後、次の記録データ（ＩＤＡＴＡ（D
1,D2,…,D16））がデータクロック信号（ＩＤＣＬＫ）
に同期して１６ビットシフトレジスタ２０２に入力され
る。また、同時に、全１６個のヒータを４個ずつ４ブロ
ックに分けて選択するＢＬＫＥＮＢ＜１＞信号、ＢＬＫ
ＥＮＢ＜２＞信号、ＢＬＫＥＮＢ＜３＞信号、ＢＬＫＥ
ＮＢ＜４＞信号及びヒータ２０６を駆動する時間を制御
するＨＥＮＢが両者同時に出力される。

【００１４】このようなタイミング制御により、１６個
のヒータの内、最初にHT-1, HT1-2,HT1-3, HT1-4の４つ
のヒータが、その次にHT2-1, HT2-2, HT2-3, HT2-4の４
つのヒータが、さらに続いてHT3-1, HT3-2, HT3-3, HT3
-4の４つのヒータが、最後にHT4-1, HT4-2, HT4-3, HT4
-4の４つのヒータというように、各ブロック順に各々の
ブロックに属するヒータが駆動される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、記録ヘッドのヒータを複数ブロックに分割して
駆動しているために、ブロック間で一定の記録時間差が
生じる。一方、記録ヘッドを搭載するキャリッジの移動
速度は完全に一定ではなく、通常数％〜数１０％の速度
変動を伴っている。

【００１６】従って、キャリッジの速度変動に影響を受
けるエンコーダパルスに同期し、一定の時間差を持って
記録する従来の記録制御では、記録された画像に於て周
期的な記録ムラが発生するという問題がある。

【００１７】上述の特開昭５１−７１６２号、特開昭６
０−１５４０８１号に於てはその速度変動に対する補正
方法が提案されているが、キャリッジモータのコギン
グ、キャリッジの急激な負荷変動等、周期の短い又は突
発的な速度変動には対応できなかった。

【００１８】このような理由から、複数個の記録ヘッド
を一定距離間隔を置いてキャリッジ移動方向に沿って配
置した構成の記録ヘッドユニットを用いてカラー記録を
行うプリンタを用いて記録した画像には、図１０に示す
ように各色インクによって記録されるドット間の位置ず
れがより顕著に発生し、画像品質の低下を招いていた。

【００１９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの速度変動の影響を受けず高品位な記録
を行うことができる記録装置及び記録制御方法を提供す
ることを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

【００２１】即ち、記録ヘッドを往復移動させながら記
録媒体に記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッド
の移動方向に関する前記記録ヘッドの位置を検出する位
置検出手段と、前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記
記録ヘッドの移動速度を検出する速度検出手段と、前記
速度検出手段によって検出された前記記録ヘッドの移動
速度と前記記録ヘッドの移動速度の標準値とを比較し、
前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記記録ヘッドの移
動速度の変動を求める速度変動算出手段と、前記速度変
動算出手段によって算出された速度変動に基づいて、前
記記録ヘッドによる記録タイミングを制御する記録制御
手段とを有することを特徴とする記録装置を備える。

【００２２】ここで、上記の位置検出手段は、記録ヘッ
ドの移動方向に沿って平行に配置され、所定間隔でスリ
ットが設けられたスケールと、その記録ヘッドとともに
移動し、スケールのスリットを読み取る、例えば、フォ
トインタラプタのような読み取り手段と、その読み取り
手段によってスリットを読み取るたび毎に第１のパルス
を発生するパルス発生手段とを含むことが望ましい。

【００２３】また、上記の速度検出手段は、第１のパル
ス間隔をそのパルス周期よりはるかに短い第２のパルス
を用いてカウントすることにより、記録ヘッドの移動速
度を求めると良い。

【００２４】さて、上記の記録制御手段は、記録ヘッド
の移動速度が標準値より速い場合には所定の記録タイミ
ングより速く記録ヘッドに記録動作を行なわせ、一方、
記録ヘッドの移動速度がその標準値より遅い場合には所
定の記録タイミングより遅く記録ヘッドに記録動作を行
なわせるよう制御すると良い。

【００２５】以上のような制御は、その記録制御手段
が、記録ヘッドの記録動作に先立って記録ヘッドを移動
領域全域にわたって移動させ、その記録ヘッドの移動速
度の変動を求め、その移動速度の変動に基づいて、記録
ヘッドによる記録タイミングを遅延させたり、速めたり
する補正値を求め、その求められた補正値を記憶手段に
格納しておくことによって達成される。この場合、その
補正値を、記録装置への電源投入時や記録媒体各頁への
記録毎に求めると良い。

【００２６】さらに、記録ヘッドをキャリッジに搭載
し、そのキャリッジを往復移動させるキャリッジモータ
を備えた移動手段を有し、上記の標準値は、そのキャリ
ッジモータの仕様やキャリッジの移動長などの仕様に基
づいて定められるようにしても良い。

【００２７】なお、上記の記録ヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドでも良いし、
或は、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘ
ッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生する
ための熱エネルギー変換体を備えていても良い。

【００２８】また他の発明によれば、記録ヘッドを往復
移動させながら記録媒体に記録を行う記録制御方法であ
って、前記記録ヘッドの移動方向に関する前記記録ヘッ
ドの位置を検出する位置検出工程と、前記記録ヘッドの
移動領域にわたり前記記録ヘッドの移動速度を検出する
速度検出工程と、前記速度検出工程において検出された
前記記録ヘッドの移動速度と前記記録ヘッドの移動速度
の標準値とを比較し、前記記録ヘッドの移動領域にわた
り前記記録ヘッドの移動速度の変動を求める速度変動算
出工程と、前記速度変動算出工程において算出された速
度変動に基づいて、前記記録ヘッドによる記録タイミン
グを制御する記録制御工程とを有することを特徴とする
記録制御方法を備える。

【００２９】以上の構成により本発明は、記録ヘッドを
往復移動させながら記録媒体に記録を行う際、その記録
ヘッドの移動方向に関する記録ヘッドの位置を検出しな
がら、その記録ヘッドの移動領域にわたり記録ヘッドの
移動速度を検出し、その検出された記録ヘッドの移動速
度と記録ヘッドの移動速度の標準値とを比較し、記録ヘ
ッドの移動領域にわたり記録ヘッドの移動速度の変動を
求め、その速度変動に基づいて、記録ヘッドによる記録
タイミングを制御するよう動作する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明の代表的な実施形態であるイ
ンクジェット方式に従って記録を行うカラープリンタ
（以下、プリンタという）の機構概略を示す図である。
図１において、１０１はブラック（ＢＫ）インク、シア
ン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロ（Ｙ）
インク各々を吐出して記録を行う４つの記録ヘッドが一
体的に実装されている記録ヘッドユニット、４０４〜４
０７は各々、ＢＫインク、Ｃインク、Ｍインク、Ｙイン
クを貯溜するインクタンク、４０３は記録ヘッドユニッ
ト１０１とインクタンク４０４〜４０７を搭載するキャ
リッジである。また、インクタンク４０４〜４０７各々
の内部には繊維質状或は多孔質状のインク吸収体が備え
られており、これらのインク吸収体によってインクが保
持される。

【００３２】これらのインクタンク１つ１つと記録ヘッ
ドユニット１０１とは分離可能な構成であり、各々のイ
ンクタンクのインクが空になったとき、新しいものと交
換することができる。

【００３３】また、４０１はキャリッジ４０３の位置を
検出するリニアエンコーダのスケール部、４０２はリニ
アエンコーダの検出部、４０８、４０９は各々、キャリ
ッジ４０３を保持するキャリッジガイド軸、４１０はキ
ャリッジ４０３をキャリッジガイド軸４０８、４０９に
沿ってＰＴ方向とＣＲ方向とに往復走査させるキャリッ
ジベルト、４１１はキャリッジベルト４１０を介してキ
ャリッジ４０３を往復走査させる駆動源であるキャリッ
ジモータ、４１２は記録ヘッドユニット１０１に後述す
る制御回路により生成された記録データを転送したり、
記録ヘッドの制御信号を送るフレキシブルプリント板
（以下、ＦＰＣと記す）、４１４は記録媒体となる記録
用紙、４１３は記録ヘッドユニット１０１の走査方向と
は垂直方向（矢印ａの方向）に記録用紙４１４を搬送す
る搬送ローラである。

【００３４】なお、記録ヘッドユニット１０１には各色
インクによる記録のために、図７に示すような構成のノ
ズル列が４列、キャリッジ移動方向に設けられており、
それぞれの列のノズルからインクを吐出させるために図
８に示すような構成の論理回路が設けられている。従っ
て、以下の説明でその論理回路を駆動について説明する
ことが必要なときには、図８や図９に示した構成要素や
制御信号を参照する。

【００３５】さらに、記録ヘッドユニットをインクタン
クの構成としては、上述のような記録ヘッドユニットと
インクタンクとが分離可能な構成の他に、図２に示すよ
うな構成の記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを一
体化したインクジェットカートリッジＩＪＣでもよい。

【００３６】即ち、図２に示す構成のインクジェットカ
ートリッジＩＪＣは、複数の吐出口５００を有した記録
ヘッドＩＪＨと記録ヘッドＩＪＨに供給するためのイン
クを保持したインクタンクＩＴとを一体化している。イ
ンクジェットカートリッＩＪＣには、これがキャリッジ
４０３に搭載されたときにキャリッジ４０３側からの電
気信号を受け取るための電気的コンタクトが設けられて
おり、この電気信号によって記録ヘッドＩＪＨが駆動さ
れる。

【００３７】図３は、図１に示したプリンタの制御回路
の構成を示すブロック図である。

【００３８】図３において、２１はプリンタ全体を制御
するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、２４はＭＰＵ２１
が実行する制御プログラムや文字コードをビットイメー
ジデータに変換するためのフォントデータを格納するＲ
ＯＭである。ホストコンピュータ（以下、ホストとい
う）２０から送られる記録データやプリンタの動作を制
御するコマンドは、セントロニクスインタフェースまた
はシリアルインタフェースなどの公知のインタフェース
回路から構成される記録データ受信部２２で受信し、そ
の後受信バッファが設けられたＲＡＭ２３に転送され
る。

【００３９】ＭＰＵ２１は、ＲＡＭ２３の受信バッファ
に転送された記録データを読み取り、記録ヘッドユニッ
ト１０１で記録可能なイメージデータに変換して、これ
をＲＡＭ２３にプリントバッファに書き込む。この時、
ホスト２０から転送される記録データがＡＳＣＩＩコー
ドやＥＢＣＤＩＣコードなどで表現された文字や記号コ
ードの場合には、ドットマトリックス方式で記録できる
ように、ＭＰＵ２１は、ＲＯＭ２４に格納されたフォン
トデータを用いてそのコードデータをビットイメージデ
ータに変換する。

【００４０】図４は、制御回路で用いる各種制御信号の
タイムチャートである。図４において、各信号を示す参
照番号は、図３に示された同じ番号に対応する。

【００４１】さて、再び図３に戻って説明を続けると、
キャリッジ４０３の移動に伴い、キャリッジ４０３の移
動方向に平行に設けられたリニアエンコーダのスケール
部４０１のスリットを、リニアエンコーダの検出部４０
２で読み取ることによって発生した信号３０１と、信号
３０１とは位相が９０°ずれた信号３０２が検出回路２
５に入力される。検出回路２５は、信号３０１、３０２
に基づいて、図４に示すような方向信号３０３、カウン
トパルス３０４を生成し、位置カウンタ２６に出力す
る。そして、これらの情報は位置カウンタ２６を介し
て、記録ヘッド１０１の位置情報としてＭＰＵ２１に読
み込まれる。

【００４２】ここでいう方向信号３０３とはキャリッジ
４０３の移動方向を示す信号であり、キャリッジ４０３
が例えばＰＴ方向に移動するときには“Ｈ（ハイレベ
ル）”となり、一方、ＣＲ方向に移動するときには“Ｌ
（ローレベル）”となる。また、カウントパルス３０４
とはリニアエンコーダの検出部４０２がリニアエンコー
ダのスケール部４０１のスリットを読み取る度毎に発生
するパルス信号である。

【００４３】また、カウントパルス３０４は、公知のタ
イマ回路から構成される遅延回路２７を介して、ＭＰＵ
２１が設定した既定時間（Ｔ）だけ遅延されて、ヒート
トリガ信号３０５としてヘッド制御回路２８に入力され
る。ヘッド制御回路２８では、ヒートトリガ３０５信号
の立ち上がりに同期して、公知のタイマ回路により、既
定幅のヒート信号（ＨＥＮＢ）を記録ヘッドユニット出
力する。また、カウントパルス３０４は、ＭＰＵ２１に
割り込み信号として入力され、この割り込みによりＭＰ
Ｕ２１は、ヘッド制御回路２８に設けられた記録データ
のレジスタに記録データを書き込む。ヘッド制御回路２
８は、リニアエンコーダからの出力に基づいて生成され
たカウントパルス３０４から既定時間（Ｔ）遅延したヒ
ートトリガ信号３０５に同期して、記録ヘッドユニット
１０１に内蔵された論理回路に、図９で示したタイミン
グで各種信号を出力し、記録動作を実行する。

【００４４】この実施形態では、上述した遅延回路２７
及びヘッド制御回路２８はインク各色に対応した記録ヘ
ッドごとに設けられているので、各色ごとに独立した記
録制御を行うことが可能である。

【００４５】さらに、カウントパルス３０４は、速度検
出回路２９に入力される。速度検出回路２９は、カウン
トパルス３０４の立ち上がりから次の立上りまでの間
を、その周期に比べて十分に速いクロックを用いてカウ
ントし、そのカウント数により、キャリッジの移動速度
を検出する。

【００４６】ＭＰＵ２１は、位置カウンタ値及びキャリ
ッジ移動速度を所定時間間隔でチェックし、そのチェッ
ク結果に基づいて、モータ制御回路３０を介してキャリ
ッジモータ４１１に加えるパワーをＰＷＭ（パルス幅変
調）駆動により、キャリッジの移動速度が一定速度にな
るようにフィードバック制御する。

【００４７】図５は、キャリッジ４０３の速度変動によ
り記録ヘッドから吐出されるインク液滴の記録紙面上に
おける記録位置のずれを示した図である。

【００４８】図５において、（ａ）はキャリッジ４０３
が所定速度（ｖ＝ｖ１）でｘ方向に移動している時、
（ｂ）はキャリッジ４０３が所定速度（ｖ＝ｖ１）より
速い速度でｘ方向に移動している時、（ｃ）はキャリッ
ジ４０３が所定速度（ｖ＝ｖ１）より遅い速度でｘ方向
に移動している時を示している。また、図５の例におい
て、記録紙面からｙだけ離れたヘッド吐出点Ａから速度
（ｖ２）でインク液滴を吐出すると、記録紙上における
到達点はＡ点に於けるキャリッジ４０３の移動速度とイ
ンク吐出速度とのベクトル和で決定される。

【００４９】今、記録ヘッドと記録紙との間の距離がキ
ャリッジ移動方向にわたって変化せず、かつ、インク吐
出速度（ｖ２）が変化しないと仮定すると、（１）Ａ点
におけるキャリッジ速度（ｖ）が所定値（ｖ１）より速
い場合（ｖ＞ｖ１）、インク液滴の到達点は図５の
（ｂ）で示すように、正規到達点Ｂより右にズレたＢ1
の位置になり、（２）Ａ点におけるキャリッジ速度
（ｖ）が所定値（ｖ１）より遅い場合（ｖ＜ｖ１）、イ
ンク液滴の到達点は図５の（ｃ）で示すように、正規到
達点Ｂより左側にズレたＢ2の位置になってしまう。

【００５０】従って、キャリッジの移動速度の変化によ
らず、記録紙におけるインク液滴の到達位置を正規到達
点Ｂにあわせるためには、キャリッジ速度が速い時は、
正規吐出点Ａよりも左のＡ1の位置で吐出する、即ち、
速度差（ｖ−ｖ１）に対応する時間前に吐出を開始する
よう制御する。一方、キャリッジ速度が遅い時は、正規
吐出点Ａよりも右側のＡ2の位置で吐出する、即ち、速
度差（ｖ１−ｖ）に対応する時間後に吐出を開始するよ
う制御すれば良い。

【００５１】以上のような構成により、キャリッジ移動
時の、キャリッジモータ４１１のコギング等による速度
変動を計測し、その計測結果により、エンコーダからの
出力信号に基づいて生成されるヒートパルスの発生タイ
ミングを時間的に前後させることにより、各色インクに
対応した記録ヘッドより吐出されるインク液滴の到達位
置を記録紙面上で一致させるように制御することが可能
となる。

【００５２】次に、図６に示すフローチャートを参照し
て、上記の構成のプリンタが実行する記録制御動作につ
いて説明する。なお、この実施形態では、記録ヘッドユ
ニット１０１に４つの記録ヘッドが搭載されている構成
となっているが、ここでは説明を簡単にするために、１
つの記録ヘッドからの記録動作のみを考える。

【００５３】装置の電源投入後、まずステップＳ６０１
ではプリンタの初期設定を行う。

【００５４】この時、キャリッジ４０３、即ち、記録ヘ
ッドユニット１０１が、フォトインタラプタ（不図示）
等で構成されるホームポジションにあるとき、位置カウ
ンタ２６の値を“０”にリセットする。これ以降、位置
カウンタ２６は、キャリッジ４０３がリニアエンコーダ
のスケール部４０１の各スリットを通過する度ごとに検
出回路２５から出力されるカウント信号３０４の立上り
エッジの検出タイミングで、そのカウント値を更新し、
記録ヘッドユニット１０１の絶対位置を認識する。この
時、キャリッジ４０３の移動方向により方向信号３０３
のレベルが切り替わる。即ち、キャリッジ４０３がＰＴ
方向に移動するときにはそのレベルは“Ｈ”に、ＣＲ方
向に移動するときにはそのレベルは“Ｌ”になる。そし
て、方向信号３０３のレベルが“Ｈ”であるときには、
位置カウンタ２６の値はカウント信号３０４の立上りエ
ッジの検出タイミングで“＋１”され、方向信号３０３
のレベルが“Ｌ”であるときには同じタイミングで“−
１される。

【００５５】そして、初期設定終了後、記録可能エリア
全域にわたるキャリッジ４０３の速度変動を測定する。

【００５６】ステップＳ６０２では、キャリッジ４０３
が記録動作時と同じ一定速度となるようにキャリッジモ
ータ４１１を制御しながら駆動する。これによって、キ
ャリッジ４０３から移動し始める。続いて、ステップＳ
６０３でキャリッジ４０３が記録可能エリアに達したこ
とを検出したなら、処理はさらにステップＳ６０４に進
み、リニアエンコーダのスケール部４０１の分解能（ス
リット間隔）で出力されるカウントパルス３０４毎にＭ
ＰＵ２１に割り込みが入り、ＭＰＵ２１は速度検出回路
２９のクロックカウント値、即ち、キャリッジ４０３の
移動速度を読み込む。

【００５７】次に処理はステップＳ６０５において、読
み込んだ速度（計測速度：ｖm）と所定速度（ｖ0：これ
は、キャリッジモータの仕様やキャリッジ走査長などか
ら設計時に求められる）との偏差を求め、その偏差に相
当するカウントパルス３０４からのづれ量を算出し、そ
の算出値をＲＡＭ２３に書き込む。このようにして算出
された値に基づいて、実際の記録動作では、キャリッジ
の移動路において、（ｖm−ｖ0）＞０である場所では、
位置カウンタ２５によってカウントパルス３０４から求
められる位置での記録動作を速めるよう制御する。これ
に対して、（ｖm−ｖ0）＜０である場所では、算出され
た値に基づいて、位置カウンタ２５によって求められる
位置での記録動作を遅延させるよう制御する。この記録
動作を速めたり或は遅延させたりする値は、先述のよう
に、キャリッジの移動速度、インクの飛翔速度、ヘッド
ノズル面から記録紙面までの距離、及び、偏差からベク
トル計算により求めることができる。

【００５８】以上のような計測と算出とはカウントパル
ス３０４が入力される度に行う。従って、各計測と算出
が終了すると、処理はステップＳ６０６に進み、キャリ
ッジ４０３が記録可能領域の外に移動したかどうかを調
べ、記録可能領域内であれば処理はステップＳ６０４に
戻り、記録可能領域外にでたと判断されれば処理はステ
ップＳ６０７に移動して、キャリッジをホームポジショ
ンに移動させる。

【００５９】以上のような処理によって、キャリッジの
速度変動に伴う補正値が求められると、処理は実際の記
録データに基づく記録動作に移る。

【００６０】処理はステップＳ６０８において、プリン
タがオンライン（ＯＮＬＩＮＥ）状態になったことを確
認すると、処理はステップＳ６０９に進み、ホスト２０
から記録データを受信する。そして、ステップＳ６１０
で記録ヘッド１走査分（１ライン分）の記録データの準
備が整い、受信データが記録可能状態になったと判断さ
れれば、処理はステップＳ６１１に進む。

【００６１】ステップＳ６１１では、キャリッジモータ
４１１を駆動し、キャリッジ４０３を所定の速度でホー
ムポジションからＰＴ方向に移動を開始する。

【００６２】次にステップＳ６１２では、エンコーダ出
力であるＥＮＣＬＫ信号をカウントし、実際の記録位置
よりＥＮＣＬＫ信号で１クロック前のタイミングで記録
動作のタイミングを変化させる補正値を、遅延回路２７
内の遅延値設定用レジスタにセットする。さらに、ステ
ップＳ６１３でヘッド制御回路２８内に設けられた１６
ビットシフトレジスタに記録データを書き込む。さらに
ステップＳ６１４では、図９で示したタイミングで転送
クロック（ＩＤＣＬＫ）に同期して記録データをシリア
ルデータ（ＩＤＡＴＡ）として図８に示すような記録ヘ
ッドの１６ビットシフトレジスタ２０２に転送する。

【００６３】このようにして記録ヘッドに記憶された記
録データを用い、処理はステップＳ６１５において、図
４に示すカウントパルス３０４と遅延回路２７内に設定
された遅延時間に従ってヒートトリガ信号３０５を発生
し、そのヒートトリガ信号３０５の発生を契機として生
成されるラッチ信号（ＬＴＣＬＫ）により記録データを
１６ビットラッチ２０３にラッチして、図７に示すよう
なタイミングで記録ヘッドを駆動して記録動作を実行す
る。

【００６４】このとき、その記録位置におけるキャリッ
ジ移動速度が（ｖm−ｖ0）＞０であれば、実際の記録位
置よりＥＮＣＬＫ信号で１クロック前のクロックより遅
延値設定用レジスタにセットされた値だけ記録動作のタ
イミングを遅延させ、その記録位置におけるキャリッジ
移動速度が（ｖm−ｖ0）＜０であれば、実際の記録位置
に対応するＥＮＣＬＫ信号のクロックより遅延値設定用
レジスタにセットされた値だけ記録動作のタイミングを
遅延させる。

【００６５】次に処理はステップＳ６１６でキャリッジ
位置が記録可能領域の外にあるかどうか、即ち、記録ヘ
ッド１走査（１ライン）分の記録が終了したかどうかを
調べる。ここで、記録ヘッド１走査分の記録が終了して
いないと判断されれば処理はステップＳ６１２に戻り、
次の記録位置における記録を行うが、１走査分の記録が
終了したと判断されれば処理はステップＳ６１７に進
み、キャリッジモータ４１１の駆動を停止し、記録紙を
記録ヘッドの記録幅だけａ方向に搬送し、その後、処理
はステップＳ６０８に戻る。

【００６６】以上の説明は説明を簡単にするため記録ヘ
ッドユニットの１つの記録ヘッドによる記録に注目した
が実際には４つの記録ヘッドすべてに対して補正値に基
づく記録タイミングの制御を行うことは言うまでもな
い。

【００６７】従って以上説明した実施形態に従えば、キ
ャリッジの走査方向に交差する方向に複数の記録要素を
持つ記録ヘッドを備えたプリンタにおいて、記録前にキ
ャリッジの速度変動を各記録画素位置毎に計測し、その
計測結果により、記録位置毎にキャリッジ速度変動を補
正するように補正値を求め、実際の記録動作ではその補
正値に基づいて記録タイミングを変化させることができ
る。これによって、キャリッジの速度変動による記録位
置のづれが補正され、たとえ、キャリッジの移動速度が
変化するとしても、正規な位置にインクが記録され、高
品位な記録画像を得ることができる。

【００６８】なお、上記実施形態では、キャリッジの速
度変動の補正値を記録位置全ての位置でＲＡＭに記憶す
るとしたが、その速度変動はキャリッジモータの極数に
応じて正弦波状に周期的に発生することが殆どなので、
速度変動の１周期だけＲＡＭに記憶し、その速度変動デ
ータを繰り返して用いるようにしても良い。

【００６９】また、上記実施形態では、キャリッジの速
度変動の計測を、プリンタに電源投入後１回だけ行うと
したが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。例えば、記録用紙各頁の記録毎にこれを行っても良
い。これによって、さらに、その速度変動の経時変化を
考慮した記録制御を行うことができる。

【００７０】さらに、上記実施形態では、記録データの
ＲＡＭからの転送や速度補正値のＲＡＭからの転送はＭ
ＰＵの制御によって行ったが、ＭＰＵを介さずにこれら
の転送処理をＤＭＡ処理で行ってもよい。これによっ
て、高速記録に対応した制御が可能になる。

【００７１】さらにまた、上記実施形態では記録ヘッド
のノズル内にあるインクをヒータで加熱してインクを吐
出する記録方式を前提としたが、この他にも、ピエゾ素
子等を用い電気機械的にインクを吐出する記録方式を用
いることもできる。

【００７２】さらにまた、上記実施形態では、記録ヘッ
ドのノズル（ヒータ）の数を“１６”として説明したが
本発明はこれによって限定されるものではなく、記録解
像度を考慮して、例えば、６４，１００，１２８等とす
ることもできる。

【００７３】さらにまた、本発明は記録動作におけるブ
ロック分割数は上記の説明で用いた“４”に限定される
ものではなく、プリンタの電源容量や記録速度等を考慮
し、例えば、その分割数を“８”、“１０”、或は、
“１６”等としても良い。

【００７４】さらにまた、上記の実施形態では、記録ヘ
ッドはシフトレジスタ等により構成される論理回路を備
えた構成としたが本発明は、これによって限定されるも
のではなく、例えば、記録ヘッドの外部に設けられた回
路から直接駆動するようにしても良い。

【００７５】しかしながら、以上の実施形態は、特にイ
ンクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせる
ために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生
する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、
前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる
方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達
成できる。

【００７６】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００７７】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００７８】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００７９】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００８０】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。

【００８１】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【００８２】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。

【００８３】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００８４】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。

【００８５】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００８６】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００８７】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００８８】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００８９】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００９０】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば、キャリッジモータのコギングなどに起因する速度
変動による、記録ヘッドの速度変動の影響を受けず、記
録位置ずれを防止して高品位な記録を行うことができる
という効果がある。

【００９２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従って記録を行うカラープリンタの機構概略を
示す図である。

【図２】記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを一体
化したインクジェットカートリッジＩＪＣの外観斜視図
である。

【図３】図１に示したプリンタの制御回路の構成を示す
ブロック図である。

【図４】制御回路で用いる各種制御信号のタイムチャー
トである。

【図５】キャリッジ４０３の速度変動により記録ヘッド
から吐出されるインク液滴の記録紙面上における記録位
置のずれを示した図である。

【図６】キャリッジ移動速度の変動を考慮した記録制御
を示すフローチャートである。

【図７】記録ヘッドユニットに設けられたインクを吐出
するノズルの構成を示す図である。

【図８】図７に示した第１の記録ヘッド５０１内部の論
理回路の構成を示すブロック図である。

【図９】図７〜図８で説明した第１の記録ヘッド５０１
の各信号のタイミングを説明するタイムチャートであ
る。

【図１０】各色インクによって記録されるドット間の位
置ずれを示す図である。

【符号の説明】

２１マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２２記録データ受信部２３ＲＡＭ２４ＲＯＭ２５検出回路２６位置カウンタ２７遅延回路２８ヘッド制御回路２９速度検出回路１０１記録ヘッドユニット４０１リニアエンコーダのスケール部４０２リニアエンコーダの検出部４０３キャリッジ４０４ＢＫインクタンク４０５Ｃインクタンク４０６Ｍインクタンク４０７Ｙインクタンク４０８、４０９キャリッジガイド軸４１０キャリッジベルト４１１キャリッジモータ４１２フレキシブルプリント板４１３搬送ローラ４１４記録用紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドを往復移動させながら記録媒
体に記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドの移動方向に関する前記記録ヘッドの位
置を検出する位置検出手段と、前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記記録ヘッドの移
動速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段によって検出された前記記録ヘッドの
移動速度と前記記録ヘッドの移動速度の標準値とを比較
し、前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記記録ヘッド
の移動速度の変動を求める速度変動算出手段と、前記速度変動算出手段によって算出された速度変動に基
づいて、前記記録ヘッドによる記録タイミングを制御す
る記録制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記位置検出手段は、前記記録ヘッドの移動方向に沿って平行に配置され、所
定間隔でスリットが設けられたスケールと、前記記録ヘッドとともに移動し、前記スケールのスリッ
トを読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段によって前記スリットを読み取るたび
毎に第１のパルスを発生するパルス発生手段とを含むこ
とを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】前記読み取り手段はフォトインタラプタ
であることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】前記速度検出手段は、前記第１のパルス
間隔を前記第１のパルス周期よりはるかに短い第２のパ
ルスを用いてカウントすることにより、前記記録ヘッド
の移動速度を求めることを特徴とする請求項２に記載の
記録装置。
【請求項５】前記記録制御手段は、前記記録ヘッドの
移動速度が前記標準値より速い場合には所定の記録タイ
ミングより速く前記記録ヘッドに記録動作を行なわせ、
前記記録ヘッドの移動速度が前記標準値より遅い場合に
は所定の記録タイミングより遅く前記記録ヘッドに記録
動作を行なわせるよう制御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６】前記記録ヘッドをキャリッジに搭載し、
前記キャリッジを往復移動させる移動手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項７】前記移動手段は、前記キャリッジを移動
させるキャリッジモータを含むことを特徴とする請求項
６に記載の記録装置。
【請求項８】前記標準値は、前記キャリッジモータの
仕様や前記キャリッジの移動長などの仕様に基づいて定
められることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】前記記録制御手段は、前記記録ヘッドの記録動作に先立って前記記録ヘッドを
移動領域全域にわたって移動させ、前記記録ヘッドの移
動速度の変動を求め、前記移動速度の変動に基づいて、
前記記録ヘッドによる記録タイミングを遅延させたり、
速めたりする補正値を求める補正手段と、前記補正手段によって求められた補正値を格納する記憶
手段とを有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１０】前記補正値を求めるタイミングは、記
録装置への電源投入時や記録媒体各頁への記録毎である
ことを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
【請求項１１】前記記録ヘッドは、インクを吐出して
記録を行う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に記載の記録装置。
【請求項１２】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに
与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換
体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録
装置。
【請求項１３】記録ヘッドを往復移動させながら記録
媒体に記録を行う記録制御方法であって、前記記録ヘッドの移動方向に関する前記記録ヘッドの位
置を検出する位置検出工程と、前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記記録ヘッドの移
動速度を検出する速度検出工程と、前記速度検出工程において検出された前記記録ヘッドの
移動速度と前記記録ヘッドの移動速度の標準値とを比較
し、前記記録ヘッドの移動領域にわたり前記記録ヘッド
の移動速度の変動を求める速度変動算出工程と、前記速度変動算出工程において算出された速度変動に基
づいて、前記記録ヘッドによる記録タイミングを制御す
る記録制御工程とを有することを特徴とする記録制御方
法。