JPH11221910A - 画像出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアエンコーダを用いて印字手段の印字ト
リガを正確に生成すること。 【解決手段】 本発明は、印字ヘッドの走査方向に沿っ
て取り付けられた所定ピッチのパターンと、このパター
ンを読み取って得たパルス信号のエッジを検出するエッ
ジ間検出回路１１と、エッジ間検出回路１１で検出する
エッジの間隔より短い周期を持つクロックを発生するク
ロック発生回路１３と、エッジの間隔でクロック発生回
路１３にて発生されたクロックの数を計数するカウンタ
回路１２と、印字ヘッドが走査している間、印字ヘッド
の現在の位置より手前の位置でカウンタ回路１２が計数
したクロック数に基づき次の位置のクロック数を演算す
るクロック数補正演算部１６と、演算したクロック数を
基に印字ヘッドへ送る印字トリガを生成する印字トリガ
発生回路１７とを備えている画像出力装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定方向へ移動す
る印字手段を制御して印字を行う画像出力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタに代表されるよ
うな印字ヘッドを走査しながら印字出力を行う画像出力
装置では、印字ヘッドの移動に従ってリニアエンコーダ
から出力される信号に基づき印字動作を行うようにして
いる。

【０００３】このような画像出力装置においては、より
高い解像度の印字を実現するため、より高精度なリニア
エンコーダを用意したり、エンコーダの出力信号と出力
信号との間に擬似的な信号である補間信号を生成してエ
ンコーダ出力の解像度を数倍化する技術が開示されてい
る（例えば、特開平８−９０８３６号公報、特開平８−
１３２６８０号公報）。

【０００４】この技術では、補間信号の生成を行うにあ
たり、エンコーダの出力信号と出力信号との間に時間を
計測しておき、この計測した直後のサイクルで先に計測
した時間をタイマーなどを用いて数分割して補間信号を
生成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記補
間信号によるエンコーダ出力の解像度向上では、印字ヘ
ッドの定速移動を前提としており、補間信号の生成を補
間時の直前のデータに基づく行うため、印字ヘッドの移
動時における印字ヘッドを指示するシャフトと摩擦、印
字ヘッド駆動ベルトのかかるプーリーの偏心、モータ軸
と印字ヘッド駆動ベルトとの噛み合い等の影響によって
印字ヘッドの移動に速度変動が起こった場合、補間信号
の生成タイミングがずれてしまい、印字ずれを起こすと
いう問題が生じる。

【０００６】また、エンコーダ出力の立ち上がりや立ち
下がりを利用して補間信号を生成し、精度の倍化を図っ
たとしても、エンコーダ出力のデューティ比が５０％で
ないと正確な補間信号を生成できず、エンコーダの精度
が高くないとデューティ比５０％を保証できず、高精度
の印字を行うことができなくなってしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された画像出力装置である。すなわ
ち、本発明は、印字手段の走査方向に沿って取り付けら
れた所定ピッチのパターンと、このパターンを読み取っ
て得たパルス信号のエッジを検出するエッジ検出手段
と、エッジ検出手段で検出するエッジの間隔より短い周
期を持つクロックを発生するクロック発生手段と、エッ
ジの間隔でクロック発生手段にて発生されたクロックの
数を計数するクロック計数手段と、印字手段が走査して
いる間、印字手段の現在の位置より手前の位置でクロッ
ク計数手段が計数したクロック数に基づき次の位置のク
ロック数を演算する演算手段と、演算手段によって演算
したクロック数を基に印字手段へ送る印字信号を生成す
る印字信号生成手段とを備えている画像出力装置であ
る。

【０００８】このような画像出力装置では、印字手段の
走査方向に沿って取り付けられた所定のピッチのパター
ンを読み取って、エッジ検出手段がそのパターンの読み
取りにおけるパルス信号のエッジを検出している。ま
た、クロック発生手段は、このエッジの間隔より短い周
期を持つクロックを発生し、エッジの間隔におけるクロ
ック数をクロック計数手段で計数している。演算手段
は、印字手段が走査している間、印字手段の現在の位置
より手前の位置でクロック計数手段が計数したクロック
数に基づき次の位置のクロック数を演算している。これ
により、印字手段がいままで移動してきた部分のクロッ
ク数によってこれから移動する部分のクロック数を予測
した演算ができ、印字信号生成手段において正確な印字
信号を生成できるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像出力装置にお
ける実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本実施
形態における画像出力装置の適用例であるインクジェッ
トプリンタの印字部を説明する図である。すなわち、こ
の印字部においては、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｙ（黄）、Ｂ（黒）の４色の印字を行う印字ヘッド１が
プーリＰに掛けられたベルト２に取り付けられており、
ＤＣモータＭからの駆動によりシャフト３に支持されて
図中左右矢印の方向へ移動するようになっている。

【００１０】また、この印字ヘッド１の移動方向に沿っ
て所定ピッチのパターン４が直線状に取り付けられてい
る。印字ヘッド１にはセンサーＳが設けられており、こ
のセンサーＳとパターン４とによってリニアエンコーダ
が構成されている。

【００１１】すなわち、印字ヘッド１の移動によってセ
ンサーＳはパターン４に対応したＨｉｇｈ、Ｌｏｗのパ
ルス信号を出力し、このパルス信号に基づき印字ヘッド
１の移動を制御できるようになっている。

【００１２】図２は印字制御部分のブロック図である。
主として印字制御はＣＰＵ１０のプログラム処理で実現
される。ＣＰＵ１０には、リニアエンコーダから出力さ
れる信号を受け、ノイズ成分を除去するエンコーダＩ／
Ｆ（インタフェース）２０と、プログラムの一時記憶を
行うＲＡＭ３０と、プログラムが格納されるＲＯＭ４０
とが接続される。

【００１３】また、ＣＰＵ１０は、エッジ間検出回路１
１、カウンタ回路１２、クロック発生回路１３、デュー
ティ比演算部１４、メモリ１５、クロック数補正演算部
１６、印字トリガ発生回路１７、クロック発生回路１８
から構成される。

【００１４】このうち、エッジ間検出回路１１は、エン
コーダＩ／Ｆ２０からの出力されるパルス信号を得て、
その立ち上がりまたは立ち下がりを検出する。カウンタ
回路１２は、エッジ間検出回路１１で検出したエッジの
間隔において、クロック発生回路１３で生成されたクロ
ックの数を計数する。クロック発生回路１３では、カウ
ンタ回路１２で使用するクロックすなわちエッジ間検出
回路１１で検出するエッジの間隔よりも短い周期のクロ
ックを発生する。

【００１５】デューティ比演算部１４は、エンコーダＩ
／Ｆ２０から出力されるＨｉｇｈ、Ｌｏｗのパルス信号
のデューティ比を演算する。メモリ１５は、カウンタ回
路１２で計数したクロック数や、デューティ比演算部１
４で演算したデューティ比等を記憶する。

【００１６】クロック数補正演算部１６は、メモリ１２
に格納されたクロック数とデューティ比とに基づき適切
に補正されたクロック数を演算する。印字トリガ発生回
路１７は、クロック数補正演算部１６で演算されたクロ
ック数に基づき印字のトリガ信号を発生する。クロック
発生回路１８は、印字トリガ発生回路１７で使用するク
ロックを発生する回路である。

【００１７】本実施形態では、印字ヘッド１（図１参
照）が移動する際、デューティ比演算部１４で演算した
リニアエンコーダのパルス信号におけるデューティ比を
用い、印字ヘッド１がこれから移動する位置に対応した
パルス信号のクロック数をクロック数補正演算部１６で
算出し、印字トリガ発生回路１７から正確なトリガ信号
を出力できるようにしている。

【００１８】図３はクロック数補正演算部での演算処理
を説明するフローチャートである。なお、以下の説明で
図３に示されない符号は図１または図２を参照するもの
とする。

【００１９】先ず、印字ヘッド１の走査が開始されると
（ステップＳ１）、リニアエンコーダから送られるパル
ス信号をカウントする変数（以下、「割り込み回数」と
言う。）を０に初期化する（ステップＳ２）。印字ヘッ
ド１の走査が既に開始されている場合にはステップＳ２
の初期化は行わずにステップＳ３へ進む。

【００２０】次に、リニアエンコーダから送られるパル
ス信号をカウンタ回路１２で受けて、割り込み回数を１
つカウントアップする（ステップＳ３）。続いて、この
割り込み回数と定速制御開始となる割り込み回数との比
較（ステップＳ４）および割り込み回数と定速制御終了
となる割り込み回数との比較（ステップＳ５）を行う。

【００２１】つまり、移動を開始した印字ヘッド１が定
速移動に至るまでの割り込み回数（低速制御開始となる
割り込み回数）と、定速移動している印字ヘッド１が減
速を開始する割り込み回数（定速制御終了となる割り込
み回数）とが予めセットされており、ステップＳ３〜Ｓ
５によって印字ヘッド１が定速移動となるまで割り込み
回数のカウントアップを続けることになる。

【００２２】次いで、印字ヘッド１が定速移動になった
段階で、クロック発生回路１３にて発生されたクロック
の数を計数する（ステップＳ６）。このクロック数の計
数は、リニアエンコーダから出力されるパルス信号のエ
ッジをエッジ間検出回路１１で検出し、そのエッジ間に
おいてクロック発生回路１３で発生されるクロック数を
カウンタ回路１２で計数する。

【００２３】次いで、割り込み回数が偶数か奇数かの判
断を行う（ステップＳ７）。すなわち、ここでは、割り
込み回数の奇遇によって、ステップＳ６で計数したクロ
ック数が、リニアエンコーダからのパルス信号のＨｉｇ
ｈの期間か、Ｌｏｗの期間かの判断を行っている。

【００２４】Ｌｏｗの期間である場合（ステップＳ７で
Ｙｅｓ）、以下の（１）式によって印字ヘッド１の次の
移動位置に対応したリニアエンコーダのＨｉｇｈとなる
部分のクロック数を演算によって予測する。

【００２５】 予測クロック数＝直前に計数したクロック数／（（１／Ｄ）−１） …（１）

【００２６】ここで、Ｄはデューティ比であり、印字ヘ
ッド１が定速移動している際にリニアエンコーダから出
力されるパルス信号のＨｉｇｈ、Ｌｏｗ１周期のうちの
Ｈｉｇｈの期間の比率である。このデューティ比Ｄは、
画像出力装置の立ち上げ時（電源投入時）や定期的にデ
ューティ比演算部１４によって予め求めておく。

【００２７】そして、この予測したクロック数を用い
て、以下の（２）式によりエッジ間に生成する補間クロ
ック数を演算する（ステップＳ９）。

【００２８】 補間クロック数＝予測クロック数／（（補間数＋１）×Ｄ） …（２）

【００２９】次に、Ｈｉｇｈの期間である場合（ステッ
プＳ７でＮｏ）、以下の（３）式によって印字ヘッド１
の次の移動位置に対応したリニアエンコーダのＬｏｗと
なる部分のクロック数を演算によって予測する。

【００３０】 予測クロック数＝直前に計数したクロック数×（（１／Ｄ）−１） …（３）

【００３１】次いで、エッジ間に生成する補間信号の数
（補間数）を計算上で補正する観点から、以下の（４）
式によって補正補間数を計算する（ステップＳ１１）

【００３２】 補正補間数＝（（補間数＋１）×（１−Ｄ）） …（４）

【００３３】次に、この補正補間数および（３）式で計
算した予測クロック数を用いて以下の（５）式によりエ
ッジ間に生成する補間クロック数を演算する。

【００３４】 補間クロック数＝予測クロック数／補正補間数 …（５）

【００３５】ただし、Ｌｏｗの期間では、デューティ比
の分ずれが生じるので、Ｌｏｗの期間の最初に行う補間
に対して補間クロック数の補正を以下の（６）式で行っ
ている。

【００３６】 先頭補間クロック数＝補正補間数の小数部×補間クロック数 …（６）

【００３７】このような処理により、印字ヘッド１の直
前のクロック数を用いて次のクロック数を演算するにあ
たり、リニアエンコーダのデューティ比を考慮して次の
クロック数を予測し、この予測したクロック数を基に補
間信号を生成することができるようになる。つまり、印
字ヘッド１の移動速度に変化があった場合でも、その時
に得たリニアエンコーダのパルス信号におけるクロック
数とデューティ比とに基づき次の移動位置におけるパル
ス信号のクロック数を計算することで、その速度変化に
対応した補間信号を生成できるようになる。

【００３８】図４は具体例を説明するタイミングチャー
トであり、（ａ）はエンコーダパルス１０５〜１０６ま
でのＨｉｇｈの期間のクロック数を予測する例、（ｂ）
はエンコーダパルス１０６〜１０７までのＬｏｗの期間
のクロック数を予測する例である。

【００３９】なお、ここでは、エンコーダパルスのデュ
ーティ比Ｄが５５％、補間回数（エンコーダパルスの１
周期内に生成する補間信号の数）ｅ＝２となっている。

【００４０】また、デューティ比Ｄは、例えば、エンコ
ーダパルス１０３〜１０４までのＨｉｇｈの期間のクロ
ック数ａと、エンコーダパルス１０４〜１０６までの１
周期のクロック数ｃとによって予め求められている（Ｄ
＝ａ／ｃ）。

【００４１】先ず、図４（ａ）に基づいてエンコーダパ
ルス１０５〜１０６までのＨｉｇｈの期間を予測する演
算例を説明する。

【００４２】カウンタ回路１２は、エッジ間検出回路１
１がエンコーダパルスのエッジ１０４を検出した時点か
らエッジ１０５を検出するまでのクロック数ｂをカウン
トする。

【００４３】この時点で、クロック数ｂと予め取り込ま
れているデューティ比Ｄとにより、上記（１）式を用い
て印字ヘッド１の次の移動位置に対応したエンコーダパ
ルス１０５〜１０６までクロック数を計算する。

【００４４】ここで、計数したクロック数ｂと予め取り
込んであるデューティ比Ｄとを用いることにより、例え
ばエンコーダパルスのエッジ１０４〜１０５の間で印字
ヘッド１に速度変化が生じても、次のエンコーダパルス
のエッジ１０５〜１０７までのデューティ比Ｄはほぼ一
定であることを考慮し、速度差が最も少ないであろう直
前のクロック数ｂとこのデューティ比Ｄとを用いること
で、次のエッジ１０５〜１０６までのクロック数を精度
良く予測できるようになる。

【００４５】そして、この予測したクロック数を用いて
エッジ１０５〜１０６までの間に生成する補間信号を計
算し、これを印字トリガとすることになる。

【００４６】次に、図４（ｂ）に基づいてエンコーダパ
ルス１０６〜１０７までのＬｏｗの期間を予測する演算
例を説明する。

【００４７】カウンタ回路１２は、エッジ間検出回路１
１がエンコーダパルスのエッジ１０５を検出した時点か
らエッジ１０６を検出するまでのクロック数ａ’をカウ
ントする。

【００４８】この時点で、クロック数ｂと予め取り込ま
れているデューティ比Ｄとにより、上記（３）式を用い
て印字ヘッド１の次の移動位置に対応したエンコーダパ
ルス１０６〜１０７までクロック数を計算する。

【００４９】ここで、先と同様に、計数したクロック数
ａ’と予め取り込んであるデューティ比Ｄとを用いるこ
とにより、例えばエンコーダパルスのエッジ１０５〜１
０６の間に印字ヘッド１に速度変化が生じても、エンコ
ーダパルスのエッジ１０５〜１０７までのデューティ比
Ｄはほぼ一定であることを考慮し、速度差が最も少ない
であろう直前のクロック数ａ’とこのデューティ比Ｄと
を用いることで、次のエッジ１０６〜１０７までのクロ
ック数を精度良く予測できるようになる。

【００５０】そして、この予測したクロック数を用いて
エッジ１０６〜１０７までの間に生成する補間信号（こ
こでは、エッジ１０６からのクロック数ｘ）を計算し、
これを印字トリガとすることになる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像出力
装置によれば次のような効果がある。すなわち、所定ピ
ッチのパターンを読み取って、そのパルス信号のデュー
ティ比を考慮することにより、印字手段の現在の位置よ
り手間の位置で計数したクロック数から正確に次の位置
のクロック数を演算することができ、パルス信号のエッ
ジ間に正確な補間信号を生成することが可能となる。こ
れによって、精度のあまり高くないリニアエンコーダを
用いても正確な補間信号を生成でき、印字手段による印
字ずれを軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インクジェットプリンタの印字部を説明する
図である。

【図２】 印字制御部分のブロック図である。

【図３】 クロック数補正演算部での演算処理を説明す
るフローチャートである。

【図４】 具体例を説明するタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１…印字ヘッド、２…ベルト、３…シャフト、４…パタ
ーン、１０…ＣＰＵ、１１…エッジ間検出回路、１２…
カウンタ回路、１３…クロック発生回路、１４…デュー
ティ比演算部、１５…メモリ、１６…クロック数補正演
算部、１７…印字トリガ発生回路、Ｍ…ＤＣモータ、Ｐ
…プーリ、Ｓ…センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字手段の走査方向に沿って取り付けら
   れた所定ピッチのパターンと、 前記パターンを読み取って得たパルス信号のエッジを検
   出するエッジ検出手段と、 前記エッジ検出手段で検出するエッジの間隔より短い周
   期を持つクロックを発生するクロック発生手段と、 前記エッジの間隔で前記クロック発生手段にて発生され
   たクロックの数を計数するクロック計数手段と、 前記印字手段が走査している間、前記印字手段の現在の
   位置より手前の位置で前記クロック計数手段が計数した
   クロック数に基づき次の位置のクロック数を演算する演
   算手段と、 前記演算手段によって演算したクロック数を基に前記印
   字手段へ送る印字信号を生成する印字信号生成手段とを
   備えていることを特徴とする画像出力装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、前記クロック計数手段
   によって計数された前記エッジの間隔で隣接するものの
   デューティ比を利用して前記次の位置のクロック数を演
   算することを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。