説明

記録装置及び記録制御方法

【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。

【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

【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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2013−71350(P2013−71350A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−212781(P2011−212781)
【出願日】平成23年9月28日(2011.9.28)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】