JP2002331655A

JP2002331655A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2002331655A
Application number: JP2001140382A
Authority: JP
Inventors: Takuji Katsu; 拓二勝; Toru Nakayama; 亨中山; Akira Kuronuma; 明黒沼; Sohei Tanaka; 壮平田中; Noriyuki Suzuki; 範之鈴木; Masafumi Wataya; 雅文綿谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】速度変動による着弾位置のずれをより単純な
方法でリアルタイムに補正する。【解決手段】インクを吐出し摘録を行う記録ヘッドを
搭載したキャリッジを、記録媒体上で走査させて記録を
行う際に、エンコーダによりキャリッジの走査の方向に
おける位置情報を発生し、この位置情報に基づいて、記
録ヘッドに対してインク吐出を指示する吐出信号を生成
する。例えば、駆動モータのコギング等により、記録ヘ
ッドの走査速度が周期６で変動するとき、速度が基準速
度よりも遅い区間４においては吐出タイミングを遅ら
せ、速度が基準速度よりも速い区間５においては吐出タ
イミングを早めて、記録ヘッドから吐出されたインクを
記録媒体Ｐの所望の位置に着弾させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置及びインクジェット記録方法に関し、特に、インク
を吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載したキャリッジ
を、記録媒体上で走査させて記録を行うインクジェット
記録装置及びインクジェット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置とし
て、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等
シート状の記録媒体に記録を行うプリンタが広く使用さ
れている。

【０００３】プリンタの記録方式としては様々な方式が
知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能
である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理
由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又
その構成としては所望される記録情報に応じてインクを
吐出する記録ヘッドをキャリッジに装着すると共に用紙
等の記録媒体の送り方向と交差する方向に往復走査させ
ながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が
容易などの点から一般的に広く用いられている。

【０００４】シリアル記録を行う場合、記録ヘッドの吐
出タイミングは通常、キャリッジの走査方向に沿って設
けられたリニアエンコーダの信号や、キャリッジを駆動
するモータの駆動パルスに基づいて生成される。一般
に、プリンタでは高精度の制御が行えるため、リニアエ
ンコーダの信号に基づいて吐出タイミングを生成する方
法がよく用いられている。

【０００５】しかしながら、この方法を採用したプリン
タでは、キャリッジの走査の際に、主としてモータのコ
ギングに起因するキャリッジの速度変動が生じ、これに
よる記録画像の劣化が問題となる。

【０００６】図２は、一般的なプリンタのキャリッジ駆
動に用いられるスロット付ＤＣモーターの構造を示す図
である。図中１はモータ軸、２はコイル、３は積層コア
である。このようなスロット付ＤＣモータは、駆動コイ
ルを直接スロット間に巻き込むため、構造が単純で丈夫
であるという利点を持つが、突起構造のためコギングを
伴うという欠点を有する。そのため、このモータにより
キャリッジを駆動すると、コギング周期に同期した速度
変動が生じる。

【０００７】図３は、上記モータを利用してキャリッジ
を駆動した際の速度変動を示したグラフである。この図
から明らかなように、キャリッジ位置によって、モータ
のコギング周期に依存した周期的な速度変動が生じる。

【０００８】シリアル型のプリンタでは記録ヘッドを走
査しながらインクを吐出するため、吐出されたインクド
ットの速度成分はキャリッジの走査速度とインクの吐出
速度とを合成したものとなる。図４は、吐出されたイン
クドットの速度成分を示しており、図中Ｖｃｒはキャリ
ッジの走査速度、Ｖｄｒはインクの吐出速度である。こ
のため、実際に吐出されるインクドットの速度成分は、
これら２つの速度が合成されたベクトルＶｔｔｌとな
る。つまり、記録ヘッドから吐出されたインクドットに
は、走査方向速度Ｖｃｒの成分が加えられるため、イン
クドットが用紙に着弾する位置は実際に吐出された位置
から相対的に移動したものとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような状態でキャ
リッジに速度変動が生じると、走査速度Ｖｃｒが時間毎
に変化するため、位置情報に基づいて等間隔でインクを
吐出したとしても、用紙上のインクドットの着弾位置は
均一とはならない。

【００１０】図５は、速度変動とインクドットの着弾位
置の関係を模式的に示した図である。ここでは、キャリ
ッジの走査速度がＶｃｒを中心として、走査速度が周期
的に正弦波的に変化しているときに、キャリッジの位置
情報に基づいて等間隔でインクドットの吐出を行った場
合を示している。例えば、キャリッジがＶｃｒより遅い
区間４では、吐出されたインクドットの走査方向の速度
成分Ｖｃｒがしだいに小さくなるため、用紙Ｐ上の着弾
間隔が狭くなる。また、逆にキャリッジがＶｃｒより速
い区間５は、吐出されたインクドットの走査方向の速度
成分Ｖｃｒがしだいに大きくなるため、用紙Ｐ上の着弾
間隔が広くなる。

【００１１】このようにキャリッジの位置情報に基づい
て吐出を行ったとしても、キャリッジの速度変動によっ
て、実際に着弾するインクドットの着弾位置が意図した
通りとはならない。このため記録画像の品質が劣化して
しまう。また、この現象は記録ヘッドの走査速度を速く
するほど顕著となる。

【００１２】特開平０９−２４００９８号公報には、こ
のような速度変動による画質の劣化を防止する方法が提
案されている。該公報に記載された方法では、初期設定
処理として、キャリッジを走査させてその速度変動を検
知し、速度変動を補正するための補正データを計算して
テーブルとして記憶する。そして、実際の記録において
は、補正テーブルを参照しながらインクの吐出タイミン
グを補正して記録を行う。

【００１３】しかしながら、上記公報に記載された方法
では、キャリッジの走査区間全ての範囲において速度変
動を補正するためのテーブルを用意する必要があると共
に、記録の際にはＣＰＵが吐出を行う度にこのテーブル
を参照して吐出タイミングを補正する必要がある。

【００１４】そのため、テーブルを格納するためのメモ
リエリアとして確保できる容量とＣＰＵの処理能力によ
って、この方法で処理可能な記録解像度が制限される。
現在のプリンタの記録解像度は６００〜１２００ｄｐｉ
となっており、この方法では、テーブルを格納するメモ
リの容量が大きくなり、メモリエリアの確保が困難であ
る。また、ＣＰＵがこのテーブルを参照しながらリアル
タイムに吐出タイミングの補正を行うことは困難であ
る。

【００１５】更に、記録速度が異なる記録モードを有す
るプリンタや、双方好記録を行うプリンタにおいては、
上記のテーブルが複数必要となり、メモリエリアの確保
がより一層困難となる。

【００１６】すなわち、記録解像度が高い場合には、上
記公報の方法でリアルタイムに吐出タイミングを補正す
るのは、ほぼ不可能である。

【００１７】本発明は以上のような状況に鑑みてなされ
たものであり、速度変動による着弾位置のずれをより単
純な方法でリアルタイムに補正することができる、イン
クジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出
して記録を行う記録ヘッドを搭載したキャリッジを、記
録媒体上で走査させて記録を行うインクジェット記録装
置であって、前記キャリッジを駆動する駆動機構と、前
記キャリッジの前記走査の方向における位置情報を発生
する位置情報発生手段と、前記位置情報に基づいて、前
記記録ヘッドに対してインク吐出を指示する吐出信号を
生成する吐出信号生成手段と、を備え、前記吐出信号生
成手段が、前記駆動機構により前記記録ヘッドの走査速
度が周期的に変動するときに、該変動に応じて前記吐出
信号の生成されるタイミングを制御するタイミング制御
手段を含んでいる。

【００１９】また、上記目的を達成する本発明のインク
ジェット記録方法は、インクを吐出し摘録を行う記録ヘ
ッドを搭載したキャリッジを、記録媒体上で走査させて
記録を行うインクジェット記録方法であって、前記キャ
リッジの前記走査の方向における位置情報を発生する位
置情報発生工程と、前記位置情報に基づいて、前記記録
ヘッドに対してインク吐出を指示する吐出信号を生成す
る吐出信号生成工程と、を備え、前記吐出信号生成工程
が、前記記録ヘッドの走査速度が周期的に変動するとき
に、該変動に応じて前記吐出信号の生成されるタイミン
グを制御するタイミング制御工程を含んでいる。

【００２０】すなわち、本発明では、インクを吐出し摘
録を行う記録ヘッドを搭載したキャリッジを、記録媒体
上で走査させて記録を行う際に、キャリッジの走査の方
向における位置情報を発生し、この位置情報に基づい
て、記録ヘッドに対してインク吐出を指示する吐出信号
を生成するようにし、記録ヘッドの走査速度が周期的に
変動するときに、該変動に応じて吐出信号の生成される
タイミングを制御する。

【００２１】このようにすると、例えば、キャリッジの
駆動モータのコギングに起因する走査速度の周期的変動
がある場合、キャリッジの走査の変化に応じて記録ヘッ
ドの吐出タイミングを変化させることができるので、走
査速度の変動に関らず、記録ヘッドから吐出されたイン
クを所望の位置に着弾させることができ、記録品質を向
上させることができる。

【００２２】もちろん、モータのコギングに起因する速
度変動だけでなく、プーリの偏心等に起因する周期的な
速度変動に対しても同様な効果が得られる。

【００２３】また、双方向記録を行う際には、往路と復
路とで着弾位置を一致させることができ、より高品質な
記録を行える。

【００２４】

【発明の実施の形態】本明細書において、「記録」
（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等
有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わ
ず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したもの
であるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、
パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も
表すものとする。

【００２５】また、「記録媒体」とは、一般的な記録装
置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック
・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮
革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

【００２６】さらに、「インク」（「液体」と言う場合
もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様
広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されるこ
とによって、画像、模様、パターン等の形成または記録
媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付
与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され
得る液体を表すものとする。

【００２７】［基本概念］はじめに、本発明の基本的概
念について説明する。

【００２８】上述のように位置情報に基づいて等間隔で
吐出を行ったとしても、速度変動によって、実際に着弾
するインクドットの着弾位置は均等にはならない。本発
明では、コギングによって発生する速度変動が図３で示
したように、コギング周期に依存し、基本的には同じ周
期の繰り返しであること、及びキャリッジの走査開始位
置はあらかじめ決められた所定位置から開始するため、
コギング周期におけるどの位相から走査を開始するのか
があらかじめ予測できることに着目している。

【００２９】すなわち、コギング１周期分の速度変動に
対する吐出タイミング補正を行うことができれば、その
繰り返しでキャリッジの全走査範囲において吐出タイミ
ングを補正することができる。

【００３０】具体的な吐出タイミングの補正方法とし
て、本発明では、コギングによりキャリッジの速度が基
準速度より速い区間では、本来の吐出タイミングよりも
早く吐出を行うことによって、着弾間隔が広がらないよ
うにしている。ここでいう本来の吐出タイミングとは、
エンコーダから読み取った位置情報から生成したインク
ドット吐出用タイミングであり、記録ヘッドの位置情報
に同期して発生するものである。

【００３１】すなわち、通常は吐出タイミング信号は、
位置情報によって制御されているため、キャリッジの速
度変動が発生すると、吐出されてから用紙に着弾するま
でにインクドットが走査方向に移動する距離が変化し
て、インクドットの着弾位置が均等にならなくなる。そ
こで、コギングによりキャリッジの速度が基準速度より
も速くなりインクドットの走査方向移動距離が長くなる
区間では、本来の吐出タイミングよりも早いタイミング
で吐出を行うことによって、インクドットの着弾間隔を
狭める。

【００３２】つまり、エンコーダから読み取った位置情
報から生成した吐出タイミングよりも早いタイミング
で、強制的に吐出を行う必要がある。これは、記録ヘッ
ドがまだ、本来、吐出すべき位置に達する以前の位置に
おいて吐出信号を発生させることになる。このように本
発明では、エンコーダから読み取ったタイミング信号か
ら生成した吐出信号よりも早いタイミングで、強制的に
吐出を行う変調制御を行うことを特徴とする。また、こ
の変調制御をＣＰＵとは別の専用ハードウェア（ＡＳＩ
Ｃ）によって行うことも大きな特徴である。

【００３３】一方、コギングによりキャリッジの速度が
基準速度より遅い区間では、インクドットの走査方向移
動距離が短くなるため、インクドットの着弾間隔が狭く
なる。そのため本来の吐出タイミングよりも吐出タイミ
ングを遅延させて、着弾間隔を広げるようにする。

【００３４】ここで、遅延させる時間としては、上記の
コギングにより速度が速くなる区間で、本来の吐出タイ
ミングよりも早いタイミングで強制的に吐出を行ったこ
とによって、累積された時間を用いる。そして、コギン
グの１周期で累積された時間がゼロとなるように定め
る。

【００３５】以上説明したように、本発明では吐出信号
をコギングによる速度変動周期に合わせて変調制御する
ことによって、用紙上にインクドットが等間隔で着弾す
るように補正を行う。

【００３６】図６は、本発明による吐出変調制御を行っ
た場合の、速度変動とインクドットの着弾位置の関係を
図５と同様に模式的に示した図である。図中のキャリッ
ジ速度がＶｃｒよりも遅い区間４では、本来の吐出タイ
ミングよりもタイミングを遅延させて吐出を行い、キャ
リッジ速度がＶｃｒよりも速い区間５では、本来の吐出
タイミングよりもタイミングを早めて吐出を行う。ここ
で、区間４で遅延させた時間と区間６で早めた時間と
は、コギング周期６において相殺される。つまり、吐出
タイミング変調の周期をコギング周期と同一とする。

【００３７】このように吐出タイミングを変調制御する
ことによって、コギングによる速度変動が生じても、用
紙上に着弾するインクドットの位置を正確に制御するこ
とができる。従って、双方向記録を行う場合には、往路
と復路で同じ位置にインクドットを着弾させることが可
能となる。

【００３８】このような吐出タイミングの変調制御が可
能なのは、コギングの周期がモータのスロットの構成に
よって一意に決まっているため、及びキャリッジの任意
の位置における速度が予め予測可能であるためである。
ただし、プリンタがキャリッジの走査速度の異なる複数
の記録モードを有する場合には、選択された記録モード
に応じて吐出タイミングの変調パラメータを変えたり、
吐出変調制御を行うか否かを選択できるようにするのが
よい。

【００３９】［実施形態］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。

【００４０】なお、以下に説明する実施形態では、イン
クジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを
例に挙げ説明する。

【００４１】＜装置本体の概略説明＞図１１は、本発明
の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩ
ＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１１に
おいて、ＣＲモータ５０１３の正逆回転に連動して駆動
力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリード
スクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合する
キャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール
５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。
キャリッジＨＣには、記録ヘッド１２とインクタンクＩ
Ｔとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪ
Ｃが搭載されている。

【００４２】５００２は紙押え板であり、キャリッジＨ
Ｃの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に
対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラ
で、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確
認して、ＣＲモータ５０１３の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。

【００４３】５０１６は記録ヘッド１２の前面をキャッ
プするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１
５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開
口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０
１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレー
ドを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板
５０１８にこれらが支持されている。ブレードは、この
形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用で
きることは言うまでもない。

【００４４】又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０
の移動に伴って移動し、ＣＲモータからの駆動力がクラ
ッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。

【００４５】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００４６】＜制御構成の説明＞図７は、図１１のイン
クジェットプリンタの制御構成の概略を示すブロック図
である。本実施形態のプリンタは、ＲＯＭ８に記憶され
ている制御プログラムをＣＰＵ９が読み出して、その命
令を実行することによって記録動作を実行する。

【００４７】ＡＳＩＣ１０は、プリンタ特有の機能をハ
ードウエア化しものであり、画像処理、インターフェイ
ス１１を介したホストコンピュータとの通信、記録ヘッ
ド１２の吐出制御、用紙搬送用ＬＦモータドライバ１３
の制御、記録ヘッドの走査用のＣＲモータドライバ１４
の制御等を行う。ＤＲＡＭ１５は、ホストコンピュータ
から送信された記録データを一時的に保存し、画像処理
を行う際のテンポラリメモリ、また、記録用データの保
存等に用いられる。

【００４８】１６は走査方向に沿って設けられたリニア
エンコーダであり、このエンコーダから発生された基準
信号に基づいて、記録ヘッド１２の位置と速度が求めら
れ、吐出タイミングの制御が行われる。本実施形態で
は、これら吐出タイミングの制御も全てＡＳＩＣ１０に
よって行っている。

【００４９】通常、リニアエンコーダ１６の基準信号発
生用に使用されるスケーラは、解像度が１５０ＬＰＩも
しくは３００ＬＰＩ程度のものであり、プリンタの記録
解像度は１２００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ等である。こ
のため、エンコーダから得られた信号をＡＳＩＣ１０内
部で逓倍して、所望の記録解像度における吐出タイミン
グを生成する。

【００５０】信号を逓倍する方法としては、エンコーダ
信号のＡ、Ｂ相の両エッジ信号から所望の解像度におけ
る吐出タイミングを得る方法と、１周期前の一方の相の
片エッジ間の時間を計測してその時間を分割して、所望
の解像度における吐出タイミングを得る方法がある。前
者の方法は、手法としては簡単であるが、エンコーダの
スケーラのスリット間隔のバラツキの影響を直接受ける
ため、吐出間隔が一定にならないという問題がある。ま
た後者の方法は、片相、片エッジで検出しているために
前者のようなバラツキは少ないが、１周期前のエンコー
ダ信号をもとに分割しているため、急激な速度変動、特
に速度が速くなると、１周期前のエンコーダ信号を分割
して吐出タイミングを全て発生させる前に、エンコーダ
のエッジが検出されてしまう場合が生じてしまう。一般
的にはこの問題に対処するために補償回路が用いられ、
後者の方法が採用される場合が多い。

【００５１】＜速度変動の近似＞本実施形態では、ＣＲ
モータとしてスロット付ＤＣモータを用いた場合を例に
挙げて説明する。まず、コギングによるキャリッジの速
度変動を近似する方法を説明する。

【００５２】図８は、本実施形態でコギングによる速度
変動を近似する方法を示す図である。図示されたよう
に、コギングによる速度変動の１周期を、Ｉ〜ＶＩＩＩ
の８区間に分割して、各区間を直線で近似する。このよ
うに１周期を８分割することによって、コギングによる
速度変動の各区域の状態を、直線でほぼ近似することが
できる。

【００５３】本実施形態では分割数を８としたが、実現
する回路の規模等によって適切な分割数を選択すること
ができる。ここで、区間Ｉ〜ＶＩＩＩは、それぞれ異な
った補正時間Ｄ１〜Ｄ８を持っている。この補正時間Ｄ
ｎは、キャリッジ速度がＶｃｒよりも遅い区間（図８の
“−”で示される区間）では、本来の吐出タイミングよ
りも遅いタイミングでインクドットを吐出させて着弾位
置を補正する。またキャリッジ速度がＶｃｒよりも速い
区間（図８の“＋”で示される区間）では、本来の吐出
タイミングよりも早いタイミングでインクドットを吐出
させて着弾位置を補正する。

【００５４】＜吐出タイミングの変調制御＞次に、本実
施形態において吐出タイミングの変調制御を行う方法に
ついて具体的に説明する。

【００５５】図１は、吐出タイミングを変調する様子を
示す図である。図中１７はエンコーダ１６から出力され
た位置情報をＡＳＩＣ１０内部で逓倍して生成した吐出
タイミング（以後、基準吐出タイミングと呼ぶ）を示し
ており、例えば、記録解像度が６００ｄｐｉであれば、
それに対応した時間間隔で吐出タイミングを表わすパル
スが発生する。記録ヘッドが用紙上を等速で走査すれ
ば、パルス間の時間間隔Ｔ₁〜Ｔ₆は等しくなる。記録ヘ
ッドはこの吐出タイミングを基準として記録を行う。

【００５６】前述のようにスロット付ＤＣモータをＣＲ
モータとして用いた場合、コギングによる速度ムラが生
じ、基準吐出タイミング１７に従ってインクドットを吐
出すると、図５に示したように着弾するインクドットに
位置ズレが生じる。

【００５７】これに対処すべく、本実施形態ではインク
ドットの着弾位置のズレを補正すべく、１８で示すよう
に吐出間隔を変化させた吐出タイミング（以後、変調吐
出タイミングと呼ぶ）を生成する。図１の１８は、図８
の区間Ｉに対する変調吐出タイミングを示している。

【００５８】区間Ｉは図８から明らかなようにコギング
によりキャリッジの速度がＶｃｒよりも速くなる区間で
あり、この区間では、用紙上でのインクドットの着弾位
置を補正するために、基準吐出タイミングよりも吐出間
隔を短くする必要がある。区間Ｉでの補正時間はＤ１で
あるので、基準タイミング１７のパルス間隔Ｔ₁〜Ｔ₆に
対する、変調吐出タイミング１８の各パルスは、図１に
示したように、Ｔ₁−Ｄ１，Ｔ₂−２×Ｄ１，Ｔ₃−３×
Ｄ１，Ｔ₄−４×Ｄ１，Ｔ₅−５×Ｄ１，Ｔ₆−６×Ｄ
１、のタイミングで発生される。ここで、ｎ＝基準吐出
タイミングの数、とすると、Ｔ_ｎ−ｎ×Ｄ１によって変調吐出タイミング１８の各パルスが発生され
る。

【００５９】すなわち、１周期前の基準吐出タイミング
から補正時間Ｄ１が積算された時間（累積補正時間）を
差し引いたタイミングで変調吐出信号を発生させてい
る。このようにして基準吐出信号よりも早いタイミング
で吐出信号を生成することができる。また、変調吐出タ
イミングにおける各パルス間隔は、それぞれ補正時間Ｄ
１を差し引いた時間となり、同じ分割区間内では等しく
なる。他の区間についても同様な手法によって、それぞ
れの補正時間Ｄｎを用いて基準吐出タイミングに対して
変調を行う。

【００６０】ここで、キャリッジ速度がＶｃｒよりも速
い区間Ｉ、ＩＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩにおいて、最終的に
累積される補正時間の和は、（ｎ×Ｄ１＋ｎ×Ｄ２＋ｎ×Ｄ７＋ｎ×Ｄ８）となる。

【００６１】一方、キャリッジ速度がＶｃｒよりも遅い
区間ＩＩＩ〜ＶＩでは、吐出タイミングを遅延させるこ
とによって、コギングによりキャリッジの速度が遅くな
ることによる影響を補正する。例えば区間Ｖを例にする
と、変調吐出タイミング１８の各パルスは、Ｔ₁＋Ｄ
５，Ｔ₂＋２×Ｄ５，Ｔ₃＋３×Ｄ５，Ｔ₄＋４×Ｄ５，
Ｔ ₅＋５×Ｄ５，Ｔ₆＋６×Ｄ５、のタイミングで発生さ
れる。ここで、ｎ＝基準吐出タイミングの数、とする
と、Ｔ_ｎ＋ｎ×Ｄ１によって変調吐出タイミング１８の各パルスが発生され
る。

【００６２】すなわち、上記のキャリッジ速度がＶｃｒ
よりも速い区間とは逆に、積算された補正時間を１周期
前の基準吐出タイミングの間隔に足しこむことによって
吐出タイミングを遅延させる。

【００６３】ここで、キャリッジ速度がＶｃｒよりも遅
い区間ＩＩＩ〜ＶＩにおいて、最終的に累積される補正
時間の和は、 −（ｎ×Ｄ３＋ｎ×Ｄ４＋ｎ×Ｄ５＋ｎ×Ｄ６）となる。

【００６４】そして、キャリッジがＶｃｒよりも速い区
間と遅い区間との和であるコギングの１周期において、
累積補正時間がゼロになるように、各補正値Ｄ１〜Ｄ８
を設定する。すなわち、（ｎ×Ｄ１＋ｎ×Ｄ２＋ｎ×Ｄ７＋ｎ×Ｄ８）−（ｎ×
Ｄ３＋ｎ×Ｄ４＋ｎ×Ｄ５＋ｎ×Ｄ６）＝０となるように補正時間を定める。

【００６５】前述のように、この累積時間がゼロとなる
位置は、コギングにより最もキャリッジの速度が速くな
った位置であり、この位置で基準吐出タイミングと変調
吐出タイミングの両者の発生位置は一致する。

【００６６】なお、以上説明した変調制御は、ＡＳＩＣ
１０の内部に専用の制御回路を設けることによって実現
する。

【００６７】＜具体例＞次に、上記で示した吐出タイミ
ングの変調制御を、実際のインクジェットプリンタにお
ける具体例を示して説明する。

【００６８】ここでは、コギングの１周期の間隔が２８
ｍｍ、記録解像度を６００ｄｐｉとする。これからＩ〜
ＶＩＩＩの各区間内に発生する、吐出タイミングを表わ
すパルスの総数ｎは、｛（コギング周期）／（分割数）／２５．４（ｍ
ｍ）｝×（記録解像度）=（２８／８／２５．４）×６
００≒８３である。すなわち、６００ｄｐｉで記録する場合には、
各区間内で８３の吐出タイミングが生成される。

【００６９】また、ここでは制御開始位置が、図９に１
９で示したように区間ＩＩＩにおける３０パルス目の地
点であったと仮定する。なお、制御開始位置は任意に設
定することができるが、記録ヘッドが等速状態に到達し
た後に設定する。例えば、記録の開始位置に設定しても
良い。

【００７０】この場合、制御開始位置における累積補正
時間は、（８３×Ｄ１＋８３×Ｄ２−３０×Ｄ３）、と
なる。この累積補正時間だけ、基準吐出タイミングに対
して補正したタイミングで吐出タイミングを発生させ
る。同様に次の吐出タイミングに対する累積補正時間
は、（８３×Ｄ１＋８３×Ｄ２−３１×Ｄ３）となる。
このようにして、１周期前の基準吐出タイミングに対し
て累積補正時間だけ補正したタイミングで吐出信号を発
生させる。そして、この制御を各吐出タイミングで行
う。

【００７１】図１０は、各期間における補正時間の設定
の例を示す図である。ここでの各値は、ＡＳＩＣ１０内
部の基本クロック（周期）の数を示している。例えば、
記録速度が３０ｉｎｃｈ／ｓｅｃであるとき、区間ＩＩ
の補正時間Ｄ２＝１であり、１周期前の基準吐出タイミ
ングに対して、毎回１クロック周期に相当する時間づつ
吐出タイミングを早めることを意味している。

【００７２】従って、区間ＩＩ全体では、８３×１＝８
３（クロック）分だけ累積補正時間が生じる。また、同
様に区間Ｉ全体でも８３クロックの累積補正時間が生
じ、キャリッジ速度が基準となるＶｃｒよりも速い区間
全体では３３２（クロック）の累積時間が生じる。

【００７３】一方、キャリッジが基準となるＶｃｒより
も遅い区間ＩＩＩ〜ＶＩ全体での累積補正時間は、−３
２２、となり、コギングの１周期に相当する区間Ｉ〜Ｖ
ＩＩＩ全体での累積補正時間は、３３２−３３２＝０、
となり累積補正時間はゼロとなる。

【００７４】なお、各区間での補正値は、記録モード等
により設定されたキャリッジの記録速度に応じた適切な
値を設定する。これは、図４に関して説明したように、
キャリッジの速度が変化することによって、吐出された
インク滴の合成速度も変化するためである。

【００７５】以上、説明した変調制御は、ハードウエア
を用いことによりリアルタイムに吐出タイミングに対し
て変調制御を行うことができるので、ＡＳＩＣ１０内で
行われるのが好ましい。

【００７６】以上説明したように本実施形態によれば、
駆動モータのコギングに起因するキャリッジの速度変動
が発生しても、用紙上でのインクの着弾位置を意図した
通りに制御でき、記録品質を向上させることができる。
また、双方向記録を行う際には、往路と復路とで着弾位
置を一致させることができ、より高品質な記録を行え
る。

【００７７】また、上記実施形態ではキャリッジの駆動
にＤＣモータを使用するものを例に上げて説明したが、
ＤＣモータに限らず、ステッピングモータ等の他のモー
タによるコギングに対しても同様な効果を得ることがで
きる。更に、駆動プーリの偏心による速度変動にも応用
できる。

【００７８】［その他の実施形態］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。

【００７９】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核沸騰を越
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。

【００８０】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とすると、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。

【００８１】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。

【００８２】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号明細書に記載され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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】このような場合インクは、特開昭５４−５
６８４７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。

【００８９】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インターフェース機器，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。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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば、キャリッジの駆動モータのコギングに起因する走
査速度の周期的変動がある場合、キャリッジの走査の変
化に応じて記録ヘッドの吐出タイミングを変化させるこ
とができるので、走査速度の変動に関らず、記録ヘッド
から吐出されたインクを所望の位置に着弾させることが
でき、記録品質を向上させることができる。

【００９５】もちろん、モータのコギングに起因する速
度変動だけでなく、プーリの偏心等に起因する周期的な
速度変動に対しても同様な効果が得られる。

【００９６】また、双方向記録を行う際には、往路と復
路とで着弾位置を一致させることができ、より高品質な
記録を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における吐出タイミングの変
調方法を示す図である。

【図２】スロット付ＤＣモータの構造を示す図である。

【図３】キャリッジの速度変動の様子概略的にを示した
グラフである。

【図４】吐出されたインクの速度成分のベクトル和を示
した図である。

【図５】キャリッジの速度変動による用紙上のインクド
ットの着弾位置の偏りを示した図である。

【図６】吐出タイミングを変調して着弾位置を均等にし
た様子を示す図である。

【図７】本発明の実施形態としてのプリンタ装置の制御
構成を示したブロック図である。

【図８】コギングによる速度変動の状態を近似する様子
を示した図である。

【図９】変調制御開始位置を示した図である。

【図１０】補正時間の設定例を示した図である。

【図１１】本発明の実施形態としてのプリンタ装置の概
略構成を示した斜視図である。

【符号の説明】

１モータ軸２コイル３積層コア４Ｖｃｒよりも遅い区間５Ｖｃｒよりも速い区間６コギング周期８ＲＯＭ９ＣＰＵ１０ＡＳＩＣ１１インターフェイス１２記録ヘッド１３、１４モータドライバ１５ＤＲＡＭ１６エンコーダ１７基準吐出タイミング１８変調吐出タイミング１９制御開始位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒沼明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者田中壮平東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鈴木範之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者綿谷雅文東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA07 EC07 EC37 EC77 EC80 FA03 FA11 2C480 CA33 CA36 CB01 CB03 CB31 CB35 DA25 DB02 EA03 EC04 EC05 EC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出して記録を行う記録ヘッド
を搭載したキャリッジを、記録媒体上で走査させて記録
を行うインクジェット記録装置であって、前記キャリッジを駆動する駆動機構と、前記キャリッジの前記走査の方向における位置情報を発
生する位置情報発生手段と、前記位置情報に基づいて、前記記録ヘッドに対してイン
ク吐出を指示する吐出信号を生成する吐出信号生成手段
と、を備え、前記吐出信号生成手段が、前記駆動機構により前記記録
ヘッドの走査速度が周期的に変動するときに、該変動に
応じて前記吐出信号の生成されるタイミングを制御する
タイミング制御手段を含むことを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
【請求項２】前記タイミング制御手段は、前記記録ヘ
ッドの走査速度が所定の基準速度より速い区間では前記
吐出信号の生成されるタイミングを早め、前記記録ヘッ
ドの走査速度が前記所定の基準速度より遅い区間では前
記吐出信号の生成されるタイミングを遅延させることを
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３】前記タイミング制御手段は、前記変動の
１周期において、前記吐出信号が早められた時間の合計
と前記吐出信号が遅延された時間の合計とが等しくなる
ように、前記吐出信号の生成されるタイミングを制御す
ることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項４】前記タイミング制御手段は、前記変動の
周期を複数の区間に分割して、各区間毎に前記吐出信号
の生成されるタイミングを所定のパラメータに従って変
化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１
項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記記録装置は走査速度の異なる複数の
記録モードを有しており、前記タイミング制御手段は、
選択された記録モードの走査速度に応じて前記吐出信号
の生成されるタイミングを制御することを特徴とする請
求項１から４のいずれか１項に記載のインｋジェット記
録装置。
【請求項６】前記タイミング制御手段を動作させるか
否かをユーザが選択するための入力手段を更に備えるこ
とを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の
インクジェット記録装置。
【請求項７】前記吐出信号生成手段が、ハードウェア
により構成されていることを特徴とする請求項１から６
のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記駆動機構がモータを含み、前記変動
が該モータのコギングによるものであることを特徴とす
る請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項９】前記駆動機構がプーリを含み、前記変動
が該プーリの偏心によるものであることを特徴とする請
求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項１０】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から９のいず
れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】インクを吐出し摘録を行う記録ヘッド
を搭載したキャリッジを、記録媒体上で走査させて記録
を行うインクジェット記録方法であって、前記キャリッジの前記走査の方向における位置情報を発
生する位置情報発生工程と、前記位置情報に基づいて、前記記録ヘッドに対してイン
ク吐出を指示する吐出信号を生成する吐出信号生成工程
と、を備え、前記吐出信号生成工程が、前記記録ヘッドの走査速度が
周期的に変動するときに、該変動に応じて前記吐出信号
の生成されるタイミングを制御するタイミング制御工程
を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１２】前記タイミング制御工程で、前記記録
ヘッドの走査速度が所定の基準速度より速い区間では前
記吐出信号の生成されるタイミングを早め、前記記録ヘ
ッドの走査速度が前記所定の基準速度より遅い区間では
前記吐出信号の生成されるタイミングを遅延させること
を特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録方
法。
【請求項１３】前記タイミング制御工程で、前記変動
の１周期において、前記吐出信号が早められた時間の合
計と前記吐出信号が遅延された時間の合計とが等しくな
るように、前記吐出信号の生成されるタイミングを制御
することを特徴とする請求項１２に記載のインクジェッ
ト記録方法。
【請求項１４】前記タイミング制御工程で、前記変動
の周期を複数の区間に分割して、各区間毎に前記吐出信
号の生成されるタイミングを所定のパラメータに従って
変化させることを特徴とする請求項１１から１３のいず
れか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１５】走査速度が異なる記録モードが選択さ
れたときに、前記タイミング制御工程で、走査速度に応
じて前記吐出信号の生成されるタイミングを制御するこ
とを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記
載のインｋジェット記録方法。
【請求項１６】前記タイミング制御手段を動作させる
か否かをユーザが選択する入力工程を更に備えることを
特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の
インクジェット記録方法。
【請求項１７】請求項１１から１６のいずれか１項に
記載のインクジェット記録方法を実現させるプログラム
のコードを記憶したことを特徴とする記憶媒体。