专利名称：喷墨记录装置以及喷墨记录方法
技术领域：
本发明涉及喷墨记录装置以及喷墨记录方法，它使用可以排出墨水的记录头，在被记录媒体上记录图象。
背景技术：
作为在打印机、传真以及复制装置上安装的、依据图象信息而将图象(包含文字和符号)记录到纸和塑料薄板(OHP等)等被记录媒体上的装置，广泛使用喷墨打印记录装置。
图6是喷墨记录装置的主要部分的斜视图。在图6中，被记录媒体201，通过记录区域内配置的被记录媒体传送辊202而得到支持，通过利用纸片传送马达203来驱动该传送辊202，使该被记录媒体201在箭头α的副扫描方向上传送。作为纸片传送马达203，可以使用步进马达和DC马达等。近年来，出于要求安静等原因，而较多地使用DC马达。在这种情况下，传送辊202上设置有图中未示出的旋转编码器，基于从中得到的编码信号，来控制纸片传送马达203。在传送辊202的前方，与其平行地设置有轴204。字车(carriage)205被引导，从而在该轴204上自由移动，利用字车马达206的输出，经由带207，字车在箭头β的主扫描方向上来回移动。在轴204和字车205之间，为了减少由于摩擦等引起的机械负荷，而涂有油脂等润滑油。
与纸片传送马达203相同，字车马达206也可以使用步进马达和DC马达。近年来，出于要求安静等原因，而较多使用DC马达。在这种情况下，在字车205上配置有图中未示出的线性编码器，且与轴204平行地设置一个图中未示出的线性编码器标尺。然后，基于从该线性编码器得到的信号，来控制字车马达206。基于从该线性编码器得到的信号，还可以生成用于从记录头208排出墨水的定时信号。
作为记录头移动装置的字车205上，安装有记录头208以及收纳记录墨水的墨盒209。本例的记录头是彩色图象使用的，它沿着字车205的扫描方向排列、配置有用于排出黑色墨水的头208-BK、用于排出蓝绿色墨水的头208-C、用于排出深红色墨水的头208-M、以及用于排出黄色墨水的头208-Y。作为墨盒(tank)209，安装有黑墨水(BK)用的墨盒209-BK、蓝绿色墨水(C)用的墨盒209-C、深红色墨水(M)用的墨盒209-M、以及黄色墨水(Y)用的墨盒209-Y，它们用于将墨水提供给与各种颜色对应的头。记录头209的前面，即在与被记录媒体201的记录面相隔规定间距(例如0.8mm)、并与其相对的面上，设置有墨水排出单元。在墨水排出单元中，沿着与字车205的扫描方向相交叉的方向，纵列设置有若干(例如48个或64个)墨水排出口。
包含图中未示出的记录装置的控制电路(CPU、ASIC)、以及并设在该装置内的ROM、RAM等的控制单元，例如可以通过接口，从外部主机装置的控制器接收记录马达的信息以及记录数据。之后，记录装置的控制单元，基于这些信息以及记录数据，通过在控制记录装置上的各种马达等驱动源等的同时，还通过记录头驱动电路，来控制记录头208，从而使墨水从记录头208的墨水排出单元中排出，进而将图象记录在被记录媒体201上。即，通过交替反复执行记录头208一边在主扫描方向上移动一边从墨水排出单元排出墨水的操作，以及将被记录媒体201在副扫描方向上传送规定量的操作，从而使图象记录在被记录媒体201上。
图7是用于说明记录头208的移动速度与被记录媒体201上的墨滴的滴落位置的关系的说明图。
记录头208安装在字车205上，期望其在图中β的主扫描方向上以理想的头速度V移动。在这种情况下，当墨水滴303从记录头208以墨水排出速度Vd喷向被记录媒体201时，该墨水滴303以理想的头速度V和墨水排出速度Vd的矢量合成的速度和方向飞行。之后，该墨水滴303，移动了一个距离d，并滴落在被记录媒体201上的理想滴位置306上，其中，所述距离d是记录头208和被记录媒体201之间的距离。
但是，为了提高记录吞吐量，存在想在字车205的加速区、恒速区和减速区的所有移动区域内都能执行记录操作的情况。既便是在字车205的恒速区，也会在马达206的旋塞环(cock ring)和伺服精度的影响下，使字车205的移动速度发生变化。结果，存在在记录头208的移动速度(扫描速度)改变状态的情况下，就排出墨水滴303的情况。
如此，在记录头208的移动速度改变了的情况下，改变了墨水滴303的飞行方向和速度，结果，其在被记录媒体201上的滴落位置偏离了理想的滴落位置306。图7中，在记录头208以比理想速度V还要慢的速度Vs移动的情况下，墨水滴303以该速度Vs和墨水排出速度Vd的矢量合成速度以及方向飞行。其结果，在记录头208移动的图中β的方向上，墨水滴303滴落在理想滴落位置306前面的位置307上。另一方面，图7中，当记录头208以比理想头速度V还要快的速度Vf移动的情况下，墨水滴303以该速度Vf和墨水排出速度Vd的矢量合成速度和方向飞行。其结果，在记录头208移动的图中β的方向上，墨水滴303越过理想滴落位置306，滴落在与其相隔的位置308上。
如此，当在记录头208的移动速度改变的情况下，在排出墨水滴303时，其墨水滴303的滴落位置发生偏移，从而，在记录图象内产生了混乱。
喷墨记录装置，利用可以排出墨水的记录头，通过一面执行所述记录头与被记录媒体的相对移动，一面从所述记录头喷出墨水，从而在所述被记录媒体上执行记录，其特征在于包括编码器，每当所述记录头和所述被记录媒体有一定量的相对移动，就输出脉冲；检测所述脉冲间隔时间的检测装置；调整装置，可以调节使墨水从所述记录头喷出的驱动定时；按照期望的最高速度，将所述记录头和所述被记录媒体相对移动时的所述脉冲间隔时间作为所述基准间隔时间，根据利用所述检测装置检测出的所述脉冲间隔时间的大小，计算所述记录头的驱动定时的延迟时间的计算装置；以及根据利用所述计算装置计算出的移位量，来控制所述调节装置的控制装置。
喷墨记录方法，使用可以排出墨水的记录头，通过在所述记录头和所述被记录媒体进行相对移动的同时，从所述记录头排出墨水，从而在所述被记录媒体上进行记录，其特征在于利用每当所述记录头和所述被记录媒体有一定量的相对移动时，就输出脉冲的编码器；按照期望的最高速度，将所述记录头和所述被记录媒体相对移动时的所述脉冲间隔时间作为所述基准间隔时间，根据由所述检测装置检测出的所述脉冲间隔时间的大小，计算所述记录头的驱动定时的延迟时间；根据计算出的移位量，来调整使墨水从所述记录头排出的驱动定时。
本发明通过根据记录头的移动速度来调整墨水喷出定时，从而使墨水通常能滴落在被记录媒体上的理想位置上。其结果，能够不受记录头移动速度变化的影响，记录高品质的图象。
图1是喷墨记录装置的控制系统的主要单元的方框结构图。
图2是图1的编码器的输出信号的说明图。
图3是用于说明图1的延迟值计算单元的基本计算操作的流程图。
图4是用于说明图1的延迟值计算单元的更加具体的计算操作的流程图。
图5是说明图1的喷墨记录装置的记录定时以及墨水滴的滴落位置之间关系的说明图。
图6是可采用本发明的喷墨记录装置的机械结构部分的主要部件的斜视图。
图7是说明图6的喷墨记录装置的记录头的移动速度和墨水滴的滴落位置之间关系的说明图。
图1是本例的记录装置的方框结构图。
从主机装置101传送来的记录数据，由本例的记录装置的记录控制单元102中的I/F单元103接收，传送到记录数据生成单元104。记录数据生成单元104，执行对被压缩数据的解压缩(扩展)以及数据排列的变换等，将接收数据转换为记录头208可以利用来进行记录的形式。例如可以将利用热能排出墨水的形式的喷墨记录头作为记录头208。该喷墨记录头，利用墨水流路内具有的电热转换体所产生的热能，使墨水流路的墨水产生膜沸腾，利用其发泡能量，而从墨水喷嘴喷出墨水滴。
另一方面，在由字车马达206驱动的字车205上，安装有记录头208，同时还安装有编码器109。该编码器109每当字车205移动一定的距离，就输出一个脉冲信号。通过编码器109所产生的脉冲信号，通过记录控制单元102中的LPF单元110而除去了噪声，并被送入边沿触发脉冲生成单元111。边沿触发脉冲生成单元111，检测接收的脉冲信号内的规定的边沿(编码边沿)，并生成边沿触发脉冲。由边沿触发脉冲生成单元111生成的边沿触发脉冲，被送到速度检测单元112、以及边沿触发延迟单元113。速度检测单元112，测量由边沿触发脉冲单元111生成的触发脉冲的间隔，并将该值作为当前的速度信息，传送到延迟值计算单元114。根据需要，也可以将利用速度检测单元112所检测出的速度信息，传送到对字车马达206进行伺服控制的、图中未示出的伺服控制器。
在延迟值算单元114中，利用从速度检测单元112送出的当前的速度信息等，如后面所述，计算滴落修正延迟值，用于修正墨水滴的滴落位置。边沿触发延迟单元113，根据由延迟值计算单元114所算出的滴落修正延迟值，使边沿触发脉冲生成单元111所生成的触发脉冲经过延迟后，输出到记录定时发生单元115。记录定时生成单元115，由边沿触发延迟单元113送出的触发脉冲，生成将其转换为记录分辨率的记录定时信号，并传送到记录数据传送单元106和位置检测单元116。位置检测单元116，通过利用加/减计数器，对从边沿触发延迟单元113和记录定时生成单元115送出的信号执行计数，从而检测字车205的移动位置。由位置检测单元116检测出的位置信息被传送到记录位置检测单元117。记录位置检测单元117，在由其位置信息检测出记录开始位置时，生成记录开始信号，在检测出记录结束位置时，生成记录结束信号，并将这些信息传送到记录数据传送单元106。记录数据传送单元106，根据来自记录定时生成单元115以及记录位置检测单元117的信息，将由记录数据生成单元104生成的记录数据都传送到记录头208。记录头208，基于从记录数据传送单元106送出的信息，向被记录媒体201喷出墨水滴303。
图2显示了编码器109的发生信号(编码信号)的波形。
编码器109的发生信号，与一般的数字编码信号相同，输出的A相401和B相402的2个波形，在相位上相差约90度，根据字车205的移动方向，要么输出图2左侧的超前相位(正转)403，要么输出该图右侧的滞后相位(反转)404。因而，例如，将A相的单侧边沿作为检出点，B相为固定电平(图中为低电平)时，在A相的上升沿和下降沿的检出时刻，通过切换位置检测用计数器的加/减计数操作，从而能检测出字车205的移动位置。更具体而言，例如，在B相为低电平时，每当检测出A相的上升沿时，就应当使位置检测用的计数器执行加法计数操作，而每当检测出A相的下降沿时，就应当使位置检测用的计数器执行减法计数操作，通过切换位置检测用计数器的加/减计数操作，从而，可以从该位置检测用计数器的计数值，检测出字车205的移动位置(记录头208的移动速度)。
边沿触发脉冲生成单元111，检测出如图2所示的编码脉冲的边缘，并生成触发脉冲，速度检测单元112，通过测定该触发脉冲的间隔(时间)(也称为“编码边沿间隔(时间)”)，从而检测出字车205的移动速度。
图3是用于说明延迟值计算单元114的基本计算操作的流程图。
图3中，t1是当前的编码边沿间隔(时间)，它与字车205的当前速度(记录头208的当前速度)相对应。t2是期望最高速度时的编码边沿间隔(时间)，它与字车205的最高速度(记录头208的最高速度)相对应。Y是(t1-t2)的计算结果，A是(t3/t2)的值的常数。该t3，是从记录头208排出的墨水滴303滴落到被记录媒体201上所需的时间。t是作为延迟值计算单元114的计算结果的滴落修正延迟值。
这里，作为期望的最高速度，是比字车进行扫描时所达到的速度还要快的假想的速度。该最高速度，尽管最好比字车进行扫描时所达到的速度还要快，但是随着设定的该最高速度的提高，延迟值也变大。由此，当该最高速度过分高，且延迟值超过编码信号的一个周期，需要将延迟值一直保持到下一个周期之前的一个电路。由此，该最高速度，是比字车进行扫描时所实现的速度还要快的速度，最好在不超过编码信号的一个周期的范围内，设定延迟值。
首先，计算开始后，确认延迟计算模式的开启、关闭(S1)，如果其模式为关闭，则不执行计算，而使其结束；如果其模式为开启，则开始计算。在延迟模式为开启的情况下，计算(t1-t2)，从而求出Y(S2)；计算出(Y×A)，从而求出滴落修正延迟值t(S3)。因此，图3中的滴落修正延迟值t的计算式如下式(1)t＝(t1-t2)×A ……(1)在字车205的当前速度增大时，编码边沿间隔t1越小，则该值t越小，相反，在字车205的当前速度减小时，编码边沿间隔t1越大，则该值t越大。
图4是用于说明延迟值计算单元114的更详细的计算操作的流程图。
在图4中，使用含有2的幂乘数B的常数C，来代替图3中的常数A＝(t3/t2)。即，常数C，是通过(A×B)的计算而得到的预定的固定值，而被设定的。因此，C＝A×B＝(t3/t2)×B，滴落修正延迟值t的计算式如下式(2)。
t＝{(t1-t2)×C}/B……(2)图4中的Y(n)，是Y以2进制表示的第n比特的值。
首先，计算开始(S501)后，确认延迟计算模式的开启、关闭(S502)，如果其模式为关闭，则不执行计算，计算结束，如果其模式为开启，则开始进行计算。在延迟计算模式为开启的情况下，计算(t1-t2)，从而求出Y(S503)。将该Y的第n比特(第一次n＝0)作为bx，进行确认(S504)，并在二进制表示的C的低位上，追加n个(第一次n＝0)个0，即，使二进制表示的C仅仅移位n比特，并将该数值作为C’(S505)。由于第一次n＝0，所以C＝C’。此后，判断bx是否为1(S506)，bx＝1时，使Y成为(Y+C’)，进行修正(S507)；bx＝0时，Y的值保持不变。由于第一次bx＝0，所以Y的值保持不变。
接下来，判断n是否超过{(Y的比特数)-1}(S508)，当判断未超过时，使n成为n+1(S509)，并由此返回到步骤S504。因而，规定在n达到{(Y的比特数)-1}之前，反复执行步骤S504~S507的处理，我们可以理解其返回操作的次数等于Y的比特数。
当第2次反复操作步骤S504~S507时，n从0变为1，将Y的第1比特作为bx进行确认(S504)，并在二进制表示的C的低位上，追加一个0，即，使C仅仅移位1比特，将该数值作为C’(步骤S505)。从而，C’变为是C的2倍(×2)的一个值。此后，判断bx是否为1(S506)，bx＝1时，使Y成为(Y+C’)，进行修正(S507)；bx＝0时，Y的值保持不变。
以下，相同，在反复行了Y的比特数目次步骤S504~S507后，在将n复位为0(S510)的同时，计算(Y/B)，从而求出滴落修正延迟值t(S511)。由于B是2的幂，因此，实际上，最好通过对二进制表示的Y进行移位，来舍去低位比特。结果，可利用上式(2)，求出滴落修正延迟值t。
如上所述，由延迟值计算单元114计算出的滴落修正延迟值t，被送到边沿触发延迟单元113(参见图1)，并根据该滴落修正延迟值t，来调整记录定时。
图5是说明记录定时和墨水滴的滴落位置之间关系的说明图。
边沿触发脉冲生成单元111(参见图1)，利用编码信号601，生成编码定位触发脉冲602，作为记录头208的位置管理用信号。在执行高分辨率记录的情况下，产生了编码信号周期的1/2和1/4等周期的触发脉冲，并执行记录。例如，在编码信号的周期相当于300dpi的分辨率的情况下，使用该编码信号1/2周期的触发脉冲的记录分辨率变为600dpi，使用该编码信号1/4周期的触发脉冲的记录分辨率变为1200dpi。图5中，为了简化说明，而执行与编码信号601的周期相等的分辨率的记录。即，编码定位触发脉冲602的数目，和边沿触发延迟单元113所生成的记录定时触发脉冲603的数目一致。
这里，墨水滴303，在记录头208的移动速度(字车205的移动速度)的移动速度矢量、以及墨水滴303的排出速度矢量的合成矢量的方向上飞行。当墨水滴303的排出速度为Vd的记录头208的移动速度为理想速度V时，边沿触发延迟单元113，只能延迟延迟值Td，并产生记录定时触发脉冲A。在这种情况下，在记录头208的当前速度为比理想速度V还要快的Vf时，由于延迟值计算单元114内所计算的滴落修正延迟值t变小，因此，与其相应的延迟值Td也变小。因而，此时，规定利用比理想速度V时的记录定时触发脉冲A还要快的定时，来产生记录定时触发脉冲B。另一方面，当记录头208的当前速度为比理想速度V还要慢的速度Vs时，由于延迟值计算单元114内计算的滴落修正延迟值t增大，所以，与其相应的延迟值Td也增大。从而，此时，规定利用比理想速度V时的记录定时触发脉冲A还要慢的定时，来产生记录定时触发脉冲C。
如此，通过控制记录定时触发脉冲603的发生定时，来校正由于记录头208的移动速度发生变化而引起的墨水滴303的滴落位置的偏移，通常可以使墨水滴303滴落在记录头208以理想速度移动时的墨水滴303的滴落位置613上。这里，记录头208的当前移动速度(字车205的当前移动速度)，是作为当前位置的前一个位置上的编码信号601的周期T(参见图5)的倒数而计算的。
(其他实施例)在本实施例中，不仅可以实施仅仅在记录头在一个方向上移动时，执行记录操作的单方向记录，也可以实施在记录头在双方向上移动时，执行记录操作的双方向记录。
权利要求
1.一种喷墨记录装置，利用可以排出墨水的记录头，通过一面进行所述记录头与被记录媒体的相对移动，一面从所述记录头喷出墨水，从而在所述被记录媒体上执行记录，其特征在于包括编码器，每当所述记录头和所述被记录媒体有一定量的相对移动，就输出脉冲；检测所述脉冲间隔时间的检测装置；调整装置，可以调节使墨水从所述记录头喷出的驱动定时；按照期望的最高速度，将所述记录头和所述被记录媒体相对移动时的所述脉冲间隔时间作为所述基准间隔时间，根据利用所述检测装置检测出的所述脉冲间隔时间的大小，计算所述记录头的驱动定时的延迟时间的计算装置；以及根据利用所述计算装置计算出的移位量，来控制所述调节装置的控制装置。
2.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于所述检测装置，检测所述脉冲的边沿之间的时间。
3.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于所述计算装置，在利用所述检测装置检测出的所述脉冲间隔时间为t1，所述基准间隔时间为t2，从所述记录头排出的墨水到达所述被记录媒体上的时间为t3时，利用下式计算所述记录头的驱动定时的延迟时间tA＝t3/t2；t＝(t1-t2)*A。
4.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于所述计算装置，将B作为2的幂，来设定常数C(＝A*B)，并利用下式，计算所述记录头的驱动定时的延迟时间tt＝((t1-t2)*C)/B。
5.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于所述记录头一面相对于所述被记录媒体执行相对的往复移动，一面从所述记录头中排出墨水，往复执行记录。
6.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于包括使所述记录头和所述被记录媒体在主扫描方向上相对移动的第1移动装置；以及使所述记录头和所述被记录媒体在与所述主扫描方向相交叉的副扫描方向上相对移动的第2移动装置。
7.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于所述记录头具有电热转换体，产生为喷墨所利用的热能。
8.一种喷墨记录方法，使用可以排出墨水的记录头，通过在所述记录头和所述被记录媒体进行相对移动，同时从所述记录头排出墨水，从而在所述被记录媒体上进行记录，其特征在于利用每当所述记录头和所述被记录媒体有一定量的相对移动时，就输出脉冲的编码器；按照期望的最高速度，将所述记录头和所述被记录媒体相对移动时的所述脉冲间隔时间作为所述基准间隔时间，根据由所述检测装置检测出的所述脉冲间隔时间的大小，计算所述记录头的驱动定时的延迟时间；根据计算出的移位量，来调整使墨水从所述记录头排出的驱动定时。
全文摘要
本发明提供了喷墨记录装置以及喷墨记录方法，能够不受记录头移动速度改变的影响，高品质地记录图象。由此，使用每当记录头(208)和被记录媒体有一定量相对移动时就输出脉冲的编码器109，并根据该脉冲间隔时间，来调整使墨水从记录头208排出的驱动定时。
文档编号B41J19/20GK1413834SQ021529
公开日2003年4月30日 申请日期2002年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者小路通阳 申请人:佳能株式会社