JP2004009489A

JP2004009489A - Method of correcting tilt of printing head

Info

Publication number: JP2004009489A
Application number: JP2002165390A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimoda; 霜田　明良; Tomoaki Masaki; 正木　友章
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP4208488B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To electrically correct a tilting deviation of a recording head to a medium to be recorded in an image recording device which records by moving the recording head for scanning in a direction perpendicular to a transfer direction of the medium. <P>SOLUTION: The image recording device comprises a printing buffer for storing printing data of an amount of columns related to the head tilting, an address management means for reading out corresponding data in accordance with the tilt of the writing head from the printing buffer, and a setting means for setting a size of the tilt of the head to be corrected to the address management means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、詳しくは印字ヘッドを用いて紙などの記録媒体に画像を記録する記録装置であり、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの情報出力手段として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
紙やＯＨＰシートなどの記録媒体の搬送方向に垂直に往復運動する記録ヘッドを搭載した稼動部を有するシリアルタイプの記録装置は各種の記録方式による記録ヘッドを搭載した形で提案されている。
【０００３】
このシリアルプリンタで使われている記録ヘッドには、ワイヤードット式、感熱方式、熱転写式、インクジェット方式によるものなどがある。
【０００４】
シリアルプリンタの中でインクジェット式は記録用紙に直接インクを噴射するものでランニングコストがやすく、記録時の騒音が小さい。また、インクジェット方式では、記録ヘッドは記録媒体に対して一定の間隔を隔てて設けられるもので常に非接触状態であり記録ヘッドから噴射されたインクは記録ヘッドと被記録媒体との空間を飛んで、その後記録媒体に到達して所望の記録が行われるためキャリアの摺動負荷が小さく高速化の実現に有利である。
【０００５】
シリアルプリンタでは図６に示すように縦罫線を印刷する場合、記録ヘッドが正確にキャリアに位置決めされずに、インク吐出口が記録媒体の搬送方向に正しく配列されずに傾いて配列された場合、印刷された各行ごとの罫線が傾き罫線ずれを引き起こす問題がある。またこのようなヘッドを複数並列に配置し、各ヘッドで異なる色のインク吐出を行うことでカラー印刷を行う記録装置においては、わずかな偏差も色むらやなどの原因となり画像に大きな悪影響を与えてしまう。
従来、このようなシリアルプリンタではキャリアに対するヘッドの取り付け精度を高めるのはもちろん特開平７−４０５５１に示されるように記録媒体の搬送方向に配列されたインク吐出口を複数のブロックに分割し、前記ブロックごとの駆動間隔を傾きの大きさに応じて可変して吐出するなどの電気的な補正手段を持ったものがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年のＰＣの高速化によりカラー画像を容易に扱うことが可能となり、画像記録においても、大容量のデータを処理することが望まれている。
【０００７】
さらには記録画像の高精細化、処理の高速化によって、益々大容量を高速に処理する必要がある。
【０００８】
シリアルインクジェットプリンタにおける記録動作の高速化はインク吐出周波数の高速化及び記録ノズル数を増やすことによって実現することが可能である。ここで、記録ノズルの追加によって高速化を実現しようとする場合について説明する。
【０００９】
記録動作の高速化のために増やされた複数のノズルはそれまでのノズルに対して記録媒体の搬送方向に延長して配置する。
【００１０】
つまり、印字ヘッドが記録媒体に対して垂直方向に移動しながらインクを吐出して記録動作を行う際の１スキャンにおける記録幅を増やすことで高速化を実現しようとするものである。したがってこの場合、記録ヘッドは記録媒体搬送方向に延長された形で構成される。
【００１１】
仮に、機構的な精度の限界値を正規の位置からθの傾きと仮定すると、偏差θで取り付けた場合の印字位置ずれは記録ヘッドが長くなるほど大きくなってしまうといった問題がある。
【００１２】
さらには、記録画像がより高精細化した場合には、記録画素の大きさと絶対偏差との相対関係からより高精度にインク滴を記録媒体に着弾させることが求められる。
【００１３】
以上のように記録ヘッドと被記録媒体との位置関係を高精度に保つことが高品位な画像形成には必要である。
【００１４】
しかしながら、より高速を求めるために長尺化する印字ヘッドと、記録画像の高画質化のために高精細化に対応した高精度の機構を用意するためには大きなコストを必要とするといった問題がある。
【００１５】
本案ではこのようなヘッドの傾きを電気的に補正する方法を提案する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
ヘッド傾きにかかるカラム分の印字データを格納する印字バッファと前記印字バッファから記録ヘッドの傾きにあわせて対応するデータを読み出すためのアドレス管理手段、および前記アドレス管理手段に対して補正すべきヘッドの傾きの大きさを設定する設定手段とを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。本実施例のインクジェット記録装置は図３に示すとおり各色の記録を受け持つ４個のインクジェット記録ヘッド、Ｂｋ（ブラック）ヘッド２−１、Ｙ（イエロー）ヘッド２−２、Ｍ（マゼンタ）ヘッド２−３、Ｃ（シアン）ヘッド２−４、およびそれぞれに一体型のインクタンク１−１〜１−４、光学的ホームポジションセンサ（以下ＨＰセンサ）８が装着されたキャリッジ３が、キャリッジ駆動モータ５の駆動力を伝達する駆動ベルト４の一部に連結されて、走査方向に対して平行に配置されたガイドシャフト６に対して移動可能に取付けられており、前記キャリッジ駆動モータ５の駆動力により、前記インクジェット記録ヘッド２−１〜２−４の吐出面に対向して配置されたプラテン７に、不図示の媒体給送装置から給送される記録紙の全幅にわたって往復運動して該記録紙への記録を行う構成となっている。
【００１８】
前述のインクジェット記録ヘッド２−１〜２−４は、記録紙の記録面に対向する吐出面に、インクの吐出を行う細いパイプ状の複数のヘッドノズル口が並設されており、さらに一体化されたインクタンク１−１〜１−４から供給されるインクに吐出エネルギーを与えるヒータがノズル口近傍に設けられている。
【００１９】
記録ヘッド２−１〜２−４のノズル口はそれぞれキャリッジ３の走査方向に対して垂直方向に配列されるように構成され、さらに４個の記録ヘッドはキャリッジ走査方向に並んで配置されている。
【００２０】
また、ＨＰセンサ１４は、初期動作においてキャリッジ３がガイドシャフト６上を移動した際に、基準位置検出用突起物１２を検出することにより記録動作の走査方向の基準位置（キャリッジホームポジション）を決定する為に用いられる。
【００２１】
上述したインクジェット記録装置は、外部のホスト機器などから入力された画像情報、制御コマンドなどのデータを、後述する不図示の印字制御部で受け取り、受け取ったデータに従って各色の画像データに展開した後インクジェット記録ヘッドへデータを転送すると共にキャリッジ３を走査させ、必要なタイミングでインク吐出を行う一連の記録動作を制御する。
【００２２】
印字制御部とキャリッジ３はフレキシブルケーブル１３によって接続され各種信号及び吐出に必要な電力の供給を受ける。
【００２３】
次に本実施例のインクジェット記録装置の印字制御部について、図２を参照して説明する。
【００２４】
図２に示す印字制御部３０は、ＣＰＵ３１と、記憶部であるＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３−１，ＲＡＭ３３−２と、外部装置であるホスト機器４１に対するインターフェース回路３４と前記キャリッジ駆動モータ５及びＬＦモータ１０を駆動するモータ制御回路３５と、ＣＰＵ３１の動作を補って各種制御を行う論理回路よりなるゲートアレイ３６より構成される。前記インターフェース記録ヘッド２の吐出タイミング制御及び駆動を行うヘッド制御ブロック３７及びＲＡＭ３３−２は前述のゲートアレイ３６中に構成される。
【００２５】
前記キャリッジ駆動モータ５にはステッピングモータが使用されている。ＣＰＵ３１はキャリッジ３を移動させる為にモータ制御回路３５にキャリッジ駆動モータ５の動作信号を送出しながら、同時にキャリッジ上に搭載された位置エンコーダ１５からの信号により走査方向基準位置からの動作信号数を管理することによって現在キャリッジ３がどの位置にいるかについても把握しキャリッジ３が印字領域に近づくと必要なデータ処理を開始する。さらにキャリッジ３が移動し、搭載された記録ヘッド２−１〜２−４がインク吐出を行うべき位置に到達した時にはヘッド制御ブロック３７がインク吐出を行うよう制御する。
【００２６】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に予め格納されているプログラム、あるいは、ホスト機器４１からインターフェース回路３４を介して入力される制御コマンドに従ってインクジェット記録装置の動作全般の制御を行う。
【００２７】
ＲＯＭ３２には、前記ＣＰＵ３１が動作するためのプログラムやヘッド制御に必要な各種テーブルデータ等が格納されている。
【００２８】
操作パネル５１は記録装置の各種ユーザー設定、たとえばオンライン／オフラインの設定や棟を行うためのキースイッチ及び電源オン状態、オンライン状態を示すＬＥＤからなっている。
【００２９】
インターフェース回路３４は、ホスト機器４１からインクジェット記録装置への制御コマンドや制御データの入出力の際のインターフェース部である。
【００３０】
ＲＡＭ３３−１は、前記ＣＰＵ３１の演算時等のワークエリアあるいは、ホスト機器４１からインターフェース回路３４を介して入力された記録データ及び制御コードの一時格納エリアや記録データをヘッドのノズルに対応させたビットデータに展開した画像データを格納するプリントバッファもＲＡＭ３３−１上に構成される。
【００３１】
本実施例の画像記録装置は複数の印字モードを持ち、必要があればホスト機器から送られた画像データに対して各種の加工を行うこともある。たとえば、インクの消費量を抑えた印刷を行いたい場合には、画像データを一定の割合で間引いて印刷することも可能である。
【００３２】
このようにＲＡＭ３３−２はＧ．Ａ３６の内部に構成され、前述のプリントバッファに展開された画像データに対して、上述のようにたとえば間引き処理を施したデータを格納する。ＲＡＭ３３−２に格納されたデータは記録ヘッド２−１〜２−４のにそのまま送られ直接ヒートを司るデータとなる。本実施例ではＲＡＭ３３−２は２１個の独立したＳＲＡＭにより形成されている。
【００３３】
さらに図２によってインクジェット記録ヘッド２の吐出回路及び吐出制御を詳細に説明する。本実施例では前述のように４個のヘッドを搭載するものであるが、各々の動作原理は同一であるため、Ｂｋヘッド２−１について説明を行う。
【００３４】
ヘッド制御ブロック３７内のデータ転送回路３７−１はＲＡＭ３３−２からそれぞれのヘッドに応じて対応するデータを読み出すためにアドレス管理を行い、読み出したデータをヘッドに対して吐出データとして送出するためにデータ信号３７−８、クロック信号３７−９、ラッチ信号３７−１０を送出する。それぞれの信号はＢｋヘッド２−１に接続されている。
【００３５】
データ信号３７−１３はＢｋヘッド２−１上に構成されたシフトレジスタ２−１０１にクロック信号３７−１５に同期して順次納められ構成されるノズルのうちどのノズルについて吐出を行うかを選択する目的で使用される。ノズル数分のデータの送出が終わるとラッチ信号３７−１４が送出されシフトレジスタ２−１０１に納められたデータはレジスタ２−１０２に移りデータのセットは終了する。
【００３６】
データのセットが終了するとキャリッジ３の位置に合わせてヒートタイミングコントローラ３７−２から３本のブロック選択信号３７−１１とヒート信号３７−１２が送出される。本実施例においては同一ヒートブロックのノズルは２０本おきに配置されている。５本のブロック選択信号３７−１６によって選択されたブロックはＢｋヘッド２−１上に構成されるデコーダ２−１０３によって該当ブロックのＡＮＤ回路２−１０４の入力をアクティブにする。
【００３７】
上記手順に従ってデータセット及びブロック選択がなされたノズルに対して、ヒート信号３７−１２が入力されるとＡＮＤ回路２−１０４の出力条件がそろい、各ノズルのヒータ抵抗２−１０６に接続されたドライブトランジスタ２−１０５が動作し、ヒート電流が流れる。ヒート信号３７−１２は温度制御などの為に、実際のヒート時間をコントロールする目的で使用されている。
【００３８】
ヘッド制御ブロック３７では上述のデータセットとヒート動作は並列に処理される。つまりある周期のヒート中に次の周期のヒートデータセットを行うことで並列処理を実現している。
【００３９】
以上説明した動作の連続によって、所望の位置にインク滴を吐出し一連の記録動作が実現される。
【００４０】
図４−１は記録ヘッドのノズル構成を表す図面である。
【００４１】
本実施例の記録ヘッドは直線上に６００ｄｐｉのピッチで配置された６４０のノズルを持っている。該記録ヘッドはキャリアに搭載され被記録媒体の搬送方向と垂直方向に移動しながらインク滴を吐出する。その際、インク供給及び吐出に必要なエネルギーを供給する電力の分散供給を考慮して全てのノズルから同時にインク滴を吐出するのではなく、６４０のノズルを３２のヒートブロックに分割して順に吐出動作を行う。
【００４２】
図４−２に記録ヘッドの被記録媒体に対する位置関係を示す。記録ヘッドはキャリアの移動方向に対して、図のように傾けて搭載される。
【００４３】
これは直線上に配置されたノズルからキャリアを走査しながらインク吐出を行った際に着弾が直線になるように、キャリアの走査速度と、ノズルピッチ、吐出タイミングの関係から印字結果が直線になる関係に設定されている。
【００４４】
この関係が崩れると問題点としてあげた、罫線ずれなどの印字不良の原因となる。
【００４５】
記録ヘッドは一般に各ノズルのインク供給に必要な時間、吐出に必要なヒート時間から決まる一定の周期で動され一つの周期ですべてのノズルが駆動される。この周期の繰り返しによって連続的に記録動作を行う。図４−３は１周期の記録動作におけるインク滴の着弾位置を示す図面である。記録ヘッドは１周期に２０のカラムにわたって記録を行う。上記記録動作は６４０のノズルにより行われるため、１カラムあたり３２のノズルで記録される。
【００４６】
前述のように被記録媒体搬送方向からある角度傾けて装着されたヘッド上に直線上に配置されたノズルによって吐出されたインクが順次着弾し傾きのない印字結果を得ている。
【００４７】
図４−４は１カラム、３２ドット分を印字する様子を説明した図面である。本実施例の記録ヘッドは、図４−４に示すグループを２０もちそれぞれは位置的に連続して配置される事で、６４０ノズルを構成する。
【００４８】
カラムは１２００ｄｐｉピッチ、吐出周波数は１０ｋＨｚであるから３２ヒートブロックを１周期１００μｓの時間で吐出動作を行う。このときキャリアの移動速度は８．３３ｉｎｃｈ／ｓｅｃである。ヒートブロック１から順にヒートブロック３２までタイムチャートに示すように順次駆動される。
【００４９】
その結果、順次吐出されたインク滴は、図４−３に示すように各カラム毎に傾かずに着弾する。
【００５０】
次に、本実施例の目的であるヘッドの傾きに対する電気的な補正方法についてさらに詳細に説明する。
【００５１】
図１は前述のＲＡＭ３３−２に構成された印字バッファの構成を実際の印字結果位置に照らし合わせて表したイメージ図である。図中左端にかかれた００ｈから１３ｈ及び上端にかかれた００ｈから１４ｈの値は印字バッファのメモリ−アドレスを表す。それぞれの四角はメモリーのアクセス単位を示し、本実施例においては３２ビットである。
【００５２】
各領域とアドレスとの関係を一番上の左端の領域を１４００ｈ、一番下の右端の領域を００１３ｈと表現するものとする。
【００５３】
縦方向に２０個、横方向に２１個並んでいることから６４０ドットのデータが２１カラムにわたって格納されていることを示している。説明のため図面に示したのは１色分の領域であるが、先に説明したように各色の記録ヘッドに対して同様の制御を行うために、実際には同様の領域を各色分すなわち４面の記憶領域を備える。
【００５４】
図中の０１００ｈから１４１３ｈにかかる斜線１−ａは本実施例における記録ヘッドの傾きの正規位置をメモリー領域に対応させて示している。記録ヘッドはその傾きから１周期で２０カラムにかかるデータを吐出する。
【００５５】
そこで、ヘッド制御ブロック３７はＲＡＭ３３−２上のプリントバッファアドレス管理を行い、記録ヘッドに対して上端のノズルから順に０１０００ｈ，０２０１１，０３０２ｈ，０４０３ｈ…１３１２ｈ，１４１３ｈとグレーに色を付けた部分のメモリー内容を転送する。これらのデータが先に説明した手順で駆動され図４−３の印字結果を得る。
【００５６】
右端のメモリー領域００００ｈから縦に１列００１３ｈ迄はデータの書き込み用に準備したエリアである。
【００５７】
上記のようにヘッドへのデータ転送のために２０のエリアにまたがって読み出しを行っている間に、このエリアに対して書き込みを行う。データの読み出しは１周期毎に斜線１−ａが平行移動して接する領域から順次行われる。
【００５８】
上端の３２ビットのデータを例にすると図１で０１００ｈをアクセスした次の周期では００００ｈからデータを読み出す。その次の周期では１４００ｈからデータを読み出す。
【００５９】
このように全ての領域にわたって書き込み用の領域を挟んでリング状にメモリー領域を使用する。
【００６０】
さて、同じく図１に示す１−ｂは、ヘッドが正規位置からオフセットを持って取り付けられてしまった場合の例を示す。ここでは上端を基準にした場合に下端が４カラム分ずれていることを示している。
【００６１】
補正値の設定はテスト印字の結果等からユーザにより操作パネル５１より行われＣＰＵ３１は設定された補正値をヘッド制御ブロック３７にセットすることで読み出しアドレス管理内容が変更される。
【００６２】
この場合ヘッドに転送するデータは、斜線１−ｂに接する領域から行うようアドレス管理を変更する。
【００６３】
その結果、０１００ｈ，０２０１ｈ，０３０２ｈ，迄は正規のアドレスと同等であるが、その次には０３０３ｈのデータを読み出す。以下図に薄いグレーで色を付けた内容を読み出した上、ヘッドに転送する。
【００６４】
（実施例２）
実施例の１では記録ヘッドにおける複数のノズルは直線上に配置されていた。そのため、複数のノズルを順次駆動した場合に該操作速度による偏差を吸収するために、記録ヘッド自体を機構的に傾けて搭載する必要がある。その結果、本案における傾き補正方法を実施しようとした場合、ＲＡＭ３３−２に構成する印字バッファを正規の状態においてもヘッドの傾きにかかるカラム分準備する必要があるという欠点があった。
【００６５】
実施例の２では記録ヘッドの吐出口の配列を走査速度に応じて構成した点で実施例１と異なる。
【００６６】
図７は実施例２における記録ヘッドの吐出口配列を説明する図面である。
【００６７】
図面から明らかなように、吐出口は２０のグループに分かれ、それぞれ走査速度に応じて斜めに配列してある。
【００６８】
よって、記録ヘッド自身は、被記録媒体搬送方向にオフセットをもうける必要がなく垂直に構成される。
【００６９】
図８は実施例２の印字バッファである。実施例１と同様の各エリアは３２ｂｉｔである。
【００７０】
正規にセットされた印字ヘッドに対しては０１００ｈから０１１３ｈ迄のデータを読み出した上転送する。斜線８−１は４カラム分のヘッド傾きを表す。補正方法については実施例１と同様に斜線の通過する経路の長いエリアよりデータを読み出すことで行う。
【００７１】
斜線８−２は記録ヘッドの傾きが反対方向であった場合を示す。この場合も同様に斜線の接する経路の長いエリアのデータを読み出すことで補正が可能である。
【００７２】
（実施例２特有の効果）
このように、正規位置の印字バッファに加えて補正に必要な領域を用意すれば、正規位置からプラスの角度偏差及びマイナスの角度偏差の双方の補正が可能となる。
【００７３】
【発明の効果】
図５にヘッドの取り付け傾き偏差に対して上記補正を行った場合の記録結果と、行わない場合の記録結果を１カラムに着目して表したものである。
【００７４】
ここで、図５は図１−ｂで説明したように下端で４カラム分の偏差が生じた場合について図示する。
【００７５】
図５−１は補正を行わなかった場合でヘッドの傾き偏差がそのまま記録結果に反映されてしまい、縦方向６４０ノズル分の巾で横方向に４カラム分の偏差を生じている。本実施例において１カラムは１２００ｄｐｉピッチであるから約８０．７μｍの偏差となる
それに対して、図５−２は補正を行った場合の記録結果である。
【００７６】
記録ヘッドが物理的に傾いているから。当然印字結果にも何らかの影響は現れる。しかしその偏差は４箇所に分散されている。その結果、各々の部分での絶対偏差は２０．１６μｍとなる。
【００７７】
以上説明したように本実施例においては、機構的に発生するヘッド傾きを電気的に補正し、記録結果におけるインク滴の着弾位置の絶対偏差を小さく抑えることが可能となる。その結果、偏差は視覚的に問題ないレベルに抑制され、良好な記録結果を得ることが可能となる。
【００７８】
よって、大掛かりな傾き補正機構を設けることなく、高精細に高速で記録動作を行うことのできる画像記録装置を安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】印字バッファの構成を印字バッファとメモリー領域に照らし合わせた解説図。
【図２】本実施例の電気構成ブロック図。
【図３】本実施例の記録装置の全体構成図。
【図４】記録ヘッドと被記録媒体との関係及び１周期の記録結果示す図面。
【図５】本実施例の効果を示す図面。
【図６】従来例における罫線ずれを示す図面。
【図７】実施例２の記録ヘッドノズル配列。
【図８】実施例２の印字バッファ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to a recording apparatus that records an image on a recording medium such as paper using a print head, and is used as information output means of a printer, a copier, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A serial type recording apparatus having an operating section equipped with a recording head that reciprocates vertically in the transport direction of a recording medium such as paper or an OHP sheet has been proposed in which various types of recording heads are mounted.
[0003]
Recording heads used in this serial printer include a wire dot type, a thermal type, a thermal transfer type, and an ink jet type.
[0004]
Among the serial printers, the ink jet type ejects ink directly to recording paper, so that the running cost is easy and the noise at the time of recording is small. Further, in the ink jet system, the recording head is provided at a predetermined interval with respect to the recording medium, and is always in a non-contact state, and the ink ejected from the recording head flies in the space between the recording head and the recording medium. Then, since the desired recording is performed after reaching the recording medium, the sliding load of the carrier is small, which is advantageous for realizing high speed.
[0005]
In the case of printing a vertical ruled line as shown in FIG. 6 in a serial printer, when the recording head is not accurately positioned on the carrier, and the ink discharge ports are not correctly arranged in the transport direction of the recording medium and are inclined and arranged, There is a problem that the printed ruled line of each line causes a tilted ruled line shift. Further, in a recording apparatus that performs color printing by arranging a plurality of such heads in parallel and ejecting inks of different colors with each head, even a slight deviation causes color unevenness or the like, and greatly affects an image. Would.
Conventionally, in such a serial printer, the ink ejection ports arranged in the transport direction of the recording medium are divided into a plurality of blocks as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Some devices have electrical correction means such as ejecting while varying the drive interval for each block according to the magnitude of the inclination.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
With the recent increase in the speed of PCs, it has become possible to easily handle color images, and it is desired to process large amounts of data even in image recording.
[0007]
Further, as the resolution of the recorded image is increased and the processing speed is increased, it is necessary to process a larger capacity at a higher speed.
[0008]
The speeding up of the printing operation in a serial inkjet printer can be realized by increasing the speed of the ink ejection frequency and increasing the number of printing nozzles. Here, a case where an increase in speed is to be realized by adding a recording nozzle will be described.
[0009]
A plurality of nozzles increased for speeding up the printing operation are arranged so as to extend in the conveying direction of the printing medium with respect to the nozzles so far.
[0010]
That is, an attempt is made to increase the recording width in one scan when performing a recording operation by ejecting ink while the print head moves in the vertical direction with respect to the recording medium, thereby achieving high speed. Therefore, in this case, the recording head is configured to be extended in the recording medium transport direction.
[0011]
Assuming that the limit value of the mechanical accuracy is assumed to be the inclination of θ from the regular position, there is a problem that the printing position deviation when the recording head is attached with the deviation θ increases as the recording head becomes longer.
[0012]
Furthermore, when the recorded image is further refined, it is required to land the ink droplet on the recording medium with higher precision from the relative relationship between the size of the recorded pixel and the absolute deviation.
[0013]
As described above, maintaining the positional relationship between the recording head and the recording medium with high precision is necessary for high-quality image formation.
[0014]
However, there is a problem that a large cost is required to prepare a print head that is longer in order to obtain a higher speed and a high-precision mechanism that supports high definition in order to improve the quality of a recorded image. is there.
[0015]
The present invention proposes a method for electrically correcting such a tilt of the head.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A print buffer for storing print data for columns corresponding to the head inclination, an address management means for reading out corresponding data from the print buffer in accordance with the inclination of the recording head, and a head to be corrected for the address management means. Setting means for setting the magnitude of the inclination.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the ink jet recording apparatus of this embodiment has four ink jet recording heads for recording each color, a Bk (black) head 2-1, a Y (yellow) head 2-2, and an M (magenta) head 2- 3, a carriage 3 on which a C (cyan) head 2-4, an integrated ink tank 1-1 to 1-4, and an optical home position sensor (hereinafter referred to as an HP sensor) 8 are mounted, respectively. And is movably attached to a guide shaft 6 arranged in parallel with the scanning direction, and is driven by the driving force of the carriage driving motor 5. The recording paper fed from a medium feeding device (not shown) to a platen 7 disposed opposite to the ejection surfaces of the ink jet recording heads 2-1 to 2-4. It reciprocates across the width and has a configuration for performing recording on the recording paper.
[0018]
The above-described ink jet recording heads 2-1 to 2-4 are provided with a plurality of thin pipe-shaped head nozzle openings for discharging ink on a discharge surface facing a recording surface of recording paper. A heater that gives ejection energy to the ink supplied from the supplied ink tanks 1-1 to 1-4 is provided near the nozzle opening.
[0019]
The nozzle openings of the recording heads 2-1 to 2-4 are respectively arranged in a direction perpendicular to the scanning direction of the carriage 3, and four recording heads are further arranged in the carriage scanning direction. .
[0020]
Further, the HP sensor 14 determines the reference position (carriage home position) in the scanning direction of the recording operation by detecting the reference position detecting projection 12 when the carriage 3 moves on the guide shaft 6 in the initial operation. Used to
[0021]
The above-described ink jet recording apparatus receives image information, control commands, and other data input from an external host device or the like at a print control unit (not shown) described below, and develops the image data of each color into image data according to the received data. A series of recording operations for transferring data to the recording head and scanning the carriage 3 to discharge ink at necessary timing are controlled.
[0022]
The print controller and the carriage 3 are connected by a flexible cable 13 and receive various signals and supply of electric power required for ejection.
[0023]
Next, a print control unit of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0024]
2 includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33-1 and a RAM 33-2 as storage units, an interface circuit 34 for a host device 41 as an external device, the carriage drive motor 5 and the LF motor 10. It comprises a motor control circuit 35 for driving, and a gate array 36 composed of a logic circuit for supplementing the operation of the CPU 31 and performing various controls. The head control block 37 for controlling the ejection timing and driving of the interface recording head 2 and the RAM 33-2 are configured in the gate array 36 described above.
[0025]
A stepping motor is used as the carriage drive motor 5. The CPU 31 sends an operation signal of the carriage drive motor 5 to the motor control circuit 35 to move the carriage 3 and simultaneously determines the number of operation signals from the scanning direction reference position by a signal from the position encoder 15 mounted on the carriage. By managing, the current position of the carriage 3 is also grasped, and necessary data processing is started when the carriage 3 approaches the print area. Further, when the carriage 3 moves and the mounted recording heads 2-1 to 2-4 reach the positions where ink ejection is to be performed, the head control block 37 controls so as to perform ink ejection.
[0026]
The CPU 31 controls the overall operation of the inkjet printing apparatus according to a program stored in the ROM 32 in advance or a control command input from the host device 41 via the interface circuit 34.
[0027]
The ROM 32 stores programs for operating the CPU 31, various table data necessary for head control, and the like.
[0028]
The operation panel 51 includes various user settings of the recording apparatus, for example, a key switch for performing online / offline setting and building, and an LED indicating a power-on state and an online state.
[0029]
The interface circuit 34 is an interface unit for inputting and outputting control commands and control data from the host device 41 to the inkjet recording apparatus.
[0030]
The RAM 33-1 stores a work area for the calculation of the CPU 31 or the like, a temporary storage area for print data and control codes input from the host device 41 via the interface circuit 34, and a bit for making print data correspond to the nozzles of the head. A print buffer for storing image data expanded into data is also configured on the RAM 33-1.
[0031]
The image recording apparatus of this embodiment has a plurality of print modes, and may perform various processing on image data sent from the host device if necessary. For example, when it is desired to perform printing while suppressing the consumption of ink, it is also possible to perform printing by thinning out image data at a fixed rate.
[0032]
As described above, the RAM 33-2 stores the G. A36 is configured inside, and stores, for example, data that has been subjected to the thinning processing as described above with respect to the image data expanded in the print buffer. The data stored in the RAM 33-2 is sent as it is to the recording heads 2-1 to 2-4, and becomes data that directly controls heat. In this embodiment, the RAM 33-2 is formed by 21 independent SRAMs.
[0033]
Further, the ejection circuit and ejection control of the inkjet recording head 2 will be described in detail with reference to FIG. In this embodiment, four heads are mounted as described above. However, since the operation principle is the same, the Bk head 2-1 will be described.
[0034]
The data transfer circuit 37-1 in the head control block 37 performs address management to read data corresponding to each head from the RAM 33-2, and sends the read data to the head as ejection data. It sends out a data signal 37-8, a clock signal 37-9, and a latch signal 37-10. Each signal is connected to the Bk head 2-1.
[0035]
The data signal 37-13 selects which nozzle is to be ejected from among the nozzles sequentially stored in the shift register 2-101 formed on the Bk head 2-1 in synchronization with the clock signal 37-15. Used for purpose. When the transmission of the data for the number of nozzles is completed, the latch signal 37-14 is transmitted, the data stored in the shift register 2-101 moves to the register 2-102, and the data setting ends.
[0036]
When the data setting is completed, three block selection signals 37-11 and a heat signal 37-12 are transmitted from the heat timing controller 37-2 in accordance with the position of the carriage 3. In the present embodiment, the nozzles of the same heat block are arranged every 20 nozzles. The block selected by the five block selection signals 37-16 activates the input of the AND circuit 2-104 of the corresponding block by the decoder 2-103 formed on the Bk head 2-1.
[0037]
When the heat signal 37-12 is input to the nozzles for which data set and block selection have been performed in accordance with the above procedure, the output conditions of the AND circuit 2-104 are complete, and the drive connected to the heater resistor 2-106 of each nozzle The transistor 2-105 operates and heat current flows. The heat signal 37-12 is used for controlling the actual heat time for temperature control and the like.
[0038]
In the head control block 37, the above-described data setting and heating operation are processed in parallel. That is, parallel processing is realized by performing heat data set of the next cycle during heat of a certain cycle.
[0039]
By the continuation of the operations described above, a series of printing operations is realized by discharging ink droplets to desired positions.
[0040]
FIG. 4A is a diagram illustrating a nozzle configuration of a recording head.
[0041]
The recording head of this embodiment has 640 nozzles arranged on a straight line at a pitch of 600 dpi. The recording head is mounted on a carrier and ejects ink droplets while moving in the direction perpendicular to the transport direction of the recording medium. At this time, instead of simultaneously discharging ink droplets from all the nozzles in consideration of the dispersed supply of power for supplying energy required for ink supply and discharge, the 640 nozzles are divided into 32 heat blocks and sequentially discharged. Perform the operation.
[0042]
FIG. 4-2 shows the positional relationship of the recording head with respect to the recording medium. The recording head is mounted to be inclined as shown in the drawing with respect to the moving direction of the carrier.
[0043]
This is because the printing result is a straight line based on the relationship between the scanning speed of the carrier, the nozzle pitch, and the ejection timing, so that the impact is linear when the ink is ejected while scanning the carrier from the nozzles arranged on a straight line. Set in a relationship.
[0044]
Disruption of this relationship causes printing defects such as misaligned ruled lines, which have been pointed out as problems.
[0045]
The recording head is generally moved at a constant cycle determined by the time required for ink supply of each nozzle and the heat time required for ejection, and all nozzles are driven in one cycle. The recording operation is continuously performed by repeating this cycle. FIG. 4C is a diagram showing the landing positions of the ink droplets in one cycle of the printing operation. The recording head performs recording over 20 columns in one cycle. Since the above printing operation is performed by 640 nozzles, printing is performed by 32 nozzles per column.
[0046]
As described above, ink ejected by nozzles arranged linearly on a head mounted at an angle from the recording medium transport direction at a certain angle sequentially lands to obtain a printing result without inclination.
[0047]
FIG. 4D is a diagram illustrating a state in which one column and 32 dots are printed. The recording head of this embodiment has 640 nozzles by having 20 groups shown in FIG. 4D, each of which is arranged continuously in position.
[0048]
Since the columns have a pitch of 1200 dpi and a discharge frequency of 10 kHz, the discharge operation is performed in 32 heat blocks in a period of 100 μs per cycle. At this time, the moving speed of the carrier is 8.33 inch / sec. The heat block 1 is sequentially driven from the heat block 1 to the heat block 32 as shown in a time chart.
[0049]
As a result, the sequentially ejected ink droplets land without tilting for each column as shown in FIG. 4-3.
[0050]
Next, the electrical correction method for the tilt of the head, which is the object of this embodiment, will be described in more detail.
[0051]
FIG. 1 is an image diagram showing the configuration of the print buffer configured in the RAM 33-2 in comparison with an actual print result position. The values 00h to 13h on the left end and 00h to 14h on the upper end in the figure represent the memory addresses of the print buffer. Each square indicates a memory access unit, and is 32 bits in this embodiment.
[0052]
The relation between each area and the address is expressed as 1400h in the upper left area and 0013h in the lower right area.
[0053]
Since 20 pieces are arranged in the vertical direction and 21 pieces in the horizontal direction, it indicates that data of 640 dots is stored over 21 columns. For the sake of explanation, only one color area is shown in the drawing. However, as described above, in order to perform the same control on the print heads of each color, the same area is actually set for each color, that is, 4 colors. It has a storage area for the surface.
[0054]
The hatched line 1-a from 0100h to 1413h in the drawing indicates the normal position of the inclination of the recording head in this embodiment in correspondence with the memory area. The print head discharges data covering 20 columns in one cycle from the inclination.
[0055]
Therefore, the head control block 37 manages the print buffer address on the RAM 33-2, and stores 01000h, 02011h, 0302h, 0403h,. Transfer the contents. These data are driven according to the procedure described above to obtain the print result shown in FIG.
[0056]
The area from the right end memory area 0000h to one column 0013h is an area prepared for writing data.
[0057]
As described above, while data is read across 20 areas for data transfer to the head, data is written to this area. The reading of data is performed sequentially from a region where the oblique line 1-a moves in parallel and comes into contact with each other in each cycle.
[0058]
Taking the upper 32-bit data as an example, in the next cycle after accessing 0100h in FIG. 1, data is read from 0000h. In the next cycle, data is read from 1400h.
[0059]
In this manner, the memory area is used in a ring shape with the write area interposed across all areas.
[0060]
1-b shown in FIG. 1 shows an example in which the head is mounted with an offset from the normal position. Here, the lower end is shifted by four columns when the upper end is used as a reference.
[0061]
The correction value is set by the user from the operation panel 51 based on the result of the test printing or the like, and the CPU 31 changes the read address management content by setting the set correction value in the head control block 37.
[0062]
In this case, the address management is changed so that data to be transferred to the head is performed from the area in contact with the oblique line 1-b.
[0063]
As a result, data up to 0100h, 0201h, 0302h, etc. are the same as regular addresses, but the data at 0303h is read next. In the following, the contents colored in light gray in the figure are read out and transferred to the head.
[0064]
(Example 2)
In the first embodiment, the plurality of nozzles in the print head are arranged on a straight line. Therefore, in order to absorb a deviation due to the operation speed when a plurality of nozzles are sequentially driven, it is necessary to mechanically mount the print head itself. As a result, when the inclination correction method according to the present invention is to be performed, there is a disadvantage that the print buffers included in the RAM 33-2 need to be prepared for columns corresponding to the inclination of the head even in a normal state.
[0065]
The second embodiment differs from the first embodiment in that the arrangement of the ejection ports of the print head is configured according to the scanning speed.
[0066]
FIG. 7 is a view for explaining the arrangement of the ejection ports of the recording head according to the second embodiment.
[0067]
As is apparent from the drawing, the ejection ports are divided into 20 groups, each of which is obliquely arranged according to the scanning speed.
[0068]
Therefore, the recording head itself is configured vertically without having to make an offset in the recording medium transport direction.
[0069]
FIG. 8 shows a print buffer according to the second embodiment. Each area similar to that of the first embodiment is 32 bits.
[0070]
The data from 0100h to 0113h is read out and transferred to the properly set print head. The oblique line 8-1 represents the head inclination for four columns. As in the first embodiment, the correction method is performed by reading data from a long area of a path passing through oblique lines.
[0071]
The oblique line 8-2 indicates a case where the inclination of the recording head is in the opposite direction. In this case, similarly, correction can be performed by reading data in the long area of the path that is in contact with the oblique line.
[0072]
(Effect peculiar to the second embodiment)
As described above, if an area necessary for correction is prepared in addition to the print buffer at the normal position, both the positive angle deviation and the negative angle deviation from the normal position can be corrected.
[0073]
【The invention's effect】
FIG. 5 shows a recording result when the above-described correction is performed on the head mounting inclination deviation and a recording result when the above-described correction is not performed, focusing on one column.
[0074]
Here, FIG. 5 illustrates a case where a deviation of four columns occurs at the lower end as described with reference to FIG. 1-b.
[0075]
FIG. 5A shows a case where the correction is not performed, and the inclination deviation of the head is directly reflected in the recording result, and a deviation of four columns in the horizontal direction is generated with a width of 640 nozzles in the vertical direction. In the present embodiment, one column has a pitch of 1200 dpi, which results in a deviation of about 80.7 μm, whereas FIG. 5-2 shows a recording result when correction is performed.
[0076]
Because the recording head is physically tilted. Of course, some effect appears on the printing result. However, the deviation is distributed to four places. As a result, the absolute deviation in each part is 20.16 μm.
[0077]
As described above, in this embodiment, it is possible to electrically correct the head tilt generated mechanically, and to suppress the absolute deviation of the landing position of the ink droplet in the recording result to a small value. As a result, the deviation is suppressed to a visually acceptable level, and a good recording result can be obtained.
[0078]
Therefore, it is possible to provide an inexpensive image recording apparatus capable of performing a high-definition and high-speed recording operation without providing a large-scale tilt correction mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram in which the configuration of a print buffer is compared with a print buffer and a memory area.
FIG. 2 is an electric configuration block diagram of the present embodiment.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a recording apparatus according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a recording head and a recording medium and a recording result in one cycle.
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a ruled line shift in a conventional example.
FIG. 7 illustrates a printhead nozzle arrangement according to a second embodiment.
FIG. 8 is a print buffer according to the second embodiment.

Claims

複数の吐出口を有し該複数の吐出口からインクを吐出するための記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、当該複数の吐出口配列の当該走査方向に対する傾きに応じて、前記複数の吐出口に割り当てるデータを選択する選択手段を備え、傾きの大きさに応じて選択するデータを可変する設定手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。In an ink jet recording apparatus which has a plurality of ejection ports and uses a recording head for ejecting ink from the plurality of ejection ports, and ejects ink from the recording head to a recording medium to perform recording, the plurality of ejection ports Selecting means for selecting data to be assigned to the plurality of ejection ports in accordance with the inclination of the array with respect to the scanning direction; and setting means for changing the data to be selected in accordance with the magnitude of the inclination. Ink jet recording device.

前記記録ヘッドは複数の吐出口の所定数の吐出口からなるブロックに分割し、各ブロックを順次駆動してインクを吐出する手段を備えることを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head is provided with a unit that divides the recording head into blocks each having a predetermined number of ejection ports, and sequentially drives each block to eject ink.

前記記録ヘッドを当該走査方向に複数個並列に備え、各々の記録ヘッドにおいて請求項１で示すデータ選択手段及び可変設定手段を持つことを特徴とするインクジェット記録装置。2. An ink jet printing apparatus comprising: a plurality of the print heads arranged in parallel in the scanning direction; each print head including the data selection unit and the variable setting unit shown in FIG.