JP5353344B2 - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出して記録媒体に情報を記録する画像形成装置及びプログラムに関するものである。

従来、記録液（インク）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、記録媒体上に画像形成を行なう画像形成装置が利用されている。また、このような画像形成装置として、液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジを主走査方向に移動させ、記録用紙を主走査方向と直交する副走査方向に搬送しながら、記録媒体上に画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。

ところで、上記シリアル型画像形成装置では、キャリッジの移動に応じてエンコーダから出力されるパルス信号のエッジを検出することでキャリッジ位置を検出し、所定のタイミングで記録ヘッドから液滴を吐出することで画像を形成する。この場合、キャリッジの主走査方向への移動速度が変動すると、液体吐出ヘッドから吐出した液滴の着滴位置が変動して画像品質が低下することになる。そのため、従来、速度変動による着滴位置のずれを抑止するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、コギングによって発生するキャリッジの速度変動に応じて、吐出タイミングを補正する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１の技術のように、吐出タイミングを不用意に変動させると、本来吐出が必要な位置にインク滴が吐出されない可能性がある。特に、吐出タイミングを遅延させるような場合、次の吐出タイミングとの関係から時間的な制約が生じるため、インク滴が不吐出となる割合が増加するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク滴が不吐出となる割合を低減することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度に応じたタイミングで前記記録ヘッドの駆動開始を指示する駆動開始信号を生成する駆動タイミング指示手段と、前記駆動開始信号をトリガとし、前記記録ヘッドの駆動を開始する駆動制御手段と、を備え、前記駆動タイミング指示手段は、前記記録ヘッドが駆動状態にあるか否かを判定し、当該記録ヘッドが駆動状態にない場合は前記駆動開始信号を生成し、当該記録ヘッドが駆動状態にある場合は前記駆動開始信号の生成を待機することを特徴とする。

また、本発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記コンピュータを、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度に応じたタイミングで前記記録ヘッドの駆動開始を指示する駆動開始信号を生成する駆動タイミング指示手段と、前記駆動開始信号をトリガとし、前記記録ヘッドの駆動を開始する駆動制御手段と、して機能させ、前記駆動タイミング指示手段は、前記記録ヘッドが駆動状態にあるか否かを判定し、当該記録ヘッドが駆動状態にない場合は前記駆動開始信号を生成し、当該記録ヘッドが駆動状態にある場合は前記駆動開始信号の生成を待機することを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドの駆動中に駆動指示信号が生成されてしまうことを防止することができるため、インク滴が不吐出となる割合を低減することができる。

図１は、画像形成システムの構成を模式的に示した図である。 図２は、図１に示したインクジェット記録装置の概略構成を示す平面図である。 図３は、第１の実施形態に係るエンジン制御部の構成を示す機能ブロック図である。 図４は、図３のＣＰＵにより実行される、主走査モータの駆動制御（主走査制御）の手順を示したフローチャートである。 図５は、キャリッジの主走査方向の速度変化の一例を示した図である。 図６は、キャリッジの移動速度とインク滴の着滴位置との関係を説明するための図である。 図７は、駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートである。 図８は、第１の実施形態に係る駆動タイミング生成部の動作を説明するためのフローチャートである。 図９は、第１の実施形態に係る駆動タイミング生成部による駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートである。 図１０は、駆動待機時間の設定例を示した図である。 図１１は、第２の実施形態に係るエンジン制御部の構成を示す機能ブロック図である。 図１２は、第２の実施形態に係る駆動タイミング生成部の駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートである。 図１３は、第２の実施形態に係る駆動タイミング生成部の動作を説明するためのフローチャートである。 図１４は、ワーニング／エラー履歴の一例を示した図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像形成装置及びプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置を含んだ画像形成システムの構成を模式的に示した図である。同図に示したように画像形成システムは、インクジェット記録装置５０とホスト３００とを有し、ＬＡＮ等のネットワークやＵＳＢケーブル等による接続線Ｗを介して、互いに通信可能に接続されている。なお、図１では、インクジェット記録装置５０にホスト３００を１台接続した例を示しているが、これに限らず、ネットワーク上に接続された複数のホスト３００が接続線Ｗを介してインクジェット記録装置５０に接続される形態としてもよい。

インクジェット記録装置５０は、記録用紙（記録媒体）に画像や文字等の情報を形成（印刷）するインクジェットプリンタ等の画像形成装置である。また、ホスト３００は、インクジェット記録装置５０を利用するユーザにより操作されるＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置である。

本システムにおいて、インクジェット記録装置５０は、ホスト３００から送信された画像データや文書データを後述するホストＩ／Ｆ部１０３で受信すると、後述するエンジン制御部１００の制御により、これらデータが表す画像等の情報を記録用紙に形成（印刷）する。

以下、インクジェット記録装置５０の構成について説明する。図２は、図１に示したインクジェット記録装置５０の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、インクジェット記録装置５０は、ガイドロット１、キャリッジ２、記録ヘッド３、主走査モータ４、駆動プーリ５、従動プーリ６、タイミングベルト７、エンコーダスケール８、エンコーダセンサ９、搬送ベルト１０、搬送ローラ１１、テンションローラ１２、副走査モータ１３、駆動プーリ１４、従動プーリ１５、タイミングベルト１６を有している。

ガイドロット１は、キャリッジ２が主走査方向に移動するようキャリッジ２を保持している。具体的には、インクジェット記録装置５０は、左右の側板（図示せず）に横架したガイドロット１によってキャリッジ２を保持している。

キャリッジ２は、１又は複数個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３を装着している。記録ヘッド３は、例えばイエロー（Ｙ)のインク（記録液）滴を吐出する記録ヘッド３ｙ、シアン(Ｃ)のインク滴を吐出する記録ヘッド３ｃ、マゼンタ(Ｍ)のインク滴を吐出する記録ヘッド３ｍ、ブラック(Ｋ)のインク滴を吐出する記録ヘッド３ｋを装着している。以下、色を区別しないときは「記録ヘッド３」という。各記録ヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋは、複数のインク吐出口（ノズル）を形成したノズル面（ノズル列）が主走査方向と直行する方向(副走査方向)に並ぶよう配列されるとともに、各インク吐出口方向が下方（記録用紙Ｐ側）を向くようキャリッジ２に装着されている。

また、キャリッジ２の背面（下方）側には、スリットを形成したエンコーダスケール８を主走査方向に沿って設けてある。また、キャリッジ２にはエンコーダスケール８のスリットを検出するエンコーダセンサ９を設けてある。インクジェット記録装置５０では、このエンコーダスケール８とエンコーダセンサ９によって、キャリッジ２の主走査方向の位置を検知するためのリニアエンコーダを構成している。キャリッジ２は、記録ヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋから吐出されるインク滴によって記録用紙Ｐに所定の画像を印字（記録）する。

なお、ここでは記録ヘッド３が、色毎に独立した液体吐出ヘッドを有する場合について説明したが、記録ヘッド３が複数色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッド有する構成としてもよい。例えば、各色のインク液滴を吐出する複数のノズル列を有した１又は複数の液体吐出ヘッドを用いる構成としてもよい。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではなく、何れの色数であってもよいし、何れの配列順序であってもよい。

記録ヘッド３の液体吐出ヘッドには、インク液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として種々のアクチュエータなどを用いる。圧力発生手段としては、例えば圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを用いる。

主走査モータ４は、駆動プーリ５と従動プーリ６との間に渡したタイミングベルト７を介してキャリッジ２を主走査方向に移動走査させる。搬送ベルト１０は、記録用紙Ｐを静電吸着するとともに、記録ヘッド３に対向する位置で記録用紙Ｐを搬送するための搬送手段である。この搬送ベルト１０は、環状をなす無端状ベルトであり、搬送ローラ１１とテンションローラ１２との間に掛け渡されている。搬送ローラ１１は、搬送ベルト１０を回転させるローラである。テンションローラ１２は、搬送ベルト１０に所定のテンションを与えて搬送ローラ１１とテンションローラ１２との間で搬送ベルト１０を保持するローラである。

副走査モータ１３は、駆動プーリ１４と従動プーリ１５との間に渡したタイミングベルト１６を介して搬送ローラ１１を福走査方向に回転させる。これにより、搬送ベルト１０は、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回し、周回移動しながら帯電ローラ（図示せず）によって帯電（電荷付与）される。

搬送ベルト１０は、１層構造のベルトでも良く、複数層からなる構造のベルトでもよい。搬送ベルト１０が１層構造の搬送ベルトの場合は、搬送ベルト１０が記録用紙Ｐや帯電ローラ（図示せず）に接触するので、層全体を絶縁材料で形成しておく。また、搬送ベルト１０が複数層構造の搬送ベルトの場合は、搬送ベルト１０が記録用紙Ｐや帯電ローラ（図示せず）に接触する側の層を絶縁層で形成し、記録用紙Ｐや帯電ローラ（図示せず）と接触しない側の層を導電層で形成しておくことが好ましい。

また、インクジェット記録装置５０は、キャリッジ２や主走査モータ４を制御する手段として後述のエンジン制御部１００を備えている。以下、インクジェット記録装置５０のエンジン制御部１００の構成について説明する。

図３は、エンジン制御部１００の構成を示す機能ブロック図である。エンジン制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されるマイクロコンピュータ（図３ではＣＰＵと表記）１０１と、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）やＨＤＤ（Hard disk drive）等の不揮発性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体で構成される記憶部１０２とを有しており、このＣＰＵ１０１と、記憶部１０２に予め記憶された所定のプログラムとの協働によって、インクジェット記録装置５０全体の制御を行う。

ホスト３００から送信された画像データは、エンジン制御部１００のホストＩ／Ｆ部１０３で受信され、画像処理部１０４によって印字モードに適したデータに変換される。画像処理部１０４によってデータ変換された画像データは、画像データ格納部１０５へ格納される。

主走査モータ駆動部１０６は、ＣＰＵ１０１からの指示に基づいて、主走査モータ４を回転駆動させてキャリッジ２を主走査方向の往路及び復路方向に移動させる。キャリッジ２に搭載されたエンコーダセンサ９からは、キャリッジ２の移動距離及び移動速度に応じたパルス信号が出力される。エッジ検出部１０７は、エンコーダセンサ９から出力されたパルス信号のエッジを検出するとともに、検出したパルス信号を主走査速度検出部１０８、主走査位置検出部１１０、駆動タイミング生成部１０９へ出力する。

主走査速度検出部１０８は、エッジ検出部１０７からのパルス信号の出力期間を測定し、この測定結果に基づいてキャリッジ２（記録ヘッド３）の記録用紙Ｐに対する相対的な移動速度（以下、キャリッジ速度という）を検出する。主走査速度検出部１０８は、検出したキャリッジ速度を駆動タイミング生成部１０９へ出力する。

駆動タイミング生成部１０９は、エッジ検出部１０７からのパルス信号をトリガとし、キャリッジ速度及び予め設定された設定情報に基づいて、記録ヘッド３の駆動を開始するまでの調整期間（以下、駆動タイミング調整期間という）を設定する。

ここで、設定情報とは、例えば、キャリッジ速度の各値と駆動タイミング調整期間とを関連付けたテーブル情報や、キャリッジ速度を入力することで、当該キャリッジ速度の値に対応する駆動タイミング調整期間を導出可能な関係式等である。なお、設定情報には、様々なキャリッジ速度の条件下において、同じのエンコーダ周期で吐出されたインクが同一の位置に着滴されるよう、駆動タイミング調整期間が設定されているものとする。

また、駆動タイミング生成部１０９は、駆動タイミング調整期間を経過した後、記録ヘッド駆動制御部１１３が生成する駆動波形に基づいて、記録ヘッド３の駆動中か否かを判定し、当該記録ヘッド３の駆動が行われていないときに、記録ヘッド３の駆動を開始するタイミングを指示したパルス信号（以下、駆動タイミングという）を生成する。そして、駆動タイミング生成部１０９は、生成した駆動タイミングを記録ヘッド駆動制御部１１３へ出力する。なお、駆動タイミング生成部１０９の動作については後述する。

主走査位置検出部１１０は、エッジ検出部１０７からのパルス信号をカウントし、キャリッジ２のエンコーダスケール８に対する現在位置（以下、キャリッジ位置という）を検出する。主走査位置検出部１１０は、検出したキャリッジ位置の情報を印字領域判定部１１１へ送る。

印字領域判定部１１１は、主走査位置検出部１１０から送られてくるキャリッジ位置に基づいて、キャリッジ位置が印字領域内であるか否かを判定する。印字領域判定部１１１は、キャリッジ位置が印字領域内であるか否かの判定結果を記録ヘッド駆動制御部１１３へ送る。

記録ヘッド駆動波形格納部１１２には記録ヘッド３を駆動する駆動波形データが格納されている。記録ヘッド駆動制御部１１３は、記録ヘッド駆動波形格納部１１２に格納された駆動波形データから記録ヘッド３を駆動するための駆動波形を生成する。

記録ヘッド駆動制御部１１３は、キャリッジ位置が印字領域内である場合に、駆動タイミング生成部１０９からのパルス信号を開始タイミングとして記録ヘッド３を駆動させて記録ヘッド３から液滴（インク）を吐出させる。このとき、記録ヘッド駆動制御部１１３は、画像データ格納部１０５に格納された画像データと、記録ヘッド駆動波形格納部１１２に格納された駆動波形データと、に基づいて記録ヘッド３を駆動させる。

以下、インクジェット記録装置５０の、主走査方向の駆動制御について説明する。ここで、図４は、ＣＰＵ１０１により実行される、主走査モータ４の駆動制御（主走査制御）の手順を示したフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１０１は、主走査モータ４の目標速度や停止位置等、動作毎に設定する必要がある制御パラメータや、比例ゲインや積分ゲイン等、エンジン制御部１００の各部に固有のパラメータを設定する（ステップＳ１１）。

次いで、ＣＰＵ１０１は、ホストＩ／Ｆ部１０３を介してホスト３００から画像形成を行う旨の指示信号を受け付けると、主走査モータ駆動部１０６に主走査モータ４の駆動を指示する指示信号を出力することで、主走査モータ４の回転駆動を開始する（ステップＳ１２）。

このとき、ＣＰＵ１０１はキャリッジ２の主走査方向の制御に係る各機能部（主走査速度検出部１０８、主走査位置検出部１１０）を一定時間間隔で監視しており（ステップＳ１３；Ｎｏ）、これら各機能からＣＰＵ１０１に対して割り込みがかかると(ステップＳ１３；Ｙｅｓ)、ステップＳ１４以降の処理を実行する。

ここで、ＣＰＵ１０１は、主走査速度検出部１０８から、当該主走査速度検出部１０８で検出されたキャリッジ２のキャリッジ速度を取得するとともに（ステップＳ１４）、主走査位置検出部１１０から、当該主走査位置検出部１１０で検出されたキャリッジ２のキャリッジ位置を取得する（ステップＳ１５）。

次いで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５で取得したキャリッジ２のキャリッジ位置が、停止位置に到達したか否かを判定し、停止位置に達していない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、現在のキャリッジ速度から速度偏差量を算出する（ステップＳ１７）。続いて、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１７で算出した速度偏差量に基づきＰＩ（Proportional Integral）制御を主走査モータ駆動部１０６に施すことで、主走査モータ４の回転速度を変更し（ステップＳ１８）、ステップＳ１３に再び戻る。なお、ステップＳ１８のＰＩ制御では、ステップＳ１１で設定したパラメータ、停止位置までの距離及びキャリッジ速度から計算を行い、主走査モータ４の走査量を決定する。

一方、ステップＳ１６において、停止位置に到達したと判定すると、ＣＰＵ１０１は、主走査モータ駆動部１０６に主走査モータ４の駆動を停止する指示信号を出力することで、主走査モータ４の駆動を停止し（ステップＳ１９）、処理を終了する。

図５は、上述した主走査制御により実現されるキャリッジ２の主走査方向の速度変化の一例を示した図である。縦軸はキャリッジ速度を意味しており、上方に行くほど高速であることを意味する。また、横軸は主走査方向の各位置を意味している。ここで、主走査方向の各位置は、所定の速度（目標速度）まで加速する加速区間と、等速で移動する等速区間と、所定の速度まで減速する減速区間と、そして改行等が行われている間の停止区間との４つの区間に大別される。

図５に示したように、ＣＰＵ１０１によるＰＩ制御により、加速区間では主走査モータ４の回転速度が加速されることで、キャリッジ速度が上昇し、等速区間では主走査モータ４の回転速度が維持されることで、キャリッジ２は等速で移動する。また、減速区間では主走査モータ４の回転速度が減速されることで、キャリッジ速度が減少し、停止区間で停止される。なお、主走査方向の各位置での目標速度及び各区間は制御パラメータに含まれているものとする。

また、図５に示したように、加速区間のあるタイミングＡから、減速区間のあるタイミングＢまで、インクを吐出して記録用紙に画像形成を行う印字区間が含まれている。上述した印字領域判定部１１１では、主走査位置検出部１１０により検出されるキャリッジ２の位置がこの印字区間内か否かを判定する。なお、印字区間を表す設定情報は制御パラメータに含まれているものとする。

次に、図６を参照して、キャリッジ速度と、記録ヘッド３から吐出されるインク滴の着滴位置との関係について説明する。ここで、図６は、キャリッジ２の移動速度とインク滴の着滴位置との関係を説明するための図である。同図において、ｖＣ１及びｖＣ２は、キャリッジ２のキャリッジ速度を示しており、ｖＣ１＞ｖＣ２である。ｔＤ１及びｔＤ２は、エンコーダスケール８のエッジから記録ヘッド３の駆動タイミングが生成されるまでの調整時間（以下、駆動タイミング調整期間という）を示しており、ｔＤ２＞ｔＤ１である。ｘＪ１及びｘＪ２は、エンコーダスケール８のエッジからインク滴の着滴位置までの距離を示しており、後述するようにｘＪ１＝ｘＪ２である。また、ｖＪはインク滴の吐出速度、ｈＪは記録ヘッド３から記録用紙Ｐまでの距離である。なお、図６では、インク滴の吐出に係る二つの条件を、上記した各記号の末尾の数値（１又は２）で識別している。

まず、第１の条件として、キャリッジ２の速度がｖＣ１であり、記録ヘッドは期間ｔＤ１後、インク的を速度ｖＪで吐出し、インク滴はエンコーダスケール８のエッジＥから距離ｘＪ１の位置に着滴したとする。また、第２の条件として、キャリッジ２の速度がｖＣ２であり、記録ヘッドは期間ｔＤ２後、インク的を速度ｖＪで吐出し、インク滴はエンコーダスケール８のエッジＥから距離ｘＪ２の位置に着滴したとする。

上記各条件での着滴位置ｘＪ１、ｘＪ２は、下記式（１）、（２）により夫々求められる。
ｘＪ１＝（ｈＪ／ｖＪ＋ｔＤ１）×ｖＣ１ （１）
ｘＪ２＝（ｈＪ／ｖＪ＋ｔＤ２）×ｖＣ２ （２）

駆動タイミング生成部１０９は、キャリッジ速度ｖＣ１、ｖＣ２の夫々の値に基づき、キャリッジ速度が異なる場合であっても、インク着滴位置ｘＪ１、ｘＪ２が同位置（ｘＪ１＝ｘＪ２）となるよう、駆動タイミング調整期間ｔＤ１、ｔＤ２の経過後に駆動タイミングを生成する。

このとき、目標とする着滴位置をｘＪとすると、駆動タイミング調整期間ｔＤは下記式（３）により算出される。なお、ｖＣは任意のキャリッジ速度である。
ｔＤ＝ｘＪ／ｖＣ−ｈＪ／ｖＪ （３）

また、エンコーダスケール８のエッジ間距離をｘＥ、エンコーダセンサ９のエンコーダ周期をｔＥとすると、キャリッジ速度ｖＣは下記式（４）で表される。
ｖＣ＝ｘＥ／ｔＥ （４）

つまり、駆動タイミング調整期間ｔＤは、上記式（３）及び（４）から、下記式（５）のように表すことができる。ここで、ｘＪ、ｘＥ、ｈＪ、ｖＪは、インクジェット記録装置５０及び印字モードにおいて一定の値となるため、駆動タイミング調整期間ｔＤは、エンコーダ周期ｔＥの一次関数で表される。
ｔＤ＝ｔＥ×ｘＪ／ｘＥ−ｈＪ／ｖＪ （５）

ところで、駆動タイミング生成部１０９では、駆動タイミング調整期間ｔＤの終了時に駆動タイミングを生成することになるが、この駆動タイミングを不用意に生成すると、インク滴が不吐出となる頻度が増加する可能性がある。以下、図７を参照して、インクが不吐出となる状態について説明する。

図７は、駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートであって、インクが不吐出となる状態を示している。同図において、ｔＥ１、ｔＥ２及びｔＥ３は、エンコーダ信号のエンコーダ周期を示している。ｔＤ１及びｔＤ２は、エンコーダ周期に応じて定まる駆動タイミング調整期間である。なお、駆動タイミング調整期間の末尾の数値をエンコーダ周期の末尾の数値（１又は２）と同値とすることで、何れのエンコーダ周期に対応するものかを識別している。また、ｔＪは駆動タイミングｔＤ１に応じて開始された記録ヘッド３の駆動期間を示している。

図７において、印字１についての駆動期間ｔＪは、下記式（６）で表される。
ｔＪ＜ｔＥ２＋ｔＤ２−ｔＤ１ （６）

ここで、ｔＥ２＜ｔＥ１であるとすると、ｔＤ２−ｔＤ１は負の値となるため、駆動タイミング調整期間を設けない場合（ｔＤ１＝ｔＤ２＝０）と比較し、駆動期間ｔＪは減少している。印字には所定の期間を要するため、駆動期間ｔＪの値によっては十分な吐出を行うことができず、インク滴が吐出されない割合が増加する。

また、図７に示したように、駆動期間ｔＪ中に新たな駆動タイミングが生成される可能性があるが、記録ヘッド３の駆動途中に中断することはできないため、タイミングエラーが発生する。このとき、新たに生成された駆動タイミングは無効化されるため、この結果、エンコーダ周期ｔＥ２に対応する印字２についてのインク滴が不吐出となる。

このような問題を解決するため、本実施形態の駆動タイミング生成部１０９では、駆動タイミング調整期間の完了時に、記録ヘッド３の駆動状態を検出し、記録ヘッド３の駆動が行われていないときに、その駆動が完了してから駆動タイミングを生成する。以下、図８及び図９を参照して、駆動タイミング生成部１０９の動作について説明する。

ここで、図８は、駆動タイミング生成部１０９の動作を説明するためのフローチャートである。また、図９は、駆動タイミング生成部１０９による駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートである。なお、図８において、図７と同様の要素については同じ符号を用いて適宜説明を省略する。

まず、駆動タイミング生成部１０９は、エッジ検出部１０７からエッジ検出を示したパルス信号が入力されるまで待機する（ステップＳ２１；Ｎｏ）。ここで、エッジ検出部１０７からのパルス信号の入力を検出すると（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、駆動タイミング生成部１０９は、主走査速度検出部１０８から入力されるキャリッジ速度と、予め設定されたパラメータとに基づいて、このエンコーダ周期に対応する駆動タイミング調整期間を設定する（ステップＳ２２）。そして、駆動タイミング生成部１０９は、エッジ検出部１０７から次のパルス信号が入力されたタイミングで、ステップＳ２２で設定した駆動タイミング調整期間のカウントを開始する（ステップＳ２３）。

なお、ステップＳ２３のカウント開始とともに、ステップＳ２１；Ｙｅｓ→ステップＳ２２の処理も同時に実行される。その結果、新たなエッジが検出される毎に、直前のエッジに対応する駆動タイミング調整期間のカウントが開始されることになる。例えば、図８の場合、エンコーダ周期ｔＥ１に応じた駆動タイミング調整期間ｔＤ１のカウントが、エンコーダ周期ｔＥ１の終了とともに開始される。また、エンコーダ周期ｔＥ２に応じた駆動タイミング調整期間ｔＤ２のカウントが、エンコーダ周期ｔＥ２の終了とともに開始される。

次いで、駆動タイミング生成部１０９は、駆動タイミング調整期間が完了するまでカウントを継続し（ステップＳ２４；Ｎｏ→ステップＳ２５）、駆動タイミング調整期間に到達したと判定すると（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、続くステップＳ２６の処理に移行する。

続いて、駆動タイミング生成部１０９は、記録ヘッド駆動制御部１１３が出力する駆動波形に基づいて、記録ヘッド３の駆動が完了しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。記録ヘッド３の駆動が完了していると判定した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、駆動タイミング生成部１０９は、駆動タイミングを生成することで、記録ヘッド駆動制御部１１３に記録ヘッド３の駆動開始を指示し（ステップＳ２７）、ステップＳ２１に再び戻る。

一方、ステップＳ２６において、記録ヘッド３が駆動中と判定した場合、駆動タイミング生成部１０９は、駆動遅延期間として記録ヘッド３の駆動が完了するまで待機し（ステップＳ２６；Ｎｏ）、記録ヘッド３の駆動が完了した後ステップＳ２７の処理に移行する。

例えば、図８の場合、駆動タイミング生成部１０９は、駆動タイミング調整期間ｔＤ１の完了時に、記録ヘッド駆動制御部１１３の駆動波形から記録ヘッド３の駆動が完了していると判定するため、駆動タイミングを生成する。また、駆動タイミング生成部１０９は、駆動タイミング調整期間ｔＤ２の完了時に、記録ヘッド駆動制御部１１３の駆動波形から記録ヘッド３の駆動中と判定し、記録ヘッド３の駆動が完了するまでの駆動遅延期間ｔＷ２待機した後、駆動タイミングを生成する。

なお、駆動タイミング生成部１０９が、記録ヘッド３の駆動完了を待機する駆動遅延期間（ｔＷ２）は、記録ヘッド駆動制御部１１３の駆動波形の変化に基づいて動作することで、専用のタイマやカウンタ等により計時を行わずに構成することが可能である。また、タイマやカウンタ等を用いて待機期間を計時する形態としてもよく、例えば、予め設定された時間内に記録ヘッド３の駆動が完了しなければタイムアウトとして、次の駆動タイミングの生成をキャンセルする形態としてもよい。

また、待機期間が発生するということは、駆動タイミング調整期間ｔＤのタイミングで駆動が開始されないということであり、実際にインクが着滴される位置と目標とする着滴位置との間に多少の誤差が生じる。そのため、インクの不吐出よりもインクの着滴位置を優先する場合があることも考慮し、駆動待機時間を発生させない設定も可能としておくことが好ましい。以下、駆動待機時間の各種設定例について説明する。

図１０は、駆動待機時間の設定例を示した図である。同図では、駆動待機時間を設定するための設定値と、その設定内容とを関連付けて示している。なお、各設定値は、駆動タイミング生成部１０９に予め設定可能なパラメータであり、この設定値に応じて駆動タイミング生成部１０９が動作するよう構成されているものとする。

例えば、設定値として“０ｘ００”が指示された場合、駆動タイミング生成部１０９は駆動待機時間を０（μｓ）、即ち駆動待機時間なしで駆動タイミングを生成する。また、“０ｘ０１”が指示された場合、駆動タイミング生成部１０９は駆動待機時間を１μｓ以下とし、１μｓを経過した時点で次の駆動タイミングの生成をキャンセルする。また、“Ｎ”が指示された場合、駆動タイミング生成部１０９は駆動待機時間をＮμｓ以下とし、Ｎμｓを経過した時点で次の駆動タイミングの生成をキャンセルする。さらに、“０ｘＦＦ”が指示された場合、駆動タイミング生成部１０９は駆動待機時間を無制限とし、記録ヘッド３の駆動が完了するまで待機する。このように、駆動待機時間に関する条件を選択可能とすることで、利便性を向上させることができる。なお、駆動待機時間の設定内容は、図１０の例に限定されないものとする。

以上説明したように、駆動タイミング生成部１０９の制御により、記録ヘッド３の駆動期間を確保し、且つ、記録ヘッド３の駆動中に駆動タイミングが生成されてしまうことを防止することができるため、インク滴が不吐出となる割合を低減することができる。

なお、本実施形態の駆動タイミング生成部１０９では、各エンコーダ周期の平均値がヘッド駆動期間より長いときに、特に有効に機能することになる。そのため、各エンコーダ周期の平均値がヘッド駆動期間より長いときのみ、上記の制御を行うよう記録ヘッド３の駆動方法を切り替える形態としてもよい。

［第２の実施形態］
次に第２の実施形態について説明する。図１１に示したように、第２の実施形態に係るエンジン制御部２００は、上述した図１の駆動タイミング生成部１０９に代えて駆動タイミング生成部２０１を備えている。また、主走査位置検出部１１０で検出されるキャリッジ位置が駆動タイミング生成部２０１に入力されるよう構成されている。以下、駆動タイミング生成部２０１について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の要素については、同じ符号を付与し説明を省略する。

上述した第１の実施形態では、エンコーダ周期の平均値がヘッド駆動期間より長いときに有効に機能する。しかしながら、ヘッド駆動期間（ｔＪ）より短いエンコーダ周期が連続して出現すると、駆動遅延期間が累積し、駆動遅延期間中に次の駆動遅延期間が開始されてしまう状態が発生する可能性がある。以下、図１１を参照して、この駆動遅延期間の累積について説明する。

図１２は、駆動タイミング生成部２０１の駆動タイミングの生成方法を説明するためのタイミングチャートである。同図において、ｔＥ１〜ｔＥ６はエンコーダ周期であり、各周期を同値としている。また、ｔＤ１〜ｔＤ６は駆動タイミング調整期間であり、ｔＷ２〜ｔＷ６は、駆動遅延期間である。なお、駆動タイミング調整期間及び駆動遅延期間の末尾の数値をエンコーダ周期の末尾の数値と同値とすることで、何れのエンコーダ周期に対応するものかを識別している。

ここで、エンコーダ周期の平均値がヘッド駆動期間より短いと、駆動遅延期間ｔＷ４及びｔＷ５に示すように、駆動待機時間が累積して長くなる状態が発生する。具体的には、駆動遅延期間ｔＷ４において、次の駆動遅延期間ｔＷ５の開始時に記録ヘッド３が駆動状態にあると、駆動遅延期間ｔＷ４は残存することになるため、結果的にｔＷ４及びｔＷ５が累積されることになる。

そこで、本実施形態の駆動タイミング生成部２０１では、駆動待機時間が累積する状態にある場合、前の駆動待機時間を破棄し、次の駆動待機時間のカウントを開始する。例えば、図１２の例では、駆動遅延期間ｔＷ４から次の駆動遅延期間ｔＷ５に移行し、印字４についての駆動をキャンセルさせる。この場合、記録ヘッド駆動制御部１１３は、印字４についての駆動制御を行わないため、印字４は不吐出となるが、駆動待機時間は一旦リセットされるため、その後の印字位置が大幅にずれていくといった不具合を抑制することができる。

また、駆動待機時間の発生は、記録ヘッド３の印字制御において重要な情報である。そのため、駆動タイミング生成部２０１では、駆動待機時間の発生時に、その旨をＣＰＵ１０１に割り込み等で通知する。なお、ＣＰＵ１０１への通知時には、発生した事象に応じて通知レベルの重要度を切り替えることが好ましい。本実施形態では、「インク吐出はしているが、着滴位置に誤差が生じている可能性があるもの」をワーニングとして通知し、「印字駆動タイミングがキャンセルされ、インク不吐出が発生しているもの」をエラーとして通知する。

図１３は、駆動タイミング生成部２０１の動作を説明するためのフローチャートである。まず、駆動タイミング生成部２０１は、エッジ検出部１０７からエッジ検出を指示するパルス信号が入力されるまで待機し（ステップＳ３１；Ｎｏ）、パルス信号の入力を検出すると（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、ステップＳ３２に移行する。

次いで、駆動タイミング生成部２０１は、主走査速度検出部１０８から入力されるキャリッジ速度と予め設定されたパラメータとに基づいて、駆動タイミング調整期間を設定する（ステップＳ３２）。続いて、駆動タイミング生成部２０１は、エッジ検出部１０７から次のパルス信号が入力されたタイミングで、ステップＳ３２で設定した駆動タイミング調整期間のカウントを開始する（ステップＳ３３）。

なお、ステップＳ３３のカウント開始とともに、ステップＳ３１；Ｙｅｓ→ステップＳ３２の処理も同時に実行されるため、結果として新たなエッジが検出される毎に、直前のエッジ（エンコーダ周期）に対応する駆動タイミング調整期間のカウントが開始されることになる。以下では、ｎ番目のエンコーダ周期ｔＥｎ（ｎは任意の整数）に着目して説明を進める。

駆動タイミング生成部２０１は、駆動タイミング調整期間に到達するまでカウントを継続し（ステップＳ３４；Ｎｏ→ステップＳ３５）、駆動タイミング調整期間に到達したと判定すると（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、続くステップＳ３６の処理に移行する。

続いて、駆動タイミング生成部２０１は、記録ヘッド駆動制御部１１３が出力する駆動波形に基づいて、記録ヘッド３の駆動が完了しているか否かを判定する（ステップＳ３６）。記録ヘッド３が駆動中と判定した場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、駆動タイミング生成部２０１は、駆動遅延期間ｔＷｎとして記録ヘッド３の駆動完了を待機するが、これによりインクの着滴位置に誤差が発生する可能性があるため、誤差発生位置とエンコーダ周期ｔＥｎとを関連付けたワーニング信号をＣＰＵ１０１に通知する（ステップＳ３７）。

ここで、誤差発生位置とは、エンコーダ周期ｔＥｎの処理時に主走査位置検出部１１０から入力されたキャリッジ位置である。また、ステップＳ３７の処理は、ステップＳ３６で駆動中と判定される毎に実行されるが、ワーニング信号は同一のエンコーダ周期ｔＥ（ｎ）につき一度のみ通知が行われるよう制御されることが好ましい。

次いで、駆動タイミング生成部２０１は、エンコーダ周期ｔＥｎについての駆動遅延期間ｔＷｎの間に、次のエンコーダ周期ｔＥ（ｎ＋１）についての駆動遅延期間ｔＷ（ｎ＋１）の開始時期に到達したか否かを判定する（ステップＳ３８）。ここで、駆動遅延期間ｔＷ（ｎ＋１）の開始時期に至らないと判定した場合（ステップＳ３８；Ｎｏ）、ステップＳ３６に再び戻る。

また、ステップＳ３８において、駆動遅延期間ｔＷ（ｎ＋１）の開始時期に到達したと判定した場合（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、駆動タイミング生成部２０１は、現在カウント中の駆動遅延期間ｔＷｎをパスし、次の駆動遅延期間ｔＷ（ｎ＋１）、即ち次のエンコーダ周期ｔＥ（ｎ＋１）の処理に移行する（ステップＳ３９）。

また、この場合、エンコーダ周期ｔＥｎについての印字が行われないため、駆動タイミング生成部２０１は、タイミングエラー発生と判断し、その発生位置とエンコーダ周期ｔＥ（ｎ＋１）とを関連付けたエラー信号をＣＰＵ１０１に通知し（ステップＳ４０）、ステップＳ３６に再び戻る。なお、エラーの発生位置とは、エンコーダ周期ｔＥ（ｎ＋１）の処理時に主走査位置検出部１１０から入力されたキャリッジ位置である。

一方、ステップＳ３６において、記録ヘッド３の駆動が完了していると判定した場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、駆動タイミング生成部２０１は駆動タイミングを生成することで、記録ヘッド駆動制御部１１３に記録ヘッド３の駆動開始を指示し（ステップＳ４１）、ステップＳ３１に再び戻る。

上記の処理により、例えば図１２に示した駆動遅延期間ｔＷ２、ｔＷ３及びｔＷ４の開始時、ワーニング信号として、Ｗａｒｎｉｎｇ＃１、＃２及び＃３が夫々ＣＰＵ１０１に通知されることになる。また、駆動遅延期間ｔＷ５の開始時には、エラー信号としてＥｒｒｏｒ＃１がＣＰＵ１０１に通知され、駆動遅延期間ｔＷ６の開始時には、ワーニング信号としてＷａｒｎｉｎｇ＃４がＣＰＵ１０１に通知される。

ＣＰＵ１０１では、駆動タイミング生成部２０１から通知されたワーニング信号及びエラー信号をワーニング／エラー履歴として記憶部１０２に格納する。ここで、図１４は、上述したＷａｒｎｉｎｇ＃１、＃２、＃３及び＃４、Ｅｒｒｏｒ＃１についての、ワーニング／エラー履歴の一例を示した図である。同図に示したように、ワーニング又はエラーの発生位置と、ワーニング又はエラー発生時のエンコーダ周期とが関連付けて記録される。このように、記録ヘッド３の駆動時に発生したワーニング／エラーの履歴を取得しておくことで、印刷実行後の解析の効率化を図ることができる。

なお、本実施形態で実装したワーニング／エラー通知機能を、上述した第１の実施形態の駆動タイミング生成部１０９に実装する形態としてもよい。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での種々の変更、置換、追加等が可能である。

例えば、上記実施形態の処理にかかるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体として提供することも可能である。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリ等、プログラムを記録でき、且つ、コンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その形式は問わないものとする。

また、上記実施形態の処理にかかるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

また、上記実施形態の機能部（画像処理部１０４、エッジ検出部１０７、主走査速度検出部１０８、駆動タイミング生成部１０９、主走査位置検出部１１０、印字領域判定部１１１及び記録ヘッド駆動制御部１１３）は、各機能部を実現する固有の機能を具備したＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される形態としてもよいし、ＣＰＵ１０１と記憶部１０２に記憶されたプログラムとの協働により実現される形態としてもよい。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置及びプログラムは、インクを吐出して記録媒体に情報を記録する画像形成装置に有用であり、特に、キャリッジの速度変動に応じて、吐出タイミングを補正するシリアル型画像形成装置に適している。

１ ガイドロット
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
４ 主走査モータ
５ 駆動プーリ
６ 従動プーリ
７ タイミングベルト
８ エンコーダスケール
９ エンコーダセンサ
１０ 搬送ベルト
１１ 搬送ローラ
１２ テンションローラ
１３ 副走査モータ
１４ 駆動プーリ
１５ 従動プーリ
１６ タイミングベルト
５０ インクジェット記録装置
１００ エンジン制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶部
１０３ ホストＩ／Ｆ部
１０４ 画像処理部
１０５ 画像データ格納部
１０６ 主走査モータ駆動部
１０７ エッジ検出部
１０８ 主走査速度検出部
１０９ 駆動タイミング生成部
１１０ 主走査位置検出部
１１１ 印字領域判定部
１１２ 記録ヘッド駆動波形格納部
１１３ 記録ヘッド駆動制御部
２００ エンジン制御部
２０１ 駆動タイミング生成部
３００ ホスト

特開２００２−３３１６５５号公報

Claims (7)

1. 液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、
   前記移動速度に応じたタイミングで前記記録ヘッドの駆動開始を指示する駆動開始信号を生成する駆動タイミング指示手段と、
   前記駆動開始信号をトリガとし、前記記録ヘッドの駆動を開始する駆動制御手段と、
   を備え、
   前記駆動タイミング指示手段は、前記記録ヘッドが駆動状態にあるか否かを判定し、当該記録ヘッドが駆動状態にない場合は前記駆動開始信号を生成し、当該記録ヘッドが駆動状態にある場合は前記駆動開始信号の生成を待機することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動タイミング指示手段は、前記駆動開始信号の生成を待機している間に、次の駆動開始信号の生成についての新たな待機が発生した場合、現在待機中の駆動開始信号の生成をキャンセルし、前記次の駆動開始信号の生成についての待機に移行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動タイミング指示手段は、前記駆動開始信号の生成を所定の期間待機した後、この期間終了時に前記記録ヘッドが駆動状態にある場合、現在待機中の駆動開始信号の生成をキャンセルし、次の駆動開始信号の生成についての待機に移行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動開始信号の生成に係る前記駆動タイミング指示手段の待機期間の上限の有無が、選択的に設定可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動タイミング指示手段は、前記駆動開始信号の生成を待機している状態であることを割り込み通知することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記キャリッジの走査に応じて出力されるエンコーダからのパルス信号のエッジを検出するエッジ検出手段を更に備え、
   前記駆動タイミング指示手段は、前記エッジ検出手段により検出されるエッジをトリガとし、前記移動速度に応じたタイミングまで前記駆動開始信号の生成を待機することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
   前記コンピュータを、
   前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、
   前記移動速度に応じたタイミングで前記記録ヘッドの駆動開始を指示する駆動開始信号を生成する駆動タイミング指示手段と、
   前記駆動開始信号をトリガとし、前記記録ヘッドの駆動を開始する駆動制御手段と、
   して機能させ、
   前記駆動タイミング指示手段は、前記記録ヘッドが駆動状態にあるか否かを判定し、当該記録ヘッドが駆動状態にない場合は前記駆動開始信号を生成し、当該記録ヘッドが駆動状態にある場合は前記駆動開始信号の生成を待機することを特徴とするプログラム。

Images