(57)【要約】【課題】エンコーダ累積誤差が生じても、キャリッジ位置とモータ回転角度との関係が変化しても、周期的な振動成分を抑制し、印字ムラを発生させることがない、高画質なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。【解決手段】印字ヘッドを搭載するキャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出手段と、ベルトを介して、上記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動手段と、上記キャリッジ駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記キャリッジ位置検出手段が検出した信号と上記回転角度検出手段が検出した信号とのズレ量を算出するズレ量算出手段と、上記キャリッジに応じた周期振動を打ち消す振動抑制信号であって、上記キャリッジ位置検出手段の出力信号と、上記回転角度検出手段の出力信号と、ズレ量算出手段の出力信号とに応じた振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力手段とを有するインクジェット記録装置である。【選択図】図３
2010131913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドを搭載するキャリッジと；
上記キャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出手段と；
ベルトを介して、上記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動手段と；
上記キャリッジ駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段と；
上記キャリッジ位置検出手段が検出した信号と上記回転角度検出手段が検出した信号とのズレ量を算出するズレ量算出手段と；
上記キャリッジに応じた周期振動を打ち消す振動抑制信号であって、上記キャリッジ位置検出手段の出力信号と、上記回転角度検出手段の出力信号と、ズレ量算出手段の出力信号とに応じた振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力手段と；
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記キャリッジ駆動手段としてブラシレスモータを使用する場合、上記回転角度検出手段は、ホール素子であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
印字ヘッドを搭載するキャリッジの位置をキャリッジ位置検出手段が検出するキャリッジ位置検出工程と；
ベルトを介して、上記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動手段の回転角度を回転角度検出手段が検出する回転角度検出工程と；
上記キャリッジ位置検出工程で検出された信号と上記回転角度検出工程で検出された信号とのズレ量をズレ量算出手段が算出するズレ量算出工程と；
上記キャリッジに応じた周期振動を打ち消す振動抑制信号であって、上記キャリッジ位置検出工程で検出された出力信号と、上記回転角度検出工程で検出された出力信号と、ズレ量算出工程で検出された出力信号とに応じた振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力工程と；
を有することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジの移動によって、被記録媒体上に画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉する方向に、記録ヘッドが主走査する記録装置において、被記録材を所定の記録位置にセットした後に、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって、画像を記録する。１行分の記録を終了した後に、所定量の紙送り（副走査）を行い、その後に、次の行の画像を記録（主走査）する。これらの動作を繰り返すことによって、被記録材の所望範囲に画像が記録される。
【０００３】
記録装置では、昨今高速、高画質が要求され、これに伴って、印字ヘッド等の被制御体を高速且つ高精度で駆動することが必要である。主走査時に、キャリッジ上に搭載されている印字ヘッドに振動が伝わると、印字品位を著しく劣化させるので、キャリッジの低振動化が求められている。
【０００４】
キャリッジは、ガイド軸に沿って往復動作が可能であり、ＤＣモータ等のモータによって駆動される。ＤＣモータは、その構造からモータへの入力が一定でも、モータ軸が１回転する間のトルクは、均一ではなく、コギングと呼ばれるモータ回転角度に依存した周期的なトルク変動を生じる。このために、ＤＣモータによって駆動されるキャリッジの駆動速度も周期的に脈動する。速度の脈動に伴い、キャリッジが振動し、本来一定濃度で記録すべき領域であっても、色の濃い部分と淡い部分とが交互に現れ、縞状の印字ムラになり、印字品質が劣化する。
【０００５】
そこで、ＤＣモータの駆動信号に、コギングと同一周期であり、位相が１８０°ずれている周期的な信号を重畳し、キャリッジの駆動速度の脈動を減少させる方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−９５６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コギングと同一周期であり、位相が１８０°ずれた周期的な信号（振動抑制信号）を生成するためには、モータ回転角度を求めることが必要である。
【０００７】
通常、インクジェット記録装置では、モータ回転角度センサを搭載していないが、エンコーダでキャリッジの位置検出を行っているので、擬似的にモータ回転角度を求めることができる。
【０００８】
擬似モータ回転角度＝キャリッジ位置÷プーリ半径  ……  式（１）
しかし、エンコーダから算出する場合、エンコーダ累積誤差・ベルト伸縮等の影響によって、モータ回転角度を厳密に求めることができない。
【０００９】
また、プーリとベルトとにすべりが生じると、エンコーダから求められたキャリッジ位置とモータ回転角度との関係が変化し、コギングの影響を抑制することができない。
【００１０】
図８は、モータ回転角度と擬似モータ回転角度との関係を示す図である。
【００１１】
図中、実線は、モータ回転角度と擬似モータ回転角度とが正しい場合を示し、点線は、エンコーダ累積誤差がある場合を示し、一点差線は、プーリとベルトとの間ですべりが生じている場合を示す。
【００１２】
エンコーダに累積誤差があれば、モータの回転が進むに従い、擬似モータ回転角度とモータ回転角度との差が大きくなり、やがて無視できなくなる。また、プーリとベルトとの間ですべりが生じると、擬似モータ回転角度とモータ回転角度とにずれが生じる。
【００１３】
上記のような現象が発生すると、従来、モータ回転角度と擬似モータ回転角度とが正しいことが前提で、振動抑制信号を生成しているので、振動抑制効果の劣化が生じ、場合によっては、振動を増加させる原因になるという問題がある。
【００１４】
本発明は、エンコーダ累積誤差が生じても、キャリッジ位置とモータ回転角度との関係が変化しても、周期的な振動成分を抑制し、印字ムラを発生させることがない、高画質なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、印字ヘッドを搭載するキャリッジと、上記キャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出手段と、ベルトを介して、上記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動手段と、上記キャリッジ駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記キャリッジ位置検出手段が検出した信号と上記回転角度検出手段が検出した信号とのズレ量を算出するズレ量算出手段と、上記キャリッジに応じた周期振動を打ち消す振動抑制信号であって、上記キャリッジ位置検出手段の出力信号と、上記回転角度検出手段の出力信号と、ズレ量算出手段の出力信号とに応じた振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、エンコーダ累積誤差が生じた場合や、キャリッジ位置とモータ回転角度との関係が変化した場合でも、周期的な振動成分を抑制し、印字ムラを発生させないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１であるインクジェット記録装置１００の構成を概略的に示す図である。
【００１９】
不図示の記録ヘッドを搭載したキャリッジ１には、ガイドシャフト２が摺動可能に挿入され、ガイドシャフト２のスラスト方向（主走査方向）に沿って、キャリッジ１が往復動可能である。
【００２０】
また、キャリッジ駆動手段であるキャリッジモータ３のシャフトには、駆動プーリ４が固定されている。駆動プーリ４とアイドルプーリ５との間には、キャリッジ駆動伝達手段であるベルト６が架渡され、ベルト６の一部は、キャリッジ１に固定されている。そして、キャリッジモータ３の正転、逆転によって、ベルト６が移動し、これと共に、キャリッジ１が主走査方向に沿って往動、及び復動を行う。リニアエンコーダ７は、キャリッジ１の位置を検出する。また、回転角度検出手段８が設けられている。
【００２１】
図２は、回転角度検出手段８の一例を示す概略図である。
【００２２】
キャリッジモータ３の回転軸に遮蔽板９が取り付けられている。光学式センサ１０は、ＬＥＤなどの発光素子が放射した光が、発光素子に正対して置かれているフォトダイオードなどの受光素子に入射され、発光素子−受光素子間の光軸を遮ると、出力信号レベルが変化する光学式センサである。
【００２３】
遮蔽板９が光学式センサ１０の光軸を遮ると、出力が変化し、キャリッジモータ３の１回転（３６０度）を検知することができる。
【００２４】
図３は、別の回転角度検出手段８ａの構成を示す概略図である。
【００２５】
図３に示す遮蔽板９ａを使うことによって、モータ半回転（１８０度）を知ることができる。なお、ここでは、検出角度が、３６０度、１８０度である場合を示すが、検出角度は、これらに限られるものではなく、等間隔の角度であればよい。また、磁気を有する板とホール素子などの磁気検出手段とによって、回転角度検出手段を構成するようにしてもよい。
【００２６】
図４は、実施例１におけるキャリッジ制御部を示すブロック図である。
【００２７】
位置制御補償器（位置制御補償手段）１１は、予め定められているキャリッジ１の駆動パターンと、リニアエンコーダ７によって観測されたキャリッジの位置との差をとる。そして、位置制御補償器（位置制御補償手段）１１は、キャリッジの位置を駆動パターンと一致させる（この行為を、「補償」という）ように演算する。位置制御補償器（位置制御補償手段）１１の出力信号は、速度算出手段１２が得たキャリッジ速度信号と比較され、ＰＩ補償器（速度制御補償器）１３が補償演算し、駆動回路１４が増幅し、モータを駆動する。
【００２８】
一般的には、ＰＩ補償が良く用いられる。しかし、ＰＩ補償の代わりに、補償アルゴリズムとして、たとえばＰＩＤ補償、位相遅れ補償、位相遅れ進み補償を適用するようにしてもよい。
【００２９】
振動抑制信号演算手段１７は、キャリッジ１の位置、速度、回転角度検出手段８の出力信号、ズレ量算出手段１８の出力信号から、振動抑制信号の振幅、位相、ズレ量を算出する。振動抑制信号出力手段１９は、振動抑制信号演算手段１７が算出した振幅、位相に基づいて、振動抑制信号を出力する。
【００３０】
ズレ量算出手段１８は、回転角度検出手段８の出力をトリガとし、次の式（２）、式（３）によって求められた理想キャリッジ位置と、リニアエンコーダの値とのズレ量を算出する。
【００３１】
理想キャリッジ位置＝プーリ半径×モータ回転角度  ……  式（２）
ズレ量＝理想キャリッジ位置−キャリッジ位置  ……  式（３）
振動抑制信号演算手段１７は、ズレ量算出手段１８が求めたズレ量とから、次の式（４）とによって、擬似モータ回転角度を算出する。
【００３２】
擬似モータ回転角度＝（キャリッジ位置＋ズレ量）÷プーリ半径  ……  式（４）
また、擬似モータ回転角度に基づいて、次の式（５）で求めた振動抑制信号を出力し、
振動抑制信号＝Ａ×ｓｉｎ（擬似モータ回転角度／λ＋φ）  ……  式（５）
キャリッジ速度の脈動が最小になるような振幅Ａ、位相φを決定する。なお、λは、抑制すべき振動の周期である。
【００３３】
キャリッジ１は、印字ヘッドを搭載するキャリッジの例である。リニアエンコーダ７は、キャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出手段の例である。キャリッジモータ３は、ベルトを介して、上記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動手段の例である。
【００３４】
回転角度検出手段８は、キャリッジ駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段の例である。ズレ量算出手段１８は、キャリッジ位置検出手段が検出した信号と回転角度検出手段が検出した信号とのズレ量を算出するズレ量算出手段の例である。
【００３５】
振動抑制信号出力手段１９は、キャリッジに応じた周期振動を打ち消す振動抑制信号であって、キャリッジ位置検出手段の出力信号と回転角度検出手段の出力信号とズレ量算出手段の出力信号とに応じた振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力手段の例である。
【００３６】
図５は、実施例１において、モータ回転角と擬似モータ回転角との関係を示す図である。
【００３７】
図５中、細線は、モータ回転角度と擬似モータ回転角度とが正しい場合を示し、点線は、エンコーダ累積誤差がある場合を示し、太線は、エンコーダ累積誤差がある場合に実施例１を適用した場合を示す図である。
【００３８】
モータ１回転ごとに、ズレを補正するので、モータの回転が進んだ場合でも、擬似モータ回転角度とモータ回転角度との差が増加することがない。
【００３９】
図６は、キャリッジ１が等速状態である場合における各速度を示す図である。
【００４０】
図６（ａ）は、振動抑制を行わない場合を示す図であり、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、従来技術を用いた場合におけるキャリッジ速度を示す図である。
【００４１】
図６（ｂ）は、振動抑制が効いている場合を示す図であり、図６（ｃ）は、エンコーダ累積誤差があった場合を示す速度波形である。
【００４２】
振動抑制を行わなかったときよりも、脈動が大きい場合が存在する。図６（ｄ）は、エンコーダ積算誤差があった場合に、実施例１を適用した速度波形である。エンコーダ積算誤差があった場合でも、モータ１回転ごとにズレを補正するので、全域に渡って振動抑制を実現することができる。
【実施例２】
【００４３】
図７は、本発明の実施例２であるインクジェット記録装置２００におけるキャリッジ制御部を示すブロック図である。
【００４４】
インクジェット記録装置２００は、キャリッジ駆動手段として、ブラシレスモータを使った場合、回転角度検出手段として、ブラシレスモータの相切換えに使われているホール素子を使用する実施例である。
【００４５】
つまり、インクジェット記録装置２００は、インクジェット記録装置１００において、回転角度検出手段８の代わりに、ホール素子２０を使用した実施例である。
【００４６】
ブラシレスモータに取り付けられているホール素子２０の出力信号は、駆動回路１４に入力され、駆動回路１４が相切換えを行い、モータを駆動する。また、ホール素子２０の出力信号は、ズレ量算出手段１８、振動抑制信号演算手段１７に入力される。ズレ量算出手段１８は、ホール素子２０の出力信号をトリガとし、上記式（２）と上記式（３）とで求められる理想的なキャリッジ位置とリニアエンコーダの値とのズレ量を算出する。
【００４７】
モータの構造によって、ホール素子の個数や１回転当たりの検出回転角度は異なるが、上記実施例は、どのような場合でも適用可能である。
【００４８】
実施例２において、上記キャリッジ駆動手段としてブラシレスモータを使用する場合、上記回転角度検出手段は、ホール素子である。
【００４９】
上記各実施例において各手段を工程に置き換えれば、上記各実施例は、インクジェット記録装置の制御方法の発明の例である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１であるインクジェット記録装置１００の構成を概略的に示す図である。
【図２】回転角度検出手段８の一例を示す概略図である。
【図３】別の回転角度検出手段８ａの構成を示す概略図である。
【図４】実施例１におけるキャリッジ制御部を示すブロック図である。
【図５】実施例１において、モータ回転角と擬似モータ回転角との関係を示す図である。
【図６】キャリッジ１が等速状態である場合における各速度を示す図である。
【図７】本発明の実施例２であるインクジェット記録装置２００におけるキャリッジ制御部を示すブロック図である。
【図８】モータ回転角度と擬似モータ回転角度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００…インクジェット記録装置、
１…キャリッジ、
２…ガイドシャフト、
３…キャリッジモータ、
４…駆動プーリ、
５…アイドルプーリ、
６…ベルト、
７…リニアエンコーダ、
８…回転角度検出手段、
９…遮蔽板、
１０…光学式センサ、
１１…位置制御補償器（位置制御補償手段）、
１２…速度算出手段、
１３…ＰＩ補償器、
１４…駆動回路、
１５…比例項、
１６…積分項、
１７…振動抑制信号演算手段、
１８…ズレ量算出手段、
１９…振動抑制信号出力手段、
２００…インクジェット記録装置、
２０…ホール素子。
【図１】
2010131913.tif 000003
【図２】
2010131913.tif 000004
【図３】
2010131913.tif 000005
【図４】
2010131913.tif 000006
【図５】
2010131913.tif 000007
【図６】
2010131913.tif 000008
【図７】
2010131913.tif 000009
【図８】
2010131913.tif 000010