(57)【要約】【課題】本発明では、高い搬送精度で記録位置のズレを防止し良好な画像記録を行うことができるシリアルプリンタを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るシリアルプリンタの代表的な構成は、１ステップをより細分化して電流を制御するマイクロステップ方式のステッピングモータ（ＬＦモータ14）と、ＬＦモータ14を駆動源として記録媒体10を搬送する搬送ローラ５と、を有するシリアルプリンタにおいて、１ステップを細分化したステップのいずれかをＬＦモータ14の停止位置として、記録媒体10の搬送量を調整可能としたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ステップをより細分化して電流を制御するマイクロステップ方式のステッピングモータと、該ステッピングモータを駆動源として記録媒体を搬送する搬送手段と、を有するシリアルプリンタにおいて、
１ステップを細分化したステップのいずれかをステッピングモータの停止位置として、記録媒体の搬送量を調整可能としたことを特徴とするシリアルプリンタ。
【請求項２】
前記ステッピングモータの基準となる相に対して異なる相で停止させる場合に、１ステップを細分化したステップのいずれかをステッピングモータの停止位置として、各相間の記録媒体の搬送量の誤差を補正することを特徴とする請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項３】
複数のラインを記録可能な記録ヘッドを有し、該記録ヘッドで第１のラインを記録し、前記ステッピングモータを奇数ステップ駆動して記録媒体を搬送した後に、前記第１のラインと搬送方向において同じ位置に第２のラインを記録し、前記第１のラインと前記第２のラインとの搬送方向におけるズレ量とズレ方向を測定することで、前記記録媒体の搬送量の誤差を測定することを特徴とする請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項４】
搬送手段によって搬送される記録媒体が停止される毎に、記録ヘッドを走査させて前記記録媒体に記録を行うシリアルプリンタにおいて、
前記搬送手段を駆動するステッピングモータと、
各相の励磁電流を段階的に増減制御することによって１ステップの回転角を細分化して駆動するマイクロステップ方式によって前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを有し、
前記制御手段は前記ステッピングモータの基準となる相とは異なる相で停止させる場合に、１ステップを細分化したステップのいずれかをステッピングモータの停止位置として、各相間の記録媒体の搬送量の誤差を補正することを特徴とするシリアルプリンタ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリアルプリンタの記録媒体を搬送する機構の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ステッピングモータを用いて搬送する記録媒体に対向して、記録ヘッドを搭載したキャリアを往復運動させて記録を行なうシリアルプリンタがある。シリアルプリンタとして、供給されるインクを加熱、あるいは振動によって記録媒体に向かって吐出させることで記録を行なうインクジェットプリンタがある。かかるプリンタでは記録位置のズレを防止し良好な画像記録を行うため、ステッピングモータによる搬送精度が重要となっている。
【０００３】
しかし、一般的に、ステッピングモータでは構成上の要因から、停止角度誤差が存在しており、特に異なる相同士間で相対的な角度誤差が大きくなるという特性がある。図７（ａ）、図７（ｂ）はＡ相の停止位置を基準にしたときの、相間の停止角度誤差を表した図である。
【０００４】
Ａ−相はＡ相と反対の相であるので、角度誤差は非常に小さく出来るが、Ｂ相とＢ−相は異なる相であるため、図７（ａ）、図７（ｂ）のように、Ａ−相、Ａ相とＢ相、Ｂ−相は、ステップ角度が大きくなるか、小さくなるかのどちらかにずれる。このステップ角度誤差の方向と大きさは、ステッピングモータの内部部品や組み立て精度によって影響を受けるので、大量生産時にはばらつくことが多い。
【０００５】
したがって、ステッピングモータを駆動源として記録媒体を搬送する場合、ステッピングモータを奇数ステップ分駆動すると、所定より大きな搬送量と小さな搬送量で搬送されることが一行おきに繰り返されることになる。
【０００６】
たとえば、図７（ａ）のような特性をもつステッピングモータで駆動した場合、Ａ相をスタートとして奇数ステップ分の搬送を行なうと、搬送量は所定の搬送量よりも大きくなる。このとき、ステップ間停止角度誤差が２／１６ステップだとすると、搬送量の状態は図８（ａ）のようになる。ここで、所定の搬送量をＤとして、１ステップ分の搬送量をｄとする。
【０００７】
図８（ａ）に示すように、最初のライン（ライン１）をＡ相で停止して記録した後に、奇数ステップ送りを行なって記録を行なうと、ステッピングモータは２／１６ステップ分だけ行き過ぎたところで停止するので、搬送量はｄ×２／１６だけ大きくなる。ここで第２のライン（ライン２）を記録すると、第１のライン（ライン１）と第２のライン（ライン２）間の距離は、ｄ×２／１６だけ大きくなる。
【０００８】
ここから、ステッピングモータを再度奇数ステップ分駆動すると、そのときにはＡ相かＡ−相で停止するので、ステッピングモータの実際の駆動量はｄ×２／１６だけ小さくなる。ここで第３のライン（ライン３）を記録すると、第２のライン（ライン２）と第３のライン（ライン３）の距離はｄ×２／１６だけ小さくなる。
【０００９】
第１のライン（ライン１）に対する第３のライン（ライン３）間の距離は、搬送量が大きくなるのと、小さくなるのが交互に繰り返されるため、所定の距離２Ｄとなる。
【００１０】
これと反対に、図７（ｂ）のような特性を持つステッピングモータで駆動した場合は、Ａ相からスタートして搬送を行なうと、図８（ｂ）に示されるように、第１のライン（ライン１）と第２のライン（ライン２）間の距離はｄ×２／１６だけ小さくなり、第２のライン（ライン２）と第３のライン（ライン３）間の距離はｄ×２／１６だけ大きくなる。
【００１１】
このため、第１のライン（ライン１）と第３のライン（ライン３）の距離は、搬送量が小さくなるのと大きくなるのが交互に繰り返されるため、図７（ａ）、図８（ａ）の場合と同様に、所定の距離２Ｄとなる。
【００１２】
従って、ステッピングモータの停止角度誤差による搬送精度の低下を抑制するため、一行分の搬送を行なう際のステッピングモータの駆動ステップ数を偶数にするように減速比を設定したシリアルプリンタが提案されている。
【００１３】
しかし、偶数ステップ数で駆動させるためには、必然的に減速比が大きくなり、搬送速度の低下や、ＬＦギアの大型化等の問題がある。
【００１４】
このため、ステップ間停止角度誤差を良好に保ち、あえて奇数ステップで搬送動作を行なうシリアルプリンタもある。この場合、モータの選択肢が狭くなったり、ステッピングモータの部品精度および組み立て精度を厳しく管理しなければならない。
【００１５】
プリンタ本体の要因に起因する搬送精度低下の改善案として、所定の駆動量だけ搬送ローラを駆動して記録媒体を搬送した場合の実際の搬送量と、本来の搬送量のズレを求めて、その結果に応じて、その後の搬送量を補正するプリンタが提案されている（特許文献１参照）。これにより、搬送ローラの外径のばらつきや、搬送ローラ上での記録媒体のすべり等のために、各行一律に発生する搬送量の誤差は補正できる。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−１５３６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ステッピングモータの停止角度誤差に起因する搬送量の誤差のように、搬送量が大きくなったり、小さくなったりすることを繰り返すような場合の補正は不可能であった。
【００１８】
そこで本発明では、搬送速度の低下やＬＦギアの大型化を抑制でき、モータの選択肢が広く、ステッピングモータの部品精度および組み立て精度を厳しく管理することなく、高い搬送精度で記録位置のズレを防止し良好な画像記録を行うことができるシリアル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】
【００１９】
上記課題を解決するために本発明に係るシリアルプリンタの代表的な構成は、１ステップをより細分化して電流を制御するマイクロステップ方式のステッピングモータと、該ステッピングモータを駆動源として記録媒体を搬送する搬送手段と、を有するシリアルプリンタにおいて、１ステップを細分化したステップのいずれかをステッピングモータの停止位置として、記録媒体の搬送量を調整可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上述べたように、本発明によれば、搬送速度の低下やＬＦギアの大型化を抑制でき、モータの選択肢が広く、ステッピングモータの部品精度および組み立て精度を厳しく管理することなく、高い搬送精度で記録位置のズレを防止し良好な画像記録を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（シリアルプリンタ）
本発明に係るシリアルプリンタの実施形態について、図を用いて説明する。図２はインクジェット方式のシリアルプリンタのメカ構成を示す概略図である。図２に示すように、シリアルプリンタは、キャリア１、ガイドシャフト２、シャーシ３、ガイドレール４、搬送手段である搬送ローラ５、プラテン６、記録ヘッド７、キャリアモータ８、ベルト９、から構成されている。
【００２２】
キャリア１は、ガイドシャフト２及びガイドレール４によって、シャーシ３に保持された搬送ローラ５及びプラテン６に対向して支持されている。キャリア１には記録ヘッド７が搭載されている。キャリア１は、キャリアモータ８の駆動力をベルト９を介して伝達され、ガイドシャフト２に沿って往復移動される。
【００２３】
搬送ローラ５は、ステッピングモータであるＬＦモータ14の駆動力をギアを介して伝達され、記録媒体10を搬送する方向に回転させられる。ここで、ＬＦモータ14はステッピングモータであり、搬送量に応じたステップ数だけ回転することによって、記録媒体10を所定の距離だけ搬送する。
【００２４】
上記構成のシリアルプリンタにおいて、記録動作が開始されると、まず記録媒体10が、給送ユニット13によって搬送ローラ５と補助ローラ11で形成されるニップまで送りこまれ、そこから搬送ローラ５によって、記録媒体10の所定の記録個所が、記録ヘッド７と対向するところまで搬送される。
【００２５】
その後、キャリア１がガイドシャフト２に沿って移動しながら、シリアルプリンタ内部に送られてくる記録データに従って、記録ヘッド７を駆動して、インクを記録媒体10に向けて吐出する。そして、記録ヘッド７の一行分の駆動が終了すると、搬送ローラ５は、所定の量だけ回転して、記録媒体10の次に記録がおこなわれるべき個所が、記録ヘッド７に対向する位置に移動するように、記録媒体10を搬送する。この動作が終了した後、キャリア１は再び移動を開始して、移動中に記録ヘッド７を駆動することで次の行の記録を行なう。この一連の動作の繰り返しによって、規定の記録データがすべて記録されると、記録媒体10は排出ローラ12により、シリアルプリンタの外部に排出されて記録が完了する。
【００２６】
搬送ローラ５の一行分の搬送量は、記録ヘッド７の搬送方向の記録幅によって決まり、これを基に、ＬＦモータ14の目標駆動速度、ＬＦギア15の構成等を考慮して、ＬＦモータ14から搬送ローラ５までの減速比が決められる。
【００２７】
（ステッピングモータ）
ここで、ステッピングモータについて説明する。ステッピングモータ駆動方式には、１つの相しか励磁しない１相励磁方式、常に２つの相を励磁する２相駆動方式と、その中間の１−２相励磁方式が存在する。１−２相励磁の発展形として、１ステップをより細分化して電流を制御する、マイクロステップ方式がある。マイクロステップ方式は、ステッピングモータを効率よく駆動でき、しかも滑らかに回転させることで騒音も下がることから、プリンタ等においてはこの方式が広く用いられている。
【００２８】
図３は１ステップを１６分割したマイクロステップ方式で、ステッピングモータを駆動する際の駆動電流の状態を示す図である。図３において、Ａ１、Ｂ１、Ａ−１、Ｂ−１、・・、は１ステップ単位でのモータの各相の停止位置である。図３に示すように、１／１６ステップごとに電流を段階的に増減させることで、正弦波に近い電流波形を得ることができる。
【００２９】
Ａ相の電流波形とＢ相の電流波形は、位相が９０°ずれていて、このような電流波形でステッピングモータを駆動すると、相から相への磁力の切り換えがスムーズに行なわれるので、回転ムラが発生しにくく、滑らかに回転させることが出来る。
【００３０】
図３はＡ相から５ステップ移動するときの電流を示している。図３のように電流を切り換えて、Ｂ２の位置まで５ステップ移動させた後、ステッピングモータが完全に停止するまでの間、一定の電流で保持すると、最終的にＢ相で停止する。
【００３１】
図１はＬＦモータ14を駆動する際の駆動電流の状態の一例を示す図である。図１に示すように、ＬＦモータ14の駆動電流は、図３と同様に１ステップを１６分割して、その単位でコントロールできるものとする。
【００３２】
通常の制御でＬＦモータ14のＡ相に対するＢ相の停止位置が、Ａ相からＢ相に移動したときに、２／１６ステップ分だけ大きくなる方向にずれる場合、Ｂ相で停止させるべきときには、１４／１６ステップＹ以降は、電流の切り換えを行なわずに、そのままＬＦモータ14が完全に停止するまで、電流を保持する。
【００３３】
そうすると、実際にＬＦモータ14が停止する位置は、Ｂ相の正規の停止位置から、２／１６ステップ分だけマイナス方向になる。これにより、ＬＦモータ14が持つ停止角度誤差をキャンセルして、Ａ相からＢ相に移動するときの回転角度と、Ｂ相からＡ−相に移動するときの回転角度が等しくなる。
【００３４】
Ａ−相からＢ−相に停止する場合も、同様に２／１６ステップ分マイナス方向に補正すれば、全ての相で停止角度誤差はなくなる。したがって、奇数ステップ分モータを回転させても、記録媒体10の搬送量がばらつくことはない。
【００３５】
図６は上記補正を行って奇数ステップ駆動による搬送で記録を行なった場合の記録状態を示す図である。図６（ａ）はＬＦモータ14のＢ相の停止位置が２／１６ステップ分大きくなる方向にずれる場合を示す図である。ここで、所定の搬送量をＤとして、１ステップ当たりの搬送量をｄとする。図６（ｂ）はＬＦモータ14のＢ相の停止位置が２／１６ステップ分小さくなる方向にずれる場合を示す図である。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、ＬＦモータ14をＡ相に停止して第１のラインを記録して、その後ＬＦモータ14を駆動してＢ相またはＢ−相に停止する。ここで何も操作を行なわないと、ＬＦモータ14は正規の停止位置で停止するので、搬送量が所定の搬送量Ｄよりｄ×２／１６だけ大きくなることになる。
【００３７】
しかし、Ｂ相またはＢ−相で停止するときには、上述のごとく、実際の停止位置を２／１６ステップ分だけマイナス方向にずらす。これにより、ここで記録を行なう第２のライン（ライン２）と第１のライン（ライン１）間の距離（搬送量）は所定の搬送量Ｄとなる。
【００３８】
再度、奇数ステップ分ＬＦモータ14を駆動すると、このときはＡ相またはＡ−相に停止するので、搬送量は所定の搬送量Ｄとなる。どのようなパターンで搬送を行なっても、ＬＦモータ14の停止角度精度の誤差による搬送量のズレがなくなる。
【００３９】
図６（ｂ）に示すように、ＬＦモータ14をＡ相に停止して第１のライン（ライン１）を記録して、その後ＬＦモータ14を駆動してＢ相またはＢ−相に停止する。ここで何も操作を行なわないと、ＬＦモータ14は正規の停止位置で停止するので、ｄ×２／１６だけ搬送量が小さくなることになる。
【００４０】
しかし、Ｂ相またはＢ−相で停止するときには、実際の停止位置を２／１６ステップ分だけプラス方向にずらす。これにより、ここで記録を行なう第２のライン（ライン２）と第１のライン（ライン１）間の距離（搬送量）は所定の搬送量Ｄとなる。
【００４１】
再度、奇数ステップ分ＬＦモータ14を駆動すると、このときはＡ相またはＡ−相に停止するので、搬送量は所定の搬送量Ｄとなる。どのようなパターンで搬送を行なっても、ＬＦモータ14の停止角度精度の誤差による搬送量のズレがなくなる。
【００４２】
（停止位置の補正方法）
次に、実際の停止位置を補正するための指定手段について説明する。図４はシリアルプリンタのハードウエア構成を示すブロック図である。図４に示すように、コンピュータ208からシリアルプリンタに送られてきたデータは、制御手段であるＣＰＵ201を通してＲＡＭ202に展開される。
【００４３】
一方、ＣＰＵ201は記録動作を行なうためのキャリアモータ８、ＬＦモータ14、および記録ヘッド７の制御データをＲＯＭ203から選択して引き出し、記録データに応じた適当なタイミングで、キャリアモータドライバ204、ＬＦモータドライバ205、記録ヘッドドライバ206にコマンドを送る。ＣＰＵ２０１には更に入力キー207からの信号を検知する回路がつながっており、入力した情報を内部に取り込む。
【００４４】
このような構成で、たとえば、入力キー207を１回押したらＢ相で停止させるときの実際の停止位置を１／１６ステップ分Ａ相寄り（マイナス方向）に、２回押したら１／１６ステップ分Ａ−相寄り（プラス方向）に、というように設定しておく。そして、入力キー207を適当な回数だけ押す事により、ＬＦモータ14の停止位置を１／１６ステップ単位で任意の量だけずらして補正することが出来る。
【００４５】
補正量の決定は、たとえば、テストパターンを記録して、ずれの方向と量を検出することにより行なう。図５はテストパターンの１例を示す図である。まず、記録ヘッド７の第１のノズルからインクを吐出させて、水平のラインａを記録する。
【００４６】
その後、奇数ステップ分ＬＦモータ14を駆動して搬送ローラ５を回転し、記録媒体10を搬送する。それから、第一のノズルから搬送量だけ離れたところにある第２のノズルからインクを吐出させて、最初の水平のラインａの隣に水平のラインｂを記録する。
【００４７】
本来、正確に記録媒体10が搬送されていれば、搬送前に第１のノズルと対向していた位置は、搬送後に第２のノズルと対向する位置と一致しているはずなので、図５（ａ）のように２本のラインａ、ｂが繋がって一本の直線となる。
【００４８】
ところが、これまで述べたように、相間の停止角度誤差がゼロでない限り、ＬＦモータ14を奇数ステップ駆動した場合には、記録媒体10の搬送量には相間の停止角度誤差分だけ誤差が生じているので、ラインｂはラインａに対して上下にずれて記録される。
【００４９】
Ｂ相での停止位置がＡ−相寄り（プラス方向）にずれる場合には、搬送量は規定よりも大きくなるので、図５（ｂ）のように、ラインｂはラインａに対して搬送方向上流側（図５中下側）にずれる。逆に、Ｂ相の停止位置がＡ相寄り（マイナス方向）にずれる場合は、搬送量は規定よりも小さくなるので、図５（ｃ）のように、ラインｂはラインａに対して搬送方向下上流側（図５中上側）にずれる。
【００５０】
このような、ラインａに対するラインｂのズレ量を測定して、設計上の１ステップ分の搬送量との比を求めることにより、何ステップ分、どの方向（プラス方向、マイナス方向）に停止位置を補正すればいいか判別できる。
【００５１】
たとえば、１ステップ分の搬送量が80ミクロンで設計された搬送機構で、このテストパターンを記録した場合、ラインａとラインｂのずれ量が10ミクロンであったら、２／１６ステップ分停止位置を補正すれば、ＬＦモータ14の回転角度の誤差はキャンセルされ、補正後にはラインａとラインｂは一本の直線となる。
【００５２】
このように、Ｂ相での停止角度のズレ量とズレ方向を判別して、その結果に応じて入力キー207から信号をシリアルプリンタに送り込む事により、その後Ｂ相またはＢ−相で停止する場合の実際の停止角度誤差をゼロになるように補正することが出来る。これにより、ＬＦモータ14を奇数ステップで駆動しても、精度の高い記録媒体10の搬送が可能となる。
【００５３】
尚、相間の停止角度のズレ量とズレ方向の補正は、ラインａ、ｂのズレを検知するセンサを設けて、自動的に補正可能としてもよい。
【００５４】
上述のごとく、１ステップを細分化したステップのいずれかをステッピングモータの停止位置として、記録媒体の搬送量を調整可能としたことにより、搬送速度の低下やＬＦギアの大型化を抑制でき、モータの選択肢が広く、ステッピングモータの部品精度および組み立て精度を厳しく管理することなく、高い搬送精度で記録位置のズレを防止し良好な画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態にかかるステッピングモータの停止角度補正を説明する駆動電流の状態図である。
【図２】シリアルプリンタのメカ構成を示す概略図である。
【図３】マイクロステップ方式のステッピングモータ駆動電流波形を示す図である。
【図４】ハードウエア構成を示すブロック図である。
【図５】ステッピングモータの基準の相に対する異なる相の角度誤差を検知する方法の説明図である。
【図６】本発明で奇数ステップ駆動による搬送で記録を行なった場合の記録状態を示す図である。
【図７】ステッピングモータの相間の停止角度誤差の状態を示す図である。
【図８】奇数ステップ駆動による搬送で記録を行なった場合の記録状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…キャリア、２…ガイドシャフト、３…シャーシ、４…ガイドレール、５…搬送ローラ（搬送手段に対応）、６…プラテン、７…記録ヘッド、８…キャリアモータ、９…ベルト、10…記録媒体、12…排出ローラ、13…給送ユニット、14…ＬＦモータ、15…ギア、201…ＣＰＵ、202…ＲＡＭ、203…ＲＯＭ、204…キャリアモータドライバ、205…ＬＦモータドライバ、206…記録ヘッドドライバ、207…入力キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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