(57)【要約】【課題】  コギングやモータプーリの偏心等による振動を、吸振機構を設けること無しに吸収することができるキャリッジの駆動制御方法及びその制御方法で制御されるキャリッジを備えた電子装置と液体噴射装置を提供すること。【解決手段】キャリッジ１５３で発生する振動の周期、位相及び振幅を検出し、前記周期及び前記振幅と同一の周期と振幅であって、前記位相から所定値ずらした位相の信号ＳＶＡに基づいて、キャリッジ１５３の速度を制御する。これにより、主走査方向の記録ピッチにむらが生じる原因となっている、コギングやモータプーリ１５７の偏心等による振動を、複雑な吸振機構を設けること無しに減衰させること、主走査方向の記録ピッチに生じるむらを排除することができる。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内部材に沿って往復移動させるキャリッジの駆動制御方法であって、
キャリッジで発生する振動の周期、位相及び振幅を検出し、
前記周期及び前記振幅と同一の周期と振幅であって、前記位相から所定値ずらした位相の信号に基づいて、キャリッジの速度を制御することを特徴とするキャリッジの駆動制御方法。
【請求項２】
前記周期、前記振幅及び前記位相は、前記キャリッジの速度を演算解析して求めることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジの駆動制御方法。
【請求項３】
複数の振動の中から精度に影響する振動を選択して減衰させることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジの駆動制御方法。
【請求項４】
前記所定値は、動力源に逆位相信号を与える指令値であることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジの駆動制御方法。
【請求項５】
前記所定値は、１８０°±９０°であることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジの駆動制御方法。
【請求項６】
案内部材に沿って往復移動させるキャリッジの制御プログラムであって、
キャリッジで発生する振動の周期、位相及び振幅を検出するステップと、
前記周期及び前記振幅と同一の周期と振幅であって、前記位相から所定値ずらした位相の信号に基づいて、キャリッジの速度を制御するステップとを含むことを特徴とするキャリッジの制御プログラム。
【請求項７】
情報を読取及び／又は書き込む電子装置であって、請求項１〜６の何れか一項に記載の制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項８】
記録媒体に記録する記録装置であって、請求項１〜６の何れか一項に記載の制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項９】
被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置であって、請求項１〜６の何れか一項に記載の制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内部材に沿ってキャリッジを駆動するキャリッジ駆動用モータのコギングや、キャリッジを駆動するモータプーリ等に起因するキャリッジ駆動用モータ速度の周期的変動の影響を排除することが可能なキャリッジの駆動制御方法及び、その制御方法を実行するコンピュータプログラム並びに、その制御方法で制御されるキャリッジを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷紙の紙送り方向に直交する水平方向にキャリッジを往復駆動させて印刷する記録装置には、キャリッジに搭載された記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出して、印刷紙面上に滴下することにより印刷を行うものがある。上記のキャリッジの上記水平方向における往復駆動は、モータプーリを介してキャリッジ駆動用モータにより行われる。キャリッジ駆動用モータは、一般にＤＣモータが使用される。しかし、ブラシレスのＤＣモータはスロットと呼ばれる磁極と磁極の間に隙間を要し、そのため、ＤＣモータの軸は滑らかに回転せず、振動が発生することがわかっている。この振動はコギングと呼ばれ、周期的に発生することが知られている。また、キャリッジ用のモータプーリも、モータプーリの加工精度上、偏心し、キャリッジ駆動用モータの周期的な速度変動の一因になっている。（特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−３５６０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したキャリッジ駆動用モータのコギング等により発生する比較的短い周期の振動、モータプーリの偏心等による比較的長い周期の振動は共に避け得ないものであり、これによりキャリッジが振動し、主走査方向の記録ピッチにむらが生じていた。また、キャリッジが振動するのを防止するため、キャリッジに吸振機構を設ける等の対策も提案されているが、装置が複雑になるといった問題も生じていた。
【０００４】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、コギングやモータプーリの偏心等による振動を、吸振機構を設けること無しに吸収することができるキャリッジの駆動制御方法及び、その制御方法を実行するコンピュータプログラム並びに、その制御方法で制御されるキャリッジを備えた記録装置と液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的達成のため、本発明のキャリッジの駆動制御方法では、案内部材に沿って往復移動させるキャリッジの駆動制御方法であって、キャリッジで発生する振動の周期、位相及び振幅を検出し、前記周期及び前記振幅と同一の周期と振幅であって、前記位相から所定値ずらした位相の信号に基づいて、キャリッジの速度を制御することを特徴としている。これにより、コギングやモータプーリの偏心等による振動を、複雑な吸振機構を設けること無しに減衰させることができる。
【０００６】
また、本発明のキャリッジの駆動制御方法では、前記周期、前記振幅及び前記位相は、前記キャリッジの速度を演算解析して求めることを特徴としている。これにより、コギングやモータプーリの偏心等による振動の周期、振幅及び位相を容易に求めることができる。
【０００７】
また、本発明のキャリッジの駆動制御方法では、複数の振動の中から精度に影響する振動を選択して減衰させることを特徴としている。これにより、コギングやモータプーリの偏心等による振動の内、不要な振動のみを選択して減衰させることができる。
【０００８】
また、本発明のキャリッジの駆動制御方法では、前記所定値は、動力源に逆位相信号を与える指令値であることを特徴としている。これにより、所定値を変更することで、どの制御遅れを有する制御ブロックにも対応することができる。なお、上記の逆位相信号は、コギングやモータプーリの偏心等による振動の位相から所定値ずらした位相の信号全ての総称であり、前記振動の位相から１８０°ずらした信号に限定されず、何度ずらしても良い。
【０００９】
また、本発明のキャリッジの駆動制御方法では、前記所定値は、１８０°±９０°であることを特徴としている。これにより、最適な所定値を設定することができ、上記の振動を最小にすることができる。
【００１０】
また、本発明のキャリッジの制御プログラムでは、案内部材に沿って往復移動させるキャリッジの制御プログラムであって、キャリッジで発生する振動の周期、位相及び振幅を検出するステップと、前記周期及び前記振幅と同一の周期と振幅であって、前記位相から所定値ずらした位相の信号に基づいて、キャリッジの速度を制御するステップとを含むことを特徴としている。これにより、コギングやモータプーリの偏心等による振動を、複雑な吸振機構を設けること無しに減衰させることができる。
【００１１】
また、本発明の電子装置では、情報を読取及び／又は書き込む電子装置であって、上記の各制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する電子装置を提供することができる。
また、本発明の記録装置では、記録媒体に記録する記録装置であって、上記の各制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する記録装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の液体噴射装置では、被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置であって、上記の各制御方法で制御されるキャリッジを備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する液体噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の一つについて、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
はじめに、本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの構成について図１乃至図５を参照して説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外観構成例を正面側から見た斜視図、図３は、それを背面側から見た斜視図、図４は、それの内部構造を示す斜視図である。このインクジェット式プリンタ１００は、例えばＪＩＳ規格のＡ０判やＪＩＳ規格のＢ０判といった比較的大型のサイズのカット紙やそれらの用紙幅を有するロール紙Ｒにまで記録できる大型のプリンタである。このインクジェット式プリンタ１００は、図１〜図４に示すように、直方体状のプリンタ本体部１１０と、このプリンタ本体部１１０を支えるプリンタ脚部１２０を備えている。
【００１６】
プリンタ本体部１１０は、図１〜図４に示すように、上下２層に分かれており、図３に示すように、背面側の上下層の境界部分にはロール紙収納部１３０が配設されている。そして、図１〜図４に示すように、上層には給排紙部１４０と記録部１５０が配設されている。さらに、図１〜図４に示すように、下層の中央には用紙吸引部１６０が配設され、前面側から見て下層の左側にはインク供給部１７０が配設され、前面側から見て下層の右側にはヘッド特性回復部１８０と駆動制御部１９０が上下に配設されている。そして、図１〜図４に示すように、駆動制御部１９０の下方であってプリンタ脚部１２０の脇には、廃インク回収部２００が配設されている。
【００１７】
プリンタ本体部１１０は、図１〜図３に示すように、給排紙部１４０と記録部１５０を覆うプラスチックあるいは板金でなる上部ハウジング１１１と、用紙吸引部１６０とインク供給部１７０とヘッド特性回復部１８０と駆動制御部１９０を覆うプラスチックあるいは板金でなる下部ハウジング１１２を備えている。そして、上部ハウジング１１１は、図２に示すように、中央前面から中央上面にかけて開放可能なようにプラスチックあるいは板金でなる本体カバー１１３が配設されている。また、下部ハウジング１１２は、図２に示すように、インク供給部１７０の前面が開放可能なようにプラスチックあるいは板金でなるインクカバー１１４が配設されている。
【００１８】
本体カバー１１３は、図１及び図２に示すように、後部が上部ハウジング１１１に対して回動可能に支持されており、ユーザが前面に形成されている凹んだ指掛け部１１３ａに指を入れて押し上げ、あるいは押し下げることにより開閉するようになっている。ユーザは、本体カバー１１３を開けることにより給排紙部１４０及び記録部１５０の上方を大きく開放することができるので、記録ヘッド１５２やキャリッジ１５３等のメンテナンス作業及び記録中や搬送中における紙ジャム等の用紙搬送エラーの解除作業等を容易に行うことができる。さらに、本体カバー１１３は、図１及び図３に示すように、上面の一部に透明もしくは半透明のプラスチックでなる窓１１３ｂが設けられている。ユーザは、本体カバー１１３を開けなくても窓１１３ｂから内部を覗くことにより、記録状態や搬送状態を視認することができる。
【００１９】
インクカバー１１４は、図１及び図２に示すように、両側部が下部ハウジング１１２に対してスライド可能に支持されており、ユーザが前面に形成されている凹んだ指掛け部１１４ａに指を入れて押し上げ、あるいは押し下げることにより開閉するようになっている。ユーザは、インクカバー１１４を開けることによりインク供給部１７０の前面を大きく開放することができるので、インクカートリッジ１０の交換作業等を容易に行うことができる。さらに、インクカバー１１４は、図１及び図２に示すように、前面の一部に透明もしくは半透明のプラスチックでなる窓１１４ｂが設けられている。ユーザは、インクカバー１１４を開けなくても窓１１４ｂから内部を覗くことにより、インクカートリッジ１０の状態を視認することができる。
【００２０】
さらに、プリンタ本体部１１０は、図１〜図３に示すように、前面側から見て右側の上層の上面には、ユーザが記録制御等を操作するための操作パネル１１５が配設されている。この操作パネル１１５は、液晶画面と各種ボタンが配設されており、ユーザが液晶画面を見て確認しながらボタン操作できるようになっている。ユーザは、視認による確実な操作を行うことができるので、動作エラーや動作ミス等を無くすことができる。
【００２１】
プリンタ脚部１２０は、図１〜図４に示すように、逆Ｔ字形の２本の支持柱１２１と、これらの支持柱１２１間に架け渡された補強柱１２２を備えている。そして、支持柱１２１の上部にプリンタ本体部１１０が載置されネジ止め固定されるようになっている。プリンタ脚部１２０によりプリンタ本体部１１０が持ち上げられた状態におかれるため、ユーザは給排紙処理や各種メンテナンス処理等を楽に行うことが可能になる。さらに、プリンタ脚部１２０の空間に排紙受け部を設置することが可能となり、記録済みの用紙を効率良く回収することができるとともに、記録済みの用紙の汚染等を防止することができる。
【００２２】
ロール紙収納部１３０は、図３に示すように、ロール紙Ｒの内周部に貫装されてロール紙Ｒを支持するスピンドル１３１と、このスピンドル１３１の両端を回動自在に軸支持する図示しない軸受を備えている。用紙吸引部１６０の背面は、その両側のインク供給部１７０の背面とヘッド特性回復部１８０及び駆動制御部１９０の背面よりも凹んで形成されており、この凹み部を利用してロール紙収納部１３０が配設されている。
【００２３】
すなわち、インク供給部１７０とヘッド特性回復部１８０及び駆動制御部１９０の対向側面には、スピンドル１３１を主走査方向に向けてその両端を回動自在に軸支持する図示しない軸受が内蔵されている。そして、これらの軸受間にロール紙Ｒの内周部を貫装しているスピンドル１３１を架け渡すことにより、ロール紙Ｒをプリンタ本体部１１０の背面側から突出させずにセッティングすることができる。
【００２４】
給排紙部１４０は、図４に示すように、紙送りローラ１４１とその紙送り従動ローラ１４２を備えている。紙送りローラ１４１とその紙送り従動ローラ１４２は、ロール紙収納部１３０から直の給紙下流側、すなわちプリンタ本体部１１０内の後部側において、軸が主走査方向を向いて周面が上下に対向するように配置されている。紙送りローラ１４１は、１本の長尺のローラとして形成されており、記録可能な最大用紙幅より若干大きい周面部分にはセラミック粉等がコーティングされている。これにより、紙送りの際の滑りを防止することができるので、用紙を高精度に送り出すことができる。この紙送りローラ１４１は、両端がサイドフレーム１１６に図示しない軸受を介して軸支持されており、紙送りモータ１４３からプーリ１４４及びベルト１４５を介して伝達される駆動力により正逆回転駆動するようになっている。
【００２５】
紙送り従動ローラ１４２は、複数個の短尺のローラとして形成されており、紙送りローラ１４１の上方で軸方向に複数並設された従動ローラ支持部材１４６に回動自在に軸支持されている。この紙送り従動ローラ１４２は、従動ローラ支持部材１４６に取り付けられている図示しないバネ等の付勢部材により紙送りローラ１４１に押圧されており、紙送りローラ１４１の正逆回転駆動に追従して正逆回転するようになっている。これにより、用紙を両面からしっかりと押さえ込んで送り出すことができるので、高精度な記録を行うことができる。そして、紙送りローラ１４１とその紙送り従動ローラ１４２は、図３に示すプリンタ本体部１１０の上下層間に形成されている給紙口１４７から給紙されるロール紙Ｒやカット紙を挟持して、図２及び図４に示す記録部１５０のプラテン１５１上に向けて送り出し、図１に示すプリンタ本体部１１０の上下層間に形成されている排紙口１４８から排紙するようになっている。
【００２６】
記録部１５０は、図２及び図４に示すように、紙送りローラ１４１から直の搬送下流側に配設されたプラテン１５１と、本発明の特徴的な部分である記録ヘッド１５２を搭載したキャリッジ１５３と、キャリッジ１５３に装着されたカッタ１５４を備えている。さらに、記録部１５０は、記録ヘッド１５２と記録を実行するための駆動制御部１９０とを電気的に接続する図示しないフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）、記録ヘッド１５１とインクが入ったインクカートリッジ１０とを繋ぐ図示しないインクチューブ等を備えている。
【００２７】
プラテン１５１は、記録可能な最大用紙幅より若干大きい長さの矩形平板状に形成されて紙送りローラ１４１に沿って配設されている。このプラテン１５１は、表面から裏面にかけては用紙吸引部１６０に繋がる図示しない複数の孔が穿設され、表面には吸湿によって生じる用紙のコックリング等を吸収する図示しない複数の凹凸部が形成されている。これにより、記録中の用紙を略平面状に保持することができるので、高精度な記録を行うことができる。
【００２８】
さらに、プラテン１５１の表面には、主走査方向に延びるカッタ溝１５１ａが形成されている。このカッタ溝１５１ａは、カッタ１５４がロール紙Ｒを幅方向にカッティングする際にプラテン１５１の表面を傷付けないように、ロール紙Ｒの下面から突出したカッタ１５４の刃先が入り込むことができる大きさに形成されている。これにより、ロール紙Ｒの記録部分と未記録部分とを確実に切り離すことができる。
【００２９】
記録ヘッド１５２は、キャリッジ１５３の下部においてプラテン１５１の上面に供給されるカット紙やロール紙Ｒと所定間隔を空けて対向するように配設されており、２種類のブラックインクを吐出するブラックインク用記録ヘッドと、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレー等の各色のインクを吐出する複数のカラーインク用記録ヘッドとを備えている。そして、記録ヘッド１５２は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口からプラテン１５１の上面に供給されるカット紙やロール紙Ｒに向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。
【００３０】
キャリッジ１５３は、主走査方向に設けられているキャリッジガイド軸１５５に図示しないベアリングを介して載置され、ベルト１５６に結合されている。そして、キャリッジ１５３は、後述する移動手段を構成するキャリッジ駆動用モータ３０５によって移動手段を構成するモータプーリ１５７が回転して移動手段を構成するベルト１５６が回動すると、ベルト１５６の動きに連行され、キャリッジガイド軸１５５に案内されて主走査方向に往復移動するようになっている。これにより、キャリッジ１５３を高精度に移動させることができるので、高精度な記録を行うことができる。
【００３１】
カッタ１５４は、刃先が下方を向くようにして、上下方向に昇降可能であって主走査方向に移動可能に配設されている。このカッタ１５４は、例えばソレノイド等により上下方向に昇降され、キャリッジ１５３とともに主走査方向に移動されるようになっている。したがって、カッタ１５４を移動させるための手段を別途設ける必要は無いので、省スペースを図ることができるとともに、コストを抑えることができる。なお、カッタ１５４をキャリッジ１５３から分離して独自のベルト機構やモータ等により主走査方向に移動するように構成しても良い。
【００３２】
ＦＦＣは、一端が駆動制御部１９０のコネクタに接続され、他端が記録ヘッド１５２のコネクタに接続されており、記録信号を駆動制御部１９０から記録ヘッド１５２に送るようになっている。インクチューブは、上記各色のインク用が配設されており、図示しないインク加圧供給手段を介して各一端が対応する各色のインクカートリッジ１０に繋がれ、各他端が対応する各色の記録ヘッド１５２に繋がれている。そして、インクチューブは、インク加圧供給手段によって加圧された各色のインクをインクカートリッジ１０から記録ヘッド１５２に送るようになっている。
【００３３】
用紙吸引部１６０は、図４に示すように、プラテン１５１の下部に配設された圧力室１６１と、圧力室１６１の下部に配設された図示しないファンを備えている。圧力室１６１は、上面と底面の一部が開放された箱状に形成されており、上面の開放部にプラテン１５１が取り付けられ、底面の開放部にファンが取り付けられている。ファンを回転させることにより、プラテン１５１に穿設されている孔から圧力室１６１内に吸気され、ファンを通って外部に排気される。したがって、プラテン１５１の上面にカット紙やロール紙Ｒが供給されると、カット紙やロール紙Ｒの下面側に負圧が発生するので、カット紙やロール紙Ｒをプラテン１５１の上面に吸着させてカット紙やロール紙Ｒの浮き上がりを防止することができ、記録精度を高精度に維持することができる。
【００３４】
インク供給部１７０は、図４に示すように、箱状のカートリッジ収納部１７１と、カートリッジ収納部１７１の前面側に取り付けられたカートリッジ押さえ部１７２を備えている。カートリッジ収納部１７１は、図示左側から順に２種類のブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレーの計８色のインクカートリッジ１０が前面側から個々に引き出し、押し入れ可能なように仕切られている。カートリッジ押さえ部１７２は、カートリッジ収納部１７１の各仕切り部毎に開閉自在に取り付けられており、閉動作に連動して仕切り部内のインクカートリッジ１０を押さえ込み、開動作に連動して仕切り部内のインクカートリッジ１０を飛び出させるようになっている。
【００３５】
ここで、インクカートリッジ１０は、例えば硬質プラスチック材料で直方体状に形成された外装ケース内に、例えば可撓性材料で袋状に形成されて内部にインクが充填されたインクタンクが密閉されている。そして、カートリッジ収納部１７１への挿入側の面には、インクタンクに繋がるインク供給口と、カートリッジ収納部１７１での位置決め穴が形成されている。一方、カートリッジ収納部１７１の内側後面には、インクカートリッジ１０のインク供給口内に挿入されるインク供給針と、インクカートリッジ１０の位置決め穴内に挿入される位置決め針が、インクカートリッジ１０の引き出し、押し入れ方向に突き出るように配設されている。
【００３６】
したがって、カートリッジ収納部１７１内に収納されたインクカートリッジ１０は、カートリッジ押さえ部１７２が閉じられると、自動的に位置決め針が位置決め穴内に侵入して位置決めされると同時に、自動的にインク供給針がインク供給口内に侵入して記録ヘッド１５２へのインク供給が可能となる。また、カートリッジ押さえ部１７２が開かれると、自動的に位置決め針が位置決め穴から抜き出されると同時に、自動的にインク供給針がインク供給口から抜き出される。
【００３７】
ヘッド特性回復部１８０は、図４に示すホームポジションに位置したキャリッジ１５３の下方に配設されており、ワイピング手段とキャッピング手段及び吸引手段とこれらの駆動手段を備えている。ワイピング手段は、ゴム、フェルトあるいはプラスチック等により略矩形平板状に形成されたワイパーを備えており、記録ヘッド１５２のノズル形成面に対して擦れてノズル形成面に付着しているインクを払拭するようになっている。
【００３８】
キャッピング手段は、ゴムにより略直方体状に形成されたキャップを備えており、上部に設けられている窪みが記録ヘッド１５２のノズル形成面に押し付けられてノズル開口を封止するようになっている。吸引手段は、ノズル開口の目詰まりや混入した気泡を除去するためにインクを強制的に吸引排出するようになっている。したがって、キャリッジ１５３がホームポジションに位置している状態のときに記録ヘッド１５２のインク吐出特性を一定な状態に維持する処理を行うことができる。
【００３９】
廃インク回収部２００は、着脱自在な廃液カートリッジ２０１を備えている。廃液カートリッジ２０１は、記録ヘッド１５２に至るインク供給系に初期充填する際に使用されるインク、あるいは記録ヘッド１５２に至るインク供給系を洗浄する際に使用される洗浄液等の廃液を貯留するようになっている。これにより、廃液カートリッジ２０１を交換するのみで廃液の処理を完了することができるので、作業工数を低減させることができるとともに、プリンタ周辺部の汚染を防止することができる。
【００４０】
図５は、キャリッジ１５３の詳細を示す斜視図である。このキャリッジ１５３は、記録ヘッド１５２等が取り付けられたサブキャリッジ５０と、ダンパ１５９等が取り付けられたキャリッジ本体５１を備えている。記録ヘッド１５２は、主走査方向と副走査方向にそれぞれ２列配設されている。ダンパ１５９は、キャリッジ本体５１の上下２段にそれぞれ２つずつ配設されている。そして、４つのダンパ１５９は、計８色のインクチューブ１５８にそれぞれ接続されて各インクチューブ１５８から送られてくるインクを一旦貯留するようになっている。４つの記録ヘッド１５２は、４つのダンパ１５９にそれぞれ接続されて各ダンパ１５９から送られてくるインクを吐出するようになっている。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの構成について説明したが、本発明の実施の形態に係るキャリッジ駆動用モータの制御方法について説明する。
【００４２】
図６は、本発明の特徴的な部分を示すキャリッジ駆動用モータの制御ブロック図である。図６に示すキャリッジ駆動用モータの制御ブロックは、位置指令生成器３００と、減算器３０１と、目標速度演算部３０２と、減算器３０３と、ＰＩＤ制御部３０４とキャリッジ駆動用モータ３０５と、エンコーダ３０８から構成されている。
エンコーダ３０８は、フィードバック制御の制御量として、エンコーダ検出位置ＥＤＰとエンコーダ検出速度ＥＤＶを検出し、減算器３０１にエンコーダ検出位置ＥＤＰを、減算器３０３にエンコーダ検出速度ＥＤＶを、出力している。ここでエンコーダ３０８の構造及び、フィードバック制御の制御量としてエンコーダ検出位置ＥＤＰとエンコーダ検出速度ＥＤＶを出力することは、すでに公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
【００４３】
位置指令生成器３００は、キャリッジ駆動用モータ３０５を所定動作で駆動させるために制御ブロックに入力される目標位置を出力する。図６に示した制御ブロックは、実際のキャリッジ駆動用モータ３０５の動作をフィードバックさせて、この目標位置に追従するように制御する。
【００４４】
減算器３０１は、位置指令生成器３００から出力された目標位置と、キャリッジ１５３の実際の位置であるエンコーダ検出位置要素ＥＤＰとの位置偏差を演算し、出力する。
目標速度演算部３０２は、減算器３０１から出力された位置偏差に基づいて、キャリッジ１５３の目標速度を演算する。この演算は位置偏差に位置ゲインＧｐを乗算することにより行われる。この位置ゲインＧｐは位置偏差に応じて決定される。演算後、目標速度を出力する。
【００４５】
減算器３０３は、目標速度演算部３０２から出力された目標速度と、キャリッジ１５３の実際の速度であるエンコーダ検出速度ＥＤＶと、後述する本発明の特徴部分である振動補償指令ＳＶＡとの速度偏差を演算する。演算後、速度偏差を出力する。
【００４６】
ＰＩＤ制御器３０４は、図示しない比例要素、積分要素及び微分要素から構成されている。各要素は減算器３０３から出力された速度偏差に要素毎の演算を行い、図示しない加算器で加算する。その後、ＰＩＤ制御器３０４からの出力は、図示しないＤ／Ａコンバータに送られてアナログ電流に変換された後、キャリッジ駆動用モータ３０５に供給される。
【００４７】
図７は、キャリッジ駆動用モータの速度変化を示す図である。図７では、キャリッジ１５３の往復駆動のうち、往路又は復路のいずれかの駆動をさせた場合のキャリッジ駆動用モータ３０５の速度変化を示しており、縦軸に速度Ｖを横軸に時間Ｔを表している。上述したキャリッジ駆動用モータ３０５の速度制御は、図７に示す速度変化のように、所定の速度Ｖ１になるまで加速され（時間０−Ｔ１間）、所定の速度Ｖ１に達した後、定速度制御に切り替わる。その後、キャリッジ駆動用モータ３０５は、所定の時間（定速時）、一定速度で駆動される（Ｔ１−Ｔ２間）。その後、所定の割合で減速されて停止させられる（Ｔ２−Ｔ３間）。ＰＩＤ制御は、加速途中の定速及び減速制御に用いられている。
【００４８】
図８は、本発明の特徴的な部分である振動補償指令の基となるモータ速度の周期的な振動を示す図である。図８では、縦軸に定速時の速度振幅を、横軸に時間を表している。図７に示したキャリッジ駆動用モータの速度変化において、キャリッジ駆動用モータ３０５が定速度制御で駆動されている期間、すなわち定速時Ｔ１−Ｔ２間、実際には図８に示したように、周期的な速度変動が発生している。この周期的な速度変動は、図７に示すキャリッジ駆動用モータ３０５の速度変化に対して微小のため、図７では現れていないだけである。また、図８に示された中央の水平線は、所定の速度Ｖ１であり、本発明の実施の形態では、この速度Ｖ１を目標速度として、実際のキャリッジ駆動用モータ３０５の速度を上記の目標速度に追従させるべく、図６の制御ブロックで制御している。
【００４９】
ここで、上記の周期的な速度変化は、コギングやモータプーリ１５７の偏心等により発生する。コギングは、キャリッジ駆動用モータ３０５のスロットと呼ばれる磁極と磁極の間の隙間からキャリッジ駆動用モータ３０５の軸に発生する比較的短い周期の振動である。コギングによる振動は、キャリッジ駆動用モータ３０５の構造上、必ず発生する。また、モータプーリ１５７等の加工精度上、モータプーリ１５７の回転は偏心し、その偏心によって、キャリッジ１５３に振動が発生する。モータプーリ１５７等による振動も、モータプーリ１５７等の構造上必ず発生する。よって、コギングやモータプーリ１５７等を原因とする上記の周期的な速度変化は、構造上避け得ないものである。上記の周期的な速度変化は、キャリッジ１５３の記録ヘッド１５２の振動となって現れ、主走査方向の記録ピッチにむらを生じさせていた。更に、上記の速度変化の振幅は微小なため、現状の速度を検出し指令値との誤差をトルク指令とする従来のフィードバック制御方式では、上記の振動を減少させることは困難であった。そこで、本発明では、図６に示したように、後述する振動補償指令ＳＶＡを作成し、フィードフォワード制御方式で制御ロジックに追加している。図８は、コギングによって発生する比較的短い周期の振動と、モータプーリ１５７の偏心等により発生する比較的長い周期の振動が合成された速度変化が現れている。
【００５０】
図９は、振動補償指令ＳＶＡを作成する過程を示す図である。図９では、縦軸に振幅を、横軸に時間を表している。振動補償指令ＳＶＡは以下のように作成される。まず、エンコーダ３０８により、実際のキャリッジ１５３の速度変化が検出される。この速度変化は、図８に示したようにコギングやモータプーリ１５７等を原因とする周期的振動を含んでいる。上記の検出した速度変化をエンコーダ検出速度ＥＤＶとして、図６に示した減算器３０３にフィードバックすると共に、上記の検出した速度変化を演算解析する。本発明の実施の形態では、図示していないが、演算解析としてフーリエ変換を用いている。なお、フーリエ変換は公知技術であるので詳細は省略する。
【００５１】
上記の検出した速度変化は、本発明の実施の形態では、目標速度である定速度成分と、コギングを原因とする比較的短い周期の振動成分と、モータプーリ１５７等を原因とする比較的長い周期の振動成分の合成波形として現れている。上記の合成波形をフーリエ変換することで、各々の周期の波形に分別することができる。図９では、モータプーリ１５７等を原因とする比較的長い周期の振動成分ＳＶＡａと、コギングを原因とする比較的短い周期の振動成分ＳＶＡｃとを減衰させるために選択している。フーリエ変換によって解析されたモータプーリ１５７等を原因とする比較的長い周期の振動成分ＳＶＡａの位相を所定値ずらし、モータプーリ１５７等に対する振動補償成分ＳＶＡｂを生成する。同様にコギングを原因とする比較的短い周期の振動成分ＳＶＡｃの位相も所定値ずらし、コギングに対する振動補償成分ＳＶＡｄを生成する。上記の振動補償成分ＳＶＡｂ及びＳＶＡｄを合成し、振動補償指令ＳＶＡを生成している。本発明の実施の形態では、上記の所定値を１８０°としている。よって、振動補償指令ＳＶＡは、エンコーダ３０８により検出した速度変化の同周期、同振幅で、且つ、逆位相になっている。この振動補償指令ＳＶＡを図６に示した制御ロジックの減算器３０３に入力することで、コギングやモータプーリ１５７等が原因で発生する周期的な振動を減衰させることができる。本発明の実施の形態の目標値であった定速時（図７のＴ１−Ｔ２間）にほぼ近い状態にすることができる。これにより、図８に示したように、目標速度である定速度制御で駆動される期間、すなわちＴ１−Ｔ２間に周期的な速度変動を減衰させることができ、主走査方向の記録ピッチにむらを無くす事ができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態のキャリッジの駆動制御方法によれば、キャリッジ１５３で発生する振動の周期、位相及び振幅を検出し、上記の周期及び振幅と同一の周期と振幅であって、上記の位相から所定値ずらした位相の信号に基づいて、キャリッジ１５３の速度を制御しているので、主走査方向の記録ピッチにむらが生じる原因となっている、コギングやモータプーリ１５７の偏心等による振動を、複雑な吸振機構を設けること無しに減衰させることができる。よって、主走査方向の記録ピッチに生じるむらを排除することができる。
【００５３】
また、上記周期、振幅及び位相は、キャリッジ１５３の速度を演算解析して求めているので、主走査方向の記録ピッチにむらが生じる原因となっている、コギングやモータプーリ１５７の偏心等による振動の周期、振幅及び位相を容易に求めることができる。
【００５４】
また、複数の振動の中から記録精度に影響する振動を選択して減衰させているので、主走査方向の記録ピッチにむらが生じる原因となっている、コギングやモータプーリ１５７の偏心等による振動の内、不要な振動のみを選択して減衰させることができる。
【００５５】
また、上記の所定値は、動力源に逆位相信号を与える指令値であるので、所定値を変更することで、どの制御遅れを有する制御ブロックにも対応することができる。なお、上記の逆位相信号は、コギングやモータプーリ１５７の偏心等による振動の位相から所定値ずらした位相の信号全ての総称であり、前記振動の位相から１８０°ずらした信号に限定されず、何度ずらしても良い。
【００５６】
また、上記の所定値を、１８０°±９０°としても良いので、最適な所定値を設定することができ、上記の振動を最小にすることができる。
【００５７】
なお、本発明の範囲は上述した実施形態に限られず、特許請求の範囲の記載に反しない限り、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、本発明の実施の形態では、所定値を１８０°としているが、特にこれに限定されるものでなく、上記の振動が減衰しさえすれば、任意に設定することができる。更に、キャリッジ駆動用モータ３０５に出力されている駆動波形が、エンコーダ検出速度ＥＤＶのコギングやモータプーリ１５７等を原因とする周期的な振動と逆位相（１８０°のずれ）となっていることが望ましい。そのため、制御遅れ要素を有する制御ロジックでは、制御遅れ要素を考慮して、エンコーダ検出速度ＥＤＶと振動補償成分ＳＶＡｂ及びＳＶＡｄとのずれは１８０°ではなく、制御遅れ要素分遅れた位相としても良い。
【００５８】
また、本発明の実施の形態では、エンコーダ３０８によるコギングやモータプーリ１５７等を原因とする周期的な振動の検出は、キャリッジ１５３の駆動毎に実施している。しかし、コギングは、キャリッジ駆動用モータ３０５の設計仕様や取付け位置によって決定され、モータプーリ１５７等による振動も、モータプーリ１５７の加工精度によって決定されるので機器１台毎に異なる。そのため、コギングやモータプーリ１５７等による周期的な振動は、機器１台毎に検出必要はあるものの、製造後は大きな変化は無いので、エンコーダに３０８よる上記の振動の検出は、例えば、製造時のみでも良い。また、電源を入れたときに実施するキャリッジ１５３の往復動作（イニシャリング）中に、上記の振動を検出しても良い。このようにすれば、検出した速度変化をフーリエ変換し、変換後の波形を振動補償指令ＳＶＡとして制御ロジックに入力する作業を減少することができる。
【００５９】
また、本発明の実施の形態では、コギングとモータプーリ１５７等の周期的な振動について、フーリエ変換し、位相のずれた振動補償指令ＳＶＡを形成し、コギングとモータプーリ１５７等の周期的な振動を減少させているが、特にコギングとモータプーリ１５７等の周期的な振動に限られること無く、他の振動でも適用できる。例えば、共振周波数による振動でも良い。
【００６０】
また、本発明の実施の形態では、本発明を記録装置の１つであるインクジェット式プリンタについて実施しているが、特にこれに限られること無く、キャリッジを備えるスキャナ等であっても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
キャリッジを備えた電子装置であれば、例えばファクシミリ装置、コピー装置、スキャナ等であっても適用可能である。また、上記の電子装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を液体噴射ヘッドから被噴射媒体に噴射して液体を被噴射媒体に付着させる液体噴射装置の意味として、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等を備えた装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外観構成例を正面側から見た第１の斜視図である。
【図２】図１のプリンタの外観構成例を正面側から見た第２の斜視図である。
【図３】図１のプリンタを背面側から見た斜視図である。
【図４】図１のプリンタの内部構造を示す斜視図である。
【図５】図１のプリンタのキャリッジの詳細を示す斜視図である。
【図６】本発明の特徴的な部分を示すキャリッジ駆動用モータの制御ブロック図である。
【図７】図６に示すキャリッジ駆動用モータの速度変化を示す図である。
【図８】図６に示す振動補償指令の基となるモータ速度の周期的な振動を示す図である。
【図９】図６に示す振動補償指令を作成する過程を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  インクカートリッジ、５０  サブキャリッジ、５１  キャリッジ本体、５３  開口部、５４  穴部、５５  取付部、５６  割ピン、５７  ネジ、１００  インクジェット式プリンタ、１１０  プリンタ本体部、１１１  上部ハウジング、１１２  下部ハウジング、１１３  本体カバー、１１４  インクカバー、１１５  操作パネル、１２０  プリンタ脚部、１３０  ロール紙収納部、１４０  給排紙部、１４１  紙送りローラ、１４２  紙送り従動ローラ、１４３  紙送りモータ、１５０  記録部、１５１  プラテン、１５２  記録ヘッド、１５２ａ  ノズル形成面、１５３  キャリッジ、１５４  カッタ、１５５  キャリッジガイド軸、１５６  ベルト、１５７  モータプーリ、１６０  用紙吸引部、１６１  圧力室、１７０  インク供給部、１７１  カートリッジ収納部、１７２  カートリッジ押さえ部、１８０  ヘッド特性回復部、１９０  駆動制御部、２００  廃インク回収部
３００  位置指令生成器、３０１  減算器、３０２  目標速度演算部、３０３  減算器、３０４  ＰＩＤ制御器、３０５  キャリッジ駆動用モータ、ＥＤＰ  エンコーダ検出位置、ＥＤＶ  エンコーダ検出速度、３０８  エンコーダ、  ＳＶＡ  振動補償指令、ＳＶＡａ  モータプーリ等を原因とする比較的長い周期の振動成分、ＳＶＡｂ  モータプーリ等に対する補償成分、ＳＶＡｃ  コギングを原因とする比較的短い周期の振動成分、  ＳＶＡｄ  コギングに対する補償成分
【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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【図９】
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