(57)【要約】【課題】  搬送ローラの逆回転や振動を誘発することなく、記録媒体を高速かつ高精度に搬送するように搬送ローラを制御し、高速かつ高画質な記録を行う記録装置と記録媒体搬送制御方法を提供することである。【解決手段】  検出した搬送ローラの位置と速度とを夫々表す位置信号と速度信号とをフィードバックして搬送モータを駆動制御する際に、その駆動制御のための指令値を生成し、所定の時間間隔で生成された指令値を前記駆動制御のために出力し、前記位置信号に基づいて、搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうかを判定するとともに、前記位置信号と前記指令値とを比較し、その比較結果に基づいて前記指令値に対して、搬送ローラの位置に行き過ぎがあるかどうかを判定し、これらの判定結果に従って、所定の時間間隔より細かい間隔で前記指令値を更新するように制御する。【選択図】    図８
2006334834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送モータからの駆動力により搬送ローラを介して記録媒体を搬送して記録を行なう記録装置であって、
前記搬送ローラの位置と速度とを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された搬送ローラの位置と速度とを夫々表す位置信号と速度信号とをフィードバックして前記搬送モータを駆動制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段に対して前記搬送モータを駆動させるための指令値を生成する指令値生成手段と、
所定の時間間隔で前記指令値生成手段により生成された指令値を前記駆動制御手段に出力する指令値出力手段と、
前記位置信号に基づいて、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうかを判定する第１判定手段と、
前記位置信号と前記指令値とを比較し、該比較結果に基づいて前記指令値に対して、前記搬送ローラの位置に行き過ぎがあるかどうかを判定する第２判定手段と、
前記第１及び第２判定手段による判定結果に従って、前記所定の時間間隔より細かい間隔で前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御する制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１判定手段により前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったと判定された場合に、前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記制御手段は、さらに前記位置信号が表す前記搬送ローラの位置が前記指令値が表す位置とほぼ等しくなるまで、前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記搬送ローラの端部に設けられたロータリスリットと、
前記ロータリスリットのスリットを読み取るロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダからの出力信号に基づいて、前記位置信号と前記速度信号とを生成する信号生成手段とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録装置。
【請求項５】
前記指令値生成手段によって生成される指令値には、前記搬送モータへの位置指令値、速度指令値、及び加速度指令値を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうか否かに従って、前記搬送モータを駆動するための制御則を切り換えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項８】
前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
搬送モータからの駆動力により搬送ローラを介して記録媒体を搬送して記録を行なう記録装置の記録媒体搬送制御方法であって、
前記搬送ローラの位置と速度とを検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された搬送ローラの位置と速度とを夫々表す位置信号と速度信号とをフィードバックして前記搬送モータを駆動制御する駆動制御工程と、
前記搬送モータの駆動制御のための指令値を生成する指令値生成工程と、
所定の時間間隔で前記指令値生成工程において生成された指令値を前記駆動制御のために出力する指令値出力工程と、
前記位置信号に基づいて、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうかを判定する第１判定工程と、
前記位置信号と前記指令値とを比較し、該比較結果に基づいて前記指令値に対して、前記搬送ローラの位置に行き過ぎがあるかどうかを判定する第２判定工程と、
前記第１及び第２判定工程における判定結果に従って、前記所定の時間間隔より細かい間隔で前記指令値生成工程が前記指令値を更新するように制御する制御工程とを有することを特徴とする記録媒体搬送制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置及び記録媒体搬送制御方法に関し、特に、例えば、インクジェット記録装置及びその装置が用いる記録媒体を搬送するための搬送ローラとその駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス技術の著しい発展に伴い、計算機の処理能力は格段な進歩を遂げている。特に、カラー画像処理を行なうためには大量のデータを短時間で処理しなくてはならない。従来は処理速度の面で困難があったが、近年の計算機の能力向上は、このようなカラー画像処理をごく一般的なものとするまでになっている。
【０００３】
これに伴ってカラー画像を出力するための記録装置も利用範囲が急速に拡大している。従来の写真印刷にとってかわり、インクジェットプリンタに代表される記録装置を用いてカラー画像を出力することが増えている。小は名刺サイズから大はＢ０以上のポスターサイズに至るまでインクジェットプリンタの活用範囲は拡大している。また、記録装置の普及に伴って、装置に対する画質向上とスループット向上の要求は高まる一方である。
【０００４】
一般的なシリアル型の記録装置では記録媒体の搬送と記録ヘッドの走査を繰り返しながら記録を行なう。よって、記録媒体の搬送に対してはさらなる高精度化と高速化が求められている。
【０００５】
このような要求に対して、記録装置では、記録媒体の搬送量をエンコーダで検出して、別途定めた目標搬送量と検出搬送量との差に応じて記録媒体を搬送するという、いわゆるサーボ機構が採用されている。
【０００６】
一般に、記録媒体は搬送ローラに付勢され、搬送ローラを駆動することで記録媒体の搬送がなされる。よって、サーボ機構にはこの付勢に伴う負荷が作用する。これは、駆動系の静摩擦および動摩擦が負荷として作用すると換言してもよく、これはサーボ機構にとって技術的に克服するのが困難な条件となる。即ち、位置決めの収束域で微小な搬送量を制御する場合、摩擦負荷の存在が位置決めの収束性を損なうことは周知の事実である。
【０００７】
さて、従来の技術としては、搬送ローラの駆動の状態に応じて制御則を切り換えることにより、収束性を確保しようとするものがある（例えば、特許文献１参照）。即ち、ある程度の大きさをもった速度で搬送ローラを駆動する場合は線形なＰＩＤ制御を行ない、微小な搬送量を制御する収束域の場合はスライディングモード制御のような非線形制御を行なうのである。
【０００８】
また、制御則を切り換える際に、アクチュエータに与える操作量が著しく不連続であると振動を誘発する可能性がある。従来の技術では、操作量の連続性を保つように制御則を切り換えようとするものがある（例えば、特許文献２参照）。一般にサーボ機構では指令値と制御量との偏差に補償を施したものが操作量となる。制御則の切り換えの前後で操作量が連続となるように、操作量から指令値を逆算しようとするのである。
【特許文献１】特開２００２−１２０４２５号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特登録３２９４４９２号（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来技術における搬送ローラのサーボ機構で問題となるのは、制御則の切り換えが、収束域での微小な搬送量の制御を可能とするものの、搬送ローラの逆回転や不要な振動を誘発することである。この問題を以下に図面を用いて説明する。
【００１０】
図１０は従来の記録装置における記録媒体を搬送する搬送ローラ周辺の制御構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１０に示されるように、搬送ローラ１００はアクチュエータである搬送モータ９０によって駆動される。搬送ローラ１００の駆動量は、エンコーダ（不図示）などのセンサによって位置信号と速度信号の形で検出される。
【００１２】
さて、指令値生成部１０１は搬送ローラ駆動の指令値を生成する。その指令値は駆動の物理的な次元に対応して位置指令値、速度指令値、加速度指令値の形をとる。搬送ローラの駆動量とその搬送ローラへの指令値は補償部１２０へと導かれて、両者の偏差がゼロとなるように適切な制御則の演算が施される。
【００１３】
電力増幅器１１０は補償部１２０の出力信号に応じて搬送モータ９０に電力を与える。図１０に示す構成から分かるように、この制御系ではこのような信号のフィードバックループが構成される。さらに、所望の搬送量を得るために、補償部１２０における制御則を駆動状態に応じて切り換える。通常は、駆動状態が位置決めの収束域にあるか否かで制御則を切り換える。なぜなら、負荷特性が収束域か否かで大きく変動するからである。
【００１４】
図１１は搬送ローラの負荷特性を示す図である。
【００１５】
図１１において、横軸は搬送ローラの速度、縦軸は負荷の大きさを示す。負荷特性は、搬送ローラが静止しているときの静摩擦、駆動されているときの動摩擦、そして駆動の速度に比例して増大するような粘性抵抗に分類される。微小な搬送量を制御する収束域の場合、摩擦の存在により負荷の跳躍特性が見られる。これは補償部１２０からみてゼロクロスの不感帯が存在することを意味する。一方、ある程度の大きさをもった速度で記録媒体を搬送する場合は、粘性抵抗によって速度に比例した負荷の増加が現れる。この場合は、動摩擦による負荷のオフセットキャンセルをすれば、いわゆる線形なＰＩＤ制御で制御可能な負荷特性である。
【００１６】
このような理由から、搬送ローラの制御系では駆動状態が位置決めの収束域か否かで制御則を切り換えるのが通常となる。
【００１７】
図１０に戻って、説明を続けると、補償部１２０で演算される制御則は収束域判定部１０２によって切り換えられる。収束域判定部１０２は搬送ローラ１００の位置信号に応じて駆動状態が位置決めの収束域にあるか否かを判定する。従来より用いられている常套手段として、駆動状態が位置決めの収束域でない場合には、補償部１２０で演算される制御則はＰＩＤ制御であり、駆動状態が位置決めの収束域である場合は摩擦負荷のオフセットキャンセルに加えてＰＩＤ制御の比例ゲインアップが行なわれる。搬送ローラを位置決め保持するには比例ゲインアップによって搬送ローラにいわゆるサーボ剛性を付与する必要がある。その収束域では摩擦負荷がエネルギー消費とダンピングの役割を果たすため、収束域でない場合と比較して制御系の安定性を損なわずに比例ゲインアップが可能である。
【００１８】
ここで問題となるのは、以上説明した制御則の切り換えが円滑に行なわれなければ、搬送ローラ１００の逆回転や振動を誘発することである。
【００１９】
これまで説明したように、駆動状態が位置決めの収束域か否かで補償部１２０における制御則は大きく切り換わるため、その切り換えの際に過渡的なサーボ性能の乱れが誘発されてしまう。特に、位置偏差が大きい場合に問題は顕著である。
【００２０】
位置決めの測定精度を上げるため、また位置決めを保持するために、駆動状態が位置決めの収束域ではＰＩＤ制御の比例ゲインを極力高めて搬送ローラ１００にサーボ剛性を付与している。従って、制御則の切り換え直前に位置偏差が大きいと、その切り換え後に位置偏差の補正動作が急激に行なわれるため振動を誘発することになる。また、位置指令値に対して搬送ローラ１００が行き過ぎている場合は、切り換え後の位置指令値への追従作用が搬送ローラ１００に過渡的な逆回転を引き起こす。
【００２１】
記録媒体を高速かつ高精度に搬送するという記録装置の目的からいって、搬送ローラの逆回転は全く不要な動作である。
【００２２】
従来技術では制御則の切り換え前後で操作量の連続性を維持するような技術が開示されているが、搬送ローラの振動や逆回転という現象の防止については何ら考慮されていなかった。
【００２３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、搬送ローラの逆回転や振動を誘発することなく、記録媒体を高速かつ高精度に搬送するように搬送ローラを制御し、高速かつ高画質な記録を行う記録装置と記録媒体搬送制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。
【００２５】
即ち、搬送モータからの駆動力により搬送ローラを介して記録媒体を搬送して記録を行なう記録装置であって、前記搬送ローラの位置と速度とを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された搬送ローラの位置と速度とを夫々表す位置信号と速度信号とをフィードバックして前記搬送モータを駆動制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段に対して前記搬送モータを駆動させるための指令値を生成する指令値生成手段と、所定の時間間隔で前記指令値生成手段により生成された指令値を前記駆動制御手段に出力する指令値出力手段と、前記位置信号に基づいて、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうかを判定する第１判定手段と、前記位置信号と前記指令値とを比較し、該比較結果に基づいて前記指令値に対して、前記搬送ローラの位置に行き過ぎがあるかどうかを判定する第２判定手段と、前記第１及び第２判定手段による判定結果に従って、前記所定の時間間隔より細かい間隔で前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００２６】
ここで、前記制御手段は、前記第１判定手段により前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったと判定された場合に、前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御することが好ましく、さらには、前記位置信号が表す前記搬送ローラの位置が前記指令値が表す位置とほぼ等しくなるまで、前記指令値生成手段が前記指令値を更新するように制御することが好ましい。
【００２７】
ここで、前記検出手段は、前記搬送ローラの端部に設けられたロータリスリットと、そのロータリスリットのスリットを読み取るロータリエンコーダと、そのロータリエンコーダからの出力信号に基づいて、前記位置信号と前記速度信号とを生成する信号生成手段とを含んでいることが望ましい。
【００２８】
また、前記指令値生成手段によって生成される指令値には、前記搬送モータへの位置指令値、速度指令値、及び加速度指令値を含むことが望ましい。
【００２９】
さらに、前記駆動制御手段は、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうか否かに従って、前記搬送モータを駆動するための制御則を切り換えることが望ましい。
【００３０】
前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドでも良く、そのインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることがより好ましい。
【００３１】
また他の発明に従えば、搬送モータからの駆動力により搬送ローラを介して記録媒体を搬送して記録を行なう記録装置の記録媒体搬送制御方法であって、前記搬送ローラの位置と速度とを検出する検出工程と、前記検出工程において検出された搬送ローラの位置と速度とを夫々表す位置信号と速度信号とをフィードバックして前記搬送モータを駆動制御する駆動制御工程と、前記搬送モータの駆動制御のための指令値を生成する指令値生成工程と、所定の時間間隔で前記指令値生成工程において生成された指令値を前記駆動制御のために出力する指令値出力工程と、前記位置信号に基づいて、前記搬送ローラが細かな制御が必要な領域に入ったかどうかを判定する第１判定工程と、前記位置信号と前記指令値とを比較し、該比較結果に基づいて前記指令値に対して、前記搬送ローラの位置に行き過ぎがあるかどうかを判定する第２判定工程と、前記第１及び第２判定工程における判定結果に従って、前記所定の時間間隔より細かい間隔で前記指令値生成工程が前記指令値を更新するように制御する制御工程とを有することを特徴とする記録媒体搬送制御方法を備える。
【発明の効果】
【００３２】
従って本発明によれば、搬送ローラを高速、高精度に位置決め可能であり、記録媒体を高速かつ高精度に搬送することができるという効果がある。
【００３３】
例えば、搬送ローラが位置指令値に対して行き過ぎている場合、制御則の切り換えとタイミングを同じくして、更新された適切な指令値が入力されるので、搬送ローラの制御領域が収束域に入り、たとえ制御則の切り換えが発生しても搬送ローラの逆回転や振動を誘発することがなく、制御則の切り換え時の過渡的な不具合に左右されずに、即応した搬送ローラ制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００３５】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００３６】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００３７】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００３８】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００３９】
＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【００４０】
図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００４１】
また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。
【００４２】
記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。
【００４３】
図１に示した記録装置はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【００４４】
さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
【００４５】
図１に示されているように、キャリッジ２はキャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝達機構４の駆動ベルト７の一部に連結されており、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ってキャリッジ２の絶対位置を示すためのスケール８が備えられている。この実施形態では、スケール８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチで黒色のバー（スリット）を印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。そして、キャリッジ２にはスケール８のスリットを読み取るためのエンコーダ（不図示）が設けられている。
【００４６】
また、記録装置には、記録ヘッド３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられており、キャリッジモータＭ１の駆動力によって記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２が往復移動されると同時に、記録ヘッド３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。
【００４７】
さらに、図１において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラ、１５はバネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダ、１７は搬送ローラ１４の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。
【００４８】
搬送ローラ１４はロータリエンコーダ（不図示）により、その位置と速度が検出され、その検出信号に基づいて、搬送ローラの位置と速度とはフィードバック制御される。
【００４９】
またさらに、２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録媒体Ｐを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ２０は記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。
【００５０】
またさらに、記録装置には、図１に示されているように、記録ヘッド３を搭載するキャリッジ２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の所望位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置１０が配設されている。
【００５１】
回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、キャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
【００５２】
また、非記録動作時等には、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピング機構１１によるキャッピングすることによって、記録ヘッド３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１２はキャッピング機構１１の近傍に配され、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。
【００５３】
これらキャッピング機構１１及びワイピング機構１２により、記録ヘッド３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。
【００５４】
図２は記録媒体の搬送機構の詳細な構成を示す図である。
【００５５】
図２に示すように、記録媒体Ｐは搬送ローラ１４とピンチローラ１５の駆動により搬送される。搬送ローラ１４の端部にはプーリ３０が備えられている。タイミングベルト３１はプーリ３０とモータプーリ３２に緩みなく懸架されている。モータプーリ３２にはアクチュエータである搬送モータＭ２が連結されている。搬送モータＭ２が発生する駆動力はモータプーリ３２、タイミングベルト３１、プーリ３０を介して搬送ローラ１４に伝達される。ピンチローラ１５は搬送ローラ１４に付勢されることで回転する。また、搬送ローラ１４の端部にはロータリスケール３３が備えられる。
【００５６】
この実施例では、ロータリエンコーダ（不図示）とロータリスケール３３によって搬送ローラ１４の回転量を位置信号および速度信号として検出している。
【００５７】
＜インクジェット記録装置の制御構成（図３）＞
図３は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００５８】
図３に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。
【００５９】
また、図３において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００６０】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションｈを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
【００６１】
さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００６２】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。
【００６３】
搬送ローラ１４の端部に設けられたロータリスケール３３を読み取るロータリエンコーダ３３ａからのエンコーダ信号は位置速度検出機構６４１により位置信号と速度信号とが生成され、これらがコントローラ６００のＭＰＵ６０１へと転送される。
【００６４】
図４は搬送ローラの典型的な駆動プロファイルを示す図である。
【００６５】
図４において、横軸は時間、縦軸は搬送ローラ１４に対する位置指令値である。制御領域は、時間の順に、搬送ローラ１４の駆動が開始される加速域、等速域、減速域、そして微小な位置決めが行なわれる収束域に区分される。記録装置に備えられた搬送ローラ１４の制御機構は、これら所定の制御領域のそれぞれにおいて適切な駆動が行なわれるように動作する。
【００６６】
図５は搬送ローラのフィードバック制御構成を示す機能ブロック図である。
【００６７】
なお、図５は機能ブロック図であり、図５に示された各構成要素４１〜４７はＭＰＵ６０１が実行するプログラムによって実現されても良いし、ＡＳＩＣ６０３によって実現されても良いし、或いはその他のハードウェアによって実現されても良い。
【００６８】
さて、指令値生成部４１は時系列な指令値生成の演算を行なう。その指令値は、従来技術で説明したように、加速度、速度、位置の次元を持ち、それぞれ微分、積分の関係にあって物理的整合性の保持されたものである。予め定められた時間刻みをΔｔ、指令値生成部４１に与えられるトリガ信号（ＴＲＩＧ）のパルス数をｎ、そして演算の関数をｆとすると、指令値生成部４１で行なわれる演算は式１のようである。
【００６９】
ｆ（Δｔ×ｎ）                          ……（１）
トリガ信号が与えられる度に指令値生成部４１は演算を更新する。なお、Δｔは速度信号や位置信号のサンプリング周期と一致する。Δｔの値は短いほど望ましいが、記録装置の性能に制限されて通常１ｍｓ程度である。
【００７０】
前述のように搬送ローラ１４の回転量は位置信号および速度信号として検出される。収束域判定部４２は検出される位置信号に基づいて制御領域が収束域にあるかどうかを判定する。行き過ぎ判定部４３は、位置指令値と位置信号とから搬送ローラ１４が位置指令値に対して行き過ぎがあるかどうかを判定する。
【００７１】
指令値生成部４１の演算により指令値が更新される度に、行き過ぎ判定部４３は判定を実行し、行き過ぎがあると判定されたときには、その旨を示すパルス信号を出力する。収束域判定部４２と行き過ぎ判定部４３の出力はＡＮＤゲート４５へ入力される。サンプリング周期信号はこのフィードバック制御機構が記録装置の他の部分と信号の入出力を行なうタイミングを規定するようなパルス信号である。ＡＮＤゲート４５の出力とサンプリング周期信号はＯＲ回路４６に入力される。即ち、指令値生成部４１に与えるトリガ信号は前述の判定結果とサンプリング周期信号の論理和となる。
【００７２】
制御領域が図４に示した収束域であり、かつ搬送ローラ１４が位置指令値に対して行き過ぎている場合は、サンプルリング周期信号に係りなく、ＡＮＤゲート４５からの出力信号に従って、ＯＲ回路４６からはトリガ信号（ＴＲＩＧ）が出力され、指令値生成部４１の演算により位置指令値、速度指令値、加速度指令値が更新される。この更新された位置指令値は行き過ぎ判定部４３にフィードバックされ、入力される位置信号と比較してもなお行き過ぎがある場合は、再度、演算の更新が成される。このように、搬送ローラ１４の位置信号と位置指令値とがほぼ等しくなるまで指令値生成部４１による演算が繰り返され更新される。
【００７３】
さて、指令値生成部４１からの加速度指令値、速度指令値、位置指令値はそれぞれ対応するバッファ４０ａ〜４０ｃに記憶される。そして、バッファ４０ａ〜４０ｃはサンプリング周期信号のパルスが入力されたタイミングでこれらの指令値を出力する。
【００７４】
従って、以上の構成によれば、行き過ぎ判定部４３の判定によって指令値生成器４１の演算が行われ、各指令値が更新されても、アクチュエータである搬送モータＭ２への入力指令が更新されるのはサンプリング周期信号のタイミングであることに変わりはない。
【００７５】
図６はこの実施例に従う記録媒体を搬送する搬送ローラ周辺の制御構成を示すブロック図である。図１０と図６とを比較すると分かるように、この実施例の搬送ローラの制御は従来技術にみられる搬送ローラのサーボ機構と類似である。よって、ここでの詳細な説明は省略する。また、今までに説明された構成要素には同じ参照番号を付している。図６において、６４２ｂは図１０に示した電力増幅器１１０と同じものである。
【００７６】
上記のようにして生成された加速度指令値、速度指令値、位置指令値は、図６に示すように従来技術と類似の補償部６４２ａへ入力される。補償部６４２ａで演算される制御則は収束域判定部４２によって切り換えられる。収束域判定部４２は上述のように、制御領域が収束域であるか否かを判定する。ここで、収束域でないと判定された場合には、補償部６４２ａで演算される制御則はＰＩＤ制御であり、収束域であると判定された場合には、摩擦負荷のオフセットキャンセルとＰＩＤ制御の比例ゲインアップが行なわれる。そして、搬送ローラ１４を位置決め保持するためと位置決め精度を向上させるために、比例ゲインアップによって搬送ローラ１４にサーボ剛性を付与している。
【００７７】
図７は指令値生成部に与えるトリガ信号の時系列プロットを示す図である。
【００７８】
図７から分かるように、サンプリング周期信号は一定な時間間隔Δｔで発生する。時刻ｔ＝ｔ２のタイミングで制御領域が収束域に入り、補償部６４２ａの制御則と指令値が切り換えられる。このとき搬送ローラ１４が位置指令値に対して行き過ぎていると判定されて、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間では、何度か行き過ぎ判定部４３の判定によるトリガ信号が発生している。
【００７９】
図８は収束域における位置指令値と位置信号とを用いた搬送ローラの応答を示す図である。
【００８０】
図８において、（ａ）は従来技術による応答特性を、（ｂ）はこの実施例に従う応答特性を示している。図８（ａ）によれば、制御則の切り換えタイミングで搬送ローラの逆回転が発生していることが分かる。これは搬送ローラが位置指令値に対して行き過ぎている状態で、制御則を切り換えたために起こる現象である。これに対して、図８（ｂ）によれば、制御則の切り換えのタイミングで、位置指令値が位置信号と一致するように更新されるため、搬送ローラが速やかに位置決めされ、安定している。従来技術では生じていたような搬送ローラの逆回転の現象は現れない。
【００８１】
これらの比較からこの実施例に従う搬送ローラ制御の優位性は明らかである。
【００８２】
以上説明したこの実施例の搬送制御処理は図９に示すフローチャートにまとめられる。
【００８３】
図９は搬送制御処理を示すフローチャートである。
【００８４】
まずステップＳ１０では、指令値生成部４１が位置、速度、及び加速度指令値を発行すると、ステップＳ２０でその指定値がバッファ４０ａ〜４０ｃにセットされる。ステップＳ３０ではその指定値が次のサンプリング周期信号に基づいて、搬送モータドライバ６４２の補償部６４２ａに出力されると、搬送モータドライバ６４２はその指令値に基づいて搬送モータＭ２を駆動する。
【００８５】
ステップＳ４０では、ロータリエンコーダ３３ａにより搬送ローラ１４の回転が監視され、位置信号と速度信号が位置速度検出機構６４１から出力され収束域判定部４２や行き過ぎ判定部４３にフィードバックされる。そして、ステップＳ５０では、収束域判定部４２が制御領域が収束域であるかどうかを調べる。ここで、制御領域が収束域にあると判定されたなら、処理はステップＳ６０に進み、収束域にはないと判定されたなら、処理はステップＳ１１０に進む。
【００８６】
ステップＳ６０では、行き過ぎ判定部４３が位置指令値と位置信号とを比較し、搬送ローラ１４が位置指令値に対して行き過ぎがないかどうかを調べる。ここで、行き過ぎがあったと判定されたならトリガ信号（ＴＲＩＧ）が発行され、処理はステップＳ７０に進み、指令値生成部４１では指令値を更新し、その後、処理はステップＳ６０に戻る。これに対して、搬送ローラ１４が位置指令値に対して行き過ぎがなく適切なものであると判断されたなら、処理はステップＳ８０に進み、更新指令値をバッファ４０ａ〜４０ｃにセットする。
【００８７】
次に、処理はステップＳ９０において、次のサンプリング同期信号の入力を待ち合わせ、その入力信号があると、バッファ４０ａ〜４０ｃにセットされた更新指令値を補償部６４２ａに出力する。さらに、処理はステップＳ１００において、搬送モータドライバ６４２は摩擦負荷のオフセットキャンセルとＰＩＤ制御の比例ゲインアップを行って、更新指令値で搬送モータＭ２を駆動制御する。
【００８８】
さて、収束域にはないと判定されたなら、処理はステップＳ１１０に進み、ＰＩＤ制御により指令値（位置、速度、加速度）と検出位置信号と検出速度信号とに基づいて搬送モータＭ２を駆動制御する。
【００８９】
最後にステップＳ１２０では、搬送ローラの停止指令があるかどうかを確認し、停止指令があれば、処理はステップＳ１３０に進み、搬送モータＭ２を停止させるが、そのような指令がなければ、処理はステップＳ４０に戻り、引き続き、ロータリエンコーダ３３ａによる位置速度検出を続行する。
【００９０】
従って以上説明した実施例に従えば、搬送モータの制御領域が収束域にあったときには、サンプリング周期信号の信号周期よりも短い間隔で位置指令値と位置信号とを比較して搬送ローラの駆動に行き過ぎがあるかどうかを比較し、その比較結果に基づいて適切な位置指令値となるようにその値を更新し、その更新された指令値に基づいて搬送モータを駆動制御することができる。これにより、例えば、搬送モータの制御領域が収束域に入り、その制御則が切り換えられたような場合にも、位置指令値が位置信号と一致するように更新されるため、搬送ローラが速やかに位置決めされ、安定し、従来技術では生じていたような搬送ローラの逆回転の発生を防止することができる。
【００９１】
なお、以上説明した実施例では制御領域が収束域にある場合を例に説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。制御領域が加速域、等速域、減速域にある場合でも本発明は好適に実施可能である。
【００９２】
また、以上説明した実施例では指令値における位置、速度、加速度の物理的整合性が保存される。一般に位置決めを目的としたサーボ機構では応答性を向上させるため位置指令値に加えて速度指令値と加速度指令値が利用される。この実施例では位置指令値と共に速度指令値と加速度指令値も切り換えられるので、物理的な不整合に起因した振動は発生しないという利点がある。
【００９３】
さらに、以上の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００９４】
以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００９５】
また以上の実施例はシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置を例として説明したが、本発明はこれに限らず、他の記録方式、例えば、熱転写記録方式などを採用した記録装置にも本発明は有効に適用できる。
【００９６】
加えて、以上の実施例のようなシリアルスキャンタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００９７】
さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図２】記録媒体の搬送機構の詳細な構成を示す図である。
【図３】図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】搬送ローラの典型的な駆動プロファイルを示す図である。
【図５】搬送ローラのフィードバック制御構成を示す機能ブロック図である。
【図６】記録媒体を搬送する搬送ローラ周辺の制御構成を示すブロック図である。
【図７】指令値生成部に与えるトリガ信号の時系列プロットを示す図である。
【図８】収束域における位置指令値と位置信号とを用いた搬送ローラの応答を示す図である。
【図９】搬送制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】従来の記録装置における記録媒体を搬送する搬送ローラ周辺の制御構成を示すブロック図である。
【図１１】搬送ローラの負荷特性を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
２  キャリッジ
８  スケール
１４  搬送ローラ
１５  ピンチローラ
３０  プーリ
３１  タイミングベルト
３２  モータプーリ
３３  ロータリスケール
３３ａ  ロータリエンコーダ
４０ａ〜４０ｃ  バッファ
４１  指令値生成部
４２  収束域判定部
４３  行き過ぎ判定部
４５  ＡＮＤゲート
４６  ＯＲ回路
６０１  ＭＰＵ
６４０  キャリッジモータドライバ
６４１  位置速度検出機構
６４２  搬送モータドライバ
６４２ａ  補償部
６４２ｂ  電力増幅器 
Ｍ１  キャリッジモータ
Ｍ２  搬送モータ
Ｐ  記録媒体
【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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【図１０】
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【図１１】
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