(57)【要約】【課題】キャリッジの速度変動によって、媒体支持部材が自由振動を起こしてキャリッジと媒体支持部材との間で相対速度変動が生じたときに、キャリッジの往復移動方向の記録ピッチにむらが生じる。【解決手段】インクジェットプリンター１を、フレーム２と、ガイド軸３と、タイミングベルト部４と、フレキシブルケーブル５と、キャリッジ８と、エンコーダースケール９と、キャリッジモーター１０と、紙送りモーター１１と、プラテン１２と、制御部９０とを含み、エンコーダースケール９をプラテン１２に固定支持し、キャリッジ８の下端部に溝部を形成しその内側にセンサー２０を配設し、制御部９０の検出部９１において、センサー２０でエンコーダースケール９の目盛を読み取って得られる検出信号に基づきキャリッジ８の位置と速度を検出し、制御部９０のモーター制御部９２において、検出位置及び検出速度に基づきＰＩＤ制御を用いた速度制御を行う構成とした。【選択図】図１
2011156721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインク滴を吐出して画像を記録する記録装置であって、
インク滴を吐出する記録ヘッドを搭載し、アクチュエーターから付与される駆動力によって案内部材に沿って前記記録ヘッドの前記インク滴の吐出孔を開放した状態で主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記主走査方向と交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記キャリッジの往復移動路に沿って延在し且つ前記キャリッジに搭載された記録ヘッドの前記インク滴の吐出孔に対向する搬送面を有し、前記搬送手段で搬送される前記記録媒体を前記搬送面上で支持する媒体支持部材と、
前記キャリッジの往復移動路に沿って配設されたリニアエンコーダースケールと、
前記リニアエンコーダースケールの目盛を読み取る読取部を有し、該読取部で読み取った目盛に対応する読取信号に基づき前記キャリッジの位置と速度とを検出するリニアエンコーダー装置と、
前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジを制御する制御手段と、を備え、
前記リニアエンコーダー装置の少なくとも前記読取部を前記キャリッジに設け、
前記リニアエンコーダースケールを前記媒体支持部材に固設したことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジの移動速度を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】
前記媒体支持部材は、前記記録媒体の搬送方向と交差する方向の幅よりも長く延在し、
前記媒体支持部材の前記搬送面上における前記主走査方向の両端部に支持部を突設し、一端側の支持部で前記エンコーダースケールの一端を支持し、他端側の支持部で前記エンコーダースケールの他端をばね部材を介して張力を付勢して支持する構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジに搭載された記録ヘッドの前記インク滴の吐出タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインク滴を吐出する記録ヘッドを搭載し、主走査方向に往復移動するキャリッジを有する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンター等の記録装置において、搬送される記録媒体に対してヘッドユニットから正確な位置に液滴を吐出するための様々な技術が提案されている。
例えば、下記の特許文献１に記載されているインクジェットプリンターは、駆動プーリーと従動プーリーとの間に懸け回された無端ベルトに連結され、駆動プーリーに連結されたモーターの回転によって直線上を往復移動されるインクキャリアを備えている。更に、インクキャリアの往復移動路に沿って設けられたエンコーダースケールの目盛りを読取ることによってインクキャリアの位置と速度を検出するエンコーダー装置と、エンコーダー装置によって検出されるインクキャリアの位置と速度に応じて前記モーターをフィードバック制御する制御装置とを備えている。
【０００３】
そして、制御装置の備えるＡＳＩＣ（ＣＰＵ）は、モーターの回転を開始し、インクキャリアが移動を開始した当初は標準の比例定数Ｋｐ０、積分定数Ｋｉ０を用いてフィードバック制御する。エンコーダー装置からの信号によってインクキャリアの移動方向が駆動プーリーから遠ざかる方向であると判断された場合には、往路用の比例定数Ｋｐｆ、積分定数Ｋｉｆに切替えてフィードバック制御を行い、インクキャリアの移動方向が駆動プーリーに接近する方向であると判断された場合には、復路用の比例定数Ｋｐｒ、積分定数Ｋｉｒに切替えてフィードバック制御を行う。これにより、インクキャリアを往路移動時及び復路移動時共に変動少なく安定して移動させる。
また、上記したエンコーダースケールは、例えば、特許文献２や特許文献３などに記載されているように、一般に、プリンタのシャーシ等の本体側に固定して設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９３８４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９６９５号公報
【特許文献２】特開平１１−１６５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献２及び３に記載されているように、エンコーダースケールは、本体のシャーシ等に固定されている。一方、印刷時に記録媒体を実際に支持しているプラテン等の媒体支持部材は、キャリッジの速度変動等の外部からの加振力によって自由振動を起こす。このような場合に、エンコーダースケールが本体側に固定されていると、エンコーダー装置によって、キャリッジと支持部材（記録媒体）との正確な相対位置や相対速度の検出ができない。
【０００６】
このような構成において、エンコーダー装置によって検出された位置や速度の情報に基づき、上記特許文献１にあるようなフィードバック制御を行った場合に、上記した自由振動によるインク滴の吐出位置のずれが修正しきれないといった問題が生じる恐れがある。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、上述の課題の少なくとも一部を解決することが可能な記録装置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】
【０００７】
〔形態１〕  上記目的を達成するために、形態１の記録装置は、記録媒体にインク滴を吐出して画像を記録する記録装置であって、
インク滴を吐出する記録ヘッドを搭載し、アクチュエーターから付与される駆動力によって案内部材に沿って前記記録ヘッドの前記インク滴の吐出孔を開放した状態で主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記主走査方向と交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記キャリッジの往復移動路に沿って延在し且つ前記キャリッジに搭載された記録ヘッドの前記インク滴の吐出孔に対向する搬送面を有し、前記搬送手段で搬送される前記記録媒体を前記搬送面上で支持する媒体支持部材と、
前記キャリッジの往復移動路に沿って配設されたリニアエンコーダースケールと、
前記リニアエンコーダースケールの目盛を読み取る読取部を有し、該読取部で読み取った目盛に対応する読取信号に基づき前記キャリッジの位置と速度とを検出するリニアエンコーダー装置と、
前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジを制御する制御手段と、を備え、
前記リニアエンコーダー装置の少なくとも前記読取部を前記キャリッジに設け、
前記リニアエンコーダースケールを前記媒体支持部材に固設した。
【０００８】
このような構成であれば、エンコーダースケールが媒体支持部材に固設され、エンコーダー装置の少なくともエンコーダースケールの目盛を読み取る読取部がキャリッジに固設されているので、キャリッジと媒体支持部材との相対的な位置及び速度を正確に検出することができる。
これによって、例えば、キャリッジの速度変動などによって生じる加振力により、媒体支持部材が自由振動を起こしても、両者の相対的な速度及び位置を正確に検出することができる。従って、従来の媒体支持部材以外の場所にエンコーダースケールを固設していた構成と比較して、キャリッジの制御をより高精度に行うことができ、記録ヘッドのインク吐出精度を向上することができるという効果が得られる。
ここで、上記媒体支持部材は、搬送手段で搬送される記録媒体の記録面とは反対側の面を支持する役割に加えて、インク吐出時の記録ヘッドと記録媒体の記録面との位置関係を規定する（一定にする）役割を果たすものである。
【０００９】
〔形態２〕  更に、形態２の記録装置は、形態１に記載の記録装置において、前記制御手段は、前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジの移動速度を制御する。
このような構成であれば、キャリッジの媒体支持部材に対する相対的な速度変動を打ち消すように、キャリッジの移動速度を制御することができる。従って、従来の媒体支持部材以外の場所にエンコーダースケールを固設していた構成と比較して、より高精度な速度制御を行うことができ、記録ヘッドのインク吐出精度を向上することができるという効果が得られる。
【００１０】
〔形態３〕  更に、形態３の記録装置は、形態１又は２に記載の記録装置において、前記媒体支持部材は、前記記録媒体の搬送方向と交差する方向の幅よりも長く延在し、
前記媒体支持部材の前記搬送面上における前記主走査方向の両端部に支持部を突設し、一端側の支持部で前記エンコーダースケールの一端を支持し、他端側の支持部で前記エンコーダースケールの他端をばね部材を介して張力を付勢して支持する構成とした。
このような構成であれば、エンコーダースケールを媒体支持部材の搬送面上に固設することができ、且つばね部材によって張力を付勢して支持するようにしたので、キャリッジと媒体支持部材との相対的な位置及び速度を正確に検出することができる。
【００１１】
〔形態４〕  更に、形態４の記録装置は、形態１に記載の記録装置において、前記制御手段は、前記リニアエンコーダー装置で検出した前記キャリッジの位置と速度とに基づき、前記記録ヘッドの前記記録媒体に対する主走査方向の記録位置が目標位置となるように前記キャリッジに搭載された記録ヘッドの前記インク滴の吐出タイミングを制御する。
このような構成であれば、キャリッジの媒体支持部材に対する相対的な速度変動による吐出位置の変動を、記録ヘッドの吐出タイミングを制御することによって打ち消すことができる。従って、従来の媒体支持部材以外の場所にエンコーダースケールを固設していた構成と比較して、より高精度な吐出タイミングの制御を行うことができ、記録ヘッドのインク吐出精度を向上することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係るインクジェットプリンター１の概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、エンコーダースケール９の配設構成の一例を示す図であり、（ｃ）は、キャリッジ８とエンコーダースケール９との位置関係の一例を示す図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、制御部９０の構成を示す図である。
【図４】モーター制御部９２のキャリッジモーター１０の制御ブロックの一例を示す図である。
【図５】キャリッジモーター１０の速度変化を示す図である。
【図６】（ａ）は、速度制御をしない場合のキャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図であり、（ｂ）は、従来の速度制御をした場合のキャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態の速度制御を行った場合の、キャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図である。
【図８】ヘッド制御部９３の記録ヘッドの制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図７は、本発明に係る記録装置の第１の実施の形態を示す図である。
以下、記録媒体に記録を行う記録装置の一例として、インク滴を吐出して用紙等の記録媒体に画像を記録（印刷）するインクジェットプリンターについて説明する。ここでのインクジェットプリンターは、用紙搬送方向と交差する方向に往復移動する、インク滴を吐出する記録ヘッドの搭載されたキャリッジを備えており、いわゆるマルチパスでの印刷が可能なマルチパス型インクジェットプリンターである。
【００１４】
まず、本実施の形態に係るインクジェットプリンターの概略構成を図面に基づき説明する。
ここで、図１は、本実施の形態に係るインクジェットプリンター１の概略構成を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、インクジェットプリンター１は、フレーム２と、ガイド軸３と、タイミングベルト部４と、フレキシブルケーブル５と、キャリッジ８と、エンコーダースケール９と、キャリッジモーター１０と、紙送りモーター１１と、媒体支持部材としてのプラテン１２とを含んで構成される。
【００１５】
なお、図１中のＸ１方向（左方向）と、Ｘ１方向とは反対方向のＸ２方向（右方向）とは、キャリッジ８が往復移動する方向であり、以下、これら双方向をまとめて主走査方向と称す。また、図１中のＹ方向（手前方向）は、用紙１３の搬送方向であり、以下、紙送り方向と称す。なお、主走査方向及び紙送り方向については他の図においても同様である。
ガイド軸３は、フレーム２の内側において、キャリッジ８をその一方の側面から他方の側面へとキャリッジ８が軸に沿って摺動可能に貫通して、一端部がフレーム２の左側面に固定され、他端部がフレーム２の右側面に固定されている。この構成によって、フレーム２の内側の左右側面間に亘って延在し、キャリッジ８の往復移動を案内する案内部材としての役割を担っている。
【００１６】
タイミングベルト部４は、フレーム２の背面部の内側にガイド軸３と略同じ高さ位置に、背面部と直交する軸回りに回転自在に軸支された左右２つのプーリーと、該２つのプーリーに掛け回された無端ベルトとから構成される。更に、右側プーリーの回転軸には、キャリッジモーター１０の出力軸が接続されており、キャリッジモーター１０の回転駆動力を回転軸に伝達し、右側プーリーを回転させる。この回転力は、無端ベルトに伝達され無端ベルトを回動させる。無端ベルトには、キャリッジ８が固定されており、無端ベルトの回動に応じてキャリッジ８がガイド軸３に沿って移動する。この移動距離は、左右２つのプーリー間の距離で規定される。
【００１７】
プラテン１２は、主走査方向の長さが、記録可能な最大用紙幅よりも若干長い矩形平板状に形成されて、ガイド軸３に沿って配設されている。更に、プラテン１２は、用紙吸引部（不図示）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。
なお、用紙吸引部は、プラテン１２の下部に配設された圧力室と、圧力室の下部に配設されたファンを備え、ファンを回転させることにより、プラテン１２に穿設されている孔から圧力室内に吸気が行われる。これによって、プラテン１２の上面にロール紙やカット紙などの用紙１３が供給されると、用紙１３の下面側に負圧が発生し、用紙１３をプラテン１２の上面に吸着させて用紙１３の浮き上がりを防止することができる。
【００１８】
キャリッジ８は、インクカートリッジ（モノクロ）６と、インクカートリッジ（カラー）７と、不図示のダンパ（インク貯留部）及びチューブを介してインクカートリッジ６及び７から供給されるインクを吐出する記録ヘッドとを搭載している。また、キャリッジ８は、タイミングベルト部４の無端ベルトに固定され、無端ベルトの回動に応じてガイド軸３に沿って主走査方向に往復移動する。
【００１９】
記録ヘッドは、キャリッジ８の下部においてプラテン１２の上面に供給される用紙１３と所定間隔を空けて対向するように配設されており、圧電素子から構成される各インク色に対応する複数のノズル（不図示）を備えている。そして、記録ヘッドは、後述する制御部９０からの記録制御信号に応じて圧電素子が駆動されると、コントロールされた大きさの、モノクロインク、カラーインク（イエロー、マゼンタ、シアン等）のインク滴を各色に対応するノズルの吐出孔から吐出する。
なお、ノズルからインク滴を吐出する方式は、上記の方式に限定されるものではなく、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式等の各種方式を採用することができる。
【００２０】
静電方式は、静電ギャップに駆動パルスを与えてキャビティ内の振動板を変位させ、これによって生じるキャビティ内の圧力変化によってインク滴を吐出する方式である。ピエゾ方式は、ピエゾ素子に駆動パルスを与えてキャビティ内の振動板を変位させ、これによって生じるキャビティ内の圧力変化によってインク滴を吐出する方式である。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に備えた微小ヒータによってインクを加熱し、気泡の生成に伴う圧力変化によってインク滴を吐出する方式である。
【００２１】
キャリッジ８は、更に、下端部にエンコーダースケール９を内包可能な溝部を有し、溝部の内側にはエンコーダースケール９に設けられた目盛を読み取るセンサー２０が設けられている。
エンコーダースケール９は、プラテン１２の主走査方向の長さよりも若干短い長さの矩形平板状の透過性を有する部材から構成され、その板面には格子状の目盛が設けられている。
【００２２】
ここで、図２（ａ）及び（ｂ）は、エンコーダースケール９の配設構成の一例を示す図であり、（ｃ）は、キャリッジ８とエンコーダースケール９との位置関係の一例を示す図である。
エンコーダースケール９は、図２（ａ）に示すように、目盛の設けられた板面を紙送り方向に向けた状態で長手方向の一端がプラテン１２上の左端側に突設された支持部３０にばね部材３２を介して支持されている。更に、エンコーダースケール９の長手方向の他端はプラテン１２上の右端側に突設された支持部３１に支持されている。ばね部材３２は、エンコーダースケール９の左端部にＸ１方向への張力を付勢するように所定の収縮力をもって配設されている。これにより、エンコーダースケール９が撓むのを防ぎ、真っ直ぐな状態を維持する。
【００２３】
また、エンコーダースケール９は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持部３０及び３１で規定される高さ位置に、ガイド軸３に沿って真っ直ぐにプラテン１２上の主走査方向に延在している。この構成により、エンコーダースケール９は、図２（ｃ）に示すように、キャリッジ８の下端部に設けられた溝部の内側に目盛部分を挿入させた状態でプラテン１２に固定支持される。
【００２４】
一方、キャリッジ８の溝部の内側に設けられたセンサー２０は、図２（ｃ）に示すように、ＬＥＤ等の発光素子を有する発光部２０ａ及びフォトダイオード等の受光素子を有する受光部２０ｂを有している。そして、エンコーダースケール９の格子状の目盛を透過する光の受光量の変化から正弦波信号を生成することで、目盛を読み取るようになっている。
本実施の形態では、発光部２０ａの有する発光素子からの光を４つの走査窓に分け、各窓に対応する受光部２０ｂの受光素子が格子状の目盛を透過した光の光量変化から正弦波信号を生成する。各窓から生成される正弦波信号は９０度ずつ位相がずれており、後述する制御部９０において、この位相差を持つ４つの正弦波信号により移動量を算出する。
【００２５】
フレキシブルケーブル５は、一端がキャリッジ８に搭載された記録ヘッド及びセンサー２０のコネクター部に接続され、他端が制御部９０（後述）のコネクター部に接続されている。そして、制御部９０からの記録制御信号を記録ヘッドに供給すると共に、センサー２０の検出信号を制御部９０に伝送する。
紙送りモーター１１は、制御部９０からのモーター制御信号に応じて駆動し、紙送りローラー等の紙送り機構（不図示）に駆動力を伝達するモーターである。
【００２６】
具体的に、記録媒体としての用紙１３は、制御部９０からのモーター制御信号によって駆動される紙送りモーター１１と紙送り機構とによって、プラテン１２上を紙送り方向に搬送される。
上記構成によって、インクジェットプリンター１は、センサー２０の検出信号に基づき用紙１３の搬送とキャリッジ８の往復移動とを繰り返し、プラテン１２上に支持された用紙１３の記録面に対して記録ヘッドからインク滴を吐出して用紙１３に画像を記録することができる。
【００２７】
次に、図３に基づき、制御部９０の構成を説明する。
ここで、図３（ａ）及び（ｂ）は、制御部９０の構成を示す図である。
制御部９０は、図３（ａ）に示すように、不図示のコネクター部を介してフレキシブルケーブル５と電気的に接続されており、フレキシブルケーブル５を介して、センサー２０の検出信号を受信し、また、記録ヘッドに記録制御信号を供給する。また、他のフレキシブルケーブル（不図示）を介して、キャリッジモーター１０、紙送りモーター１１とも電気的に接続されており、該フレキシブルケーブルを介してキャリッジモーター１０及び紙送りモーター１１にモーター制御信号をそれぞれ供給する。
【００２８】
また、制御部９０は、図３（ｂ）に示すように、検出部９１と、モーター制御部９２と、ヘッド制御部９３とを含んで構成される。
検出部９１は、センサー２０の検出信号に基づき、キャリッジ８の位置と速度とを検出する。
具体的に、センサー２０からの位相の異なる４つの正弦波信号からキャリッジ８の移動方向及び移動量を算出し、基準位置と移動方向及び移動量とからキャリッジ８の位置を算出し、移動量を微分してキャリッジ８の移動速度を算出する。
【００２９】
モーター制御部９２は、検出部９１で検出したキャリッジ８の検出位置及び検出速度とに基づき、ＰＩＤ制御により、キャリッジモーター１０を制御して、キャリッジ８の移動速度が目標速度となるように制御する。
ヘッド制御部９３は、予め設定された吐出タイミングで記録ヘッドにインク滴を吐出させる記録制御信号を生成し、生成した記録制御信号をフレキシブルケーブル５を介してキャリッジ８の記録ヘッドに供給して、記録ヘッドのインク滴の吐出動作を制御する。
また、制御部９０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、インクジェットプリンター１における各部及び各機構等の全体を制御する。
【００３０】
次に、図４に基づき、モーター制御部９２のキャリッジモーター１０の制御部分の構成について説明する。
ここで、図４は、モーター制御部９２のキャリッジモーター１０の制御ブロックの一例を示す図である。
キャリッジモーター１０の制御ブロックは、図４に示すように、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制御器３０４とを含んで構成される。
【００３１】
ここで、図４中の検出部９１は、フィードバック制御の制御量として、センサー２０からの出力信号に基づき検出した検出位置ＥＤＰを減算器３０１に出力し、センサー２０からの出力信号に基づき検出した検出速度ＥＤＶを減算器３０３に出力している。
位置指令生成器３００は、キャリッジモーター１０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４に示した制御ブロックは、実際のキャリッジ８の位置情報（ＥＤＰ）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キャリッジモーター１０を制御する。
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８の実際の位置である検出位置ＥＤＰとの位置偏差を演算し、目標速度演算部３０２に出力する。
【００３２】
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８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、目標速度を減算器３０３に出力する。
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８の実際の速度である検出速度ＥＤＶとの速度偏差を演算する。演算後、速度偏差をＰＩＤ制御器３０４に出力する。
【００３３】
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コンバーターに送られてアナログ電流に変換された後、キャリッジモーター１０に供給される。
図５は、キャリッジモーター１０の速度変化を示す図である。図５では、キャリッジ８の往復移動のうち、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モーター１０の速度変化を示しており、縦軸に速度Ｖ［ｍ／ｓ］を横軸に時間Ｔ［ｓ］を表している。上述したキャリッジモーター１０の速度制御は、図５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、キャリッジモーター１０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）。
【００３４】
図６（ａ）は、速度制御をしない場合のキャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図であり、（ｂ）は、従来の速度制御をした場合のキャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図である。図６において、縦軸に定速時の速度振幅を、横軸にキャリッジ８のプラテン１２に対する位置を表している。
【００３５】
図５に示したキャリッジモーター１０の速度変化において、キャリッジモーター１０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間において、実際には図６（ａ）に示すように、キャリッジ８の速度変動が生じている。この速度変動は、キャリッジモーター１０のコギングや、キャリッジ８の振動によってプラテン１２が加振され、プラテン１２が自由振動を起こすことによって生じる相対速度変動分等が含まれる。
【００３６】
従来の速度制御では、フレーム等のプラテン以外の箇所に支持されたエンコーダースケールから読み取った情報に基づき生成された速度情報を用いて速度制御を行っているため、図６（ｂ）に示すように、プラテン１２の自由振動による相対速度変動分が補正されずに残ってしまう。このプラテン１２の自由振動による相対速度変動は、用紙１３とキャリッジ８との間の相対速度変動となるため、主走査方向の記録ピッチにむらを生じさせる。
【００３７】
本実施の形態では、上述したように、フレーム２ではなく、プラテン１２にエンコーダースケール９を固定支持している。そして、定速時Ｔ１−Ｔ２間において、図５の速度Ｖ１を目標速度として、実際のキャリッジモーター１０の速度を目標速度に追従させるべく、プラテン１２に支持されたエンコーダースケール９から読み取った情報に基づき、図４の制御ブロックで速度制御を行っている。
【００３８】
次に、図７に基づき、本実施の形態のインクジェットプリンター１の動作を説明する。
ここで、図７は、本実施の形態の速度制御を行った場合の、キャリッジ８の主走査方向のプラテン１２の位置に対する相対速度変動の一例を示す図である。
インクジェットプリンター１は、電源が投入されると、暖機運転、用紙詰まり等のエラーの確認、各タイマーの初期値のリセット、メモリ内の不要なデータの削除等を行う初期化動作を実行する。
そして、初期化動作後において、印刷指示を受信すると、制御部９０において、印刷指示に基づき、インクジェットプリンター１の具備する給紙部（不図示）及び紙送りモーター１１及び搬送機構に、用紙１３の給紙及び搬送を開始させる。
【００３９】
次に、不図示の紙位置検出用センサーの検出信号から用紙１３がプラテン１２上に供給されたことを検出すると、制御部９０において、キャリッジ８の駆動制御を開始する。
一方、電源の投入に応じて、キャリッジ８下端部の溝部の内側に配設されたセンサー２０は、プラテン１２に固定支持されたエンコーダースケール９の目盛を読み取り、位相の異なる４種類の読取信号（正弦波信号）を制御部９０の検出部９１に出力する。
【００４０】
キャリッジ８の駆動制御が開始されると、まず、検出部９１において、センサー２０からの検出信号に基づき、キャリッジ８の基準位置からの移動量を算出し、算出した移動量に基づきキャリッジ８の現在位置（ＥＤＰ）を算出する。なお、算出した位置の情報は、以降の位置算出に用いるためメモリに記憶しておく。更に、算出した移動量を微分して移動速度（ＥＤＶ）を算出する。そして、検出部９１は、検出位置ＥＤＰを減算器３０１に出力し、検出速度ＥＤＶを減算器３０３に出力する。
【００４１】
一方、モーター制御部９２は、位置指令生成器３００においてキャリッジ８の目標位置を生成し、生成した目標位置を減算器３０１に出力する。これにより、減算器３０１は、位置指令生成器３００から出力される目標位置から、検出部９１から出力される検出位置ＥＤＰを減算して位置偏差を算出し、算出した位置偏差を目標速度演算部３０２に出力する。
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き、キャリッジ８の目標速度を演算し、演算した目標速度を減算器３０３に出力する。
減算器３０３は、目標速度演算部３０２から出力される目標速度から、検出部９１から出力される検出速度を減算して速度偏差を算出し、算出した速度偏差をＰＩＤ制御器３０４に出力する。
【００４２】
ＰＩＤ制御器３０４は、減算器３０３から出力される速度偏差に基づき、比例要素（Ｐ）、積分要素（Ｉ）及び微分要素（Ｄ）の算出を行う。更に、加算器において、これら算出した要素Ｐ，Ｉ，Ｄを加算し、加算結果をＤ／Ａコンバーターでアナログ電流に変換して、このアナログ電流をキャリッジモーター１０にフレキシブルケーブルを介して供給する。
これにより、キャリッジモーター１０が、供給電流に応じた速度で回転駆動し、この回転駆動力が出力軸を介してタイミングベルト部４の右側プーリーに伝達される。右側プーリーが回転駆動すると、無端ベルトが回動し、左側プーリーを回転させると共に、無端ベルトに固定されたキャリッジ８をＸ１方向又はＸ２方向に移動させる。
【００４３】
一方、ヘッド制御部９３において、記録制御信号を生成し、生成した記録制御信号をフレキシブルケーブル５を介してキャリッジ８に搭載された記録ヘッドに供給する。
これにより、記録ヘッドの各ノズルが駆動し、予め設定された吐出タイミングで、プラテン１２上に支持された用紙１３の記録面にインク滴を吐出する。
上記一連の記録動作は繰り返し実行され、キャリッジ８が記録ヘッドから用紙１３にインク滴を吐出しながら主走査方向に往復移動すると共に、用紙１３が紙送り方向に搬送される。これにより、用紙１３の記録面に画像が記録される。
【００４４】
上記記録動作において、ＰＩＤ制御器３０４は、図５に示す、定速時のＴ１−Ｔ２の期間において、キャリッジモーター１０の速度がＶ１で一定となるように（速度変動分を打ち消すように）ＰＩＤ制御を行う。
本実施の形態では、エンコーダースケール９がプラテン１２に固定支持されているので、検出部９１ではプラテン１２の自由振動による相対速度変動分を含むキャリッジ８の移動速度が検出される。従って、この速度情報を用いたＰＩＤ制御を行った場合のキャリッジ８の位置に対する速度変動は、図７に示すように打ち消される。これによって、速度変動による用紙１３に対するインク滴の吐出位置の目標位置との誤差を低減することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットプリンター１によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施の形態のインクジェットプリンター１では、エンコーダースケール９をプラテン１２に固定支持するようにした。更に、センサー２０によって、プラテン１２に固定支持されたエンコーダースケール９の目盛を読み取って、キャリッジ８の位置及び速度を検出するようにした。更に、検出した位置及び速度に基づき、定速時のＴ１−Ｔ２の期間において、キャリッジモーター１０の速度がＶ１で一定となるようにＰＩＤ制御を行うようにした。
【００４６】
これにより、キャリッジ８の速度変動によってプラテン１２が自由振動を起こし、キャリッジ８とプラテン１２との相対速度及び相対位置に変動が生じても、キャリッジ８のプラテン１２に対する正確な相対位置及び相対速度を検出することができる。そして、この検出位置及び検出速度を用いて目標速度となるようにＰＩＤ制御を行うことで、速度変動分を打ち消すことができるので用紙１３の目標位置により近い位置にインク滴を吐出することができ、主走査方向の記録ピッチの精度を向上することができる。
【００４７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき説明する。図８は、本発明に係る記録装置の第２の実施の形態を示す図である。
上記第１の実施の形態では、プラテン１２に固定支持したエンコーダースケール９の目盛りを読み取って得た検出信号に基づきキャリッジ８の速度を検出し、ＰＩＤ制御による速度制御を行うことで速度変化を打ち消すようにした。これに対して、本実施の形態では、プラテン１２に固定支持したエンコーダースケール９の目盛りを読み取って得た検出信号に基づきキャリッジ８の位置を検出し、検出位置に基づいて記録ヘッドのインク滴の吐出タイミングを制御する点が異なる。
なお、ヘッド制御部９３の制御内容が異なるのみで、インクジェットプリンター１の構成及び制御部９０の構成は、上記第１の実施の形態と同様となるので、異なる部分を詳細に説明し、同様の部分を適宜省略する。
【００４８】
図８に基づき、本実施の形態のヘッド制御部９３の記録ヘッドの制御処理について説明する。
ここで、図８は、ヘッド制御部９３の記録ヘッドの制御処理の一例を示すフローチャートである。
記録ヘッドの制御処理は、制御部９０の具備するＣＰＵによって、専用のプログラムを実行することで行われる処理であって、処理が開始されると、図８に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００４９】
ステップＳ１００では、ヘッド制御部９３において、記録動作が開始されたか否かを判定し、開始されたと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０２に移行し、そうでない場合(No)は、開始されるまで判定処理を繰り返す。
ステップＳ１０２に移行した場合は、ヘッド制御部９３において、検出部９１からキャリッジ８の位置情報を取得して、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、ヘッド制御部９３において、ステップＳ１０２で取得した位置情報と、メモリに記憶された吐出位置情報とを比較して、ステップＳ１０６に移行する。
【００５０】
ステップＳ１０６では、ヘッド制御部９３において、ステップＳ１０４の比較結果に基づき、一致したか否かを判定し、一致したと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０８に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０８に移行した場合は、ヘッド制御部９３において、記録制御信号を記録ヘッドに供給して、記録ヘッドの対応するノズルにインク滴を吐出させて、ステップＳ１１０に移行する。
【００５１】
ステップＳ１１０では、用紙１３の１枚分の記録動作が完了したか否かを判定し、完了したと判定した場合(Yes)は、一連の処理を終了し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１０２に移行する。
つまり、本実施の形態では、キャリッジ８が予め設定された吐出位置に移動したタイミングで、記録ヘッドがインク滴を吐出するように制御する。そのため、予め設定した吐出位置の情報をメモリに記憶しておく。
【００５２】
次に、本実施の形態のインクジェットプリンター１の動作を説明する。
なお、キャリッジ８の移動制御については、上記第１の実施の形態と同様となるので説明を省略する。
以下、記録ヘッドのインク吐出動作（記録動作）の制御について説明する。
ヘッド制御部９３は、記録動作が開始されると（ステップＳ１００の「Yes」の分岐）、検出部９１から検出位置ＥＤＰを取得し（ステップＳ１０２）、取得した検出位置ＥＤＰと、メモリに記憶された吐出位置とを比較する（ステップＳ１０４）。
【００５３】
そして、検出位置ＥＤＰと吐出位置とが一致した場合に（ステップＳ１０６の「Yes」の分岐）、記録制御信号を生成し、生成した記録制御信号をフレキシブルケーブル５を介してキャリッジ８に搭載された記録ヘッドに供給する（ステップＳ１０８）。
これにより、記録ヘッドの各ノズルが駆動し、予め設定された吐出位置において、プラテン１２上に支持された用紙１３の記録面にインク滴を吐出する。
上記キャリッジ８の移動動作及び上記記録ヘッドによる記録動作は繰り返し実行され、キャリッジ８が記録ヘッドから予め設定された吐出位置において用紙１３にインク滴を吐出しながら主走査方向に往復移動すると共に、用紙１３が紙送り方向に搬送される。これにより、用紙１３の記録面に画像が記録される。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットプリンター１によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のインクジェットプリンター１では、エンコーダースケール９をプラテン１２に固定支持するようにした。更に、センサー２０によって、プラテン１２に固定支持されたエンコーダースケール９の目盛を読み取って、キャリッジ８の位置及び速度を検出するようにした。更に、検出した位置に基づき、キャリッジ８の記録ヘッドのインク滴の吐出タイミングを制御するようにした。
【００５５】
これにより、キャリッジ８の速度変動によってプラテン１２が自由振動を起こし、キャリッジ８とプラテン１２との相対速度及び相対位置に変動が生じても、キャリッジ８のプラテン１２に対する正確な相対位置及び相対速度を検出することができる。そして、この検出位置を用いて記録ヘッドのインク滴の吐出位置が目標位置となるように吐出タイミングの制御を行うことで、速度変動による位置変動分を打ち消すことができる。これにより、用紙１３の目標位置にインク滴を吐出することができ、主走査方向の記録ピッチの精度を向上することができる。上記第１の実施の形態のＰＩＤ制御との併用によって、ＰＩＤ制御だけでは打ち消せない変動分も補正することができるので、より正確な位置にインク滴を吐出することが可能となる。
上記各実施の形態において、キャリッジモーター１０は、アクチュエーターに対応し、プラテン１２は、媒体支持部材に対応し、エンコーダースケール９は、リニアエンコーダースケールに対応し、センサー２０及び検出部９１は、エンコーダー装置に対応する。
【００５６】
また、上記各実施の形態において、モーター制御部９２は、制御手段に対応する。
なお、上記第１の実施の形態においては、図５に示す制御ブロックに示すように、電子回路等のハードウェア主体でキャリッジモーター１０の制御を行う構成を例に挙げて説明したが、この構成に限らない。制御部９０の具備するＣＰＵによって専用のプログラムを実行してキャリッジモーター１０の制御を行う構成にしてもよい。
【００５７】
また、ＦＦＴなどを用いて検出速度ＥＤＶを解析して、コギングや右側プーリーの偏心などが原因で生じる周期的な速度変動成分を求め、この速度変動成分を、予め減算器３０１に加えることで、事前に周期的な変動成分を取り除くように構成してもよい。
また、上記各実施の形態においては、キャリッジ８の下部に溝部を設け、その溝の内部にセンサー２０を配設する構成としたが、この構成に限らない。
例えば、キャリッジ８の背面や前面などのキャリッジ８の移動を妨げない位置にセンサー２０を配設する構成としてもよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態においては、エンコーダースケール９の目盛を読み取るセンサー２０として光学式のセンサーを用いた光学検出方式を例に挙げて説明したが、この構成に限らず、磁気センサーを用いた電磁誘導検出方式などの他の検出方式を採用した構成としてもよい。
また、上記各実施の形態においては、エンコーダースケール９を光を透過する材料を用いて構成し、透過光量の変化から目盛を読み取る構成としたが、この構成に限らず、例えば、光不透過の材料を用いて、反射光量の変化から目盛を読み取る構成にするなど他の構成としてもよい。
【００５９】
また、上記各実施の形態においては、エンコーダースケール９の目盛を読み取って、基準位置からの相対的な移動量から位置を検出する構成としたが、この構成に限らない。例えば、バーコードのようにエンコーダースケールの目盛パターンそのものに位置情報を持たせることで、キャリッジの絶対位置を検出できる構成としてもよい。
また、上記各実施の形態においては、本発明を記録装置の１つであるインクジェットプリンター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の他の装置であっても適用可能である。
【００６０】
また、上記各実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１…インクジェットプリンター、２…フレーム、３…ガイド軸、４…タイミングベルト部、５…フレキシブルケーブル、６，７…インクカートリッジ、８…キャリッジ、９…エンコーダースケール、１０…キャリッジモーター、１１…紙送りモーター、１２…プラテン、１３…用紙、２０…センサー、２０ａ…発光部、２０ｂ…受光部、３０，３１…支持部、３２…ばね部材、９０…制御部、９１…検出部、９２…モーター制御部、９３…ヘッド制御部、３００…位置指令発生器、３０１，３０３…減算器、３０２…目標速度演算部、３０４…ＰＩＤ制御器
【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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