(57)【要約】【課題】インクキャリアが無端ベルトに連結されて往復移動されるインクジェットプリンタにおいて、インクキャリアを往復方向共に安定して移動させる。【解決手段】ＡＳＩＣは、インクキャリアを往方向に移動するのか復方向に移動するのかを判定し（Ｓ１）、往方向に移動する場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、ＲＯＭに記憶された往路用の比例定数Ｋｐｆと積分定数Ｋｉｆを読出し、それを用いてフィードバック制御し（Ｓ２）、復方向に移動する場合（Ｓ１でＮＯ）には、ＲＯＭに記憶された復路用の比例定数Ｋｐｒと積分定数Ｋｉｒを読出し、それを用いてフィードバック制御する（Ｓ３）。復路用の比例定数Ｋｐｒは、往路用の比例定数Ｋｐｆよりも小さく、復路用の積分定数Ｋｉｒは、往路用の積分定数Ｋｉｆよりも大きいので、インクキャリアの変動が比較的大きい復方向移動時の変動を抑えることができ、変動が比較的小さい往方向移動時の変動も抑えることができる。【選択図】図２
2008155583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結され、駆動プーリに連結されたモータ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と、
前記インクキャリアの往復移動路に沿った位置と速度を検出するエンコーダ装置と、
前記エンコーダ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を回転制御するフィードバック制御装置と、を備えるインクジェットプリンタにおいて、
前記フィードバック制御装置は、
前記インクキャリアを前記駆動プーリから遠ざかる方向（以下、往方向という）に移動させるときに適用する往路用比例定数と往路用積分定数を記憶する往路用定数記憶手段と、
前記インクキャリアを前記駆動プーリに接近する方向（以下、復方向という）に移動させるときに適用する、前記往路用比例定数よりも小さい値の復路用比例定数と、前記往路用積分定数よりも大きい値の復路用積分定数を記憶する復路用定数記憶手段と、を備え、
前記インクキャリアを往方向へ移動させるときには、前記往路用定数記憶手段から往路用比例定数と往路用積分定数を読出して、それら往路用比例定数と往路用積分定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、
前記インクキャリアを復方向へ移動させるときには、前記復路用定数記憶手段から復路用比例定数と復路用積分定数を読出して、それら復路用比例定数と復路用積分定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、
前記インクキャリアを往復共に安定して移動させることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結され、駆動プーリに連結されたモータ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と、
前記インクキャリアの往復移動路に沿った位置と速度を検出するエンコーダ装置と、
前記エンコーダ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を回転制御するフィードバック制御装置と、を備えるインクジェットプリンタにおいて、
前記フィードバック制御装置は、
前記インクキャリアを前記往方向に移動させるときに適用する往路用制御定数を記憶する往路用定数記憶手段と、
前記インクキャリアを前記復方向に移動させるときに適用する復路用制御定数を記憶する復路用定数記憶手段と、を備え、
前記インクキャリアを往方向へ移動させるときには、前記往路用定数記憶手段から往路用制御定数を読出して、該往路用制御定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、
前記インクキャリアを復方向へ移動させるときには、前記復路用定数記憶手段から復路用制御定数を読出して、該復路用制御定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、
前記インクキャリアを往復共に安定して移動させることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記往路用制御定数が往路用比例定数と往路用積分定数を含み、前記復路用制御定数が復路用比例定数と復路用積分定数を含むことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェットプリンタ付のカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。このカメラでは、カメラの向きが種々変更されるときに、内蔵されたインクジェットプリンタのインクキャリアの移動方向も変更され、移動方向が垂直になる場合には重力の影響によってインクキャリアの移動速度に往路と復路とで差異が生じるという問題があり、この問題を解消するためにインクキャリアの移動方向が上向きであるときと下向きであるときとで、インクキャリアを移動させるためのモータへの制御ゲインを異なる値にしている。
【０００３】
また、インクキャリアを駆動させるためのＤＣモータの制御利得を調整することによって、機械的特性にバラツキがある場合であってもインクキャリアの速度特性を悪化させないように図った印字装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、印字位置のずれを解消するために印字モードの変更に応じて印字スピードを変更するシリアル記録装置が知られており（例えば、特許文献３参照）、幅が異なる印刷媒体に対して、それぞれ印刷位置のずれを補正するために印刷媒体ごとの調整値を記憶したメモリを備える印刷装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−８６８２９号公報
【特許文献２】特開平７−８１１７２号公報
【特許文献３】特許第３１２２２５７号公報
【特許文献４】特許第３５５７９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようにインクキャリアが駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結されて直線上を往復移動されるように構成されたインクジェットプリンタにおいて、印刷品質を高める上でインクキャリアの移動の安定性が重要である。
【０００６】
ここでインクキャリアの移動の安定性について、図３を参照して説明する。インクキャリアは、理想的には、図３の太線Ｎで示されるように、加速領域Ｚａにおいて直線的に速度が増加し、等速領域Ｚｂにおいて一定速度で移動し、減速領域Ｚｃにおいて直線的に速度が減少することが望ましい。
【０００７】
ところが、現実には、インクキャリアの移動速度は、機械系のガタ、無端ベルトのミクロ的な伸縮等の不確定な要因によって乱されて図３の太線Ｎで示される理想的な移動態様から外れて図３の細線ｎで示されるように変動する。すなわち、インクキャリアの移動速度は、加速領域Ｚａにおいてオーバーシュートし、等速領域Ｚｂにおいて短い周期の波動状の変動ｄを生じる。印刷品質を高めるためには、上記変動が可能な限り小さいことが望ましい。特に、等速領域Ｚｂにおける変動ｄが小さいことが望ましい。
【０００８】
一方、インクキャリアの移動速度を理想的な移動態様に近づけるための手法としては、一般的にフィードバック制御が用いられる。フィードバック制御は、理想的な移動態様からの変動量（偏差）に所定の定数（フィードバック定数）を掛けて、入力を変化させるものである。そして、上記フィードバック定数には、従来から一定の値が用いられていた。
【０００９】
上記知見を踏まえた上で本発明の発明者がインクキャリアの移動速度の変動について詳細に検討したところ、上記のようなインクジェットプリンタにおいて、インクキャリアは、駆動プーリに接近する方向（以下、復方向という）に移動するときの方が、駆動プーリから遠ざかる方向（以下、往方向という）に移動するときよりも変動量が大きい（波動の振幅が大きい）ことが分かった。
【００１０】
さらに検討の結果、上記のようなインクジェットプリンタでは、一般的に従動プーリ側に無端ベルトの張りを維持するためのテイクアップスプリングが設けられていることから、インクキャリアが駆動プーリから遠ざかる方向に引っ張られるとき（往方向移動時）には、テイクアップスプリングが衝撃緩衝機構として働き、インクキャリアが駆動プーリに接近する方向に引っ張られるとき（復方向移動時）には、テイクアップスプリングの緩衝作用が働き難いというインクキャリアの走行方向の違いに起因する変動発生メカニズム上の相違があることが分かった。
【００１１】
そこで、本発明の発明者は、上記のような知見に基づき、インクキャリアの往復時の両方におけるより安定した移動を実現するべく、往方向移動時及び復方向移動時のそれぞれにおいて別の制御をすることを発想し、鋭意研究の結果本発明を完成することができた。
【００１２】
本発明は、インクキャリアが駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結されて直線上を往復移動されるように構成されたインクジェットプリンタにおいて、インクキャリアが往方向移動時及び復方向移動時共に変動が少なく安定して移動できる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】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結され、駆動プーリに連結されたモータ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と、前記インクキャリアの往復移動路に沿った位置と速度を検出するエンコーダ装置と、前記エンコーダ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を回転制御するフィードバック制御装置と、を備えるインクジェットプリンタにおいて、前記フィードバック制御装置は、前記インクキャリアを前記駆動プーリから遠ざかる方向（以下、往方向という）に移動させるときに適用する往路用比例定数と往路用積分定数を記憶する往路用定数記憶手段と、前記インクキャリアを前記駆動プーリに接近する方向（以下、復方向という）に移動させるときに適用する、前記往路用比例定数よりも小さい値の復路用比例定数と、前記往路用積分定数よりも大きい値の復路用積分定数を記憶する復路用定数記憶手段と、を備え、前記インクキャリアを往方向へ移動させるときには、前記往路用定数記憶手段から往路用比例定数と往路用積分定数を読出して、それら往路用比例定数と往路用積分定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、前記インクキャリアを復方向へ移動させるときには、前記復路用定数記憶手段から復路用比例定数と復路用積分定数を読出して、それら復路用比例定数と復路用積分定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、前記インクキャリアを往復共に安定して移動させることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明は、駆動プーリと従動プーリとの間に懸け回された無端ベルトに連結され、駆動プーリに連結されたモータ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と、前記インクキャリアの往復移動路に沿った位置と速度を検出するエンコーダ装置と、前記エンコーダ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を回転制御するフィードバック制御装置と、を備えるインクジェットプリンタにおいて、前記フィードバック制御装置は、前記インクキャリアを前記往方向に移動させるときに適用する往路用制御定数を記憶する往路用定数記憶手段と、前記インクキャリアを前記復方向に移動させるときに適用する復路用制御定数を記憶する復路用定数記憶手段と、を備え、前記インクキャリアを往方向へ移動させるときには、前記往路用定数記憶手段から往路用制御定数を読出して、該往路用制御定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、前記インクキャリアを復方向へ移動させるときには、前記復路用定数記憶手段から復路用制御定数を読出して、該復路用制御定数をフィードバック定数として用いて前記モータを回転制御し、前記インクキャリアを往復共に安定して移動させることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記往路用制御定数が往路用比例定数と往路用積分定数を含み、前記復路用制御定数が復路用比例定数と復路用積分定数を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、インクキャリアを往方向へ移動させるときには、復方向移動時に比べて比較的大きい往路用比例定数と比較的小さい往路用積分定数を用いてインクキャリアの駆動用モータをフィードバック制御し、インクキャリアを復方向へ移動させるときには、往方向移動時に比べて比較的小さい復路用比例定数と比較的大きい復路用積分定数を用いてインクキャリアの駆動用モータをフィードバック制御するので、インクキャリアが往復共に安定して移動される。
【００１７】
請求項２の発明によれば、インクキャリアを往方向へ移動させるときには、往路用の制御定数を用いてインクキャリアの駆動用モータをフィードバック制御し、インクキャリアを復方向へ移動させるときには、復路用の制御定数を用いてインクキャリアの駆動用モータをフィードバック制御するので、インクキャリアが往復共に安定して移動される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタについて、図１と図２を参照して説明する。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、図１に示されるように、駆動プーリ２と従動プーリ３との間に懸け回された無端ベルト４に連結され、駆動プーリ２に連結された直流モータ５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６と、インクキャリア６の往復移動路に沿って設けられたエンコーダスケール７と、エンコーダスケール７の目盛り８を光学センサによって読取ることによってインクキャリア６の位置と速度を検出するエンコーダ装置９と、エンコーダ装置９によって検出されたインクキャリア６の位置と速度に応じて直流モータ５の回転数を制御するフィードバック制御装置１１と、パソコン等の外部装置２１から入力される画像情報をビットマップに展開しインクキャリア６の印刷位置情報としてフィードバック制御装置１１へ出力するマイクロプロセッサ２２と、を備えている。
【００１９】
従動プーリ３は、駆動プーリ２に接近離反する方向において移動自在に構成されると共に、図示しない筐体との間にテイクアップスプリング１２が挿入されることによって従動プーリ３が駆動プーリ２から遠ざかる方向へ付勢されて駆動プーリ２と従動プーリ３との間に懸け回された無端ベルト４が張られた状態になる。また、インクキャリア６に保持されたプリントヘッド１３の下端からインク滴が下向きに吐出され、吐出されたインク滴がプリントヘッド１３の下方においてインクキャリア６の移動方向に直交する方向に送られる用紙Ｐ上に付着されて印刷が行われる。
【００２０】
フィードバック制御装置１１は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６から構成され、エンコーダ装置９からフィードバックされるインクキャリア６の位置・速度情報に応じてドライバ１５を介して直流モータ５を回転制御し、インクキャリア６を移動制御する。
【００２１】
ＡＳＩＣ１６はＲＯＭ（往路用定数記憶手段、復路用定数記憶手段）１７を備え、ＲＯＭ１７内には、インクキャリア６の理想的な移動態様（図３における太線Ｎ参照）のデータや、インクキャリア６を移動させるときのインクキャリア６の実際の位置と速度を理想的な移動態様に近づけるための比例積分フィードバック制御のためのプログラムが記憶されている。
【００２２】
ＲＯＭ１７内には、さらにフィードバック制御に用いられるフィードバック定数として、インクキャリア６が往方向（図１の矢印Ｆ方向）に移動するときに適用される大きめの値の往路用比例定数Ｋｐｆと小さめの値の往路用積分定数Ｋｉｆ、及びインクキャリア６が復方向（図１の矢印Ｒ方向）に移動するときに適用される小さめの値の復路用比例定数Ｋｐｒと大きめの値の復路用積分定数Ｋｉｒが記憶されている。
【００２３】
つまり、比例定数については、往路用比例定数Ｋｐｆ＞復路用比例定数Ｋｐｒであり、積分定数については、往路用積分定数Ｋｉｆ＜復路用積分定数Ｋｉｒになっている。
【００２４】
フィードバック制御のためのプログラムは、例えば、往路用比例定数Ｋｐｆと往路用積分定数Ｋｉｆが適用されるときには、Ｍ＝Ｋｐｆ×ｅ＋Ｋｉｆ×１／Ｔｉ×∫ｅｄｔとなる。ここで、Ｍは操作量、ｅは偏差（変動量）、Ｔｉは積分時間である。
【００２５】
次に、ＡＳＩＣ１６によるモータ制御手順について、図２を参照して説明する。ＡＳＩＣ１６は、常にエンコーダ装置９からのエンコーダスケール８の読取り信号によってインクキャリア６の現在位置を認識しているので、その現在位置情報とマイクロプロセッサ２２からの印刷位置情報とを比較してインクキャリア６を往方向に移動するのか、復方向に移動するのかを判断する（Ｓ１）。
【００２６】
インクキャリア６を往方向に移動すると判断された場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ１６は、ＲＯＭ１７に記憶されている往路用比例定数Ｋｐｆと往路用積分定数Ｋｉｆを読出し、両定数Ｋｐｆ、Ｋｉｆを用いて直流モータ５を所定方向へ回転制御し、インクキャリア６をマイクロプロセッサ２２が印刷位置情報により指示した印刷位置へ移動させる（Ｓ２）。
【００２７】
具体的には、ＡＳＩＣ１６は、エンコーダ装置９からの情報（インクキャリア６の位置と速度）とＲＯＭ１７内に記憶された理想的な移動態様のデータに基づいて偏差（変動量）ｅを算出した上、往路用比例定数Ｋｐｆと往路用積分定数Ｋｉｆを用いた前述のフィードバック制御プログラムによって操作量Ｍを算出し、モータ５の回転を制御する。
【００２８】
Ｓ１において、インクキャリア６を往方向に移動すると判断されなかった場合（復方向に移動すると判断された場合）には（Ｓ１でＮＯ）、ＡＳＩＣ１６は、ＲＯＭ１７に記憶されている復路用比例定数Ｋｐｒと復路用積分定数Ｋｉｒを読出し、両定数Ｋｐｒ、Ｋｉｒを用いて直流モータ５を逆の方向へ回転制御し、インクキャリア６をマイクロプロセッサ２２が印刷位置情報により指示した印刷位置へ移動させる（Ｓ３）。
【００２９】
ＡＳＩＣ１６の具体的な制御内容は、インクキャリア６を往方向へ移動する場合と同様である。
【００３０】
インクキャリア６が上記のようにして移動制御される間に、マイクロプロセッサ２２が図示しない伝送路を介してプリントヘッド１３へインク滴を吐出するための情報を出力し、プリントヘッド１３は、その情報に基づいて所定のタイミングでインク滴を吐出して印刷が行われる。
【００３１】
ＡＳＩＣ１６が１ラインの印刷が終了したと判断し（Ｓ４でＹＥＳ）、マイクロプロセッサ２２から入力される印刷位置情報が終了したと判断した場合（Ｓ５でＹＥＳ）、直流モータ５が停止されて印刷が終了する（Ｓ６）。
【００３２】
マイクロプロセッサ２２から入力される印刷位置情報が終了していない場合（Ｓ５でＮＯ）には、ＡＳＩＣ１６は再びＳ１〜Ｓ４の手順を繰り返す。
【００３３】
そして、復路用の比例定数Ｋｐｒは、往路用の比例定数Ｋｐｆよりも小さく、復路用の積分定数Ｋｉｒは、往路用の積分定数Ｋｉｆよりも大きいので、インクキャリア６が、変動量（図３における波動の振幅）が比較的大きい復路にあるときの変動量を抑えることができる。特に、インクキャリア６が一定速度で移動することが望ましい等速領域Ｚｂ（図３参照）において生じる短い周期で発生する波状変動の振幅を良好に抑えることができる。
【００３４】
また、逆に往路用の比例定数Ｋｐｆは、復路用の比例定数Ｋｐｒよりも大きく、往路用の積分定数Ｋｉｆは、復路用の積分定数Ｋｉｒよりも小さいので、インクキャリア６が、変動量（図３における波動の振幅）が比較的小さい往路にあるときの変動量も抑えることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、インクキャリア６が往方向に移動するときには、大きめの比例定数Ｋｐｆと小さめの積分定数Ｋｉｆを用いて直流モータ５をフィードバック制御するので、比較的小さい変動量（短い周期で発生する波状変動ｄの振幅）をさらに抑制することができ、インクキャリア６が復方向に移動するときには、小さめの比例定数Ｋｐｒと大きめの積分定数Ｋｉｒを用いて直流モータ５をフィードバック制御するので、比較的大きい変動量（短い周期で発生する波状変動ｄの振幅）を良好に抑制することができ、結果的にインクキャリア６を往復共に安定して移動制御できる。
【００３６】
なお、比例定数Ｋｐｆ、Ｋｐｒ、及び積分定数Ｋｉｆ、Ｋｉｒの具体的な値は、無端ベルト４の長さ、駆動プーリ２、従動プーリ３の大きさ、テイクアップスプリング１２のばね定数等の機械系要素の違いに応じて適宜設定され、比例定数Ｋｐｆと比例定数Ｋｐｒの差、及び積分定数Ｋｉｆと積分定数Ｋｉｒの差が僅少となることもありうる。例えば、積分定数については、往路用定数Ｋｉｆと復路用定数Ｋｉｒが同一の値であってもよい。また、フィードバック制御が比例積分微分制御であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す図。
【図２】同インクジェットプリンタにおけるモータの制御手順を示すフローチャート。
【図３】インクジェットプリンタにおけるインクキャリアの移動態様を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  インクジェットプリンタ
２  駆動プーリ
３  従動プーリ
４  無端ベルト
５  直流モータ（モータ）
６  インクキャリア
９  エンコーダ装置
１１  フィードバック制御装置
１６  ＡＳＩＣ
１７  ＲＯＭ（往路用定数記憶手段、復路用定数記憶手段）
Ｆ  往方向
Ｒ  復方向
Ｋｐｆ  往路用比例定数（往路用制御定数）
Ｋｉｆ  往路用積分定数（往路用制御定数）
Ｋｐｒ  復路用比例定数（復路用制御定数）
Ｋｉｒ  復路用積分定数（復路用制御定数）
【図１】
2008155583.tif 000003
【図２】
2008155583.tif 000004
【図３】
2008155583.tif 000005