(57)【要約】【課題】キャリアを走査させることによって印刷するプリンタにおいて、無理なくスムーズにキャリアを移動させる最適移動速度を算出することにより記憶部の容量を削減する。【解決手段】記憶部８は、算出部９が最適移動速度を求めるのに必要最小限の制御点情報を保持する速度テーブル８ａを記憶し、算出部９は、速度テーブル８ａが保持する制御点情報とＢｅｚｉｅｒ関数からキャリア５の最適移動速度を算出する。これにより、速度テーブル８ａが多くの制御点情報を保持することなく、制御部２は、キャリア５を最適な最適移動速度で移動させることができるため、記憶部８の容量を削減することができる。また、制御部２は、算出部９によって求められた最適移動速度に従って正確にＤＣモータ１０を駆動させることにより、キャリア５を無理なくスムーズに移動させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ヘッドが搭載されたキャリアを主走査方向に移動しながら用紙上に画像を形成するプリンタにおいて、
前記キャリアを駆動させるＤＣモータと、
前記キャリアが主走査方向に移動する移動速度を決定するために前記キャリアに与えられる複数の加速度を制御点として保持する速度テーブルを記憶する記憶部と、
前記移動速度であって、高速で前記キャリアを移動させても前記キャリアが振動することなく印刷品質の低下を招かない最適移動速度を前記速度テーブルを用いて算出する算出部と、
前記ＤＣモータを制御する制御部と、を備え、
前記算出部は、前記速度テーブルが保持する前記加速度及び前記制御点の個数に基づいて、
2008074026.tif 000007
からなるＢｅｚｉｅｒ関数から前記最適移動速度を算出し、
前記Ｖ（ｔ）は、前記最適移動速度を示し、
前記ｔは、定義域を０から１までとする変数であり、
前記Ｎは、前記速度テーブルが保持する前記制御点の個数であり、
前記Ｐiは、前記速度テーブルが保持する前記加速度によって定まる係数であり、
前記Ｂｉ（ｔ）は、
2008074026.tif 000008
からなるバーンスタイン関数であり、
前記制御部は、前記算出部によって算出された前記最適移動速度で前記キャリアが移動するように前記ＤＣモータを駆動させることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
印刷ヘッドが搭載されたキャリアを主走査方向に移動しながら用紙上に画像を形成するプリンタにおいて、
前記キャリアを駆動させる駆動部と、
前記キャリアの最適な移動速度を決定するために前記キャリアに与えられる複数の加速度を保持する速度テーブルを記憶する記憶部と、
前記速度テーブルを用いて前記キャリアの前記移動速度を算出する算出部と、
前記算出部は、前記速度テーブルが保持する前記加速度に基づいて予め定められた関数から、前記移動速度を算出することを特徴とするプリンタ。
【請求項３】
前記駆動部は、ＤＣモータを含み、
前記予め定められた関数は、Ｂｅｚｉｅｒ関数であって、
前記ＤＣモータは、前記算出部によって算出された前記移動速度で前記キャリアが移動するように駆動制御されることを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、特に、印刷ヘッド搭載のキャリアを駆動するＤＣモータの速度制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリンタ、例えばインクジェットプリンタでは、印刷時間の短縮を図るために、キャリアをより速く移動させることが課題となっていた。しかし、キャリアをより速く移動させるために、キャリアを移動させる駆動源に駆動力を伝達するベルトの初期張力を超える駆動力を与えると、ベルトに弛みが生じてキャリアが振動する。また、キャリアの加速度が大きくなるとキャリアの回転振動が激しくなる。このようにキャリアが振動すると印刷品質が低下するため、最適な速度でキャリアを移動させる必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に示されるように、走査中のキャリア速度、キャリア加速度、モータ電流、及びメモリに予め記憶されている各種情報に基づいて、キャリアの最適な速度を決定するインクジェットプリンタが知られている。しかしながら、従来のインクジェットプリンタや特許文献１に示される技術においては、メモリがキャリアを状況に応じて最適な速度で移動させるための情報を多数保持する速度テーブルを記憶していた。当該速度テーブルが保持する情報の一例を図６に示す。速度テーブルは、各制御点における速度及び加速度を保持しており、キャリアの移動速度が加速するときに用いられる加速テーブルと、移動速度が減速するときに用いられる減速テーブルからなる。インクジェットプリンタは、速度テーブルが保持する各制御点の情報を参照してキャリアを移動させるため、速度テーブルは、多数の制御点における速度及び加速度を保持しなければならなかった。速度テーブルが多くの情報を保持していれば、インクジェットプリンタは、キャリアをきめ細かく速度を変化させて移動させることが可能となるが、速度テーブルが保持する情報量が増加するため、容量の大きいメモリを備えなければならなかった。なお、特許文献２には、プリンタの印字ヘッドから吐出されるインク量を制御する方法が開示されており、特許文献３には、プリンタのシャトルの位置を制御する方法が開示されているが、ともにキャリアの移動速度を制御する技術について記載されていない。
【特許文献１】特開２００６−６７７５０号公報
【特許文献２】特表２００３−５０８８２７号公報
【特許文献３】特開平０８−２３８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、容量の少ないメモリであっても、キャリアを最適な移動速度で移動させることができ、プリンタのコストを軽減することができ、また、キャリアを無理なくスムーズに最適な移動速度で移動させることができる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】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、印刷ヘッドが搭載されたキャリアを主走査方向に移動しながら用紙上に画像を形成するプリンタにおいて、キャリアを駆動させるＤＣモータと、キャリアが主走査方向に移動する移動速度を決定するためにキャリアに与えられる複数の加速度を制御点として保持する速度テーブルを記憶する記憶部と、移動速度であって、高速でキャリアを移動させてもキャリアが振動することなく印刷品質の低下を招かない最適移動速度を速度テーブルを用いて算出する算出部と、ＤＣモータを制御する制御部と、を備え、算出部は、速度テーブルが保持する加速度及び制御点の個数に基づいて、
2008074026.tif 000003
からなるＢｅｚｉｅｒ関数から最適移動速度を算出し、Ｖ（ｔ）は、最適移動速度を示し、ｔは、定義域を０から１までとする変数であり、Ｎは、速度テーブルが保持する制御点の個数であり、Ｐiは、速度テーブルが保持する加速度によって定まる係数であり、Ｂｉ（ｔ）は、
2008074026.tif 000004
からなるバーンスタイン関数であり、制御部は、算出部によって算出された最適移動速度でキャリアが移動するようにＤＣモータを駆動させることを特徴とするプリンタ。
【０００６】
また、請求項２の発明は、印刷ヘッドが搭載されたキャリアを主走査方向に移動しながら用紙上に画像を形成するプリンタにおいて、キャリアを駆動させる駆動部と、キャリアの最適な移動速度を決定するためにキャリアに与えられる複数の加速度を保持する速度テーブルを記憶する記憶部と、速度テーブルを用いてキャリアの移動速度を算出する算出部と、算出部は、速度テーブルが保持する加速度に基づいて予め定められた関数から、移動速度を算出するようにしたものである。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項２のプリンタにおいて、駆動部は、ＤＣモータを含み、予め定められた関数は、Ｂｅｚｉｅｒ関数であって、ＤＣモータは、算出部によって算出された移動速度でキャリアが移動するように駆動制御されるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、算出部は、記憶部が記憶する速度テーブルとＢｅｚｉｅｒ関数から高速でキャリアを移動させてもキャリアが振動することのない最適移動速度を算出する。制御部は、算出部によって算出された最適移動速度でキャリアが移動するようにＤＣモータを駆動させる。これにより、記憶部は、多くの最適移動速度に関する情報を記憶する必要がなくなるため、プリンタは、容量の少ない記憶部を備えることにより、キャリアを最適移動速度で移動させることができるためコストの軽減を図ることが可能となる。また、算出部は、無理なくスムーズにキャリアを移動させることが可能な最適移動速度を算出することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、算出部は、記憶部が記憶する速度テーブルとＢｅｚｉｅｒ関数からキャリアの移動速度を算出するため、記憶部は、移動速度に関する多くの情報を記憶する必要がなくなる。これにより、プリンタは、容量の少ない記憶部でキャリアを移動速度を得ることができるため、コストの軽減を図ることが可能となる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、制御部は、算出部が算出した移動速度で無理なくスムーズにキャリアを移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係るレコーダについて、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成を示す。プリンタ１は、プリンタ１全体を制御する制御部２と、制御部２からの命令により用紙に文字や画像を印字する印刷ヘッド３と、脱着可能なカートリッジ４が取り付けられ印刷ヘッド３と一体となって主走査方向に移動するキャリア５と、縞状のコードがプリントされたエンコーダスケール６を読み取ることによりキャリア５の位置を検出するエンコーダセンサ７と、キャリア５を移動させる最適移動速度に関する情報を保持する速度テーブル８ａを記憶する記憶部８と、速度テーブル８ａが保持する情報とＢｅｚｉｅｒ関数からキャリア５の最適移動速度を算出する算出部９と、エンコーダセンサ７が検出したキャリア５の位置と算出部９が算出した移動速度に基づいてなされた制御部２からの命令に従ってキャリア５を移動させるＤＣモータ１０とを備える。また、制御部２は、プリンタ１が接続されているコンピュータ１１から印刷する文字や図形のデータ、及び印刷設定情報を受け取る。ここで、最適移動速度とは、ＤＣモータ１０が高速でキャリア５を移動させても、キャリア５が振動することなく印刷品質の低下を招かないキャリア５の移動速度を意味する。また、記憶部８は、不揮発性メモリであるＦＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどである。
【００１２】
図２は、キャリア５の構成を示す。カートリッジ４を搭載したキャリア５は、ガイドシャフト１２に支持されており、主走査方向Ａに自在に移動できるように構成されている。キャリア５にはエンコーダセンサ７が取り付けられており、エンコーダセンサ７は、主走査方向に張架されたエンコーダスケール６の縞状のコードを読み取る。制御部２は、エンコーダセンサ７がエンコーダスケール６を読み取った情報と算出部９が算出した最適移動速度に基づいてＤＣモータ１０を駆動させる。ＤＣモータ１０に直結した駆動プーリ１３とアイドラプーリ１４にはキャリアベルト１５が張架されている。キャリア５に設けられた固定部５ａはキャリアベルト１５の一箇所に固定されているため、キャリア５は、ＤＣモータ１０が駆動することに応じて主走査方向Ａへ移動する。
【００１３】
次に、本プリンタ１において、キャリア５の最適移動速度が算出される方法について説明する。キャリア５の最適移動速度は、記憶部８が記憶する速度テーブル８ａを用いて算出部９が所定の算出方法を実行することにより算出される。ここで、所定の算出方法とは、速度テーブル８ａが保持している情報をＢｅｚｉｅｒ関数にあてはめることにより、キャリア５の最適移動速度の速度曲線を求めるものである。Ｂｅｚｉｅｒ関数とは、複雑な曲線を比較的少ないデータに基づいて求めるための関数であって、各種のグラフィックソフトに利用されている。Ｂｅｚｉｅｒ関数によって求められた曲線は、Ｂｅｚｉｅｒ関数によって求められた他の曲線と両端で接するため、異なる２つの曲線を滑らかに連結することができるという特性を有している。
【００１４】
図３は、速度テーブル８ａが保持する情報の一例を示す。速度テーブル８ａは、キャリア５の最適移動速度を増加させるときに用いられる加速テーブル８ａ１と、最適移動速度を減速させるときに用いられる減速テーブル８ａ２からなる。加速テーブル８ａ１及び減速テーブル８ａ２は、「制御点」項目と「加速度」項目を保持する。ここで、制御点とは、キャリア５が移動する際における０．０１秒ごとの加速度を表した点であり、加速テーブル８ａ１及び減速テーブル８ａ２は、それぞれ４つの制御点を保持しているものとする。また、「加速度」項目の加速度とは、各制御点においてキャリア５に与えられる加速度のことであり、算出部９は、制御点ａ０から順に加速度を加算又は減算していくことで各制御点における速度を求めることができる。
【００１５】
例えば、キャリア５の速度を加速させるとき、算出部９は、加速テーブル８ａ１を参照する。制御点ａ０は、キャリア５が停止しており速度が０ｍ毎秒の状態である。制御点ａ１における速度は、算出部９によって、制御点ａ０の速度０ｍ毎秒に、制御点ａ０においてキャリア５に与えられる加速度１ｍ毎秒毎秒が加算されることによって１ｍ毎秒と算出される。同様に、制御点ａ２における速度は、算出部９によって、制御点１の速度１ｍ毎秒に、制御点ａ１の加速度１５ｍ毎秒毎秒が加算されることによって１６ｍ毎秒と算出される。一方、キャリア５の最適移動速度を減速させるとき、算出部９は減速テーブル８ａ２を参照し、各制御点の加速度を減算することにより各制御点の速度を算出する。なお、制御点ａ４におけるキャリア５の速度は、制御点ａ３と同様に２０ｍ毎秒とする。このように、各制御点においてキャリア５に与えられる加速度を加算又は減算していくことで、各制御点の速度を求めることができるため、速度テーブル８ａは、各制御点における速度を保持する必要がなくなり記憶部８の容量削減を図ることが可能となる。
【００１６】
算出部９が、速度テーブル８ａから各制御点におけるキャリア５の最適移動速度を算出したとしても、各制御点間における最適移動速度は不明である。そこで、算出部９は、速度テーブル８ａが保持する制御点の情報をＢｅｚｉｅｒ関数にあてはめることによりキャリア５の最適移動速度曲線を求める。ここで、速度テーブル８ａが保持する制御点の情報は、算出部９が最適移動速度曲線を求めるために必要な最小限の情報であって、プリンタ１の性質に応じて定められたものである。制御部２は、この最適移動速度曲線に従ってキャリア５を移動させるのである。ここで算出部９が利用するＢｅｚｉｅｒ関数は、
【数１】
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で表される。Ｖ（ｔ）は、キャリア５の移動時間に応じた最適移動速度の変化を表す最適移動速度曲線であり、ｔは、定義域を０から１までとする変数であり、Ｎは、加速テーブル８ａ１または減速テーブル８ａ２が保持する制御点の個数であり、Ｐiは、加速テーブル８ａ１または減速テーブル８ａ２が保持する加速度の値によって定まる係数であり、Ｂｉ（ｔ）は、バーンスタイン関数
【数２】
2008074026.tif 000006
である。制御部２は、算出部９が求めた最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）に従ってキャリア５が移動するようにＤＣモータ１０を駆動させるのである。このように、速度テーブル８ａは、算出部９が最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を求めるために必要な最小限の制御点情報を保持していればよいため、プリンタ１は、大容量の記憶部８を備える必要が無くなる。これにより、プリンタ１のコストを軽減することが可能となる。
【００１７】
次に、算出部９が、最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を求める手法について説明する。図４は、算出部９が加速テーブル８ａ１から最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を求める手法を示し、図５は、算出部９が加速テーブル８ａ１から求めた最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を示す。ここで、図４（ａ）乃至（ｄ）、及び図５において示されるグラフを速度グラフとし、縦軸はキャリア５の速度（ｍ毎秒）を示し、横軸は経過時間（秒）を示す。図４（ａ）において、算出部９は、加速テーブル８ａ１から０．０１秒間隔の制御点ａ０乃至ａ３における速度を求め速度グラフにプロットする。図４（ｂ）において、制御点ａ０と制御点ａ１とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｂ０とする。同様に、制御点ａ１と制御点ａ２とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｂ１、制御点ａ２と制御点ａ３とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｂ２とする。
【００１８】
図４（ｃ）において、算出部９は、制御点ｂ０と制御点ｂ１とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｃ０、制御点ｂ１と制御点ｂ２とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｃ１とする。図４（ｄ）において、算出部９は、制御点ｃ０と制御点ｃ１とをｔ：ｔ−１となるように内分した点を制御点ｄ０とする。このようにして、最終的に１つとなった制御点ｄ０が求まると、算出部９は、制御点ｄ０についてＢｅｚｉｅｒ関数における変数ｔを０から１まで変化させることにより、図５に示す最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を得ることができる。一方、キャリア５を減速させる場合の最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）は、算出部９が減速テーブル８ａ２を参照することによって求められる。算出部９が最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を求めると、制御部２は、最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）に従ってキャリア５が移動するように正確にＤＣモータ１０を駆動させる。
【００１９】
上述のように、速度テーブル８ａが、算出部９が最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）を求めるために必要な最小限の制御点情報を保持していれば、制御部２は、キャリア５を最適移動速度で移動させることができる。これにより、プリンタ１は、記憶部８の容量を削減することができるため、コストの低減を図ることが可能となる。また、Ｂｅｚｉｅｒ関数によって求められた異なる２つの曲線は、滑らかに連結することができるという特性から、算出部９が求めたキャリア５を加速させる場合の最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）と、キャリア５を減速させる場合の最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）とを連結させても、制御部２が、連結された最適移動速度曲線Ｖ（ｔ）に従ってキャリア５を移動させるように正確にＤＣモータ１０を駆動させるので、キャリア５は無理なくスムーズに主走査方向に移動することができる。
【００２０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能であり、例えば、制御部２と算出部９が別構成ではなく、制御部２が算出部９の機能を有する構成であっても構わない。また、ＤＣモータ１０に替えて、超音波モータ、ＡＣモータ、パルスモータ等をキャリア５の駆動源として用いる構成であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るレコーダの概略を示す構成図。
【図２】本発明の実施形態に係るキャリアの構成を示す斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る速度テーブルが保持する情報の一例を示す図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態に係る算出部が最適移動速度曲線を求める手法を示す図。
【図５】同算出部が求めた最適移動速度曲線を示す図。
【図６】従来の実施形態に係る速度テーブルが保持する情報の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１    プリンタ
２    制御部
３    印刷ヘッド
４    カートリッジ
５    キャリア
８    記憶部
８ａ  速度テーブル
９    算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008074026.tif 000012
【図５】
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【図６】
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