(57)【要約】【課題】低解像度のエンコーダーを用いて、搬送手段を制御すると搬送精度が向上しない。【解決手段】エンコーダーから得られる速度情報が目標速度プロファイルと比較し、異なっていた場合には、エンコーダーから得られた速度情報に基づいて、速度を予測し、予測した情報をもとに制御を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体を搬送するモータと、
モータの速度情報として信号を出力するエンコーダー手段と、
前記モータを第１の目標速度と第２の目標速度を設定する設定手段と、
前記速度情報に基づき、前記目標速度を維持するように速度予測値を算出する速度予測手段と、
前記速度予測手段により算出された速度予測値信号に基づいて、前記モータの駆動を制御するモーター制御手段を備えることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録装置（例えば、シリアルタイプのプリンタ）の基本構成は，印字ヘッドをキャリッジに搭載し，これを左右に走査させて、印刷用紙（被記録媒体）に１バンド分（例えば１２８ノズル幅）の記録を行う。このキャリッジ駆動機構をＤＣモータにより駆動する。また、通常プリンタにおいてはキャリッジ駆動終了後，印刷用紙を１バンド分搬送させるラインフィード（搬送）駆動機構も，キャリッジ同様にＤＣモータによって駆動される。
【０００３】
実際の駆動としてはキャリッジ駆動による印字動作が終了すると，ラインフィード駆動は直ちに用紙の搬送を行い，キャリッジが次の印刷をスムーズに行えるように，ラインフィードの動作は可能な限り短い時間でかつ高い精度で終了することが望まれる。このため，この種のＤＣモータでは例えばＰＷＭ制御を利用した次のような自動制御が行われる。
【０００４】
すなわち，ＤＣモータシャフトにはロータリーエンコーダーが連結され，所定回転角度毎にパルスが出力される。このエンコーダパルス信号に基づきパルス間の周期（モータの回転速度に対応する）が求められ，これがマイクロコンピュータに入力されてその速度に応じた制御が実行される。
【０００５】
実際には、モータの回転速度をラインフィード駆動前に、予め作成した目標速度プロファイルと呼ばれる速度目標カーブに追従するように駆動を行う。ここで図２を用いて目標速度プロファイルを利用した駆動状態の変化を説明する。
【０００６】
このグラフは横軸が時間［ｔ］，縦軸が速度［Ｖ］を表すものでモータ駆動によるモータ軸の回転状態を示すものである．始めにモータが停止している状態［Ｖ０］から［ｔ１］秒後に第１の目標速度［Ｖ１］に達するように加速制御を続け，第１の目標速度に到達後は等速度で［ｔ２］秒後まで定速制御を行う。［ｔ２］秒経過後は［ｔ３］秒後まで減速制御を続け［ｔ４］秒後まで第２の目標速度［Ｖ２］で低速制御を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、ラインフィード駆動で重要なことは駆動時間を短縮することと速度［Ｖ２］を低速にすることである。つまり高い精度で停止するには出来る限り速度［Ｖ２］を低くして短い時間で停止させるわけであるが，ＤＣモータによる駆動の場合には低速駆動領域においてはロータリーエンコーダーからのパルス情報の時間間隔が長くなり，速度情報の精度が低くなってしまうことが挙げられる。このように、エンコーダからの速度情報の精度が低くなった場合には、適正なＰＷＭ制御を行うことが出来ず，［ｔ３］以降の第２の目標速度が安定せず、停止までの時間ばらつきが生じ、搬送する用紙の停止の位置ずれが生じる。
【０００８】
また、プリンタのラインフィード駆動機構等の機構部を駆動するモータにとって，駆動負荷が経時的・経年的に変化してしまう。この原因として、記録ヘッドから吐出されるインク付着によるエンコーダ及びモータ精度の変化，油切れ等による軸受部分の摩擦増大等，プリンタの状態の変化が挙げられる。
【０００９】
また、本体サイズが小さいシリアルプリンタの場合には、高い精度を得ることが可能なロータリエンコーダーを装置に組み込むことができず，やむを得ず低解像度のロータリエンコーダーを利用する場合がある。そのため、高解像度のロータリエンコーダーで得られる情報精度に比べ、精度の低い情報で制御を行うため，搬送する用紙の停止位置のばらつき等、搬送精度の低下のために、印字（記録）品質が低下するという問題があった。
【００１０】
また，先に述べたような経時的変化要因以外にも，製造直後であっても，機構部を構成する各部品の精度のばらつきに起因して，それぞれのプリンタに特性のばらつきが発生する。その結果、個々のプリンタによって印字位置が異なる等，製品間のばらつきが発生するという問題もある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。従ってその目的は，シリアルプリンタのラインフィード部において低い解像度エンコーダを利用した場合や経時変化が発生した場合においても最適な自動速度制御を行い第２の目標速度の速度維持を図り，最適な紙送り制御おこなうことで高画質、高信頼性を実現できる記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る記録装置は、被記録媒体を搬送するモータと、モータの速度情報として信号を出力するエンコーダー手段と、前記モータを第１の目標速度と第２の目標速度を設定する設定手段と、前記速度情報に基づき、前記目標速度を維持するように速度予測値を算出する速度予測手段と、前記速度予測手段により算出された速度予測値信号に基づいて、前記モータの駆動を制御するモーター制御手段を備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図３は、インクジェット記録装置（プリンター）の斜視図である。１０５は記録ヘッドであり、キャリッジ１０４上に搭載されてシャフト１０３に沿って長手方向に往復運動可能となっている。記録ヘッドより吐出されたインクは、記録ヘッドと微小な間隔をおいて、プラテン１０１に記録面を規制された被記録材（被記録媒体）１０２に到達し、その上に画像を形成する。
【００１４】
記録ヘッドには、フレキシブルケーブル１１９を介して画像データに応じて吐出信号が供給される。なお、１１４はキャリッジ１０４をシャフト１０３に沿って走査させるためのキャリッジモーターである。１１３はモーター１１４の駆動力をキャリッジ１０４に伝達するワイヤである。また、１１８はプラテンローラー１０１に結合して被記録材１０２を搬送させるための搬送モーターである。
【００１５】
なお、この搬送モーターはＤＣモータであり、モータに対して直接又は間接的に取り付けたロータリエンコーダーからのパルス情報（ＰＷＭ信号）によってフィードバック制御が行われる。
【００１６】
なお、記録ヘッドの解像度は６００ＤＰＩである。この記録ヘッドは、インクジェット方式でブラック用は３２０本、カラー用は１２８本の記録素子が配列されている。記録素子は駆動部とノズルから構成されており、駆動部は、ヒーターによりインクに熱を与えることが可能になっている。この熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、ノズルからインクが吐出される。
【００１７】
＜実施例１＞
ＤＣモータの回転が低速度であるときにはパルス周期が長くなり、正確な速度情報を取得できない。そこで速度予測処理を行うことで、正確なＤＣモータの制御を行う。
【００１８】
以下、図１のフローチャートを用いて説明する．駆動前の事前準備として現在使用しているエンコーダの解像度から速度予測を必要としない最低取得速度（Ｖｌｉｍｉｔ），目標停止位置，及び速度目標プロファイルを算出（１−１）する。そのプリンタ内の周期タイマを利用して，（１−１）で算出した目標位置に到達するまで以降の処理を繰り返すことになる。
【００１９】
周期タイマの割り込みが発生すると，ロータリエンコーダーから速度情報及び位置情報を取得する（１−２）。次に、記録した速度情報値が（１−１）で算出した最低取得速度（Ｖ  ｌｉｍｉｔ）を下回っているかどうか判断する（１−３）。
【００２０】
得られた速度情報が最低取得速度（Ｖ  ｌｉｍｉｔ）を下回っていた場合には，（１−２）で取得した位置情報から駆動位置を判断し、図２における加速駆動領域（ｔ０〜ｔ１），定速駆動領域（ｔ１〜ｔ２），減速駆動領域（ｔ２〜ｔ３），低速駆動領域（ｔ３〜ｔ４）のいずれに属するかを調べる（１−４）。なお、ｔ０は時間ｔの原点である。
【００２１】
そこで、情報取得時の駆動領域が，加速駆動領域，若しくは定速駆動領域であった場合には，たとえ最低取得速度を下回っていても，前回の周期タイマで取得した速度情報を今回の周期タイマで取得した速度情報に置き換える（１−５）。
【００２２】
また、情報取得時の駆動属性が減速駆動領域，若しくは低速駆動領域であった場合には、前回の取得した速度情報を目標速度プロファイルと比較する（１―６）。
【００２３】
前回取得した速度情報が目標速度プロファイルから算出した速度情報よりも低い場合には、アンダースピード用の速度予測方法に基づき予測速度情報を算出し、今回の周期タイマ中に取得した速度情報とする（１−７２）。算出する方法は、速度予測には移動平均を利用する手法や速度ホールド処理等があり，本実施例では、例えば、速度ホールド法を使用している。なお、速度予測方法はこの方法に限定するものではなく、他の手法でも構わない。
【００２４】
一方、前回記録した速度情報が目標速度プロファイルから算出した速度情報よりも高い場合には、オーバスピード用の速度予測方法に基づき予測速度を算出し、今回の周期タイマ中に取得した速度情報とする（１−７１）。
【００２５】
そして、（１−５），（１−７１），（１−７２）で導いた速度情報は次回の周期タイマにおいて速度情報の予測計算等に用いるために保存する（１−８）。
【００２６】
次に、（１−８）で保存した速度情報を用いて、ＰＩＤ制御を行い実際にＤＣモータを駆動させる（１−９）。次に、目標位置に到達したか判断する（１−１０）。到達していない場合には（１−２）に戻り、繰り返し処理が実行される。この動作は（１−１）で設定した目標位置に到達するまで繰り返される。
【００２７】
このように本実施例によれば、ロータリエンコーダーから速度情報を得ることができない低速領域を，現在の位置情報と前回算出した速度情報から速度を予測し、速度制御を行うことで低解像度のエンコーダを使用した場合においても安定した低速駆動が可能となる。停止位置精度が向上する。
【００２８】
＜実施例２＞
実施例１では、減速領域、低速度領域における速度予測方法について説明したが，別の速度予測方法について説明する。低解像度のロータリーエンコーダーにおいては正確な速度を得ることができない最低取得速度（Ｖ  ｌｉｍｉｔ）が存在することは実施例１の中で説明している。
【００２９】
減速制御領域は低速制御領域へ移行する前段であり，低速制御に与える影響が最も高い区間である．そのため減速制御領域を安定させることは，低速制御領域の安定駆動へ繋がることになる。
【００３０】
一般に速度目標プロファイルにおいて減速に必要とされる時間は非常に短いものになっているケースが多い．そのため低速領域に比べると周期割込み単位における速度変化が非常に大きくなるので，実施例１で説明したように低速領域での速度予測と同じ速度予測を行うと，速度目標プロファイルと離れた制御となってしまう。
【００３１】
つまり、減速領域における速度予測の係数を低速領域における制御の係数と同じだと、減速領域では十分な速度制御を行うことはできない。
【００３２】
そのため減速領域における適した速度予測手段（速度予測係数）を別に設けることで安定した減速制御を行い，低速制御を安定させることが可能となる．図４は、この制御フローを示す。なお、実施例１で説明した図１と同様な部分においては説明を省略する（また、理解しやすいようにするため追加した個所に着いては点線で囲んである）。
【００３３】
この制御フローにおいては、（４−４）において、低速領域、減速領域、加速領域あるいは定速領域であるか判断している。そして、減速領域においては、減速領域用の速度予測（オーバースピード用速度予測、アンダースピード用速度予測）がなされ、低速領域においては、異なる係数を有する低速領域用の速度予測（オーバースピード用速度予測、アンダースピード用速度予測）がなされる。
【００３４】
このように、現在の駆動している領域により速度予測の方法を変更することでより最適な速度制御が行われ、搬送手段の精度が向上する。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、小型の記録装置に適用するために、低い解像度のエンコーダを利用した場合に、ＤＣモータの低速度における制御を、第１の目標速度と第２の目標速度を設けて制御すること搬送モータの搬送精度を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における速度予測を行う手順を示したフローチャート。
【図２】速度目標プロファイルの説明図。
【図３】記録装置の斜視図。
【図４】実施例２における速度予測を行う手順を示したフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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