(57)【要約】【目的】従来の記録装置に新たに部品を追加することなく、且つ、装置の小型化を保つとともにコストアップすることなく精度良くインクタンク交換したかどうかの判断をすることが可能な記録装置を提供すること。【構成】キャリッジをＤＣモーターを使って目標位置に沿ってサーボ制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ位置変化を検出する位置検出手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ速度変化を検出する速度検出手段と、ヘッドが交換できるように開閉できるように構成されたカバー手段と、カバーの開閉を検出するカバーオープン検出手段と、カバーオープン時にキャリッジをタンク交換位置まで移動するキャリッジ移動手段と、前記タンク交換位置へキャリッジが移動後、カバーオープン中は、キャリッジを交換位置で微小速度で微小距離の往復移動動作をさせる往復動作手段と、を含んで記録装置を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジをＤＣモーターを使って目標位置に沿ってサーボ制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ位置変化を検出する位置検出手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ速度変化を検出する速度検出手段と、ヘッドが交換できるように開閉できるように構成されたカバー手段と、カバーの開閉を検出するカバーオープン検出手段と、カバーオープン時にキャリッジをタンク交換位置まで移動するキャリッジ移動手段と、前記タンク交換位置へキャリッジが移動後、カバーオープン中は、キャリッジを交換位置で微小速度で微小距離の往復移動動作をさせる往復動作手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
キャリッジをＤＣモーターを使って目標位置に沿ってサーボ制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ位置変化を検出する位置検出手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ速度変化を検出する速度検出手段と、ヘッドが交換できるように開閉できるように構成されたカバー手段と、カバーの開閉を検出するカバーオープン検出手段と、カバーオープン時にキャリッジをタンク交換位置まで移動するキャリッジ移動手段と、前記タンク交換位置へキャリッジが移動後、カバーオープン中は、キャリッジを交換位置で微小速度で微小距離の往復移動動作をさせる往復動作手段と、を有し、往復動作手段で往復動作中に、前記キャリッジ位置検出手段により、目標位置に対して位置が変化しないことを検出することにより、ユーザーがタンク交換のためにキャリッジに触ったと判断することを特徴とする記録装置。
【請求項３】
キャリッジをＤＣモーターを使って目標位置に沿ってサーボ制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ位置変化を検出する位置検出手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ速度変化を検出する速度検出手段と、ヘッドが交換できるように開閉できるように構成されたカバー手段と、カバーの開閉を検出するカバーオープン検出手段と、カバーオープン時にキャリッジをタンク交換位置まで移動するキャリッジ移動手段と、前記タンク交換位置へキャリッジが移動後、カバーオープン中は、キャリッジを交換位置で微小速度で微小距離の往復移動動作をさせる往復動作手段と、を有し、往復動作手段で往復動作中に、前記キャリッジ速度検出手段により、目標速度に対して急激に速度が低下することを検出することにより、ユーザーがキャリッジに触ってタンク交換されたと判断することを特徴とする記録装置。
【請求項４】
タンク交換されたと判断した場合は、内部のインク残量カウンタをリセットすることを特徴とする請求項２又は３記載の記録装置。
【請求項５】
タンク交換されたと判断した場合は、ホストコンピュータにタンク交換された情報を送信することを特徴とする請求項２又は３記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴射ノズルからインク液滴を記録紙に高速噴射して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特にインク収容部（インクタンク）と記録ヘッドが分離する記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印字ヘッドに供給されるインクを加熱或は振動によって用紙に向かって噴出させることで印字を行うインクジェット方式の記録装置は、画質が良く、低価格なことから、現在シリアルプリンタの中では主流を占めている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドとインクタンクを一体化した印字カートリッジ（以下、インクジェットカートリッジ）をキャリッジに搭載し、キャリッジを記録媒体に対して相対的に主走査方向へ走査して記録を行うものや、インクジェットヘッドとインクタンクとが別体として構成され、インクジェットヘッドのみをキャリッジ上に設けて走査記録を行うもの等が知られている。
【０００４】
インクジェットヘッドとインクタンクとが別体として構成されるものにおいては、インクタンクが交換可能に構成されているため、インクタンクの交換を確認するために種々の方法が用いられている。
【０００５】
インクタンク交換を確認するための方法としては、光学式センサーでタンクの装着の有無及びタンク内のインクの有無を検出するもの、インクタンクに付随したロムからＩＤを参照するしてインクタンク交換を検知する方法、検出機構の無いものでは、交換のためにカバーを明けていた時間で判断する方法等が知られている。
【０００６】
ところが、コストアップや機構の複雑さをもたらすため、ユーザーがキャリッジに触れたかどうかを判断する検出手段を有し、前記検出手段からの信号を検出して交換されたかどうか判断するような技術も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法では、ユーザーが交換したかどうかは、検出手段からの信号を、予めＲＯＭ上に持っている閾値と単純に比較することになるため、タンク交換位置でカバーを開け閉めしたことによる振動等を検知して、実際には交換していないにも拘らず、交換したと判断してしまう場合もあった。
【０００８】
振動を交換操作だと判断しないためには、閾値を大きくする必要があるが、単純に大きくすると、交換したことが検出できなくなる恐れがあるので、閾値の決定が非常に困難であった。
【０００９】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、従来の記録装置に新たに部品を追加することなく、且つ、装置の小型化を保つとともにコストアップすることなく精度良くインクタンク交換したかどうかの判断をすることが可能な記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、インクを吐出する記録ヘッド部とインクを収容する交換可能なインクタンクと、それらを搭載可能なキャッリッジと、前記キャリッジを主走査方向に沿って走査する走査手段とを備えたインクジェット記録装置において、タンク交換位置では、キャリッジを微小速度で微小距離の往復移動動作をさせ、その間の位置変化を監視して、制御の目標としている位置に対し、位置が変化しないような状況が発生したら、ユーザーがタンクを交換したと判断し、インク残量カウンタをリセットするように構成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１はインクジェット記録装置の機構を示す概略図である。キャリア１は、ガイドシャフト２、ガイドレール３ａによって、シャーシ３に保持されたＬＦローラー５及びプラテン（図示せず）に対向して往復移動できるように支持されている。印字ヘッド７はキャリア１に搭載されていて、ベルト９を介して伝達されるキャリアモータ８によりガイドシャフト２に沿って往復移動する。
【００１３】
印字に際しては、キャリア１は、主走査方向に、停止状態から加速、後に一定の速度で移動をする。一定速度の間、プリンタ内部に送られている印字データに従って、印字ヘッド７内部のノズル毎のヒーターを個別に駆動して、発泡する泡による力によってノズルからインクを噴出して記録用紙上に記録動作を行う。１行分の印字駆動が終了後、キャリア１は減速されて停止し、紙送りモーターによって駆動されたＬＦローラー５によって記録用紙を副走査方向に送り（紙送り動作）、以後、キャリア走査、紙送り動作と繰り返していくことにより、記録用紙への記録動作を行っていく。
【００１４】
ここで、キャリアモーターは、ステッピングモーター、サーボ制御されたＤＣモーター等が使用されるが、近年、騒音低下、記録速度アップ等の見地から、サーボ制御されたＤＣモーターが使用されることが多くなってきている。この図では、ＤＣモーターが用いられているため、エンコーダースリット４０も設けられている。
【００１５】
記録装置自体は、板金等で構成されたシャーシ３に各々の部品が取り付けられた構成になっており、シャーシの一部は、ガイドレール３ａ、右側壁３ｂ、左側壁３ｃのように構成されている。キャリアモーターにステッピングモーターを使用する場合と異なり、キャリアの基準位置を決定するためには、通常キャリアを一定方向（図で右側壁３ｂの方向）に駆動し、キャリアが右側壁３ｂに衝突して一定時間動かないことを検出して、右側壁３ｂを基準位置（＝０）として決定し、以降はキャリアの位置管理は全て右側壁３ｂからの位置で管理を行う。この動作は、頻繁に行うと微小な位置変動が起こるため、電源ＯＮ時の記録装置の機構初期化開始時に一度だけ行い、以降は行わない（  電源Ｏｎ中は）  ように構成されている。
【００１６】
図２はインクジェット記録装置のキャリアの駆動機構の概略図である。
【００１７】
ここで、ガイド軸はシャーシ３に固定されていて、キャリアが往復運動する際のガイドとなる。
【００１８】
ベルトはシャーシに固定されたキャリアモータ（ＤＣモーター）８に連結されるとともにキャリアに固定されていて、キャリアモータ８の回転を往復運動に変換してキャリアを移動させる役目を果たす。エンコーダスケール４０には一定のピッチでマークが付けられていて、所定の張力をもってシャーシに保持されている。
【００１９】
エンコーダスケールは、例えば３００ｌｐｉ（ライン・パー・インチ、２５．４ｍｍ／３００＝８４．６μｍ）で等間隔に設けられたマークを、キャリア１に固定されたエンコーダセンサ４５で検知することで、キャリア１の位置を正確に取得することができる。エンコーダの方式としては光学式や磁気式が用いられる。又、キャリア１の走査時には、リニアエンコーダスケールのマークの検出の時間間隔からキャリッジの速度を算出することができるように構成されている。
【００２０】
図３はインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図中、３０１はプリンタ全体を制御するＣＰＵ−Ｐ（中央演算処理装置）であって、ＲＯＭ−Ｐ３０３内の制御プログラムにより、２つのセンサー（キャリッジ・エンコーダー・センサー３１２、紙挿入センサー３１３）や操作パネルに設けられた各種スイッチ３０９〜３１１等から複合制御ユニット３０５を介して入力される各種の指示信号や、Ｉ／Ｆコントローラ３２０から読み出したホストからインターフェース３２１へ送られてくる印字コマンドに基づいて、モータードライバー３１４〜３１６を介して３つのモータ（キャリアモーター３１７、紙送りモーター３１８、給紙モーター３１９）の回転制御、複合制御ユニット３０５を介して記録ヘッド（インクジェットヘッド）３０６に記録データを出力して、印字データを記録ヘッドに転送し、コマンドに対応した印字制御を行う。
【００２２】
３０２はＲＡＭ−Ｐ（プリンタＲＡＭ：一時記憶メモリ）であって、印字のための展開データ、ホストからの受信データ（印字コマンドや印字データ）を一時蓄えておく受信バッファ、印字速度等の必要な情報を格納するためのワーク、ＣＰＵ−Ｐ３０１のワークエリア等として使用される。
【００２３】
３０３はＲＯＭ−Ｐ（プリンタＲＯＭ：読み出し専用メモリ）であって、ＣＰＵ−Ｐ３０１が実行する印字データを印字ヘッドに転送し、印字を行わせる印字制御プログラムやキャリアや紙送りを制御するためのプログラム、プリンタエミュレーションプログラム或は印字フォント等を備えている。
【００２４】
３０５は複合制御ユニットで、ヘッド３０６、電源ＬＥＤ３０７の点灯、消灯、点滅動作や、電源Ｓ／Ｗ３０９、カバーオープンＳ／Ｗ３１１の検知、紙挿入センサー３１３の検知機能等を有する。
【００２５】
３１４〜３１６は各々のモータを駆動制御するモータードライバである。３１７〜３１９は前記モータードライバーに接続されたモーターで、ＣＰＵ−Ｐの指示により、モータードライバーによって駆動制御される。
【００２６】
キャリアモーター３１７は、後述するようにサーボ制御を行うためＤＣサーボモーターが、紙送りモーター３１８、給紙モーター３１９は、Ｐ−ＣＰＵで制御しやすいステッピングモーターが用いられている。
【００２７】
３２０はＩ／Ｆコントローラーで、３２１のＩ／Ｆを介してホスト側コンピュータに接続され、ホスト側コンピュータよりの指令データ及び印字データを受信し、プリンタ側のエラー情報等を送信する双方向インターフェースで、セントロインターフェースやＵＳＢインターフェース等の各種インターフェースがある。
【００２８】
３３０は印字枚数、印字吐出ドット数、インクタンク交換回数、印字ヘッド交換回数、ユーザー命令クリーニング動作実行回数等を記憶するための不揮発性随時書き込みメモリで、書き込まれた内容は、電源が切れても保持される。
【００２９】
図４はインクジェット記録装置のキャリア走査速度制御系を説明する模式図である。キャリアモータ（ＤＣモーター）は、ＰＩＤコントロール或は古典制御と呼ばれる手法で制御される。その手順を説明する。
【００３０】
先ず、キャリア１に与えたい目標速度は、「速度指令」という形で与える。「速度指令」は、一定の割合で速度を増加（加速）させ、目標速度（等速度）に導き、その後目標停止位置の近傍から、一定の割合で速度を減少（減速）させる形が一般的である。
【００３１】
ここでは、通常印字時にキャリッジを２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃで駆動させる場合、加速に要する時は６０ｍｓｅｃ（減速も同様）となっていることを示している。又、速度換算回路はエンコーダセンサの信号をプリンタ内部のＡＳＩＣに入力して、ＡＳＩＣに内蔵されたタイマーでカウントすることにより、現在のキャリッジの「走査速度」を算出する。
【００３２】
「速度指令値」から「走査速度値」を減算した数値を、目標速度に対して足りない「速度誤差」として、「ＰＩＤ演算処理」に受け渡し、その時点でキャリアモータに与えるべきエネルギーを、「ＰＩＤ演算」と呼ばれる手法で算出する。それを受けた「モータドライバ回路」は、この例では、モータ印加電圧は一定として、印加電圧のパルス幅を変化させることによって（以下「ＰＷＭ（Ｐｕｌｅｓ    Ｗｉｄｔｈ    Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御」と呼ぶ）、印加電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、ＤＣモータに与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。
【００３３】
ここで、エンコーダセンサが故障した、或はエンコーダースケールが破損した、汚れて正しく読めない状態になった等で正常に働かない場合、キャリアモータの制御に正しいフィードバック行えなくなり、キャリアモータが誤動作してしまうことがあるので、エラー状態として検出し、動作を停止し表示する。
【００３４】
図５は本発明の実施の形態１におけるインクジェット記録装置のタンク交換位置におけるキャリッジ移動と、タンク交換によるキャリッジへの接触がない場合、ある場合のキャリッジ位置の時間変化を説明する模式図である。
【００３５】
図５（イ）で、キャリッジは、カバーオープンによってシャーシ中央のタンク交換位置へ移動する。交換位置へ移動終了後、交換位置を中心にして、微小速度で微小量の往復動作を開始する。その際のキャリッジの位置の時間変化を示したのが、図５（ロ）である。時間によって少しずつ位置は変化する。図５（ハ）は、ユーザーがタンク交換のためにキャリッジに触ったことにより、位置が変わらないことを示している。
【００３６】
図６は本発明の実施の形態１のインクジェット記録装置のカバーオープン時の処理を示すフローチャートである。
【００３７】
先ず、Ｓ６０１で、通常、何もイベントがなければ、右側壁近傍のキャリア待機位置にいるキャリアを、シャーシ中央のヘッド、タンク交換位置まで移動する。移動終了後、Ｓ６０２でキャリッジを微小速度で微小距離だけの往復動作を開始する（動作を制御するサーボ制御の中では、常時、キャリッジの位置、速度を検出しながら、目標位置、目標速度を保つように制御を行い、目標に対して大きく乖離が発生した場合は、その状態を検知するように制御されている）。
【００３８】
開始後、Ｓ６０３でカバーキー押下終了（カバーがクローズされる）になるのを待ち続ける。Ｓ６０３で、カバーキー押下終了（カバーがクローズされる）すると、Ｓ６０４で、キャリッジの微小速度で微小距離だけの往復動作を停止し、Ｓ６０５でサーボ制御中に目標位置、或は目標速度に対する実際の検出速度に乖離が発生したかどうか調べ、発生していたら、ユーザーがタンク交換のためにキャリッジに触ったとしてＳ６０６に進み、タンク交換情報のホストコンピューターへの送信、或は記録装置内部のインク残量カウンタのリセット等を行い、もし乖離が発生していなかったら、何もしないでＳ６０７に進み、キャリッジを待機位置へ移動して処理を終了する。
【００３９】
＜実施の形態２＞
前記実施の形態１では、タンク交換位置において、常時、微小速度で微小量の往復移動動作を行い、その間のキャリッジ位置の時間変化から、ユーザーがタンク交換したかどうかを判断するよう構成したが、同様に、往復動作中の速度情報の変化を観測することによっても同様の結果を得ることができる。
【００４０】
図７は本発明の実施の形態２におけるインクジェット記録装置のタンク交換位置におけるキャリッジ移動と、タンク交換によるキャリッジへの接触がない場合、ある場合のキャリッジ速度の時間変化を説明する模式図である。
【００４１】
図７（イ）で、キャリッジは、カバーオープンによってシャーシ中央のタンク交換位置へ移動する。交換位置へ移動終了後、交換位置を中心にして、微小速度で微小量の往復動作を開始する。その際のキャリッジの速度の時間変化を示したのが図７（ロ）である。時間によって少しずつ位置は変化する。図７（ハ）は、ユーザーがタンク交換のためにキャリッジに触ったことにより、速度が急激に落ちたことを示している。
【００４２】
図８は本発明の実施の形態１，２におけるインクジェット記録装置のキャリッジサーボモーターの制御中における位置ずれ、速度ズレ検出処理を示すフローチャートである。
【００４３】
図４で説明した手法に基づいてキャリッジを１ｍｓｅｃ周期で割り込むタイマー処理の中でサーボ制御する処理の中で、位置或は速度のずれを検出して回数を記憶し、一定回数以上になったら、ユーザーがキャリッジに触ったと判断するものである。
【００４４】
図で、先ずＳ８０１で、目標速度と検出速度の差を計算し、その絶対値が予め設定しておく速度閾値を超えていたらＳ８０３に進み、速度ずれカウンタを＋１する。更に、Ｓ８０４に進み、速度ずれカウンタが、予め設定しておくずれ閾値を超えていたらＳ８０５に進み、ユーザーキャリッジ接触情報をセットし、超えていなければ何もしないで終了する。
【００４５】
カバーオープン動作が終了したときに、このユーザーキャリッジ接触情報を参照して（図６のＳ６０５）タンク交換情報を送信したり、記録装置内部のインク残量カウンタをリセットしたりする。
【００４６】
同様に、Ｓ８０１で、速度閾値を超えていなければＳ８０６に進み、目標位置と検出位置の差を計算し、その絶対値が予め設定しておく位置閾値を超えていたらＳ８０７に進み、位置ずれカウンタを＋１する。更に、Ｓ８０４に進み、位置ずれカウンタが、予め設定してある位置ずれ閾値を超えていたらＳ８０５に進み、ユーザーキャリッジ接触情報をセットし、超えていなければ何もしないで終了する。
【００４７】
＜実施の形態３＞
実施の形態１，２では、タンク交換位置において、常時、微小速度で微小量の往復移動動作を行い、その間のキャリッジ位置、或は速度の時間変化から、ユーザーがタンク交換したかどうかを判断するよう構成したが、その場合に、位置、速度の時間変化からユーザーが触ったことを検出したら、その時点でキャリッジ動作を停止して、サーボロック動作（その位置に止まり続けようとする制御）に切り換えるように構成することもできる。
【００４８】
このように構成することにより、ユーザーはよりタンク交換動作が易くなり、又、記録装置に対しては、ユーザーがタンクを交換したことを明示的に通知することになるので、ホストコンピューターへのタンク交換情報の送信、或は記録装置内部でカウントしているインク残量カウントのリセット等が確実に行うことができるようになる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、キャリッジをＤＣモーターを使って目標位置に沿ってサーボ制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御中のキャリッジ位置変化を検出する位置検出手段と、ヘッドが交換できるように開閉できるように構成されたカバー手段と、カバーの開閉を検出するカバーオープン検出手段と、カバーオープン時にキャリッジをタンク交換位置まで移動するキャリッジ移動手段と、前記タンク交換位置へキャリッジが移動後、カバーオープン中は、キャリッジを交換位置で微小速度で微小距離の往復移動動作をさせる往復動作手段と、を設け、カバーオープン中は、タンク交換位置で往復動作中させ、キャリッジ位置検出手段により、目標位置に対して位置が変化しないことを検出することにより、ユーザーがタンク交換のためにキャリッジに触ったと判断することで、タンクが交換されたかどうか検出し、タンク交換に必要な処理（インク残量カウンタのリセットな等）を正しく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の機構を示す概略図である。
【図２】インクジェット記録装置のキャリアの駆動機構の概略図である。
【図３】インクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図４】インクジェット記録装置のキャリア走査速度制御系を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるインクジェット記録装置のタンク交換位置におけるキャリッジ移動とタンク交換によるキャリッジへの接触がない場合、ある場合のキャリッジ位置の時間変化を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるインクジェット記録装置のカバーオープン時の処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２におけるインクジェット記録装置のタンク交換位置におけるキャリッジ移動と、タンク交換によるキャリッジへの接触がない場合、ある場合のキャリッジ速度の時間変化を説明する模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１，２におけるインクジェット記録装置のキャリッジサーボモーターの制御中における位置ずれ、速度ずれの検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１        キャリア
２        ガイドシャフト
３        シャーシ
３ａ      ガイドレール
３ｂ      右側壁
３ｃ      左側壁
４        ガイドレール
５        ＬＦローラー
６        プラテン
７        印字ヘッド
８        キャリアモーター
９        ベルト
３０      ポンプベース
４０      エンコーダー
４５      エンコーダーセンサー
５１      カバー
５５      ヘッド交換レバー
【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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