(57)【要約】【課題】位置補正用のスリットを確実に検出し、記録ヘッドの位置補正を的確に行うことができる画像記録装置を提供する。【解決手段】被読取部材６ａに描かれた一定ピッチ、一定幅のスリット群１１（通常のスリット）の中に、異なる幅のスリットを組み合わせて構成した絶対位置マーク１２を一定の間隔をおいて配置する。絶対位置マーク１２を細―広―細の３つの幅のスリットで構成する。また、絶対位置マーク１２の各スリットが通過する速さとスリット群１１の各スリットが通過する速さが異なるように絶対位置マーク１２の各スリットの幅を設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に搬送される記録材に対して主走査方向に往復移動しながら画像を記録する記録手段と、該記録手段の位置を検出するためのリニアエンコーダとを有し、前記リニアエンコーダはスリットパターンが形成された被記録部材と、前記被読取部材のスリットパターンを読み取る読取り手段と、を備え、異なる幅のスリットを組み合わせて構成した絶対位置マークを一定間隔をおいて前記被読取部材に形成したことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記絶対位置マークの検出回数をカウントする絶対位置マークカウンタと、該絶対位置マークカウンタのカウンタ結果を出力する絶対位置ロード制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記スリットパターンから前記記録手段の速度を計測し、速度比較を行うことで読み取ったスリットが前記絶対位置マークであるか否かを判定する絶対位置マーク判定部と、前記絶対位置マーク判定部が前記絶対位置マークではないと判定したときのスリットのパルス周期情報を出力する速度結果ロード制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタなどの画像記録装置に係り、特に、ヘッドが主走査方向に往復移動しながら記録材に画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
副走査方向に搬送される記録材に対して記録ヘッドが主走査方向に往復移動しながら画像を記録するインクジェットプリンタなどの画像記録装置が知られている。このような装置では、画像品質に大きな影響を与える記録ヘッドの駆動制御に対して様々な工夫が施されている。例えば、記録ヘッドが搭載されたキャリッジの位置を検出する光学的読取手段としてのリニアエンコーダにおいて、縞状にスリットパターンが印刷された透明フィルム状の被読取部材に通常と異なる特殊幅のスリットを一定間隔毎に配置し、これにより、定期的に出力されてくる特有の周期パルスに基づいてキャリッジの位置補正を行い、キャリッジの主走査方向における位置精度の向上を図っている装置がある。この装置では、各スリットの通過速度（周期）を計測する速度計測用の周期測定部を利用して特殊幅のスリットを検出しており、検出時には、その時点の主走査位置カウンタの値の所定の下位ビットをクリアすることにより検出位置の誤差を補正している。
被読取部材上のスリット検出について補足すると、図７のように、被読取部材３４に斜線部のような所定幅のスリットを印刷し、これを光学的に読み取ることでパルス信号（Ａ相）出力を得るようにしている。この場合、図のように９０度位相のずれた信号（Ｂ相）も同時に出力するようにしてキャリッジの走行方向が往復動作における往路なのか復路なのかを識別できるようにしている。通常はＡ相のパルスのエッジを検出してインクの吐出タイミングを生成する。
【０００３】
図８はリニアエンコーダから出力されたエンコーダパルスの波形例を示したものである。図８（ａ）のように、パルスが出力されるとキャリッジの位置を示す主走査位置カウンタの値がパルスのエッジに同期して図８（ｂ）のようにカウントアップされる。このカウンタ値を位置情報のベースとして、指定の位置に指定のドット（滴の色、サイズ）を印射するための印射トリガ信号が図８（ｃ）のように生成され、この信号に基づいて図８（ｄ）のように印射が行われる。この図では記録材に連続して印射が行われ、ドットが等間隔に記録されている。この後、キャリッジ移動が継続されればエンコーダパルスも入力されるので主走査位置カウンタ値はカウントアップを続け位置情報は積算されていく。
一方、図９はエンコーダパルスにノイズが乗った場合のパルス波形例を示している。図９（ａ）では、２ヶ所にパルスノイズが乗っている。この場合、エンコーダパルス受信部でノイズ除去制御を設けたりするが、パルス幅によっては除去しきれない場合もある。この時の主走査位置カウンタの動きとしては図９（ｂ）のようにパルスノイズのエッジをエンコーダパルスのエッジと誤認識して、カウントアップしている。必然的にその後の印射トリガ信号も図９（ｃ）のように誤動作することになり、余計な印射が行われている。図９（ｄ）において、斜線で示したドットがノイズにより余計に印射されたドットである。更に、主走査位置カウンタ値はこのノイズ分のズレを含んだまま積算されていくので、位置ズレ量が次第に増加していくことになる。
このような位置ズレを補正するために、上述のような特殊幅のスリットを用いた位置補正を行っている。ここで、この位置補正について図１０を用いて具体的に説明する。図１０（ａ）はスリットパターンを有する被読取部材３４であり、ベースとして一定ピッチ、一定幅のスリットが描かれ、その中に幅の異なるスリットが一定間隔をおいて描かれている。主走査位置カウンタが１６ビットで構成されているとすると、特殊幅のスリットの挿入間隔は例えば８ビット単位（下位８ビットが全て０の位置）である。これにより、キャリッジが８ビット（２５６カウント）の位置に来たときにエンコーダから特殊幅のスリットに対するパルスが出力されることになり、キャリッジの位置情報が得られる。
図１０（ｂ）はスリットパターンから得られたエンコーダパルスであり、図１０（ｃ）はエンコーダパルスに基づいて生成されたカウントストローブ信号である。これに基づいて生成されたのが図１０（ｄ）のカウント補正ストローブ信号である。図１０（ｅ）は出力パルスのカウント値を示した例であり、ノイズ等の影響を受けることなく、正確にカウントされた場合である。これに対して、図１０（ｆ）は１回目の補正まで（最初のカウント補正ストローブ信号の発生まで）に３回のパルス発信を余計に検出した例である。図１０（ｆ）のように位置カウント値が外乱による影響を受けても、一定間隔をおいて検出されるカウント補正ストローブ信号によって位置補正が行われる（ｎの部分）。
【０００４】
また、特開２０００−０１５７９４公報、特開２０００−２８０５５５公報、特開２０００−２８９２５３公報、特開２００１−０３８８９５公報、特開２００１−３０１１６３公報では、記録ヘッドの移動制御においてキャリッジの速度ムラによりノズルごとに色ズレが生じるのを防ぐための対策や定速度領域外において印字ムラのない印字タイミングを生成する工夫がなされている。
また、特開２００１−２０５７９５公報では、主走査方向におけるズレを防止する為にエンコーダのリニアスケールを読み取るセンサを複数個設けることによりスケールのピッチ誤差を吸収するようにしている。また、特開平７−１３２５９４号公報では、環境温度変化による記録へド、エンコーダの変寸から生じる主走査方向の位置ズレに対してノズル列間隔の変寸量や同期信号発生手段のエンコーダ変数量を測定し、測定結果に応じた駆動信号でノズルを駆動するようにしている。さらに、特開平９−２５４４８０号公報では、エンコーダのＡ相出力のみを利用して高分解能の位置情報信号を作ることで、エンコーダパルスの変動に影響されないようにしている。
【特許文献１】特開２０００−０１５７９４公報
【特許文献２】特開２０００−２８０５５５公報
【特許文献３】特開２０００−２８９２５３公報
【特許文献４】特開２００１−０３８８９５公報
【特許文献５】特開２００１−３０１１６３公報
【特許文献６】特開２００１−２０５７９５公報
【特許文献７】特開平７−１３２５９４号公報
【特許文献８】特開平９−２５４４８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特殊幅のスリットを用いた位置補正技術では、キャリッジの速度が外乱により変化するとパルスの周期を正しく測定することができなくなり、通常スリットを特殊幅のスリットと誤認識するような不都合が生じる。このような問題に対して、例えば、特殊幅のスリットの幅を極端に広くして不用意な減速が起きたときのパルスと区別することが考えられるが、幅が広いと周期測定に時間がかかることになり、計測時の応答性能が低下することにより、製品のパフォーマンス低下につながってしまう。また、主走査位置カウンタの補正方法も下位ビットの０クリアであるので、もしカウンタ値がマイナス方向に誤差を含んでいた時は正しく補正できないだけでなく逆に大きくズレを生じさせることになる。
また、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５では、色ズレ対策や印字タイミングの工夫がなされているが、絶対位置の精度に関しては考慮されていない。また、特許文献６では、スケールのピッチ誤差を吸収する工夫がなされているが、センサ追加のために部品数増加につながり、コストアップを招く。また、エンコーダパルスにノイズが乗ることで発生する位置情報のズレに対しては考慮されていない。
また、特許文献７では、測定結果に応じた駆動信号でノズルを駆動するようにしているが、位置情報は従来のエンコーダパルスに基づいているため、エンコーダパルス自体がノイズ等により誤った情報になった場合はもはや正確な制御をすることができない。さらに、特許文献８では、エンコーダパルスの変動に影響されないようにしているが、エンコーダパルス周期に基づいた仮想的な位置情報にすぎず、絶対位置に対しては誤差を含んでしまう場合があり、問題である。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、位置補正用のスリットを確実に検出し、記録ヘッドの位置補正を適格に行うことができる画像記録装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、副走査方向に搬送される記録材に対して主走査方向に往復移動しながら画像を記録する記録手段と、前記記録手段の位置を検出するためのリニアエンコーダとを有し、前記リニアエンコーダはスリットパターンが形成された被記録部材と、前記被読取部材のスリットパターンを読み取る読取り手段とを備え、異なる幅のスリットを組み合わせて構成した絶対位置マークを一定間隔をおいて前記被読取部材に形成した画像記録装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記絶対位置マークの検出回数をカウントする絶対位置マークカウンタと、前記絶対位置マークカウンタのカウンタ結果を出力する絶対位置ロード制御部とを備えた画像記録装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記スリットパターンから前記記録手段の速度を計測し、速度比較を行うことで読み取ったスリットが前記絶対位置マークであるか否かを判定する絶対位置マーク判定部と、前記絶対位置マーク判定部が前記絶対位置マークではないと判定したときのスリットのパルス周期情報を出力する速度結果ロード制御部とを備えた画像記録装置を主要な特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の画像記録装置１００の機構の概略を示す斜視図である。画像記録装置１００はこの例では、インクジェットにより画像形成を行う装置である。画像記録装置１００は記録手段としての記録ヘッド１と、記録ヘッド１が搭載されるキャリッジ２と、キャリッジ２が主走査方向に摺動自在に取り付けられるガイドレール３と、キャリッジ２が固定され、モーター４によって駆動力が与えられるタイミングベルト５と、記録ヘッド１の位置を検出するためのリニアエンコーダ６と、待機位置にある記録材７を装置内部に送る供給ローラー８と、供給ローラー８から送られてきた記録材７を巻きつけて画像記録位置まで搬送するプラテンローラー９とを有している。リニアエンコーダ６はスリットパターンが形成された透明フィルム状の被読取部材６ａとスリットパターンを検出するための読取り手段としてのフォトインタラプタ６ｂから成る。
図２（ａ）のように、被読取部材６ａにはスリットパターンが描かれており、そのスリットパターンは一定のピッチで描いた一定幅の通常のスリット（以下、スリット群１１と呼ぶ）の中に、異なる幅のスリットを組み合わせて構成したパターン（以下、絶対位置マーク１２と呼ぶ）を一定の間隔をおいて描いたものである。絶対位置マーク１２はこの例では、細―広―細の３つの幅のスリットで構成され、絶対位置マーク１２の各スリットが通過する速さとスリット群１１の各スリットが通過する速さが異なるように絶対位置マーク１２の各スリットの幅がスリット群１１のスリット幅と異なるように設定されている。このような組み合わせと幅に設定したのは、加速（細）―減速（広）―加速（細）というスリット単位での速度変化はモーターの応答性から判断すると起こり得ないからである。
このように、絶対位置マーク１２を異なる幅のスリットを組み合わせて構成したので、外乱等により記録ヘッド１（図１）に速度変化が起きても、位置補正用のスリットとしての絶対位置マーク１２を確実に検出し、記録ヘッド１の位置補正を適格に行うことができる。なお、この例では、８ビット単位毎に絶対位置マーク１２が配置され、記録ヘッド１（図１）が８ビット（２５６カウント）の位置に来たときにフォトインタラプタ６ｂ（図１）による絶対位置マーク１２の検出結果がリニアエンコーダ６（図１）のパルスとして図２（ｂ）のように出力される。
【０００８】
ここで、画像記録装置１００の制御回路について図３のブロック図を用いて説明する。画像記録装置１００の制御系はリニアエンコーダ６と、リニアエンコーダ６の出力パルスを受信するエンコーダパルス受信部２１と、エンコーダパルス受信部２１における周期測定結果に基づいて出力される主走査周期レジスタ２２及び主走査位置カウンタ２３と、キャリッジ移動制御を行う主走査モーター制御部２５と、主走査位置カウンタ２３の出力値から印字タイミングを生成する印字タイミング生成部２４と、印字タイミング生成部２４の印字タイミングから印字動作を制御するヘッド制御部２６とで構成されている。
リニアエンコーダ６は上述したように被読取部材６ａとフォトインタラプタ６ｂとを備えている。エンコーダパルス受信部２１は１パルス分の周期を測定する周期測定部２１ａ、測定したパルスに相当するスリットが絶対位置マーク１２（図２）で有るか否かを判定する絶対位置マーク判定部２１ｂ、絶対位置マーク判定部２１ｂが絶対位置マーク１２ではないと判定したときのスリットのパルス周期情報を出力する速度結果ロード制御部２１ｃ、絶対位置マーク１２の検出回数をカウントする絶対位置マークカウンタ２１ｄ、絶対位置マークカウンタ２１ｄのカウンタ結果を出力する絶対位置ロード制御部２１ｅから成る。
【０００９】
ここで、図２に戻って絶対位置マーク１２による記録ヘッド１の位置補正の方法について説明する。図２（ｃ）は図２（ｂ）のエンコーダパルスから絶対位置マーク判定部２１ｂ（図３）により絶対位置マーク１２を検出した後に出力される絶対位置マーク検知信号であり、図２（ｄ）のように絶対位置マークカウンタ２１ｄ（図３）でカウントされる。絶対位置マークカウンタ２１ｄは１０００カウント毎にカウントアップする。そして、絶対位置マークカウンタ２１ｄからの出力に基づいて絶対位置ロード制御部２１ｅが図２（ｅ）のように絶対位置マークストローブ信号を生成する。ここではフリップフロップで絶対位置マークカウントアップ後にシフトする。
図２（ｆ）は絶対位置マークカウンタ２１ｄの動きを表し、図２（ｇ）はノイズ等により、誤検知したカウントを含む位置カウント値を示している。図２（ｇ）は１回目の補正の直前まで６カウント進んでいる例で、これは１回目の補正の前に６回の誤カウントがあったことを示している。絶対値マークカウンタ２１ｄの値は図２（ｅ）の絶対位置マークストローブ信号により主走査位置カウンタ２３にロードされる。図２（ｇ）の例では、１回目の補正ではｎという値が主走査位置カウンタ２３にロードされ、６カウント分のズレが補正されている。このように、位置座標自体（位置カウンタの全ビット）をロードするので、マイナス方向のズレであっても正しく補正することができる。
【００１０】
次に、絶対位置マーク１２の検出方法について説明する。図４における図４（ａ）はリニアエンコーダ６からのパルス波形を示し、図４（ｂ）は周期測定値を示し、図４（ｃ）は最終的に周期測定結果が格納される主走査周期レジスタ２２の値を示している。通常、図のようにエンコーダパルスはエッジ検出によりカウンタが０クリアされ、次のエッジまでをカウントし、最終値を主走査周期レジスタ２２にロードするが、絶対位置マーク１２に関しては主走査周期レジスタ２２にロードしないため、主走査周期レジスタ２２には前の周期の値が保持される。
これについて、図５と図６を用いて説明する。図５において図５（ａ）は周期測定用の基準クロック、図５（ｂ）は絶対位置マーク１２に対するエンコーダパルス、図５（ｃ）は各パルスの周期を測定する周期カウンタ、図５（ｄ）は周期測定結果、図５（ｅ）は絶対位置マーク判定結果、図５（ｆ）は主走査周期レジスタ２２の値を示している。図５（ｂ）のｔ２、ｔ３、ｔ４は絶対位置マーク１２のパルス周期であり、ｔ１は絶対位置マーク１２以外の通常のエンコーダパルスである。図５（ｄ）のように、ｔ０〜ｔ４の周期測定結果を得ると、図５（ｅ）のマーク判定において、隣り合う２つの周期結果から比率を求め、これを定数αと比較する。
例えば、定数α１は通常のエンコーダスリットの幅と絶対位置マーク１２の最初のスリットの幅の比率を考慮して決定した値であり、全ての隣り合う周期測定結果の比率と比較される。図６のように、比率がα１より小さい場合には絶対位置マーク１２ではないと判断し、そのまま主走査周期レジスタ２２（図３）にロードする。α１より大きい場合には絶対位置マーク１２である可能性があるので、主走査周期レジスタ２２にはロードせずに、次の判定に移る。次の判定では、定数α２との比較を行う。比率がα２より小さい場合には絶対位置マーク１２ではないと判断し、主走査周期レジスタ２２にロードする。α２より大きい場合には絶対位置マーク１２である可能性があるので主走査周期レジスタ２２にはロードせずに次の判定に移る。
次の判定では、定数α３との比較を行い、比率がα３より小さい場合には絶対位置マーク１２ではないと判断し、主走査周期レジスタ２２にロードする。α３より大きい場合は絶対位置マーク１２であると判定し、絶対位置マーク検知信号（図２（ｃ））を出力する。このように、周期計測結果には絶対位置マーク１２に対する計測結果を反映させないことで記録ヘッド１の速度制御に影響を与えないようにしたので、速度計測用の既存の周期測定部２１ａを利用しても絶対位置マーク１２を確実に検出することができる。
なお、この実施の形態では、絶対位置マーク１２を細―広―細の３つのスリットの組み合わせで構成し、各スリットの幅が通常スリットの幅とは異なるように設定した例を説明したが、これに限定されることはなく、スリットの組み合わせやスリット幅の設定は様々に設定してよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、異なる幅のスリットを組み合わせて絶対位置マークを構成したので、外乱等により記録ヘッドに速度変化が起きても、位置補正用のスリットとしての絶対位置マークを確実に検出し、記録ヘッドの位置補正を適格に行うことができる。
請求項２によれば、位置座標自体（位置カウンタの全ビット）をロードするので、マイナス方向のズレであっても正しく補正することができる。
請求項３によれば、周期計測結果には絶対位置マークに対する計測結果を反映させないことで記録ヘッドの速度制御に影響を与えないようにしたので、速度計測用の既存の周期測定部を利用しても絶対位置マークを確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像記録装置１００の機構の概略を示す斜視図である。
【図２】絶対位置マーク１２と位置補正タイミングの例を示す図である。
【図３】画像記録装置１００の制御回路を示すブロック図である。
【図４】絶対位置マーク１２の検出方法を説明する図である。
【図５】主走査周期レジスタ２２の動作を説明する図である。
【図６】マーク判定における動作を説明する遷移図である。
【図７】被読取部材３４のパルス波形を示す図である。
【図８】エンコーダパルスの波形例（通常時）を示す図である。
【図９】エンコーダパルスの波形例（ノイズがある場合）を示す図である。
【図１０】従来の位置補正用のスリットを示す図である。
【符号の説明】
１  記録ヘッド、２  キャリッジ、３  ガイドレール、４  モーター、５  タイミングベルト、６  リニアエンコーダ、６ａ、３４  被読取部材、６ｂ  フォトインタラプタ、７  記録材、８  供給ローラー、９  プラテンローラー、１１スリット群、１２  絶対位置マーク、２１  エンコーダパルス受信部、２１ａ周期測定部、２１ｂ  絶対位置マーク判定部、２１ｃ  速度結果ロード制御部、２１ｄ  絶対位置マークカウンタ、２１ｅ  絶対位置ロード制御部、２２  主走査周期レジスタ、２３  主走査位置カウンタ、２４  印字タイミング生成部、２５  主走査モーター制御部、２６  ヘッド制御部、１００  画像記録装置
【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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【図９】
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【図１０】
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