(57)【要約】【課題】  両軸のモータが動作してキヤリッジを移動させる際、キヤリッジの自重と摺動負荷、駆動機構のベルトが弾性により、ベルトのたわみが発生する。このベルトのたわみのために、キャリッジを正しく移動させることができない。【解決手段】  記録ヘッドを移動させる移動手段と、移動手段を駆動する第１駆動手段と第２駆動手段と、第１の駆動手段と第２駆動手段とを駆動する駆動回路とを備え、駆動回路は、第１駆動手段と第２駆動手段の駆動開始を検出して、第２駆動手段の駆動電流の切り替えを遅らせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、
前記記録ヘッドを移動させる移動手段と、
前記移動手段を駆動する第１モータと第２モータと、
前記第１モータと前記第２モータとを駆動する駆動回路と、
前記第１モータ、前記第２モータの駆動開始タイミングを検出する検出回路と、
所定期間前記第２モータの駆動電流の切り替えを行なう切り替え信号生成回路とを備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記第１モータの加速制御を行なう際、前記切り替え信号生成回路は前記第２モータの駆動電流を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記駆動回路は４つのトランジスタからなるプッシュプル２系統の駆動回路であって、コンプリメンタリペアで接続されるソーストランジスタとシンクトランジスタは複数の抵抗素子を介して接続され、前記ソーストランジスタ側の抵抗素子の両端には、前記切り替え信号生成回路から出力される信号によりオン／オフするトランジスタが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置と、モータ駆動装置に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
図３に従来のプリンタにおける駆動構成を示す（特許文献１）。印字ヘッド搭載のキヤリッジ１はタイミングベルト２にホルダー３によって固定される。タイミングベルト２は両側のプーリ４ａと４ｂに弛みなく懸架される。片方のプーリには駆動源であるモータが連結されている。この図の場合ではプーリ４ａとモータ５が同軸連結する構成を取っている。２個のプーリは同等である必要はないが、通常モータのトルク特性と速度特性によりその半径は決定されるものであり、一方アイドルプーリー４ｂはベルトの弛みを取るためのテンショナー（不図示）と共に用いられるものであり比較的イナーシャの小さい部材で構成される。何れにせよ従来系の本質的特徴として片側駆動であることがあげられる。
【０００３】
このような構成によりキヤリッジを駆動する場合、先ず往復動作で非対称な推力伝達となる。これは簡単に、駆動プーリ４ａがキヤリッジ１を直接牽引するのか、アイドルプーリーを介して牽引するのかの違いとして説明できる。双方向印字をするときにベルトの伸び特性の違いがある。そして、単に往復動作に違いがあることだけではなく、ベルト張力の振動的動揺を発生させやすいことにあり、キヤリッジ走査時の速度変動として印字結果に影響を与えていたことにある。速度の脈動はある種の画像について紙送り方向の縞状のむらとして現れることが多い。
【０００４】
一般に質量体をベルト連結により駆動する場合、質量体に直接作用する力はベルトの張力である。図４には、本系に作用する張力の関係を示している。駆動プーリ４ａとキヤリッジ１との間を張力Ｔａ、キヤリッジ１とアイドルプーリー４ｂとの間をＴｂ及び量プーリー間をＴｃとする。作用する位置と方向を矢印で示している。張力の特殊性は負の値のない零または正の値であることで、即ち作用する力の方向が必ず一定である。
【０００５】
更に換言すれば、ベルトは引くだけの作用で押す方向の力を伝達できないことである。キヤリッジ剛体の運動方程式はＴａとＴｂの差分で決定され、何れか勝る方向に加速される関係になる。図４において、キヤリッジが右側に加速される過渡状態を説明するならば、モータが反時計方向に回転することにより、張力はＴｃ、Ｔｂの順に高まり、同時にＴａが低下するものである。注意が必要なのはＴｃからＴｂへの力伝達は若干遅れるため、むしろＴａの弛みによってキヤリッジは初期加速を得ることである。
【０００６】
これに対して、キヤリッジが左側に加速されるときは、張力Ｔａによって直接推力伝達される。しかし張力の弛みはＴｃからＴｂへ遅れを伴って伝達され、キヤリッジの左移動による張力の増加方向の作用と干渉することになる。即ちキヤリッジとアイドルプーリー間のベルト張力Ｔｂは、ＴａとＴｃからの相反する作用が衝突する個所で振動を発生させる。
【０００７】
図５に、キヤリッジ加速時の問題となる振動現象の例を示している。表現上、加速時の大きな脈動を示したがこの振動発生の本質は一定速度走査時も微小に現れ画質を劣化させる原因となっている。
【０００８】
走査速度の変動を縮小するためには、ベルトの懸架される両プーリとキャリッジの３点間を連結するベルトの張力歪みを避けることと、走査方向に依存しないトルク伝達系とすることが課題解決の基本である。
【０００９】
次に、両プーリそれぞれに動力源を持たせた構成について説明する（特許文献２）。２個のモータの駆動を１系統の制御手段と駆動回路手段で実現している。
【００１０】
図６は、従来例のモータ駆動回路について記載している。トランジスタ４個（Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４）からなるプッシュプル２系統の駆動（電力）制御構成において２個のＤＣモータ（Ｍｔｒ１、Ｍｔｒ２）を接続する構成となる。ソース側トランジスタＴｒ１とＴｒ３のそれぞれのコレクタは電源に接続されている。シンク側トランジスタＴｒ２とＴｒ４のそれぞれのコレクタは負電源またはグラウンドに接続されている。
【００１１】
コンプリメンタリペア即ちソースＴｒ１とシンクＴｒ２は抵抗器Ｒ１を介して接続する。他方のペア（ソースＴｒ３とシンクＴｒ４）も同様にソースＴｒ３とシンクＴｒ４の間に抵抗器Ｒ２を介した接続としている。第１のＤＣモータはＴｒ１と抵抗器Ｒ１の間即ちＴｒ１のエミッタに正端子を接続し、負端子をＲ２とＴｒ４の間即ちＴｒ４のエミッタに接続する。第２のＤＣモータはＲ１とＴｒ２の間即ちＴｒ２のエミッタにその正端子を接続し、負端子をＴｒ３と抵抗器Ｒ２の間に接続する。
【特許文献１】特開平７−２０５４８３号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、商業用あるいは産業用のような大型のインクジェットプリンタの場合には、キヤリッジ駆動の移動距離が長い走査機構を有する場合には、キャリッジを高速に駆動を行なうと駆動方向に対して、従動側モータの軸の近傍でベルトの緩みが発生する。
【００１３】
例えば、図７において、キャリッジ１が右方向に移動する場合には、加速開始のタイミングで、ベルトの緩み７００１が発生する。また、キャリッジ１が左方向に移動する場合には、加速開始のタイミングで、ベルトの緩み７００２が発生する。
【００１４】
この現象は以下のように説明できる。まず、両軸のモータがキヤリッジを牽引して動き出す。キヤリッジ１は自重と摺動負荷により初期駆動条件では瞬時に駆動できない。さらに、駆動機構に構成されるベルト長が長いためにベルトが弾性量に余裕があり、駆動しないキヤリッジをさらに駆動させようとする従動モータの力がかかるため、ベルトがちぢまる方向にたわみ７００１，７００２が発生してしまう。
【００１５】
このように、キヤリッジ駆動時の両端で反転のたびに、キャリッジの加速開始時にベルトたわみが発生する。このために、駆動プーリの歯とび等が発生し、キャリッジの駆動に悪影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の記録装置は、記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、前記記録ヘッドを移動させる移動手段と、前記移動手段を駆動する第１モータと第２モータと、前記第１モータと前記第２モータとを駆動する駆動回路と、前記第１モータと前記第２モータの駆動開始タイミングを検出する検出回路と、所定期間前記第２モータの駆動電流の切り替えを行なう切り替え信号生成回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明により、記録装置などの駆動装置において、駆動方向が反転後の加速時に発生するベルトのたわみの発生を防止することができる。これにより、双方向移動においても、ほぼ対称な動作を行なうことができ、良好な双方向記録が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態を示すものであるが駆動開始検出手段（駆動開始検出回路）１００１、切り替え信号発生手段（切り替え信号発生回路、切り替え信号生成回路）１００２、モータ駆動回路１００３、タイマー回路（タイマー手段）１００４から構成されている。
【００１９】
モータ駆動回路はドライブ入力信号（指令信号１、２、３、４）によって制御される。各駆動方向よって信号の設定の組み合わせは決まっている。よって、駆動方向の駆動開始点の検出をこれらドライブ信号で検出する。駆動開始検出信号を切り替えステータス発生手段に入力して、あらかじめ設定したタイマー回路１００４を起動と同時にモータ駆動回路のトランジスタの切り替え信号１０５を発生させる。この切り替え信号１０５をモータ駆動回路に入力しモータの動作を制御する。
【００２０】
以上のようなモータ制御装置について、モータ駆動回路の構成について以下に説明する。機構上は従来の構成と同等でベルト駆動ヘッド送り構成において両プーリを駆動するためＤＣモータを２個用意するもので、従来と同様の構成であるので、詳細な説明は省く。
【００２１】
モータ駆動回路は４つのトランジスタＴＲ１（Ｔｒ１）、ＴＲ２（Ｔｒ２）、ＴＲ３（Ｔｒ３），ＴＲ４（Ｔｒ４）からなるプッシュプル２系統の駆動（電力）制御において２個のＤＣモータＭＴＲ１（Ｍｔｒ１）、ＭＴＲ２（Ｍｔｒ２）を接続する構成となる。
【００２２】
ソース側トランジスタＴｒ１とＴｒ３のそれぞれのコレクタは電源に接続され、シンク側トランジスタＴｒ２とＴｒ４のそれぞれのコレクタは負電源またはグラウンドに接続されている。本実施形態では、バイポーラ型トランジスタで表現しており、以降バイポーラとして説明していくが、ＦＥＴであっても構わない。
【００２３】
コンプリメンタリペア即ちソースＴｒ１とシンクＴｒ２は抵抗器（抵抗素子）Ｒ１とＲ３を介して接続する。他方のペア（ソースＴｒ３とシンクＴｒ４）も同様に抵抗器Ｒ２とＲ４を介した接続されている。
【００２４】
さらに、抵抗器Ｒ３には抵抗器両端にトランジスタＴＲ５が接続されており、抵抗器Ｒ４の両端にはトランジスタＴＲ６が接続されている。
【００２５】
さて、図７において、ＭＴＲ１（Ｍｔｒ１）を主のモータ、ＭＴＲ２（Ｍｔｒ２）を従のモータとする。この場合、キャリッジ１は左に移動するものとする。なお、キャリッジ１が右に移動する場合には、ＭＴＲ１（Ｍｔｒ１）を従のモータ、ＭＴＲ２（Ｍｔｒ２）を主のモータとなる。
【００２６】
まず、初期状態において、ＴＲ５、ＴＲ６は初期状態でＯＮとなっている。そしてＴＲ１、ＴＲ４の入力制御信号がＯＮになる起動タイミングで正方向駆動状態を検出し、タイマー１００４を起動する。さらに初期化状態でＯＮだったＴＲ５のゲート信号をオフ（ＯＦＦ）する。このＴＲ５がオフ時間は、予め求められている時間である。このために、ＭＴＲ２を流れる電流は、電源ＶＭからＴＲ１→Ｒ３→Ｒ１→ＭＴＲ２→Ｒ４→Ｒ２→ＴＲ４→グランドの経路を流れる。このため、ＭＴＲ２を流れる電流の大きさは、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４できまる。このために、加速時（加速制御領域）においては、定常駆動状態のＭＴＲ２を流れる電流より少なくなる。
【００２７】
その後、ＴＲ５のオフ時間が経過すると、ＴＲ５はオン（ＯＮ）するので、ＭＴＲ２を流れる電流は、電源ＶＭからＴＲ１→ＴＲ５→Ｒ１→ＭＴＲ２→ＴＲ６→Ｒ２→ＴＲ４→グランドの経路で電流が流れる。これにより、ＭＴＲ１と同じく大きさの電流が流れることになる。
【００２８】
なお、主のモータＭＴＲ１に流れる電流は、加速から減速まで、電源ＶＭからＴＲ１→ＭＴＲ１→ＴＲ４→グランドという同じ経路で流れる。
【００２９】
このように、加速制御の初期のタイミングで、従のモータであるＭＴＲ２に流す電流を抑制し、加速制御の初期を過ぎてから通常の電流値をＭＴＲ２に流すように制御することで、従のモータ側に発生するベルトの緩みの発生を防止しつつ、キャリッジを良好に駆動することができる。
【００３０】
なお、キャリッジが逆方向に移動する場合には、主のモータがＭＴＲ２となり、従のモータが、ＭＴＲ１となる。
【００３１】
図２は上述した駆動制御のタイミングを説明する図である。駆動方向状態２０１はキヤリッジの駆動の向き、停止中か駆動中かを示す信号を示す。指令信号１（１０１）から指令信号４（１０４）はそれぞれトランジスタ（Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４）の設定信号である。
【００３２】
駆動開始の２００１のタイミングで、主のモータ（主動モータ）ＭＴＲ１は駆動を開始する。タイミング駆動開始の矢印２００１のタイミングで、切り替え信号１０５はＯＦＦ（ロウ状態）となる。このため、従のモータ（従動モータ）ＭＴＲ２はＴｒ５，６がＯＦＦ（オフ）するため、駆動電流が絞られ（抑制され）、そのためＭＴＲ２の駆動速度は矢印のように立ち上がりが遅れる（図の２００４）。タイマー１００４が起動して、ＴＲ＿Ｏｆｆ設定時間１０６は、Ｔｒ５，６がオフ状態を維持する時間である。このＴＲ＿Ｏｆｆ設定時間を経過すると経過する（１０６がロウ状態）と、矢印２００２のように切り替え信号１０５はＯＮ（ハイ状態）となる。
【００３３】
従って、従のモータ（従動モータ）ＭＴＲ２はＴｒ５，６がＯＮ（オン）するため、従のモータ（従動モータ）ＭＴＲ２は、タイミング２００４において、通常の駆動状態にもどる。
【００３４】
この制御により、従来、通常駆動条件において駆動方向の反転後の加速時に発生したキヤリッジの起動の遅れとＭｔｒ２の駆動力に押された駆動力の差を従来以上に小さくすること画可能になりベルトのたわみの発生を回避できる。
【００３５】
キャリッジが逆方向に移動する場合は、Ｔｒ１＝Ｔｒ４＝ＯＦＦ、Ｔｒ３＝Ｔｒ２＝ＯＮで通電されるように制御すればよく、キヤリッジは全く同様に逆方向に駆動される。その際、初期加速時にトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のオン／オフを同様に行なうことで、ＭＴＲ１の駆動速度を制御できる（図の２００７）。
【００３６】
以上のような制御を行なうことで、キャリッジが反転した後の、加速する際に発生するベルトのたわみを防止（抑制）でき、双方向対称駆動の状態が維持できる。
【００３７】
Ｔｒ５、Ｔｒ６を電流制限切り替え素子としてトランジスタを使用したが、これはその一例であり、電流制限機能をＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフを切替えられる）できる素子であれば他の回路素子でも構わない。
【００３８】
なお、図１に示す指令信号１から４は、不図示のモータ制御回路から出力される。このモータ制御回路は、例えばＣＰＵやＡＳＩＣ、とメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）などで構成されている。この他、記録装置（モータ制御装置）には、例えばキャリッジの移動量に応じて信号を出力するリニアエンコーダーを備えている。このエンコーダーからの信号により、モータ制御回路は、キャリッジの移動速度や移動量を算出して、キャリッジの動作のサーボ制御を行う。
【００３９】
また、制御信号をタイマー回路１００４で生成させたが、例えばＣＰＵなどの制御回路からソフト処理により実行しても構わない。
【００４０】
また、上述したモータ制御回路は、記録装置を例にして説明したが、これに限定するものではなく例えば、スキャナなどの画像入力装置であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態における駆動回路である。
【図２】本発明の実施形態における駆動回路の動作タイミングの説明図である。
【図３】従来の１つのモータによるキヤリッジ駆動の説明図である。
【図４】従来のキヤリッジ駆動における作用する張力の説明図である。
【図５】従来の加速時の振動を説明するグラフである。
【図６】従来の双方向対称系の駆動回路である。
【図７】従来の２つのモータによるキヤリッジ駆動系の説明図である。
【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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