(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１駆動手段と第２駆動手段の駆動電流の切り替えを行なう。【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、
所定のタイミングで、期間前記第１モータ、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】
前記所定のタイミングは、前記第１モータの減速開始を行なうときであ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、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置に関するものであり、特に写真画質の画像を高品質に印字すること且つ印字処理時間を短縮する技術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、大判インクジェットプリンタのようにキヤリッジ搬送系の移動距離の長い走査機構を有する印刷装置において高速に駆動を行なうと駆動中の減速動作開始時において駆動方向に対して、主なるモータの軸の近傍でベルトの緩みが発生する。
【００１３】
前記図７の７００１、７００２に発生状態の簡単な図を示す。それぞれの駆動方向において同様に減速動作開始のタイミングでベルトの緩みが発生する。
【００１４】
この現象は以下のような現象である。両軸のモータでキヤリッジを牽引した駆動中において減速動作を開始するとキヤリッジ１は駆動中の慣性の力により瞬時に減速できない。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、駆動中キヤリッジに従なるモータが減速する力の伝達が遅れるため、キヤリッジの減速動作と減速動作とする主なるモータの減速する力との差がベルトをちぢまる方向へゆるみを発生させる。
【００１５】
以上のようにキヤリッジ駆動中の両端において減速動作開始ごとにベルトゆるみが発生する。これは、駆動プーリの歯とび等の駆動性能に悪影響が懸念される。
【００１６】
この現象を回避するためには、減速動作時に従なるモータ停止する力（逆起トルクの力）＞主なるモータ停止する力（逆起トルクの力）となる条件を設定する必要があるが従来の構成では１方向に駆動中の駆動条件は主なるモータ駆動力＞従なるモータ駆動力の条件を設定して駆動するため、駆動中に駆動条件を変更することはできない。このため上記現象に起因する画質の劣化が発生する。あるいは減速時間を長くする対策により印刷速度が遅くなるといった問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プーリを具備する直流モータ２軸に懸架されたベルトによって駆動されるキヤリッジを構成する印刷装置において、その駆動特性を維持しつつ、駆動中の停止指令のタイミングでベルトのゆるみ現象を回避することで駆動特性の優れたサーボ系の実現等を図ることができるインクジェット印刷装置を提供することにある。
【００１８】
これを実現するための的確な手段として、従来の２つの駆動源の駆動構成を基本に
前記ベルトゆるみを低減するために一方向へ駆動中の停止指令時に２軸のモータの駆動条件を主なるモータ逆起トルク力＜従なるモータ逆起トルク力に設定変更することで主なるモータの停止する力を低下させ、さらにキヤリッジ停止する力高めて主なるモータよりキヤリッジが早く減速させることを可能にする。
【００１９】
具体的には定常において設定される主なるモータには直接電流を供給し、従なるモータへは抵抗器により電流供給量を低下させる手段を用いているが、同一方向駆動状態での停止のタイミングで主なるモータと従なるモータでの逆起電流の発生条件を逆転するために停止指令において主なるモータおよび従なるモータそれぞれの逆起電流発生時に従なるモータの逆起電流の流れる回路のインピーダンスを変化させるために電流制限設定用抵抗の両端をショート、オープンする機能を構成することで減速時に従なるモータの減速する力を大きくする。回路抵抗値の切り替えは駆動方向と停止指令信号を検出して設定し、さらに設定時に起動されたタイマーがあらかじめ設定された任意の時間後に設定解除信号を出力する。以上のような構成で自律的に切り替えられる手段を用意することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明による印字装置主走査駆動系では駆動ベルトでの伝達の遅れについて考慮が必要な走査駆動系において、おもに同一方向に駆動中において減速開始時に発生するベルトのゆるみ現象を回避し、かつ従来の双方向移動においてまったく対称な動作を維持できるので良質な双方向印字が可能である。よってキャリッジの速度安定性が向上し、従来と同様の一系統の制御手段と電力供給手段で２個のモータを駆動できるのでコストを上げることなく加速性能の優れたサーボ系を実現できる等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な一実施携形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は本発明の実施形態を示すものであるが切り替え信号発生手段１０００、電流供給手段１００３からなっている。
【００２３】
切り替え信号発生手段１０００は駆動方向検出手段１００１と停止指令検出手段１００２から構成されており駆動信号１から４（１０１から１０４）の設定状態から駆動方向と停止信号を検出し駆動条件切り替え信号を出力する。
【００２４】
電流供給手段１００３は駆動信号１から４（１０１から１０４）によって制御される。各駆動方向によって信号の設定の組み合わせは決まっている。この駆動信号により一方向に駆動中の駆動方向の検出と停止指令点の検出を行なう。停止信号１０８と駆動方向信号１０５あるいは１０６）からＣＷ切り替え信号１０６あるいはＣＣＷ切り替え信号１０５を出力する。また停止信号１０８を検出時に任意の設定されたタイマー回路１００４を起動し任意時間経過後、前記切り替え信号の設定解除を行なう設定解除信号１０８を出力する。前記切り替え設定信号１０５あるいは１０６を電流供給手段１００３に入力しモータの駆動電流条件を可変させてモータを駆動する。以上のようなモータドライブ回路構成について本発明で重要な電流供給手段１００３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、詳細に記述しないが、従来と同様である。電流供給手段１００３はトランジスタ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、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。本実施例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であっても本質は相違しない。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。さらに抵抗器Ｒ１には抵抗器両端にトランジスタＴＲ５抵抗器Ｒ２の両端にはトランジスタＴＲ６が接続されている。
【００２５】
基本的なモータのＣＷあるいはＣＣＷ駆動方向と回路の動きについては従来例と同様である。
【００２６】
ＴＲ５、Ｔｒ６は初期状態でＯＦＦ設定される。定常状態でＭＴＲ１はＣＷ駆動時には電源からＴＲ１、ＭＴＲ１、ＴＲ４の経路を通って電流は流れる。一方、ＭＴＲ２はＴＲ１、Ｒ１、ＭＴＲ２、Ｒ２、ＴＲ４の経路を通って電流が流れ同じＣＷ方向に駆動する。ＭＴＲ２は駆動回路に抵抗器Ｒ１、Ｒ２が構成されＭＴＲ１の回路構成に比較して駆動電流量は減少する。
【００２７】
次に図８は本発明に主要な逆起電流の流れる構成を説明する。
【００２８】
図８において停止指令状態ではＴＲ３、ＴＲ４がＯＮに設定され、モータＭＴＲ１、ＭＴＲ２に発生する逆起電流を流す回路を構成する。ＭＴＲ１はＭＴＲ１、Ｒ１、ＴＲ２ＴＲ４の回路（４００１）に逆起電流を流す。一方、ＭＴＲ２はＭＴＲ２、ＴＲ２、ＴＲ４、Ｒ２の回路においてＴＲ６をＯＮしてＲ２をショート状態にして回路抵抗値を下げる。よってＭＴＲ２、ＴＲ２、ＴＲ４、ＴＲ６の回路を流れる。（４００２）この構成によりＭＴＲ２逆起電流＞ＭＴＲ１逆起電流の駆動条件を設定可能になる。以上のように制御することで同一方向駆動中の停止指令時の減速区間で駆動電流条件の変更できる。
【００２９】
図２は本動作の要点を説明したタイムチャートを示している。
【００３０】
図２の駆動方向２０１はモータ駆動指令値の動作方向を示している。中心線が停止であり、上はＣＷ駆動、下はＣＣＷ駆動であること表現している。ＣＷ駆動開始時において駆動信号１、１０１と駆動信号４、１０４の立ち上がり（２００１）でＣＷ駆動方向信号１０６を設定する。ＣＷ駆動中に減速開始するために停止指令が設定される。停止指令は駆動信号３、１０３と駆動信号４、１０４が同時にＯｎに設定され、このタイミングで停止信号１０８は設定される。
【００３１】
（２００２）停止信号１０８と前記ＣＷ駆動方向信号１０６でＣＷ切り替え信号１１０が設定される。本設定により、ＣＷ方向で従なるＭＴＲ２の逆起電流回路の抵抗値が小さくなるため逆起電流は増加し、モータＭＴＲ２の減速動作が早まりキヤリッジの減速動作も早くなる。
【００３２】
（２００５）このときモータＭＴＲ１はＲ１が逆起電流回路に構成しているため、ＭＴＲ２に比較して電流が小さくなり駆動速度の減速動作が遅れる。（２００４）このとき停止信号検出時にタイマー１００４を起動し、設定時間経過後前記、電流切り替え手段の設定解除信号を出力する。本信号で切り替え手段１０００は初期状態となる（２００３）。
【００３３】
一方ＣＣＷ方向に駆動する場合も同様に主なるモータＭＴＲ２は減速時にはＴＲ６はＯＦＦ設定で抵抗器Ｒ２が逆起電流回路に構成される。逆起電流は図８−２のようにＭＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４、Ｒ２（４００３）と流れる。従なるモータＭＴＲ１はＴＲ５がＯＮとなり逆起電流はＭＴＲ１、ＴＲ５、ＴＲ３、ＴＲ４（４００４）と流れる。以上の構成でＣＣＷ駆動においても駆動中の減速時においてにおいて、従なるモータＭＴＲ１逆起電流＞主なるモータ逆起電流の条件が設定変更できる。
【００３４】
以上のような構成で従来一方向に駆動中の減速開始区間において主なるモータと従なるモータの停止の力の条件を変えることでキヤリッジが減速開始時に互いの動作についての制御力の差を小さくする。よってキヤリッジと主なるモータの間のベルトへ縮み方向のゆるみが発生することを回避できる。また設定は駆動中に変更できることで通常の双方向対象駆動条件の特性を維持できる。
【００３５】
前記Ｔｒ５、Ｔｒ６の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一例であり抵抗の両端をショート、オープンできる代替え素子でもよい。またＴＲ５、６をＯＮ／ＯＦＦする制御信号を回路で生成させたがソフトウエアで制御回路から処理を行なうことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適応したタイミング発生およびドライバ回路構成の一例である。
【図２】本発明を適応した駆動系の動作概略チャート説明図である。
【図３】従来例の印刷装置キヤリッジ駆動系説明図である。
【図４】基本構成の作用する張力の説明図である。
【図５】従来のキヤリッジ加速時の振動現象の例。
【図６】従来例の双方向対称駆動系ドライバ回路構成図である。
【図７】従来例の双方向対称駆動系説明図である。
【図８】本発明の逆起電流の流れる回路の説明図。
【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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