(57)【要約】【課題】エンコーダセンサを搭載して、エンコーダ信号をもとに記録動作を行う記録装置において、エンコーダ信号が異常の場合でも、記録動作を行い続けることを可能にする。【解決手段】エンコーダ信号と同周期のクロックを生成する手段と、エンコーダ信号の異常を検出する手段と、エンコーダ信号と上記クロック生成手段で生成したクロック信号を切り替える手段を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に記録を行う記録ヘッドを装着して、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と異なる方向に走査するキャリッジと、キャリッジの走査方向に沿って設けられたエンコーダスケールと、エンコーダスケールに形成されたパターンを検出するエンコーダセンサを備え、エンコーダセンサによるエンコーダスケールパターンの検出結果に基づき記録動作を行う記録装置において、エンコーダセンサ出力信号の異常を検出する異常検出手段と、記録装置のシステムクロックよりエンコーダセンサ出力信号と同周期のクロック信号を生成するクロック信号手段と、クロック信号生成手段で生成されたクロック信号と、エンコーダセンサ出力信号を切り替えるエンコーダ信号切り替え手段と、エンコーダセンサ出力信号を切り替える手段の出力信号から記録ヘッドの駆動タイミングを生成する記録ヘッド制御手段と、エンコーダセンサ出力信号を切り替える手段の出力信号からキャリッジ駆動手段を制御するキャリッジ駆動制御手段と、異常検出手段からの信号よりエンコーダセンサ出力信号が異常であることを通知する異常状態通知手段を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記異常検出手段は、キャリッジの走査速度から推定できる、エンコーダセンサ出力信号の変化が生じる期間を計測する手段と、エンコーダセンサ出力信号の変化を検出する手段有し、キャリッジの走査速度から推定できるエンコーダセンサ出力信号の変化が生じる所定時間前にエンコーダセンサ出力信号の変化が検出したとき、また、キャリッジの走査速度から推定できるエンコーダセンサ出力信号の変化が生じる時間の所定時間内にエンコーダセンサ出力信号の変化が検出できなかったとき、エンコーダセンサ出力信号異常と判断し、その後、再び、所定の時間内にエンコーダセンサ出力信号の変化を検出できたとき、エンコーダセンサ出力信号が正しいと判断す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】
記録ヘッド制御手段は、エンコーダ信号切り替え手段のエンコーダセンサ出力信号からクロック信号生成手段のクロック信号への切り替えのタイミングで、記録ヘッド駆動トリガ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
エンコーダセンサ出力信号の異常を検出する異常検出手段において、エンコーダセンサ出力信号異常を検出し、エンコーダセンサ出力信号を切り替えたとき、記録動作をキャリッジの片方向の走査時にのみ行う、片方向記録動作に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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
記録ヘッドを装着するキャリッジを往復走査して記録動作を行う記録装置にあって、キャリッジに、キャリッジの位置検出、速度検出を行うためのエンコーダ等の検出手段を備えた記録装置及び、記録ヘッド制御方法、キャリッジ等を駆動するモータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復走査して記録用紙にホストコンピュータからの記録データを記録する従来の記録装置、たとえはインクを吐出して記録を行うインクジェット方式の記録装置は、記録動作高速化のための、キャリッジの高速走査、及び記録動作時の静粛性を実現するため、キャリッジの走査を行う駆動源としてＤＣモータが使われている。
【０００３】
ＤＣモータを使用するとき、キャリッジの位置情報、速度情報を得るため、位置及び速度検出手段として光学式エンコーダセンサ、または磁気式エンコーダセンサ等をキャリッジに、エンコーダスケールをキャリッジの走査方向と平行になる位置関係で、記録装置本体側に実装する。キャリッジに搭載されたエンコーダセンサは、エンコーダスケールを走査して、エンコーダスケールに対応した信号を出力する。
【０００４】
例えば、透過型光学エンコーダを使用する場合、光学エンコーダは、発光素子と受光素子が対向する位置関係に配置されており、エンコーダスケールは、図３−（１）のように、光を透過する部分と光を遮蔽する部分が等間隔に配置されている。このエンコーダスケールのパターンを光学エンコーダで検出すると、図３−（２）のように光が遮蔽されるときは、“Ｈ”レベルの信号を、光が透過する時は、“Ｌ”レベルの信号を出力する。
【０００５】
このエンコーダセンサ出力信号の立ち上がりエッジの数をカウントすることにより、キャリッジの位置を、立ち上がりエッジから立ち上がりエッジまでの時間を計測することによりキャリッジの速度が検出することができる。
【０００６】
ＤＣモータ制御部は、このエンコーダ信号の周期より検出したキャリッジ速度から、キャリッジの走査速度が一定速度になるようにＤＣモータの駆動制御を行っている。
【０００７】
記録ヘッド制御部は、エンコーダセンサ出力信号のエッジ、例えば立ち上がりエッジを記録装置のシステムクロックによりディジタル的に微分して図３−（３）に示すような記録ヘッド駆動トリガパルスを生成し、この記録ヘッド駆動トリガパルスを基準に記録ヘッドを駆動し印字動作を行っている。エンコーダスケールのパターンは、等間隔に正確に形成されているため、記録ヘッドも正確な位置に印字を行うことが可能になる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３４２７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようにエンコーダセンサ、エンコーダスケールを設けてキャリッジの位置、速度を検出し記録動作を行う従来の記録装置において、その使用期間中に、記録用紙等の紙粉やインクヘッドからのインクミスト、大気中の塵、埃等が上記エンコーダセンサ、エンコーダスケールに付着した場合、光を透過する部分で光が透過せず、正常にエンコーダスケールのパターンに対応した検出信号を出力しなくなる。そのような場合、キャリッジの速度を誤検知し、ＤＣのモータ駆動部は、キャリッジの走査速度を一定に制御できなくなる。また、記録ヘッド制御部は、記録ヘッド起動タイミングがずれてしまうため、記録画像は大きく乱れたものになってしまう。
【００１０】
上記状態になった場合、エンコーダセンサ、エンコーダスケールの清掃または交換が必要になるが、この操作は記録装置の使用者にとって複雑かつ専門知識が必要なため、メーカの専門部門に修理を依頼する必要がある。メーカの専門部門に修理を依頼した場合、修理に時間が必要であり、また使用者の都合により直ちに修理を行えない場合もあり、その期間記録装置を使用できないという問題点がある。
【００１１】
本発明は、これらの課題を鑑みて、エンコーダセンサの出力信号が正常でなくても、記録画像を大きく乱すことなく、記録動作を行うことが可能な記録装置を提供できる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
記録媒体に記録を行う記録ヘッドを装着して、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と異なる方向に走査するキャリッジと、キャリッジの走査方向に沿って設けられたエンコーダスケールと、エンコーダスケールに形成されたパターンを検出するエンコーダセンサを備え、エンコーダセンサによるエンコーダスケールパターンの検出結果に基づき記録動作を行う記録装置において、エンコーダセンサ出力信号の異常を検出する異常検出手段と、記録装置のシステムクロックよりエンコーダセンサ出力信号と同周期のクロック信号を生成するクロック信号手段と、クロック信号生成手段で生成されたクロック信号と、エンコーダセンサ出力信号を切り替えるエンコーダ信号切り替え手段と、エンコーダセンサ出力信号を切り替える手段の出力信号から記録ヘッドの駆動タイミングを生成する記録ヘッド制御手段と、エンコーダセンサ出力信号を切り替える手段の出力信号からキャリッジ駆動手段を制御するキャリッジ駆動制御手段と、異常検出手段からの信号よりエンコーダセンサ出力信号が異常であることを通知する異常状態通知手段を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について記載する。
【００１４】
図１は、本発明をインクジェットプリンタに実施したときのブロック図である。
【００１５】
１はプリンタ全体を制御する制御部、２は記録ヘッドを駆動するための駆動信号を生成する記録ヘッド駆動部、３は記録ヘッドを搭載するキャリッジを走査するＤＣモータを駆動するＤＣモータ駆動部、４はノズルよりインクを吐出して印字動作を行う記録ヘッド、５は記録ヘッドを搭載するキャリッジ、６はキャリッジに搭載された光学式エンコーダセンサ、７はエンコーダセンサ出力信号と同じ周波数のクロックを生成するクロック信号生成部、８はエンコーダセンサの信号の状態を観測しエンコーダセンサ出力信号の異常を検出するエンコーダ信号モニタ部、９はエンコーダセンサ出力信号とクロック信号生成部で生成されたクロック信号を切り替えるエンコーダ信号切り替え部である。
【００１６】
記録ヘッド駆動部は、入力されるエンコーダ信号から記録ヘッド駆動トリガ信号を生成し、その信号を基準に各種の記録ヘッド駆動信号を生成して、クロックヘッドを駆動する。ＤＣモータ駆動部は、入力されるエンコーダ信号からキャリッジの走査速度を検出して、キャリッジの走査速度が所定の速度になるようにＤＣモータを駆動する。クロック信号生成部は、制御部のシステムクロックを用い、エンコーダセンサが出力する信号と同周波数のクロックを生成する。
【００１７】
図２は、エンコーダ信号モニタ部のブロック図である。
【００１８】
１０１はエンコーダセンサ信号の立ち上がりエッジを検出する立ち上がりエッジ検出部、１０２はエンコーダセンサ出力信号の立ち下がりエッジを検出する立ち下がりエッジ検出部、１０３はエンコーダセンサ出力信号のエッジ間の時間を計測する時間計測部、１０４はエッジ間の時間計測の結果をもとにエンコーダセンサ出力信号異常通知信号の出力及び解除を行う異常通知信号出力部である。
【００１９】
エンコーダ信号モニタ部は、エンコーダ信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間を常に計測しており、予め想定できるエンコーダ信号の送れを加味した所定に時間以内に次のエンコーダ信号の立ち上がりエッジを検出できない場合、エンコーダ信号異常通知信号を出力する。また、エンコーダ信号異常通知信号後、所定の時間内に、エンコーダ信号の立ち下がりエッジが検出できた場合、エンコーダ信号異常通知信号の出力を解除する。
【００２０】
次に動作について説明する。
【００２１】
エンコーダ信号モニタ部は、キャリッジの走査が定速に範囲において、エンコーダセンサ出力信号の１周期、すなわち立ち上がりから次の立ち上がり間での時間をモニタしている。図４−（１）に示すキャリッジの定速走査から推定できる時間から所定の時間ｔ１、キャリッジの速度変動による遅れ時間を加味したエンコーダ信号の遅れ時間をｔ２とした場合、ｔ１＋ｔ２の範囲内に次の立ち上がりが発生するかモニタしている。具体的には、時間検出部には、ｔ１＋ｔ２時間にカウントできるシステムクロック数が予め設定されており（このクロック数をＮとする）、立ち上がりエッジ検出部でエンコーダセンサ出力信号の立ち上がりエッジを検出すると、時間検出部でシステムクロックのクロック数のカウントを開始する。立ち上がりエッジ検出部で次のエンコーダセンサ出力信号の立ち上がりエッジを検出するまでカウントを続け、このカウント数が、予め設定されているクロック数Ｎに達しない場合、カウントをクリアしてまた、次のエンコーダセンサ出力信号の周期のカウントを開始する。異常通知信号出力部の出力信号は“Ｌ”のままである。エンコーダ信号モニター部は常に上記動作を繰り返し行い、エンコーダセンサ出力信号の状態をモニタしている。
【００２２】
エンコーダスケールにインクミスト、大気中の塵、埃等がば部分的に付着すると、エンコーダの発光部から発光する光が受光部に到達しなくなるため、図４−（１）のように、常に“Ｈ”レベルの信号を出力するようになり、ｔ１＋ｔ２の間に次のエンコーダ信号は次の立ち上がりを示さなくなる。この時、時間計測部でカウントするシステムクロック数は、予め設定されているクロック数Ｎを超えてしまうため、時間計測部はカウント値が設定値Ｎを越えたことを異常通知信号出力部に知らせ、異常通知信号出力部は、図４−（３）のようにエンコーダ信号異常通知信号“Ｈ”を出力する。
【００２３】
クロック信号生成部は、この“Ｈ”信号により起動して、図４−（２）に示すキャリッジの定速走査と同じ周期の信号を生成して出力する。
【００２４】
エンコーダ信号切り替え部は、このエンコーダセンサ出力信号異常通知信号を元にエンコーダセンサ出力信号とクロック信号の出力を切り替え、クロック信号を記録ヘッド駆動部とＤＣモータ駆動部に出力する。エンコーダセンサ出力信号とクロック信号に切り替えのタイミングでは、図４−（５）の様にエンコーダ信号が１パルス検出できなかったことになるため、記録ヘッド駆動部は、図４−（６）の様にエンコーダ信号異常通知信号より記録ヘッド駆動トリガ信号を生成して、記録ヘッド駆動トリガ信号の抜けが生じないように制御する。
【００２５】
エンコーダ信号異常通知信号が“Ｈ”の状態では、エンコーダ信号モニター部の時間計測部は、立ち下がりエッジ検出部からの信号を有効にして、エンコーダセンサ出力信号の立ち下がりをモニタし、エンコーセンサ出力信号が正常に復帰したことを検出している。エンコーダセンサが、再び正常な信号を出力し、エンコーダセンサ出力信号の立ち下がり後、時間計測部でカウントするシステムクロック数Ｎに達する前に、立ち下がり検出部が次のエンコーダセンサ出力信号の立ち下がりを検出した信号を出力すると、エンコーダ信号異常通知信号を“Ｈ”から“Ｌ”に解除する。エンコーダ信号切り替え部は、エンコーダ信号異常通知信号の“Ｌ”で再び、クロック信号からエンコーダセンサ出力信号に切り替える。クロック信号生成部は、クロック信号の生成を停止する。
【００２６】
エンコーダセンサ出力信号がクロック信号に切り替わった状態では、キャリッジの走査速度を検出できないため、キャリッジを駆動するＤＣモータを正確に速度制御することができない。そのため、エンコーダセンサ出力信号が正常に復帰したとき、クロック信号との間で若干の位相差が生じる。図５はエンコーダセンサ出力信号の位相が若干進んだ場合である。図６はエンコーダセンサ出力信号の位相が若干遅れた場合である。このような位相がずれた状態でクロック信号からエンコーダセンサ出力信号へ切り替わると図５−（４）、図６−（４）の様に記録ヘッド駆動部、ＤＣモータ駆動部に出力されるエンコーダ信号の周期は、変化してしまうが、立ち上がりエッジが抜けてしまうことは無いため、記録画像を大きく乱すようなことは発生しない。
【００２７】
エンコーダ信号異常通知信号は、制御部にも入力されており、制御部は、エンコーダ信号異常通知信号でエンコーダセンサ出力信号の異常を検知すると、記録装置の表示部又は、プリンタドライバを介してホストコンピュータのモニタ上にエンコーダセンサ信号異常を表示してユーザーに通知する。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の記録装置では、エンコーダ信号の異常を検出でき、エンコーダセンサ信号の異常をユーザーに通知できる。また、異常時でも、印字画像を大幅に劣化させることなく、印字動作を続けることができるため、ユーザーが記録装置の修理を行うまでも記録装置を使用しつづけることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置のブロック図。
【図２】エンコーダ信号モニタ部のブロック図。
【図３】エンコーダスケール及びエンコーダ信号、記録ヘッド駆動信号。
【図４】エンコーダセンサ出力信号からクロック信号への切替タイミングでの各信号。
【図５】クロック信号からエンコーダセンサ出力信号への切替タイミングでの各信号（１）。
【図６】クロック信号からエンコーダセンサ出力信号への切替タイミングでの各信号（２）。
【符号の説明】
１  制御部
２  記録ヘッド駆動部
３  ＤＣモータ駆動部
４  記録ヘッド
５  キャリッジ
６  光学式エンコーダセンサ
７  クロック信号生成部
８  エンコーダ信号モニタ部
９  エンコーダ信号切り替え部
１０１  立ち上がりエッジ検出部
１０２  立ち下がりエッジ検出部
１０３  時間計測部
１０４  異常通知信号出力部
【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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