(57)【要約】【課題】画像形成装置において、低コストでありながらもキャリアの停止精度を高めてプリント品質を向上させる。【解決手段】メモリが、積分ゲイン値Ｋｉと、キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差Δと、を対応付けて記憶し、制御部が、エンコーダによって検知したキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差Δを算出し、メモリに記憶させた積分ゲイン値Ｋｉの中から対応するゲイン値Ｋｉを参照してキャリア駆動モータを制御する。これにより、常にキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差Δが最小になるような積分ゲイン値Ｋｉでキャリア駆動モータを制御することができ、キャリア駆動モータに安価なＤＣモータを用いながらも、キャリアの停止位置の精度を高めることができる。【選択図】図４
2007152608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するためのＤＣモータと、このＤＣモータの駆動力を前記キャリアに伝達する駆動伝達手段と、前記ＤＣモータ及び駆動伝達手段によって駆動されたキャリアの位置を検知するためのエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基いて前記ＤＣモータを制御するモータ制御手段と、前記モータ制御手段が前記ＤＣモータを制御する際に参照するパラメータを記憶する記憶手段とを備えた画像形成装置において、
前記モータ制御手段は、
前記エンコーダから出力された信号に基いて前記キャリアの位置を算出し、それに応じたモータ制御信号を出力する位置算出手段と、この位置算出手段から出力されたモータ制御信号に積分ゲインをかける積分制御手段とを有し、
前記記憶手段は、前記モータ制御手段が算出するキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と、この差を最小にするように前記積分制御手段がモータ制御信号にかける積分ゲイン値とを対応付けて記憶し、
前記モータ制御手段は、
前記インクカートリッジを交換した後、又はユーザによってキャリアの停止位置を調整する旨の指示が入力されたときに、前記ＤＣモータに所定の駆動電圧を印加することにより前記キャリアを所定の速度で移動させた後、目標の停止位置で停止するように、該ＤＣモータに所定のブレーキ電圧を印加して該キャリアを停止させ、その実停止位置を前記エンコーダを介して検知して該実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、
前記記憶手段に記憶された積分ゲイン値を参照して、前記実停止位置と目標の停止位置との差に該当する積分ゲイン値を用いて前記ＤＣモータを制御することにより、キャリアの実停止位置の精度を高めたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するためのＤＣモータと、このＤＣモータの駆動力を前記キャリアに伝達する駆動伝達手段と、前記ＤＣモータ及び駆動伝達手段によって駆動されたキャリアの位置を検知するためのエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基いて前記ＤＣモータを制御するモータ制御手段と、前記モータ制御手段が前記ＤＣモータを制御する際に参照するパラメータを記憶する記憶手段とを備えた画像形成装置において、
前記モータ制御手段は、
前記エンコーダから出力された信号に基いて算出したモータ制御信号に積分ゲインをかける積分制御手段とを有し、
前記記憶手段は、キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と、この差を最小にするように、前記積分制御手段がモータ制御信号にかける積分ゲイン値と、を対応付けて記憶し
前記モータ制御手段は、
前記エンコーダを介して検知したキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、
前記記憶手段に記憶された積分ゲイン値を参照して、該実停止位置と目標の停止位置との差に該当する積分ゲイン値を用いて前記ＤＣモータを制御することにより、キャリアの実停止位置の精度を高めたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジを支持しつつ主走査方向に搬送するキャリアをＤＣモータによって駆動し、記録ヘッドからインクを吐出させて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタにおいては、主走査方向に往復して移動可能なキャリアによってインクカートリッジが搬送され、その往復移動に連動させてインクカートリッジに設けられている記録ヘッドを制御することにより、記録紙に画像が形成される。そのため、キャリアの停止位置の変動が大きくなると、記録ヘッドの位置と吐出タイミングとの関係にずれが生じ、プリント品質が低下することがある。
【０００３】
ところで、近年のインクジェットプリンタのキャリアの駆動には、主としてコストダウンの要請からＤＣモータが用いられている。このようなＤＣモータは安価である反面、ステップモータのように単独ではキャリアの位置制御ができない。そこで、キャリアの駆動にＤＣモータを用いる場合には、キャリアの位置を検知するためのエンコーダが併用されている。
【０００４】
なお、特許文献１には、光学センサとキャリアとの取付誤差によるキャリアの位置検出精度の低下を防ぐようにしたインクジェットプリンタが示されている。また、特許文献２には、キャリアの駆動モードを選択し、選択されたモードに応じてキャリアのフィードバック制御に使用するエンコーダ信号を選択するインクジェットプリンタが示されている。また、特許文献３には、リニアエンコーダのスケールにスリットのない黒べた部分を設けることにより、キャリアの基準位置を検出するインクジェットプリンタが示されている。
【特許文献１】特開２００４−１８１８２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４９８４号公報
【特許文献３】特開２００２−２５０６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャリアの停止位置は、一般にインクカートリッジの重量と相関があり、インク残量の影響を受けて変動する。具体的に説明すると、インク残量がほぼ空になったときのインクカートリッジの重量は、新品時の重量の６０％程度となるため、キャリアは、目標の停止位置よりも手前で停止することになる。また、キャリアの停止位置は、ＤＣモータの駆動力をキャリアに伝達する駆動機構の個体差やＤＣモータのトルク特性の個体差によっても変動する。その結果、上述したように、プリント品質の低下を招来している。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、低コストでありながらも、インク残量等の如何に関わらず、キャリアの停止位置の精度を高めることにより、プリント品質の向上を図った画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するためのＤＣモータと、このＤＣモータの駆動力をキャリアに伝達する駆動伝達手段と、ＤＣモータ及び駆動伝達手段によって駆動されたキャリアの位置を検知するためのエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基いてＤＣモータを制御するモータ制御手段と、モータ制御手段がＤＣモータを制御する際に参照するパラメータを記憶する記憶手段とを備えた画像形成装置において、モータ制御手段は、エンコーダから出力された信号に基いてキャリアの位置を算出し、それに応じたモータ制御信号を出力する位置算出手段と、この位置算出手段から出力されたモータ制御信号に積分ゲインをかける積分制御手段とを有し、記憶手段は、モータ制御手段が算出するキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と、この差を最小にするように積分制御手段がモータ制御信号にかける積分ゲイン値とを対応付けて記憶し、モータ制御手段は、インクカートリッジを交換した後、又はユーザによってキャリアの停止位置を調整する旨の指示が入力されたときに、ＤＣモータに所定の駆動電圧を印加することによりキャリアを所定の速度で移動させた後、目標の停止位置で停止するように、該ＤＣモータに所定のブレーキ電圧を印加して該キャリアを停止させ、その実停止位置をエンコーダを介して検知して該実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、記憶手段に記憶された積分ゲイン値を参照して、実停止位置と目標の停止位置との差に該当する積分ゲイン値を用いてＤＣモータを制御することにより、キャリアの実停止位置の精度を高めたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するためのＤＣモータと、このＤＣモータの駆動力をキャリアに伝達する駆動伝達手段と、ＤＣモータ及び駆動伝達手段によって駆動されたキャリアの位置を検知するためのエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基いてＤＣモータを制御するモータ制御手段と、モータ制御手段がＤＣモータを制御する際に参照するパラメータを記憶する記憶手段とを備えた画像形成装置において、モータ制御手段は、エンコーダから出力された信号に基いて算出したモータ制御信号に積分ゲインをかける積分制御手段とを有し、記憶手段は、キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と、この差を最小にするように、積分制御手段がモータ制御信号にかける積分ゲイン値と、を対応付けて記憶しモータ制御手段は、エンコーダを介して検知したキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、記憶手段に記憶された積分ゲイン値を参照して、該実停止位置と目標の停止位置との差に該当する積分ゲイン値を用いてＤＣモータを制御することにより、キャリアの実停止位置の精度を高めたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、記憶手段が、積分ゲイン値を、キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と対応付けて記憶し、モータ制御手段が、エンコーダを介して検知したキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、記憶手段が記憶した積分ゲイン値の中から該当するゲイン値を用いてＤＣモータを制御する。これにより、常にキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差が最小になるような積分ゲイン値でＤＣモータを制御することができ、安価なＤＣモータを用いながらも、キャリアの実停止位置の精度を高めることができる。また、上記一連の動作は、インクカートリッジを交換した後、又はユーザによってキャリアの停止位置を調整する旨の指示が入力されたときに実行されるので、インク残量が変動してもキャリアをほぼ目標の停止位置で停止させることができるようになり、画像形成装置のプリント品質の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、記憶手段が、積分ゲイン値を、キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と対応付けて記憶し、モータ制御手段が、エンコーダを介して検知したキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、記憶手段が記憶した積分ゲイン値の中から該当するゲイン値を用いてＤＣモータを制御する。これにより、常にキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差が最小になるような積分ゲイン値でＤＣモータを制御することができ、安価なＤＣモータを用いながらも、キャリアの実停止位置の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態による画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタについて図面を参照して説明する。図１は、インクジェットプリンタの概略構成を示している。インクジェットプリンタ１は、装填された記録紙Ｐを保持する給紙トレイ２と、この給紙トレイ２に保持された記録紙Ｐを装置内部に搬送する搬送機構（搬送手段）３と、この搬送機構３によって搬送された記録紙Ｐに画像を形成する画像形成部（画像形成手段）４と、画像形成部４によって画像が形成された記録紙Ｐが堆積される排紙トレイ５と、搬送機構３及び画像形成部４を収容する筐体６と、搬送機構３及び画像形成部４の制御を司る制御部（モータ制御手段、位置算出手段、積分制御手段）７と、制御部7が搬送機構３及び画像形成部４を制御する際に参照するパラメータを記憶するメモリ８等によって構成されている。
【００１２】
搬送機構３は、給紙トレイ２に載置された記録紙Ｐを装置本体の内部に送出するピックローラ３０と、ピックローラ３０によって送出された記録紙Ｐの先端及び下面をガイドして給紙ローラ３２に導く下面ガイド部材３１と、画像形成部４の上流側に設けられ、ピックローラ３０によって送出された記録紙Ｐを画像形成部４の側に送出する給紙ローラ３２と、画像形成部４によって画像が形成された記録紙Ｐを排出するための排紙ローラ３３と、ピックローラ３０、給紙ローラ３２及び排紙ローラ３３を駆動するためのフィードモータ３４等によって構成されている。
【００１３】
画像形成部４は、インクが充填されたインクカートリッジ４０と、インクカートリッジ４０を支持しながら、記録紙Ｐの搬送方向Ａ（副走査方向）に直交する主走査方向に往復移動するキャリア４１と、キャリア４１を駆動するキャリア駆動モータ４２等によって構成されている。インクカートリッジ４０の下面には、記録紙Ｐにインクを吐出するプリントヘッド（記録ヘッド）４３とが設けられている。キャリア４１は、主走査方向に平行に配設されたシャフト４４によって往復移動自在に支持され、キャリア駆動モータ４２に駆動されて移動する。キャリア駆動モータ４２の出力は、ベルト４５を介してキャリア４１に伝達される。なお、本実施形態においては、インクカートリッジ４０にプリントヘッド４３が設けられているので、インクカートリッジ４０を新品に交換するたびに、プリントヘッド４３が新調されることになる。従って、長期間に亘る使用にあっては、プリントヘッド４３がキャリア４１に設けられている通常のインクジェットプリンタよりも高画質な画像を得ることができる。本実施の形態においては、キャリア駆動モータ４２として、低コストなＤＣ（直流）モータを適用しており、キャリア４１の位置は、キャリア４１の可動領域に沿って設けられたエンコーダ５０によって検知される。
【００１４】
図２は、キャリア４１の周辺の構成を示している。ベルト４５は、キャリア駆動モータ４２に連結されているプーリ４６（駆動伝達手段）によって吊設されており、キャリア駆動モータ４２の駆動力はプーリ４６、ベルト４５を順次介してキャリア４１に伝達される。エンコーダ５０は、キャリア４１の主走査方向に所定の間隔で縞模様が形成された格子板５１と、キャリア４１の背面側に設けられているフォトインタラプタ（図示せず）等によって構成されている。フォトインタラプタは、格子板５１に光を照射する発光部と格子板５１を透過した又は格子板５１によって反射された光を受光して電気信号に変換する受光部を有している。格子板５１には、所定の間隔で縞模様が形成されているので、キャリア４１の移動に伴って、エンコーダ５０の受光部からは上記縞模様に対応するパルス信号が出力される。制御部7は、エンコーダ５０から出力されたパルス信号に基いて、キャリア４１の位置を算出する。
【００１５】
インクジェットプリンタ１においては、キャリア４１のスライド移動に連動させて、プリントヘッド４３からインクを吐出させることにより、記録紙Ｐ１の上に画像を形成している。従って、良好なプリント品質を得るためには、キャリア４１が目標の停止位置で正確に停止するように、キャリア駆動モータ４２を制御する必要がある。ところが、このキャリア４１の停止位置は、既に述べたように、インクカートリッジ４０のインク残量等によって変動し、プリント品質に悪影響を及ぼすことがある。そこで、本実施の形態では、インクジェットプリンタ１の電源投入時に、又はユーザによってキャリアの停止位置を調整する旨の指示が入力されたときに、制御部７がエンコーダ５０の出力に基いて、キャリア４１の実停止位置と目標の停止位置との差を算出し、その差に応じてキャリア駆動モータ４２を制御する際に用いる積分ゲイン値を変更して、キャリア４１の停止位置制御に反映させるようにしている。本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１においては、制御部７は、キャリア駆動モータ４２をＰＩ制御しているが、このＰＩ制御に用いられるパラメータ（比例ゲイン値及び積分ゲイン値）のうち、キャリア４１の停止位置と相関の高い積分ゲイン値を適宜最適化することにより、キャリア４１を目標の停止位置で正確に停止できるようにしている。
【００１６】
図３は、インク残量が少ない状態におけるキャリア４１の実停止位置と目標の停止位置との差Δを示している。差Δの算出は、制御部７によって、例えば、以下の手順によって実行される。まず、制御部７はキャリア駆動モータ９に所定の駆動電圧を印加することによりキャリア４１を所定の速度で移動させる。その後、制御部７はキャリア４１が目標の停止位置で停止するように、キャリア駆動モータ９に所定のブレーキ電圧を印加する。キャリア駆動モータ４２にブレーキ電圧が印加されたときのキャリア４１の減速度は、インク残量及びキャリア駆動モータ９の温度によって変動し、例えば、インクがほぼ空の状態では標準的な状態よりもブレーキの効きが過剰となる。このように、キャリア４１のブレーキの効きが過剰となった結果、図３に示すように、キャリア４１は、目標の停止位置よりも差Δだけ手前で停止することになる。そして、このとき、差Δは、エンコーダ５０から出力されたパルス信号に基いて制御部７によって算出される。
【００１７】
制御部７がキャリア駆動モータ４２を積分制御する際に用いる積分ゲイン値は、メモリ８に記憶されている。
【００１８】
図４は、差Δと共にメモリ８に記憶されている積分ゲイン値Ｋｉを示している。積分ゲイン値Ｋｉは、差Δと対応付けてメモリ８に記憶されている。ここで、差Δに対応付けられた積分ゲイン値Ｋｉとは、エンコーダ５０から出力されるパルス信号に基いて制御部７が算出した実停止位置と目標の停止位置との差Δを最小にするように、制御部７がモータ制御信号にかける積分ゲイン値をいう。例えば、０．０００［ｍｍ］＜差Δ≦０．０１０［ｍｍ］のとき、制御部７がモータ制御信号に積分ゲイン値Ｋｉ＝１９をかける。また、差Δ＝０のとき、制御部７がモータ制御信号に積分ゲイン値Ｋｉ＝２０をかける。さらに、−０．２００［ｍｍ］＜差Δ＜０．０００［ｍｍ］のとき、制御部７がモータ制御信号に積分ゲイン値Ｋｉ＝２１をかける（以下、同様）。キャリア４０が目標停止位置よりも手前で停止したとき、差Δは負の値をとる。
【００１９】
以下、積分ゲイン値を変更する際の制御部７の処理を、図５を参照して説明する。制御部７は、まず、エンコーダ５０を介して、実停止位置を算出し（＃１）、次に、実停止位置と目標停止位置との差Δを算出する（＃２）。そして、メモリ８に記憶されている積分ゲイン値Ｋｉのうち、上記差Δに対応する積分ゲイン値Ｋｉを読み出して（＃３）、モータ制御信号に積分ゲインをかけてキャリア駆動モータ４２を駆動し、印刷を開始する（＃４）。
【００２０】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、メモリ８が、積分ゲイン値Ｋｉを、キャリア４１の実停止位置と目標の停止位置との差Δと対応付けて記憶し、制御部７が、エンコーダ５０を介して検知したキャリア４１の実停止位置と目標の停止位置との差Δを算出し、メモリ８が記憶した積分ゲイン値Ｋｉの中から該当するゲイン値Ｋｉを参照してキャリア駆動モータ４２を制御する。これにより、常にキャリア４１の実停止位置と目標の停止位置との差Δが最小になるような積分ゲイン値Ｋｉでキャリア駆動モータ４２を制御することができ、キャリア駆動モータ４２に安価なＤＣモータを用いながらも、キャリア４１の停止位置の精度を高めることができる。また、上記一連の動作は、インクカートリッジ４０を交換した後、又はユーザによってキャリア４１の停止位置を調整する旨の指示が入力されたときに実行されるので、インクカートリッジ４０内のインク残量が変動してもキャリア４１をほぼ目標の停止位置で停止させることができるようになり、インクジェットプリンタ１のプリント品質の向上を図ることができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも制御部７が、算出した差Δに対応する積分ゲイン値Ｋｉを用いてキャリア駆動モータ４２を制御するように構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの構成を示すブロック図。
【図２】キャリアの周辺の構成を示す側面図。
【図３】インク残量が少ない状態におけるキャリアの実停止位置と目標の停止位置との差を示す図。
【図４】キャリアの実停止位置と目標の停止位置との差と積分ゲイン値との対応を示す図。
【図５】積分ゲイン値を変更する際の制御部の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２３】
１    インクジェットプリンタ
２    給紙トレイ
３    搬送機構（搬送手段）
４    画像形成部（画像形成手段）
７    制御部（モータ制御手段、位置算出手段、積分制御手段）
８    メモリ（記憶手段）
４０    インクカートリッジ
４１    キャリア
４３    キャリア駆動モータ（ＤＣモータ）
５０    エンコーダ
【図１】
2007152608.tif 000003
【図２】
2007152608.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007152608.tif 000006
【図５】
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