(57)【要約】【課題】  ミストの付着により微小な位置決め動作時に目標位置近傍で持続振動を繰り返したり、位置決めに時間がかかることがあった。【解決手段】  キャリッジ位置が目標位置近傍に到達したことを検出する位置把握手段により、キャリッジ位置が目標位置近傍に到達した場合に、制御手段の積分補償項を停止させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材に記録を行う印字ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、
前記キャリッジの位置が目標位置近傍に到達したことを検出する位置把握手段と、
前記キャリッジとベルトにより結合されキャリッジを走査させる駆動手段と、
前記キャリッジの位置速度を制御する制御手段と、カットオフ出力手段と、
前記制御手段の積分項の動作／停止を切り替える切り替え手段を備え、
前記位置把握手段により、キャリッジ位置が目標位置近傍に到達した場合に、積分補償項を停止させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
記録ヘッドを搭載したキャリッジの移動により被記録媒体上に画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に装備された記録装置、は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（例えばＯＨＰシート）等の被記録材に画像（文字や記号等も含む）を記録するように構成されている。この記録装置は、使用する記録手段の記録方式によりインクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けることができる。
【０００３】
それらの内、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段であるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドともいう）から、記録シートなどの記録媒体にインクを吐出して記録を行うものである。記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができる。
【０００４】
しかし、インクジェット記録ヘッドに設けられている複数のノズルの内、特定のノズルにのみインクの安定吐出が困難な状況が発生すると、それが不良ノズルとなる。その不良ノズルでは記録が行われなくなるため、記録画像中に記録が行われない部分がスジ状に発生してしまう。
【０００５】
こういったインクの不吐出を検出するために、ＬＥＤ等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子を用いて不吐出を検知する方法が用いられている。これは、インクジェットヘッドを所定の検知位置に止め、発光素子から出て受光素子に達する光ビームの中にインク滴を打ち込み、受光素子の出力から不吐出の検知を行うものである。
【０００６】
発光素子と受光素子は、これらを結ぶ光軸がインクジェットヘッドの吐出口列と平行でかつ吐出インク滴の飛翔経路と交わるように配置され、また、発光素子と受光素子の間隔は上記吐出口列の範囲よりも広くなるよう設けられる。これにより、インクジェットヘッドの各吐出口から吐出されるインク滴は全て発光素子と受光素子の間の検出範囲を通過できる。インク吐出が良好に行われ、この検出範囲をインク滴が通過する場合には、インク滴が発光側からの光を遮り、受光側への光量を減少させ、受光素子の出力の変化が得られる構成になっている。吐出されるインク滴はその径が微小な液滴であり、通常、１つの吐出口からの吐出によって発光側からの光を完全に遮るものではない。従って透過型フォトセンサの出力が一定量以上に変化すればインク吐出は正常であると検知し、逆に、出力変化が一定量以下であれば、インクの吐出が不良であると検知する。上述した吐出不良の検知技術はインクジェットヘッドに特別な部品を付加することなく検知を行うようにすることができるので、有効な手段として用いられている。（特許文献１参照）
ところで、上述のような吐出不良を検知するときは、フォトセンサ光軸とインクジェットヘッドの吐出口列との位置合わせを行い、その光路に交差するように各吐出口からインクを吐出する必要がある。その場合、基本的にはヘッドの基準位置から上記光軸までの移動量を予め設定しておき、これに従ったヘッドの移動を行うことにより、フォトセンサ光軸とインクジェットヘッドの各吐出口列との位置決めを行う。画質の高精細化、多色化に伴い、各吐出口列の間隔は狭まっており、高精度な位置決め精度が求められている。
【０００７】
位置決め制御はキャリッジの位置を検出し、フィードバックすることにより実現されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平8-309963号公報
【特許文献２】特開2003-019838号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インク吐出の際に画像を形成するインク滴の他に霧状の微小な液滴（以下ミストと呼ぶ）が発生する。これらのミストは記録装置内の至る所に付着する。
【０００９】
図６にシャフトとキャリッジとの摩擦を示す。横軸はキャリッジの速度、横軸はキャリッジの摩擦の大きさを示している。一般に速度が０のときの摩擦を静止摩擦、速度が大きい時の摩擦を動摩擦と呼ばれる。
【００１０】
図中の細線はシャフトやキャリッジの軸受けにミストが付着していない状態、太線はミストが大量に付着した状態である。ミストの付着により摩擦全体が大きくなっているが、動摩擦の増加に比べ、静止摩擦の増加が大きい事がわかる。
【００１１】
言い換えると、動き出すまでには大きな力が必要であるが、動き出せばさほど大きな力が必要ない、すなわち動きにくく、止まりづらい状態が発生する。
【００１２】
このような場合、微小な位置決め動作時に目標位置近傍で持続振動を繰り返したり、位置決めに時間がかかり、不吐不良が検出できず、画像劣化や出力に時間がかかることがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
被記録材に記録を行う印字ヘッドを搭載するキャリッジと、キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、キャリッジの位置が目標位置近傍に到達したことを検出する位置把握手段と、キャリッジとベルトにより結合されキャリッジを走査させる駆動手段と、キャリッジの位置速度を制御する制御手段と、前記制御手段の積分項の動作／停止を切り替える切り替え手段を備え、キャリッジ位置が目標位置近傍に到達した場合に、積分補償項を停止させる。
【発明の効果】
【００１４】
キャリッジやシャフトにミストが付着し、摩擦特性が変わり、キャリッジの微小な位置決めが出来にくい状況になっても、位置決め精度を維持し、位置決めに時間がかかることのないインクジェット記録装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明におけるインクジェット記録装置の一実施形態のキャリッジ構成を概略的に示す図である。
【００１６】
図中、１は不図示の記録ヘッドを搭載したキャリッジである。このキャリッジ１には、ガイドシャフト２が摺動可能に挿入されており、このガイドシャフト２のスラスト方向（主走査方向）に沿って前記キャリッジ１は往復動可能となっている。
【００１７】
また、３は駆動手段であるモータであり、このモータ３のシャフトには、駆動プーリ４が固定されている。この駆動プーリ４とアイドルプーリ５との間には、キャリッジ駆動伝達手段であるベルト６が架渡されており、ベルト６の一部は前記キャリッジ１に固定されている。そして、前記ＣＲモータ１の正、逆の回転によってベルト６が移動し、これと共にキャリッジが主走査方向に沿って往動、及び復動を行う。７はキャリッジの位置を検出する光学式エンコーダである。８は不吐検出手段である。
【００１８】
図２は不吐検出手段の概略図である。
【００１９】
ＬＥＤなどの発光素子１０より放射された光は前記発光素子１０に正対して置かれたフォトダイオードなどの受光素子１１に入射する。各素子はヘッド９を挟むように配置され、光軸とノズル列の並びは平行に配置されている。
【００２０】
ヘッド９から吐出されたインク滴が発光素子１０−受光素子１１間の光軸を遮ると、受光素子１０からの出力信号レベルは低下する。これによりノズルの吐出が正常か判断を行う。１つのノズル列が終了するとキャリッジを移動させ、次のノズル列で不吐検出を行い、全てのノズル列で不吐検出を行う。
【００２１】
図３は本実施形態のキャリッジ制御部のブロック図である。
【００２２】
制御手段１２は予め定められたキャリッジの駆動パターンとエンコーダ７により観測されたキャリッジの位置との差をとり、補償演算を行う。前記制御手段１２の出力は、速度算出手段１３により得られたキャリッジ速度と比較し、ＰＩ補償器１４により補償演算を行い、駆動回路１５により増幅し、モータを駆動する。
【００２３】
ＰＩ補償器１４は比例補償項１６、積分補償項１７、カットオフ出力手段１９、切り替え手段１８から構成されており、通常は比例補償項１６の出力は積分補償項１７に入力される。キャリッジの位置が目標位置に近づき、不吐検出手段８の許容範囲内に入ると位置把握手段２０が動作し、切り替え手段１８により、カットオフ出力手段１９の出力を積分補償項１７に入力する。カットオフ出力手段１９の出力は０であり、積分補償項１７の動作は停止され、積分補償項１７の出力は一定値となり、そのキャリッジはその位置を保持する。
【００２４】
本発明の動作順序を図4のフローチャートを使って説明する。
現在位置を読み込み（S1）、目標位置と現在位置を比較し（S2）、現在位置が所望の位置に到達していなければ、制御演算を行い（S3）、指令値を出力しモータを駆動させる（S4）。
【００２５】
前記不吐検出手段８の許容誤差から決められる範囲内（たとえば目標位置±20μm）に達すると、切り替え手段により切り替えを行い、カットオフ出力手段１９に接続する(S5)。
【００２６】
ノズルチェックが終了したかを判断し（S6）、終了していれば駆動終了(S7)。
【００２７】
図５に本発明の効果を示す。図中太線は本発明の実施例によるキャリッジの挙動である。このようにキャリッジの摩擦特性が変わっても、細線のように持続振動することなく整定していることがわかる。なお点線は目標位置、一点差線は不吐検出手段８の設定範囲を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】記録装置の一実施形態のキャリッジ構成の概略図
【図２】不吐検出手段の概略図
【図３】本実施形態のキャリッジ制御部のブロック図
【図４】本発明の動作順序を示すフローチャート
【図５】本発明の効果を示すグラフ
【図６】ミストの付着による摩擦の違いを示すグラフ
【符号の説明】
【００２９】
１  キャリッジ
２  ガイドシャフト
３  駆動手段
４  駆動プーリ
５  アイドルプーリ
６  ベルト
７  エンコーダ
８  不吐検出手段
９  記録ヘッド
１０  発光素子
１１  受光素子
１２  補償器
１３  速度検出手段
１４  ＰＩ補償器
１５  駆動回路
１６  比例項
１７  積分項
１８  切り替え手段
１９  カットオフ出力手段
２０  位置把握手段
【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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