(57)【要約】【課題】複数のモータを動作させる際の駆動電流の急峻な変化を抑えるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるキャリッジモータと、記録ヘッドからのインク吐出に伴って生じるミストを排気するファンを駆動するファンモータとを備えるインクジェット記録装置において、キャリッジを停止状態からインク吐出による記録時の目標速度まで加速する加速期間に、ファンの回転数を低下させるようにファンモータを制御する。【選択図】図４
2013091220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるキャリッジモータと、
前記記録ヘッドからのインク吐出に伴って生じるミストを排気するファンを駆動するファンモータと、
前記キャリッジを停止状態から前記インク吐出による記録時の目標速度まで加速する加速期間に、前記ファンの回転数を低下させるように前記ファンモータを制御するモータ制御手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、
前記キャリッジモータを制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を徐々に大きくしていき、当該デューティ比が予め定められた値に達したときに、前記ファンモータを制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を徐々に小さくしていく、ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるキャリッジモータと、前記記録ヘッドからのインク吐出に伴って生じるミストを排気するファンを駆動するファンモータとを備えるインクジェット記録装置において実行されるモータ制御方法であって、
前記キャリッジを停止状態から前記インク吐出による記録時の目標速度まで加速する加速期間に、前記ファンの回転数を低下させるように前記ファンモータを制御することを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モータ制御を行うインクジェット記録装置およびモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体を搬送する搬送方向と交差する方向に記録ヘッドを走査し、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置では、一般的に、記録ヘッドを等速で走査させながら記録する。ここで、記録ヘッドが往方向および復方向に走査しながら記録を行う場合に、記録ヘッドは、記録媒体上の端部で記録ヘッドを反転し、再度一定速度まで加速する。ここで、その加速期間で、キャリッジを駆動させるためのキャリッジモータに流れる駆動電流が極めて大きくなることが問題とされる。一方で、一定速度に達した後では、記録ヘッドシャフトにはグリス等の摩擦力を低減するための処理が施されているので、駆動電流は小さくてすむ。
【０００３】
インクジェット記録装置には、キャリッジモータだけでなく、記録媒体を搬送するための搬送モータ等、様々なモータが構成されている。ここで、複数種類のモータの駆動が重なった場合には当然に駆動電流の合計値も大きくなるが、上記のように急峻に駆動電流が変化するキャリッジモータがあると、インクジェット記録装置全体としての消費電力量の瞬間的な増大につながってしまう。また、インクジェット記録装置に搭載される電源ユニットは、当然のことながら最大の消費電力量を考慮しているので、電源ユニット分のコストも高くなってしまう。
【０００４】
特許文献１には、複数のモータについて、各モータでの電流検出結果と各電流値を加算した結果とに基づいて、各モータが同時に動作するタイミングで、全体の電流値を一定値以下に抑える方法が記載されている。また、特許文献２には、特許文献２によると、各モータの電流値を取得して電流値の合計が所定の閾値を超えた場合には、複数のモータの同時動作を抑制することによって全体の電力量を抑えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５９６３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０２９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、各モータの電流値の測定結果に基づいて各モータの動作を制御する構成の場合には、例えば、閾値によっては、あるモータがトルク不足となってしまうことも考えられる。また、モータ間の動作タイミングを変更する構成では、インクジェット記録装置全体の動作を考慮しなくてはならない。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。上記の点に鑑み、本発明は、複数のモータを動作させる際の駆動電流の急峻な変化を抑えるインクジェット記録装置およびそのインクジェット記録装置における記録方法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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるキャリッジモータと、前記記録ヘッドからのインク吐出に伴って生じるミストを排気するファンを駆動するファンモータと、前記キャリッジを停止状態から前記インク吐出による記録時の目標速度まで加速する加速期間に、前記ファンの回転数を低下させるように前記ファンモータを制御するモータ制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、複数のモータを動作させる際の駆動電流の急峻な変化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】記録装置全体の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図２】記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】キャリッジ周辺の構成を上面から見た図である。
【図４】各種モータの動作状況を説明するための図である。
【図５】各種モータを制御する制御信号の波形を示す図である。
【図６】ミストファンモータを制御する制御信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳しく説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１２】
〔実施例１〕
［インクジェット記録装置の説明］
図１は、本実施例におけるインクジェット方式の記録装置全体の構成の概要を示す外観斜視図である。記録装置１００は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド１０３を搭載したキャリッジ１０２にキャリッジモータ１０１によって発生する駆動力を伝達機構１０４より伝え、キャリッジ１０２を矢印Ａ方向に往復移動させる。記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構１０５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その搬送方向と交差する走査方向にキャリッジ１０２を往復移動させ、記録位置において記録ヘッド１０３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００１３】
また、記録ヘッド１０３の状態を良好に維持するためにキャリッジ１０２を回復装置１１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド１０３の吐出回復処理を行う。キャリッジ１０２には記録ヘッド１０３を搭載するのみならず、記録ヘッド１０３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ１０６も搭載される。インクカートリッジ１０６は、キャリッジ１０２に対して着脱自在になっている。
【００１４】
図１に示した記録装置１００はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ１０２は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【００１５】
さて、キャリッジ１０２と記録ヘッド１０３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド１０３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。記録ヘッド１０３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用しており、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。なお、これに限らずピエゾ素子、静電素子などを用いたインクジェット方式の記録ヘッドを用いてもよい。
【００１６】
図１に示されているように、キャリッジ１０２はキャリッジモータ１０１の駆動力を伝達する伝達機構１０４の駆動ベルト１０７の一部に連結されており、ガイドシャフト１１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ１０２は、キャリッジモータ１０１の正転及び逆転によってガイドシャフト１１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ１０２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ってキャリッジ１０２の絶対位置を示すためのエンコーダスケール１０８（ＣＲエンコーダフィルム）が備えられている。この実施例では、エンコーダスケール１０８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ１０９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。
【００１７】
また、記録装置１００には、記録ヘッド１０３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられている。キャリッジモータ１０１の駆動力によって記録ヘッド１０３を搭載したキャリッジ１０２が往復移動されると同時に、記録ヘッド１０３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅に渡って記録が行われる。
【００１８】
さらに、図１における搬送ローラ１１４は、記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータ１１８によって駆動される。また、ピンチローラ１１５は、バネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１１４に当接する。また、ピンチローラホルダ１１６は、ピンチローラ１１５を回転自在に支持する。また、搬送ローラギヤ１１７は、搬送ローラ１１４の一端に固着されている。そして、搬送ローラギヤ１１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータ１１８の回転により、搬送ローラ１１４が駆動される。
【００１９】
また、排出ローラ１２０は、記録ヘッド１０３によって画像が形成された記録媒体Ｐをインクジェット記録装置外ヘ排出する。排出ローラ１２０は、搬送モータ１１８の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ１２０は、記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。拍車ホルダ１２２は、拍車ローラを回転自在に支持する。
【００２０】
記録装置１００には、記録ヘッド１０３の吐出不良を回復するための回復装置１１０が配設されている。回復装置１１０は、図１に示されているように、記録ヘッド１０３を搭載するキャリッジ１０２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に設けられている。
【００２１】
回復装置１１０は、記録ヘッド１０３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１１と記録ヘッド１０３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１１２を備えている。回復装置１１０は、キャッピング機構１１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置１１０内の吸引ポンプ等により吐出口からインクを強制的に排出させる。これにより、記録ヘッド１０３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
【００２２】
また、非記録動作時等には、記録ヘッド１０３の吐出口面をキャッピング機構１１１によりキャッピングすることによって、記録ヘッド１０３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１１２はキャッピング機構１１１の近傍に配され、記録ヘッド１０３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。これらキャッピング機構１１１及びワイピング機構１１２により、記録ヘッド１０３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となる。
【００２３】
図２は、図１に示した記録装置１００の制御構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２０２は、記録装置１００全体を制御する。データ受信部２０１は、外部のホスト装置から記録対象の画像データを受信する。画像処理部２０３は、記録対象の画像データに対して各種の画像処理を行う。メモリ２０４は、画像処理が行われたデータ等を記憶する。機能ＩＣ２０５は主に、記録ヘッド１０３や各種モータの駆動を制御したり、記録ヘッド１０３に搭載された位置センサ２０６から出力された読取信号を入力する。キャリッジ１０２は、記録ヘッド１０３と位置センサ２０６を搭載している。
【００２４】
ここで、位置センサ２０６は、エンコーダスケール１０８を光学的に読み取って記録ヘッド１０３の位置を示す読取信号を出力する。キャリッジモータ１０１は、キャリッジ１０２を記録媒体を搬送する搬送方向と交差する方向に動作させる。搬送モータ１１８は、記録媒体を記録位置まで搬送する。ミストファンモータ２０７は、記録ヘッド１０３から吐出され飛散したインク滴がミスト状態になった大気を回収して排気する。多機能ＩＣ２０５は、記録ヘッド１０３からインクを吐出させるための制御信号を生成する記録ヘッド制御部２０８を含む。また、多機能ＩＣ２０５は、位置センサ２０６からの読取信号を入力し、記録ヘッド１０３からのインク吐出タイミングを定めるタイミング信号を生成する記録タイミング生成部２０９と、各種モータの駆動信号を生成するモータ制御部２１０とを含む。
【００２５】
図３は、キャリッジ１０２周辺の構成を上面から見た図である。キャリッジモータ１０１は、プーリに引っかけられたベルト３０１を動かすためのモータである。また、ベルト３０１の動作に伴って、ベルト３０１に固定されたキャリッジ１０２が、記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復動作する。キャリッジ１０２に搭載された位置センサ２０６が、エンコーダスケール１０８を光学的に読み取って読取信号を出力する。つまり、位置センサ２０６から出力される読取信号は、キャリッジ１０２の走査方向上での位置を表わしている。また、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッド１０３が記録する範囲に記録媒体３０２が配置される。なお、記録時においては、キャリッジ１０２は走査方向を等速で移動する。キャリッジ１０２が停止状態から一定速度まで加速する距離を確保するために、キャリッジ１０２の可動範囲は記録媒体３０２の搬送方向に対する幅よりも広く設けられている。また、記録ヘッド１０３がインクを吐出した際に飛散したインクがミスト状態となった気流を回収するためのダクト３０３と、ダクト３０３内の気流をファンにより吸引して装置外に排気するミストファンモータ２０７が設けられている。
【００２６】
［モータ制御］
図４（ａ）は、従来における各種モータの制御を説明するための図であり、図４（ｂ）は、本実施例における各種モータの制御を説明するための図である。図４（ａ）から説明する。グラフ４０１に示されるように、時間ｔ１〜ｔ２の間で、キャリッジモータ１０１を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を０％から徐々に上げていき、最大９０％まで上げていく。これは、キャリッジ１０２を停止状態から一定速度となるまで加速するためである。デューティ比が最大９０％まで上がった後は、徐々にデューティ比を下げていき、４０％で一定とする。
【００２７】
上記のようにデューティ比を制御すると、キャリッジ１０２の速度は、グラフ４０２に示すように変化する。また、グラフ４０３は、ミストファンモータ２０７を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を示している。グラフ４０１〜４０３から分かるように、従来では、キャリッジ１０２の加速中でもミストファンモータ２０７は一定に動作している（例えば、ファンの回転数が一定である。）。グラフ４０４は、キャリッジモータ１０１とミストファンモータ２０７の駆動電流の合計値の変化を示している。網点部４０５は、グラフ４０４で示される駆動電流値のうち、キャリッジモータ１０１分を示している。また、斜線部４０６は、グラフ４０４で示される駆動電流値のうち、ミストファンモータ２０７分を示している。
【００２８】
図４（ａ）から分かるように、従来では、キャリッジ１０２の加速期間で駆動電流が急激に大きくなっている。特に、キャリッジモータ１０１を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比が最大となったときに駆動電流も最大となることが分かる。キャリッジ１０２の一定速度期間では、駆動電流は小さい。これは、一般的にシャフトにはグリス等の摩擦力を低減するための処理が施されていることによる。グラフ４０４から、記録装置１００内での消費電力もその加速期間において急減に大きくなってしまう。つまり、記録装置に搭載する電源ユニットも、わずかな加速期間における最大消費電力量を考慮しなければならず、そのピーク値が高いほどコスト上昇の原因となってしまう。従って、グラフ４０４に示すような加速期間における駆動電流のピーク値を、できる限り抑えることが望まれる。図４においては、ミストファンモータ２０７とキャリッジモータ１０１を説明しているが、キャリッジモータ１０１の駆動電流がグラフ４０１のように変化するのであれば、搬送モータ１１８等他のモータを合わせて考えたとしても同じことがいえる。
【００２９】
次に、図４（ｂ）を参照しながら、本実施例を説明する。本実施例では、キャリッジ１０２の加速期間、ミストファンモータ２０７を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を低減することによって、加速期間における各モータの駆動電流の合計値のピーク値を抑える。本実施例では、グラフ４０７に示すように、ミストファンモータ２０７を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を、加速期間中は１０％まで低下させる。その結果、グラフ４０８に示すように、従来のグラフ４０４に対して、そのピーク値が差分４０９分だけ低下し、駆動電流の変化が全体として平滑化する。
【００３０】
ここで、ＣＰＵ２０２がキャリッジ１０２の移動速度を検出する手順について説明する。キャリッジ１０２に搭載された位置センサ２０６がエンコーダスケール１０８を読み取って読取信号を出力すると、その読取信号は、記録タイミング生成部２０９に、キャリッジ１０２の位置情報として格納される。ＣＰＵ２０２は、一定の時間間隔でその位置情報を読み出すことによってその時点でのキャリッジ１０２の移動速度を算出する。
【００３１】
ＣＰＵ２０２は、キャリッジ１０２の現時点での移動速度を目標速度（記録時の一定速度）と比較することによって、キャリッジモータ１０１を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を変化させて、モータ制御部２１０にそのデューティ比のデータを送信する。モータ制御部２１０は、送信されたデューティ比に基づいてキャリッジモータ１０１をＰＷＭ制御して、キャリッジ１０２の速度を変化させる。例えば、キャリッジ１０２の現時点での移動速度が目標速度より下回る場合には、ＣＰＵ２０２は、キャリッジモータ１０１を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を大きくしていく。
【００３２】
図５は、モータ制御部２１０が各モータを制御する制御信号の波形を示す図である。例えば、モータ制御部２１０は、キャリッジモータ１０１をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。つまり、モータ制御部２１０は、パルス波形５０１についての周期５０２に対する信号のアクティブ・ハイ期間５０３の割合（デューティ比）で以って、キャリッジモータ１０１の速度を制御することができる。
【００３３】
図６は、キャリッジモータ１０１とミストファンモータ２０７それぞれを制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比の変化を示す図である。図６には合わせて、モータ制御部２１０が実行する各ステップ番号を併記している。図６には、図４で示したグラフ４０１とグラフ４０７を再度、示している。モータ制御部２１０は、キャリッジモータ１０１を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を０％から次第に大きくしていく（Ｓ６０１）。キャリッジモータ１０１についてのデューティ比が大きくなるにつれて、キャリッジ１０２が加速していく。そのデューティ比が予め定められた値（図６中の２５％）に達すると、モータ制御部２１０は、ミストファンモータ２０７を制御するＰＷＭ制御信号のデューティ比を徐々に下げていく（Ｓ６０２）。
【００３４】
モータ制御部２１０は、キャリッジモータ１０１についてのデューティ比が最大の９０％になったタイミングにおいて、ミストファンモータ２０７についてのデューティ比を大きくしていく（Ｓ６０３）。図６においては、キャリッジモータ１０１についてのデューティ比が最大の９０％になったときに、ミストファンモータ２０７についてのデューティ比は１０％に低下している。モータ制御部２１０は、ミストファンモータ２０７についてのデューティ比が８０％となったときに一定とする。
【００３５】
モータ制御部２１０は、図４（ｂ）で説明したように、キャリッジモータ１０１についてのデューティ比を９０％から徐々に下げていき、４５％になったときに一定とする（Ｓ６０４）。すると、キャリッジ１０２は、グラフ４０１に示されるように一定速度となる。以上のような制御によって、図４（ｂ）のグラフ４０８で示すように、駆動電流のピーク値が従来よりも抑えられる。
【００３６】
本実施例によると、キャリッジ１０２の加速期間において、ミストファンモータ２０７の稼働率を低下させることによって、加速期間における駆動電流値のピーク値を抑えることができる。インクの吐出はキャリッジ１０２を等速で移動させる時に行われるので、記録が行われない加速期間中にミストファンモータ２０７の稼働率を低下させたとしても、ミスト回収の効果を低減させることはない。また、ノズルの回復動作においてもインクの吐出が行われるが、それは、キャリッジ１０２を等速で移動させる時の記録時に合わせて行われるか、若しくは、記録領域外にキャリッジ１０２を停止させて行われるかのいずれかである。従って、加速期間中にインクが吐出されることはなく、その加速期間中にミストファンモータ２０７の稼働率を低下させたとしても、ミスト回収の効果を低減させることはない。
【図１】
2013091220.tif 000003
【図２】
2013091220.tif 000004
【図３】
2013091220.tif 000005
【図４】
2013091220.tif 000006
【図５】
2013091220.tif 000007
【図６】
2013091220.tif 000008