(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上にドットを形成するヘッドを、該記録媒体に対して相対的かつ間欠的に移動させるモータを備え、該モータを制御して前記記録媒体上に画像を形成する印刷装置であって、
一の画像を形成するために使用される２つ以上の移動量を、該画像の形成毎に１つの組として特定する移動量特定手段と、
前記間欠的な移動において、ヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度を制御する方法を２つ以上記憶する制御方法記憶手段と、
前記制御方法記憶手段に記憶された方法の中から、前記移動量毎に、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い方法を選択する選択手段と、
前記移動量特定手段が特定した組の中で、前記選択手段が選択する制御方法を統一する制御方法統一手段と、
前記間欠的な移動にあたって、前記モータの駆動を制御して、前記制御方法統一手段が統一した方法で、前記移動量特定手段が特定した前記移動量だけ前記ヘッドを相対的に移動させるモータ制御手段と、
前記ヘッドの移動後に、該ヘッドを駆動してドットを形成するドット形成手段と
を備えた印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記モータはステッピングモータであり、
前記選択手段は、前記移動量と所定の閾値とを比較して、該比較結果に基づいて前記制御方法を選択する手段であり、
前記モータ制御手段は、前記ヘッドを一定速度で相対的に移動させる定速送り方法か、または所定の目標速度までの加速および減速を単調に行う加減速送り方法かの、いずれかの方法によって前記モータを制御する手段である印刷装置。
【請求項３】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記ヘッドは、複数並んだドット形成要素を備えているヘッドであり、
該ドット形成要素の並ぶ方向と交差する方向たる主走査方向に、記録媒体に対して相対的かつ間欠的に前記ヘッドを相対的に移動させるモータと、
主走査方向と交差する方向たる副走査方向に、記録媒体に対して相対的かつ間欠的に前記ヘッドを相対的に移動させるステッピングモータとを備え、
該ステッピングモータの前記移動量特定手段は、前記ヘッドで形成されるドットの重複や空隙の発生の回避が可能なものとして、前記ドット形成要素の数と副走査方向への該ドット形成要素間の間隔とによって自ずから所定の範囲に制限される複数の移動量を、画像の形成毎に１つの組として特定する手段であり、
該ステッピングモータの前記選択手段は、前記移動量と所定の閾値とを比較して、該比較結果に基づいて前記制御方法を選択する手段であり、
該ステッピングモータの前記モータ制御手段は、前記ヘッドを一定速度で相対的に移動させる定速送り方法か、または所定の目標速度までの加速および減速を単調に行う加減速送り方法かの、いずれかの方法によって前記モータを制御する手段である印刷装置。
【請求項４】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記制御方法統一手段は、前記選択手段が各移動量に応じて選択した制御方法を、前記移動量特定手段が特定した組の中で最も多数選択される方法に統一する手段である印刷装置。
【請求項５】
請求項２記載の印刷装置であって、
前記制御方法統一手段は、前記移動量特定手段が特定した組に含まれる移動量の平均値を計算し、該平均値と前記閾値とを比較して、該比較結果に基づいて制御方法を統一する手段である印刷装置。
【請求項６】
請求項２記載の印刷装置であって、
前記制御方法統一手段は、前記移動量特定手段が特定した組に含まれる各移動量から前記閾値を減算し、該減算結果に所定の重み係数を乗算し、前記組中の全ての移動量について該乗算結果を積算し、該積算結果の正負に基づいて制御方法を統一する手段である印刷装置。
【請求項７】
ステッピングモータを用いて可動部を駆動することにより、該可動部の間欠的な位置決めを行うステッピングモータ駆動装置であって、
前記間欠的な一連の位置決め動作におけるステッピングモータの駆動量を、一連の位置決め動作毎に１つの組として特定する駆動量特定手段と、
前記間欠的な駆動において、ステッピングモータが回り始めてから停止するまでのステッピングモータの回転速度を制御する方法を２つ以上記憶する制御方法記憶手段と、
前記制御方法記憶手段に記憶された方法の中から、前記移動量毎に、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い方法を選択する選択手段と、
前記駆動量に対応して選択される前記制御方法を、前記駆動量特定手段が特定した組の中で統一する制御方法統一手段と、
前記間欠的な位置決めにあたって、前記制御方法統一手段が統一した方法で、前記駆動量特定手段が特定した前記駆動量だけ、ステッピングモータを駆動するモータ制御手段と
を備えたステッピングモータ駆動装置。
【請求項８】
記録媒体上にドットを形成するヘッドを、該記録媒体に対して相対的かつ間欠的に移動させるモータを備え、該モータを制御して前記記録媒体上に画像を形成する印刷方法であって、
一の画像を形成するために使用される２つ以上の移動量を、該画像の形成毎に１つの組として特定しておき、
前記間欠的な移動において、ヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度を制御する方法を２つ以上記憶しておき、
特定された組に含まれる前記移動量毎に、２つ以上記憶されている制御方法の中から、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い方法を選択した後に、
前記移動量に応じて選択した前記制御方法を特定されている組の中で統一し、
前記間欠的な移動にあたって、前記モータの駆動を制御することにより、前記統一した制御方法を用いて、前記特定された移動量だけ前記ヘッドを相対的に移動させ、
前記ヘッドの移動後に、該ヘッドを駆動してドットを形成する印刷方法。
【請求項９】
記録媒体上にドットを形成するヘッドとコンピュータとを備えた印刷装置に用いられ、
該ヘッドと該記録媒体とを相対的かつ間欠的に移動させるモータを制御することによって、前記記録媒体上に画像を形成するプログラムをコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体であって、
一の画像を形成するために使用される２つ以上の移動量を、該画像の形成毎に１つの組として特定する機能と、
前記間欠的な移動においてヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度を制御する２つ以上の制御方法の中から、前記移動量毎に、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い制御方法を選択する機能と、
前記移動量に応じて選択される前記制御方法を、前記特定された組の中で統一する機能と、
前記間欠的な移動にあたって、前記モータの駆動を制御することにより、前記統一された制御方法で、前記特定された移動量だけ前記ヘッドを相対的に移動させる機能と
をコンピュータにより実現可能なプログラムとして記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体上にドットを形成するヘッドと該記録媒体との相対的な位置関係を、モータを用いて間欠的に変化させることによって、該記録媒体上に画像を形成する技術および、ステッピングモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可動部を間欠的に動かしながら種々の機能を実現している機構では、可動部を高速で動かしながら、なおかつ正確に位置決めしなければならない場合がある。コンピュータの出力装置として広く使用されている印刷装置を例にとると、これら印刷装置では、ドットを形成するヘッドと記録媒体とを相対的にかつ間欠的に移動させ、位置決めをしながら画像を印刷している。この位置決めを高速に行うほど画像を迅速に印刷することができるようになり、位置決めを正確に行うほど得られる画質は良好なものになる。このように印刷装置の位置決め機構には高速さと正確さが要求されるが、一方では印刷装置全体を小さいものにしなければならない。そこで印刷装置の位置決め機構には、小型でありながら高速で正確な位置決めが可能な、ステッピングモータを利用した位置決め機構が広く使用されている。
【０００３】
ステッピングモータで位置決めを行うための制御方法には、いわゆる定速送り方法と加減速送り方法の２つの方法がある。使用する制御方法によって位置決めに要する時間が異なってくるので、特に迅速に位置決めをしなければならない場合には、必要な時間が短い制御方法を選択して使用する。一般には、位置決めに必要なステッピングモータの回転角度、すなわち駆動量が大きくなる場合は加減速送り方法を、そうでない場合は定速送り方法を使用した方が位置決め時間は短くなる。印刷装置においても迅速な印刷を行うために、ステッピングモータの駆動量に応じて２つの制御方法のいずれかを選択して使用している。例えば、印刷装置では記録紙を少しずつ送りながら印刷しているが、この送り量は１つの画像の印刷中も一定ではなく、複数の値が使用されている。そこで、記録紙を送るために使用されるステッピングモータも印刷中に種々の駆動量で駆動され、それに伴って制御方法も印刷中に切り替えられることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし１つの画像の印刷中に、ステッピングモータの制御方法が切り替わると、その度に記録紙の送り量が僅かにばらつき、これが画質上の問題を起こす場合がある。以下に、この理由を簡単に説明する。ステッピングモータは目標とする回転角度に対して、実際には、なにがしかの誤差を含んだ角度で停止する。ステッピングモータの制御方法が同じであれば、この誤差の表れ方、すなわち目標角度に対して実際の回転角度が大きいが小さいかといった傾向はほぼ同じになる。これに対して、制御方法が異なると、誤差の表れ方も違ってくるので、制御方法を切り替える度に、相対的に回転した角度も異なってくる。このことから、印刷装置で記録紙を送る場合、同じ制御方法で制御している間は、ステッピングモータによる毎回の紙送り量もほぼ一定となるが、制御方法が切り替わると、その回だけ紙送り量が変わってくる。従って、印刷された画像を見た場合に、この紙送り量の変わった部分が目について、画質が低下したものと感じられることがあった。
【０００５】
このような問題を回避するために、目標とする回転角度に対して誤差の十分に小さなステッピングモータを使用して、制御方法が切り替わったときの相対的な回転角度がばらつかないようにすることも考えられる。しかしこの場合には記録紙の送り機構が大型化または高価格化して、印刷装置が大型化または高価格化する問題が生じる。かといって、ステッピングモータの制御方法をあらかじめ１つに固定したのでは、ステッピングモータの駆動時間が短くなる制御方法を記録紙の送り量に応じて選択することができなくなるので、記録紙の送りに要する時間が増大して迅速な印刷が困難になるという問題が生じる。
【０００６】
同様な問題は、ステッピングモータを用いて間欠的な位置決めを行う種々の装置においても生じる。なぜなら迅速な位置決めを行うためには、ステッピングモータの駆動量に応じてモータの制御方法を切り替えることが効果的であるが、制御方法を切り替えるとその度に位置決めにばらつきが生じ、このばらつきが問題となる場合があるからである。また、かかる問題はステッピングモータに限らず他のモータを用いた印刷装置においても、同様に生じ得る。
【０００７】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、印刷装置の大型化や高価格化を伴うことなく、印刷に要する時間の増大を最小限としながら高画質の印刷を可能とする技術を提供すること、及び、駆動時間の増加を最小限としながら、正確な位置決めが可能なステッピングモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の印刷装置は、次の構成を採った。
本発明の印刷装置は、
記録媒体上にドットを形成するヘッドを、該記録媒体に対して相対的かつ間欠的に移動させるモータを備え、該モータを制御して前記記録媒体上に画像を形成する印刷装置であって、
一の画像を形成するために使用される２つ以上の移動量を、該画像の形成毎に１つの組として特定する移動量特定手段と、
前記間欠的な移動において、ヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度を制御する方法を２つ以上記憶する制御方法記憶手段と、
前記制御方法記憶手段に記憶された方法の中から、前記移動量毎に、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い方法を選択する選択手段と、
前記移動量特定手段が特定した組の中で、前記選択手段が選択する制御方法を統一する制御方法統一手段と、
前記間欠的な移動にあたって、前記モータの駆動を制御して、前記制御方法統一手段が統一した方法で、前記移動量特定手段が特定した前記移動量だけ前記ヘッドを相対的に移動させるモータ制御手段と、
前記ヘッドの移動後に、該ヘッドを駆動してドットを形成するドット形成手段と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
また、上記印刷装置に対応する本発明の印刷方法は、
記録媒体上にドットを形成するヘッドを、該記録媒体に対して相対的かつ間欠的に移動させるモータを備え、該モータを制御して前記記録媒体上に画像を形成する印刷方法であって、
一の画像を形成するために使用される２つ以上の移動量を、該画像の形成毎に１つの組として特定しておき、
前記間欠的な移動において、ヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度を制御する方法を２つ以上記憶しておき、
２つ以上記憶されている制御方法の中から、特定された組に含まれる前記移動量毎に、前記ヘッドの前記相対的な移動に要する時間が短い方法を選択した後に、
前記移動量に応じて選択した前記制御方法を特定されている組の中で統一し、
前記間欠的な移動にあたって、前記モータの駆動を制御することにより、前記統一した制御方法を用いて、前記特定された移動量だけ前記ヘッドを相対的に移動させ、
前記ヘッドの移動後に、該ヘッドを駆動してドットを形成することを要旨とする。
【００１０】
かかる印刷装置および印刷方法においては、一の画像を形成する際にヘッドの２つ以上の移動量を１つの組として特定しておき、ヘッドが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度の制御方法を、この組に含まれる各移動量毎に一旦選択する。その後、各移動量に対応して選択された制御方法を、一の画像を形成する際に特定された組の中で統一することとしているので、印刷に要する時間の増大をできるだけ少なくしながら高画質の印刷を可能とすることができる。
【００１１】
本発明において上述のような効果が得られる原理は、印刷装置の中で位置決めのために用いられるモータの駆動機構と密接に結びついている。例えば印刷装置のステッピングモータを用いた位置決め機構において、迅速な位置決めを行うために記録媒体の移動量に応じてステップモータの制御方法を切り替える理由や、複数の駆動方法を混在して用いると記録媒体の移動量がばらつく理由と密接に関連している。そこで以下では、まず迅速な位置決めを行うために記録媒体の移動量に応じてステッピングモータの駆動方法を切り替える理由を説明し、次いで駆動方法が混在すると記録媒体の移動量がばらつく理由を述べた後に、本発明により上述の効果が得られる原理を説明する。尚、以下の説明においては、印刷装置の位置決め機構としてはステッピングモータを用いた位置決め機構が広く使用されていることから、ステッピングモータを例にとって説明する。もとより、記録媒体やヘッドの移動量に応じてモータ制御方法を切り替えて用いるあらゆる位置決め機構に対して同様のことが成り立ち、従って以下の説明は本発明の内容をステッピングモータを利用した記録媒体の位置決め機構に限定するものではない。
【００１２】
（１）記録媒体の移動量に応じてモータの駆動方法を切り替える理由
ステッピングモータは、ステッピングモータの駆動回路に入力したパルスの数に比例して、所定角度だけモータが回転する性質を有している。従ってこのモータを利用した記録媒体の位置決め機構では、駆動回路に所定数のパルスを入力することによって、所定量だけ記録媒体を移動させることができる。このようにステッピングモータを利用した位置決め機構は、移動量の検出を必ずしも必要としないため、簡単な制御で正確な位置決めを行うことができ、また装置も小型化できるので、印刷装置の位置決め機構に広く利用される。
【００１３】
ところで、ステッピングモータは入力するパルスの周波数が高くなるほどモータの回転速度も速くなるという性質を有している。また一定速度で回転するのではなく、パルスを入力する毎に所定角度だけステップ的に回転するモータであるから、モータの軸にトルクが間欠的に加わるモータでもある。このような性質から、ステッピングモータに駆動パルスを入力する場合には、次の点を考慮しておく必要がある。
【００１４】
ステッピングモータの回転加速度は、モータの最大トルクとモータ軸の回転慣性によって定まる値より大きくなり得ないので、停止中のステッピングモータに高い周波数の駆動パルスをいきなり入力しても、モータは追従することができない。そして駆動パルスに対するモータの遅れがあまりに大きいと、入力パルスの数とモータの回転角度が対応しなくなる脱調と呼ばれる現象が生じる。停止中のステッピングモータに入力しても脱調を起こさない最大パルス周波数は自起動周波数と呼ばれる。ステッピングモータをこの自起動周波数より小さな周波数のパルスで駆動すれば脱調を起こすおそれはない。またモータの回転中、すなわちステップ的に回転した後のモータ軸がまだ減速している途中に、次の駆動パルスを入力するようにすれば、ステッピングモータを脱調させることなく自起動周波数より高い周波数で駆動することも可能である。ステッピングモータを高速駆動しようとする場合には、自起動周波数よりも高周波数側のスルー領域と呼ばれるこの領域を使用する必要がある。
【００１５】
またステッピングモータはパルスが入力される毎にモータ軸にトルクが加わることから、モータの駆動周波数が固有振動数に近づくと容易に共振現象を起こす。特に問題となるのは、ステッピングモータの回転子とその周囲にある固定子との磁力を起振力とし、モータ軸の回転慣性を質量とする振動系である。ステッピングモータが大型になると、モータ軸の回転慣性も大きくなるが回転子と固定子との間の磁力も強くなるので、この振動系の固有振動数はモータの大きさによらずほぼ３００Ｈｚ前後の値となる。モータの加速中に駆動周波数がこの周波数を通過するだけでも共振現象が起こるので、結局、ほとんどのステッピングモータは駆動周波数の使用範囲が３００Ｈｚ前後以上の周波数領域に制限される。
【００１６】
以上のようなことを考慮してステッピングモータの駆動には、いわゆる定速送り方法か加減速送り方法のどちらかの方法が使用される。定速送り方法は前述の回転系の固有振動数より高く、自起動周波数よりは低い値を採る一定の周波数の駆動パルスを使用して、ステッピングモータを駆動する方法である。加減速送り方法はステッピングモータを高速駆動する場合に使用される方法であり、駆動パルスの周波数を自起動周波数より低い周波数から次第に高め、スルー領域でモータを駆動した後に、再び駆動周波数を自起動周波数より低い周波数まで次第に低下させる方法である。自起動周波数より低い周波数から始めるのは、十分な駆動トルクを発生させてモータを確実にかつ速やかに回転させるためである。
【００１７】
加減速送り方法ではステッピングモータの駆動周波数を自起動周波数より低い周波数から徐々に高くしていくので、モータを回転させようとする角度が小さい場合は、定速送り方法よりもモータの回転のために要する時間は長くなる。しかしある程度以上の回転角度になれば、加減速送り方法はステッピングモータのスルー領域を使用するので、この領域を使用しない定速送り方法よりも、モータの回転に要する時間が短くなる。これを印刷装置において記録媒体を移動させる場合に置き直して説明すると、記録媒体の移動距離が短い場合には定速送り方法でステッピングモータを駆動した方が移動に要する時間は短くなり、逆に記録媒体の移動距離が長い場合には、加減速送り方法で駆動した方が移動時間は短くなる。従って記録媒体を迅速に移動させるためには、記録媒体を移動させようとする距離に応じて、どちらか適した駆動方法を選択して、ステッピングモータを駆動する必要がある。
【００１８】
（２）モータ駆動方法が混在すると記録媒体の移動量にばらつきが生じる理由
記録媒体の移動量に応じて、移動時間が短くなるようなステッピングモータの駆動方法を選択した結果、１つの画像を印刷している最中に２つの駆動方法が切り替えられたのでは、記録媒体の移動量にばらつきが生じて画質の上からは必ずしも望ましくない場合も生じる。以下、この理由を説明する。
【００１９】
図１７はステッピングモータのスティフネス特性と呼ばれる図である。この図から分かるように、モータ軸がｄθだけ回転し過ぎている場合（状態Ａ）には、回転を戻す方向にｄＴのトルクが発生し、またモータ軸の回転がｄθ足らない場合（状態Ｂ）には回転を進める方向にｄＴのトルクが発生する。摩擦のない理想的な状態を仮定すると、この図１７に示されるように目標角度との偏差を修正する向きに発生するトルクによって、モータ軸は目標角度まで回転する。
【００２０】
しかし現実の位置決め機構には摩擦があるので、モータ軸の停止位置と目標角度とは一定量の偏差が残ることになる。図１８は図１７の一部を拡大したものであり、記録媒体を移動させるために打ち勝つべき摩擦トルクをＴｆで示している。ステッピングモータが図中の角度Ｃにある場合を考えると、発生するトルクＴｃは摩擦トルクＴｆより大きいので、モータ軸は目標角度との偏差が小さくなる方向に回転する。モータ軸が回転するにつれて発生トルクは減少し、角度Ｄに達すると発生トルクは摩擦トルクＴｆと等しくなる。発生トルクと摩擦トルクＴｆが等しくなっても、モータ軸には慣性があるので直ぐに回転が止まることはないが、摩擦トルクＴｆが発生トルクを上回る分だけ減速方向のトルクを受けてモータ軸は減速していき、ついには角度Ｅで停止する。角度Ｄでのモータ軸の回転速度が変わると、モータ軸が停止する角度Ｅも変わってくる。
【００２１】
ステッピングモータの駆動方法が同じであれば、角度Ｄでのモータ軸の回転速度はほぼ一定の値をとると考えられるので、モータ軸が停止する角度も一定となる。しかしモータの駆動方法が異なると角度Ｄでの回転速度も異なり、従ってモータ軸の停止角度も異なってくる。これを印刷装置における記録媒体の移動機構に置き直せば、ステッピングモータを定速送り方法か加減速送り方法のどちらか一方で駆動している限りは、記録媒体の移動量は毎回ほぼ一定となるが、２つの方法を混在して使用した場合には、駆動方法を切り替える毎に移動量がばらつくことになる。
【００２２】
（３）本発明において前述の効果が得られる原理
本発明では、ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる２つ以上の移動量を、一の画像を形成する際に１つの組として特定しておき、ヘッドと記録媒体とが相対的に動き始めてから停止するまでの移動速度の制御方法を、この組に含まれる各移動量毎に一旦選択する。その後、各移動量に対応して選択された制御方法を、一の画像を形成する際に特定された組の中で統一する。この結果、一の画像を印刷する場合にヘッドと記録媒体との相対的な移動速度の制御方法として必ず１つの方法が用いられるので、相対的な移動量にばらつきが生じて画質を低下させることがない。
【００２３】
更に本発明においては、あらかじめ移動速度の制御方法を特定しておくのではなく、副走査量の組を特定した後に、その組の中で統一する。このため、制御方法をあらかじめ固定しておく場合に比べれば、移動に必要な時間の短い制御方法を使用することが可能となるので、印刷に必要な時間の増加を抑制することができる。
【００２４】
以上の説明においては、ステッピングモータを用いてヘッドと記録媒体との相対的な位置を間欠的に移動させるような印刷装置について説明した。同様なことは、ステッピングモータではなく他のモータを用いて同様な位置決めを行う場合にも該当する。従って、本発明は、種々のモータを用いてヘッドと記録媒体との相対的な位置を間欠的に移動させるような印刷装置に適用することができる。
【００２５】
また本発明の印刷装置では、このような制御方法の統一を、一の画像を形成する際に特定された組の中で最も多数選択された方法に統一することによって行ってもよい。このようにすれば、特定された組に含まれる各移動量の大多数については、それぞれについて選択されていた制御方法、すなわち移動時間が短くなる方法で制御されることになる。従って、制御方法を後から統一することにより移動に要する時間が増加するのを抑制することができるので、印刷時間の増加が抑制される。
【００２６】
更にステッピングモータを用いてヘッドと記録媒体との相対的な位置決めを行う印刷装置においては、一の画像を形成する際に特定された組の中で相対的な移動量を平均し、この平均値と所定の閾値とを比較して、この比較結果に基づいて相対的な移動速度の制御方法を統一することにしてもよい。このようにすれば、特定された組全体として、移動時間が短くなるような制御方法に統一することができるので、印刷時間の増加を抑制することができる。この理由を以下に簡単に説明する。
【００２７】
記録媒体の移動量が所定の閾値より大きいと、ステッピングモータを定速送り方法ではなく加減速送り方法で制御した方が移動に要する時間は短縮される。この短縮量は、移動量が閾値より大きくなるほど大きくなる。同様に、移動量が閾値より小さいと、加減速送り方法を使用することにより移動時間は増大し、移動量が閾値より小さくなるほど移動時間の増大量は大きくなる。このように、特定された組に含まれる個々の移動量によって、駆動方法を統一することによる移動時間の増減量は異なるが、組に含まれる移動量の平均値と閾値とを比較して制御方法を選択すれば、簡易的に、組全体としての移動時間の増加が少ない制御方法に統一することができる。
【００２８】
またステッピングモータを用いてヘッドと記録媒体との相対的な位置決めを行う印刷装置においては、次のようにして制御方法を統一してもよい。先ずヘッドと記録媒体との相対的な移動量から所定の閾値を減算し、この減算結果に所定の重み係数を乗算する。そして、この乗算結果を一の画像形成に際して特定された組の中で積算し、この積算した値の正負に基づいてヘッドの移動速度の制御方法を統一することにしてもよい。このようにしても、特定された組全体として、移動時間が短くなるような制御方法に統一することができるので、印刷時間の増加を抑制することができる。この理由を以下に説明する。
【００２９】
記録媒体の移動量が閾値より大きい場合に、ステッピングモータを加減速送り方法で制御することによる移動時間の短縮量は、移動量と閾値との偏差には厳密には比例しない。そこで、移動時間の増大量を正確に見積もるために、移動量から閾値を減算した値に適当な重み係数を乗算する。そしてこの値が正値であれば加減速送り方法を使用することで移動時間が短縮され、逆に負値なら移動時間が増大するものと見積もることができる。一の画像を形成するために特定された組に含まれる全ての移動量について、このように見積もった値を積算し、この値が正値の場合には加減速送り方法に、負値の場合は定速送り方法に統一するようにすれば、印刷時間の増加を抑制することができる。
【００３０】
また本発明は、記録媒体上にドットを形成するヘッドとコンピュータとを備えた印刷装置において、以上の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての態様を採るものであってもよい。
【００３１】
【発明の他の態様】
この発明は、コンピュータシステムのマイクロプロセッサによって実行されることによって、上記の発明の各工程または各手段を実現するソフトウェアプログラムを通信回線を介して供給するプログラム供給装置としての、発明の他の態様も含んでいる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
Ａ．装置の構成
図１は、本発明の実施例としての印刷装置の概要を示す構成図である。この印刷装置は、スキャナ１２とコンピュータ９０とカラープリンタ２２とを有しており、このコンピュータ９０に所定のプログラムがロードされ実行されることにより、全体として印刷装置として機能する。スキャナ１２は、カラー原稿を読み取って、レッド（Ｒ）・グリーン（Ｇ）・ブルー（Ｂ）の３色の色成分からなる原カラー画像データＯＲＧをコンピュータ９０に出力する。コンピュータ９０は、所定のプログラムに従って、原画像データＯＲＧに各種の画像処理を行い、その結果をドットデータＦＮＬとしてカラープリンタ２２に出力する。カラープリンタ２２は、このドットデータＦＮＬに従って記録媒体上にドットを形成し、その結果、カラー原稿ＯＲＧに対応した印刷画像が得られる。画像処理などに必要なプログラムは、フレキシブルディスクＦＤまたはＣＤ−ＲＯＭからロードされ、コンピュータ９０によって実行される。またコンピュータ９０をモデム１８を介して外部のネットワークに接続し、特定のサーバＳＶから必要なプログラムをダウンロードすることによって、コンピュータ９０に実行させることも可能である。
【００３３】
図２にカラープリンタ２２の概略構成を示す。このカラープリンタ２２は、図示するように、キャリッジ３１に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を行う機構と、このキャリッジ３１をキャリッジモータ２４によってプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、紙送りモータ２３によって用紙Ｐを搬送する機構と、制御回路４０とから構成されている。キャリッジ３１をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３１の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。キャリッジモータ２４にはステッピングモータが使用されている。用紙Ｐを搬送する機構は、プラテン２６と、プラテン２６を回転させる紙送りモータ２３と、図示しない給紙補助ローラと、紙送りモータ２３の回転をプラテン２６及び給紙補助送ローラに伝えるギヤトレイン（図示省略）とから構成されている。紙送りモータ２３には、キャリッジモータ２４同様、ステッピングモータが使用されている。制御回路４０は操作パネル３２と信号をやり取りしつつ、紙送り用のステッピングモータ２３やキャリッジモータ２４，印字ヘッド２８の動きを適切に制御している。カラープリンタ２２に供給された記録紙は、プラテン２６と給紙補助ローラに挟み込まれるようにセットされ、紙送り用のステッピングモータ２３が所定角度だけ回転すると、この角度に対応する所定量だけ送られる。また、キャリッジ３１にはインク用カートリッジ７１，７２が装着される。カートリッジ内のインクは図示しない導入管を介して、キャリッジ３１の下部に設けられた印字ヘッド２８のインク吐出用ヘッド６１ないし６４に導かれ、以下に説明する方法によって記録媒体上にドットを形成する。
【００３４】
図３（ａ）は各色ヘッドの内部構成を示した図である。各色のインク吐出用ヘッド６１ないし６４には、後で説明する通り、各色毎に４８個のノズルＮｚが設けられていて（図４参照）、各ノズルには、インク通路６８とその通路上にピエゾ素子ＰＥが設けられている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印可により結晶構造が歪み、きわめて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印可することにより、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印可時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積はピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルＮｚから高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、用紙Ｐにドットが形成される。
【００３５】
図４は、インク吐出用ヘッド６１〜６４におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。これらのノズルの配置は、各色ごとのインクを吐出する４組のノズルアレイから成っており、一組あたり４８個のノズルＮｚが一定のノズルピッチｋ（本実施例においては６）で千鳥状に配列されている。なお、各ノズルアレイに含まれる４８個のノズルＮｚは、千鳥状に配列されている必要はなく、一直線上に配置されていてもよい。但し、図４に示すように千鳥状に配列すれば、製造上、ノズルピッチｋを小さく設定し易いという利点がある。各色のインク吐出用ヘッド６１〜６４は、キャリッジ３１の搬送方向に配列されている。また各色ヘッドのノズルも千鳥状に配置されているので、キャリッジ３１の搬送方向に位置がずれている。制御回路４０は、キャリッジ３１を搬送しながらノズルを駆動する場合に、インク吐出ヘッド間、および各色ヘッド中のノズル位置のずれを考慮して、それぞれに適したタイミングで各ノズルを駆動している。
【００３６】
なお、本実施例では、既に述べた通りピエゾ素子ＰＥを用いてインクを吐出するヘッドを備えたカラープリンタ２２を用いているが、他の方法によりインクを吐出するプリンタを用いるものとしてもよい。例えば、インク通路に配置したヒータに通電し、インク通路内に発生する泡（バブル）によってインクを吐出する方式のプリンタに適用するものとしてもよい。
【００３７】
以上のようなハードウェア構成を有するカラープリンタ２２は、キャリッジモータ２４を駆動することによって、各色のインク吐出用ヘッド６１〜６４を用紙Ｐに対して主走査方向に移動させ、また紙送り用のステッピングモータ２３を駆動することによって、用紙Ｐを副走査方向に移動させる。インクを吐出しながらヘッドを主走査方向に移動させれば、用紙Ｐにはドットの列たるラスタが形成される。前述したように各色ヘッドには一定のノズルピッチｋで複数のノズルが設けられているので、１回の主走査によってノズルピッチｋの間隔で並ぶ複数本のラスタが形成される。カラープリンタ２２は、主走査が終わる度に、用紙Ｐを少しずつ移動させてラスタの位置をずらしていくことによって、最終的に目的とする画像を用紙Ｐに印刷する。
【００３８】
用紙Ｐを少しずつ移動させる量、すなわち副走査量は、既に形成されているラスタに重ねてラスタを形成することのないように、更には形成されるラスタ間に空隙が生じることのないように選択する必要がある。このような副走査量の選び方には種々の方法があるが、各色ヘッドに設けられている全てのノズルを有効に活用するために、「変則送り」と呼ばれる方法が用いられる。この方法では、１つの画像を形成するために複数の副走査量を組み合わせて用いる。変則送りを用いて用紙Ｐを送る場合、紙送りモータとして使用されるステッピングモータ２３は、副走査を行うタイミングで、異なった駆動量だけ、間欠的に駆動されるので、本発明を適用する効果が顕著に現れる。この変則送りによってラスタの重複や空隙が生じないように用紙Ｐを送るには、ノズル数Ｎとノズルピッチｋによって定まる特定の副走査量を選択して組合せる必要がある。そこで、どのような副走査量を選択して組合せればよいかを以下に説明する。説明の都合上、まず変則送りの基本となっている選定方法について説明し、これを基に変則送りの選択方法を説明する。
【００３９】
Ｂ．副走査量の選定方法
（１）副走査量の基本的な選定方法
副走査量の最も基本的な選定方法は、毎回の副走査量を同じ値とする方法である。毎回の副走査量が同じ場合にも、１つのラスタが１回の主走査で形成される場合と、複数回に主走査によって形成される場合とがある。まず１つのラスタを１回の主走査で形成する場合について説明し、その後に１つのラスタを複数回の主走査で形成する場合を説明する。
【００４０】
図５は、１つのラスタを１回の主走査で形成する場合において、ラスタの重複や空隙を生じないような副走査量Ｌの選定方法を説明する図である。説明の便を図って、この図ではノズル数Ｎが４（個）、ノズルピッチｋが３（ドット）という単純な状態を考え、副走査量Ｌとして４（ラスタ）を選択した場合を示している（以下、各単位は省略）。図中の一番左側の○は、初回の主走査で形成されるラスタの先頭ドットの位置を示し、○の右側に続く線は、各ドットの位置に形成されるラスタを簡略化して表したものである。ここではノズルピッチが３なので、各ラスタの間には今後に形成されるべきラスタが２本ずつ存在している。この明細書では、このようなラスタのことを未形成ラスタと呼ぶ。この未形成のラスタと初回に形成されたラスタとのオフセットＦを考えれば、図５に示すようにオフセットＦの値は必ず１か２の値となる。つまり全てのラスタはオフセットＦが０（初回に形成されるラスタ）であるか、１または２の、３種類のラスタに分類される。
【００４１】
副走査量を４として、１回だけ副走査した後に形成されるラスタの先頭ドットの位置を□で示す。尚、ここではラスタが重複や空隙なく形成される条件を説明しているので、ラスタが形成される副走査方向の位置が問題であり、ラスタが形成され始める主走査方向の位置は問題としていない。そこで図５では、ラスタの形成開始位置を各ラスタ毎に主走査方向に少しずつずらしてある。このために図５では、□のドットは○のドットの右側に表現されている。こうすることによって、ラスタの形成開始位置を見れば、そのラスタを形成するために何回の副走査が行われたかを即座に知ることができる。
【００４２】
図５から明らかなように、１回目の副走査の後に形成されるラスタは全てオフセットＦが１の位置のラスタである。２回目の副走査の後に形成されるラスタの先頭ドットを△で示す。ラスタの先頭位置を主走査方向にずらして図示しているので、図５では△の列は□の列の右側に位置している。２回目の副走査後にはオフセットＦが２の位置にラスタが形成される。３回目の副走査後には再びオフセットＦが０の位置にラスタが形成される。このラスタを、△の列の右側に○で示す。初回の主走査で形成される４本のラスタを一群とし、３回目の主走査で形成される４本のラスタを他の一群として、両者の位置関係を考えると、２つの間にはラスタの形成されていないオフセット０のラスタは存在せず、さりとて重複して形成されているラスタもない。つまり３回目の副走査後に形成された一群のラスタは、初回に形成された一群のラスタに連続して形成されている。
【００４３】
更に副走査を行うとオフセットが１の位置に、その次の副走査後はオフセットが２の位置に、という順序で順次ラスタが形成されていく。しかもオフセット０の位置のラスタだけに注目して考えれば、前回形成された一群のラスタに必ず連続して形成される。つまりこのような３回のラスタ形成を１サイクルとして繰り返していけば、未形成ラスタが残ることなく、連続してラスタが形成されることになり、最終的にはラスタの重複や空隙が生じることはない。
【００４４】
以上の例から、毎回同じ量の副走査を行い、かつ各ラスタを１回の主走査で形成する場合に、ラスタの重複や空隙が生じないようにするためには副走査量Ｌをどのように選べばよいかが分かる。ノズル数Ｎ、ノズルピッチｋとすると、初回の主走査で形成されるラスタはＮ本であり、各ラスタ間には未形成ラスタが（ｋ−１）本ずつ存在する。これら未形成ラスタの全ては、オフセットＦが１〜（ｋ−１）の、合計（ｋ−１）種類に分類される。図５の例から分かるように、１回の副走査を行う毎に、オフセット値が同じ位置にラスタが形成されるから、全ての未形成ラスタ位置にラスタを形成するには（ｋ−１）回の副走査を行う必要がある。換言すれば、ノズルピッチｋの場合は、初回の主走査によってＮ本のラスタが形成されると同時に（ｋ−１）種類の未形成ラスタが発生し、これに続いて副走査と主走査を（ｋ−１）回繰り返すことによって、未形成ラスタが順次埋められていく。ちょうど（ｋ−１）回目に全ての未形成ラスタにラスタが埋められると１サイクルが完了し、続くｋ回目ではまた新たに（ｋ−１）種類の未形成ラスタが発生する。このようなｋ回の副走査を１サイクルとして、これを順次繰り返していく。
【００４５】
ラスタが空隙なく形成されるためには、各サイクルが隙間なく繰り返されなければならない。図５の例から明らかなように、このための条件は、副走査量をＬとすれば、ｋ回の副走査によって進むラスタ数が、ノズル数Ｎとノズルピッチｋを乗算した値でなければならない。すなわち（ｋ回）×（副走査量Ｌ）＝（ノズル数Ｎ）×（ノズルピッチｋ）でなければならず、これから１回の副走査量Ｌはノズル数Ｎと等しくなければならないことが分かる。
【００４６】
また、（ｋ−１）回の副走査で全ての未形成ラスタ位置に重複なくラスタを形成するには、副走査量Ｌとノズルピッチｋが「互いに素」の関係にある必要がある。つまりＬとｋが互いに素の関係にあれば、１〜（ｋ−１）回の副走査をしたときに、それぞれのオフセットの値が重複することなく、１〜（ｋ−１）の値を採る。このことは次のように考えれば容易に分かる。仮にａ回の副走査後のオフセット値をｃとすると、（Ｌ×ａ）＝（α×ｋ）＋ｃを満足する整数αが存在する。同様にｂ回の副走査後のオフセット値もｃとすると、（Ｌ×ｂ）＝（β×ｋ）＋ｃを満足する整数βが存在する。両式の差を採ると、（ａ−ｂ）×Ｌ＝（α−β）×ｋが成り立つ。ところが、Ｌとｋは互いに素であるからＬとｋの最小公倍数はＬ×ｋでなければならず、この式と矛盾してしまう。従ってａ回の副走査後のオフセット値と、ｂ回の副走査後のオフセット値とが同じ値ｃを採ることはない。すなわちＬとｋが互いに素の関係にあれば、１〜（ｋ−１）回の副走査をしたときに、それぞれのオフセットの値が重複することなく、１〜（ｋ−１）の値を採るのである。
【００４７】
以上から、毎回同じ量の副走査を行い、かつ各ラスタを１回の主走査で形成する場合には、ノズル数Ｎとノズルピッチｋとが互いに素の関係にあって、かつ副走査量Ｌをノズル数Ｎと同じ値とすれば、ラスタの重複や空隙が生じないことが分かる。
【００４８】
各ラスタを１回の主走査で形成する場合、すなわち１つのノズルで形成する場合は、例えばゴミ詰まりなどにより、あるノズルで正常にドットが形成できなくなるとそのノズルで形成されるラスタには大きな影響が表れ、結果として全体の画質を低下させる。そこで、各ラスタを複数のノズルで形成して、あるノズルが正常にドットを形成できなくなっても、各ラスタへ影響をできるだけ抑制し、これによって画質の低下を最小限に抑えようとする技術が知られている。
【００４９】
このような、各ラスタをｓ回（ｓ≧２の整数）の主走査で形成する場合についても、１回の主走査で形成する場合とほぼ同様に考えることができる。ノズル数Ｎ、ノズルピッチｋとして、例えばｓ＝２の場合を考える。初回の主走査でラスタが形成された直後には、まだ完成していないＮ本のラスタとその間にそれぞれ（ｋ−１）本ずつの未形成ラスタが存在している。すなわちこの場合も、全てのラスタはオフセットＦが０〜ｋの値をとるｋ種類のラスタに分類される。各ラスタは２回の主走査で完成するとしているから、ｓ＝２の場合は、１サイクルが２ｋ回の副走査で構成されることになる。これは、ｓ＝１の場合のちょうど２倍となっている。
【００５０】
ラスタが空隙なく形成されるためには、各サイクルが連続して形成されなければならない。すなわち各サイクルのオフセットＦが０の値の一群のラスタは、前回のサイクルのオフセット０の一群のラスタに連続して形成される必要がある。このための条件は、１サイクルで進むラスタの数：（１サイクルの副走査回数２ｋ）×（副走査量Ｌ）が、（ノズル数Ｎ）×（ノズルピッチｋ）と等しくなることであり、結局、副走査量Ｌ＝（ノズル数Ｎ）／２でなければならない。このように副走査を行えば、ｋ種類の全てのラスタに２回ずつ主走査を行い、重複や空隙なくラスタを形成することができる。同様にして、各ラスタをｍ回の主走査で形成する場合（ｓ＝ｍの場合）は、１サイクルがｍ×ｋ回の副走査で形成され、副走査量Ｌは（ノズル数Ｎ）／ｍとすればよい。
【００５１】
（２）変則送り
以上説明してきたように、毎回同じ量だけ副走査しながら、ラスタの重複や空隙を生じさせないようにするには、ノズル数Ｎとノズルピッチｋが互いに素の関係になければならない。しかしインク吐出ヘッドの改良によって、ノズル数Ｎが増大し、かつノズルピッチｋが小さくなるに従い、この関係を満足することは必ずしも容易ではなくなる。このため、実装されているノズルのうち数個を殺して互いに素の関係を満足させなければならない場合も生ずる。これでは全てのノズルを活用できない分だけ印刷の速度が低下してしまう。そこで、次のような変則送りと呼ばれる方法が提案されている。この方法によれば、ノズル数Ｎとノズルピッチｋが互いに素の関係になくても、重複や空隙なくラスタを形成することができる。
【００５２】
変則送りは、次のように考えれば、副走査量を毎回同じとする方法の変形であることが理解できる。ノズル数Ｎ、ノズルピッチｋとし、簡単のためにｓ＝１の場合を考える。１回目の主走査では、Ｎ本のラスタと各ラスタ間に（ｋ−１）種類の未形成ラスタが発生する。この未形成ラスタの全てにラスタを形成するには、副走査の送り方法によらず（ｋ−１）回の副走査を必要とする。つまり変則送りにおいても、初回のラスタ形成分も含めると１サイクルはｋ回の副走査からなる。また各サイクルが連続していなければならないから、変則送りにおいても（１サイクルで進むラスタの数）＝（ノズル数Ｎ）×（ノズルピッチｋ）が成り立つ。ところが変則送りでは、毎回の副走査量が同じという条件を外して、未形成ラスタの位置にラスタが形成されるように、毎回の副走査量を選んでいる。変則送りが、毎回同じ量だけ副走査する方法と異なっているのは、この部分のみである。このことから変則送りが成立するための条件は、先に導いた条件に対して、毎回の副走査量が同じという条件を外せば得られることが分かる。
【００５３】
以上の説明から、変則送りが成立するための条件を次のようにまとめることができる。ｓ＝１、ノズル数Ｎ、ノズルピッチｋとすると、
条件１：１サイクルは、ｋ回の副走査で構成され、
条件２：１サイクルの送り量、すなわち副走査量の合計は、Ｎ×ｋに等しく、
条件３：１サイクル中に、オフセット１〜（ｋ−１）の値が１回ずつ、全て表れる、
ような副走査量の組が得られれば、変則送りが成立する。
【００５４】
変則送りの具体例として、ノズル数Ｎ＝８，ノズルピッチｋ＝４，ｓ＝１の場合を考える。ノズル数Ｎとノズルピッチｋは互いに素の関係にない。条件１と条件２を共に満足する組として、｛１０，７，６，９｝を選んでみる。１回目の副走査によって形成されるラスタのオフセット値は、１０％４＝２、すなわちオフセット値は２である。ここで「％」は剰余演算子である。２回目の副走査後は、１回目と会わせた副走査量は１７となっているから、１７％４＝１より、オフセット値は１となる。同様にして、３回目の副走査は、２３％４＝３より、オフセット値は３となる。１サイクル中にオフセット１〜３が１回ずつ表れるから、このような副走査量の組は条件３も満足する。
【００５５】
以上の場合に実際に変則送りを行って、ラスタが形成されていく様子を示したのが図６である。図５と同様に、図中の○はラスタの先頭ドットの位置を、右側に続く線はラスタを表している。図６をみると、３回の副走査で全ての未形成ラスタの位置にラスタが形成され、４回目の副走査で新たなサイクルが始まることが分かる。更に、４回目の副走査で形成されたラスタは、前のサイクルで形成されたラスタに連続して形成されている。従ってこのようなサイクルを繰り返していけば、重複や空隙を生じることなくラスタを形成できることが確認できる。
【００５６】
１つのラスタを複数回（ｍ回）の主走査で形成しながら、変則送りを行うことも可能である。そのようなｓ＝ｍの変則送りが成立するための条件は、毎回の副走査量が同じものとしてｓ＝１からｓ＝ｍに拡張したのと全く同じように拡張することができて、次のようになる。
【００５７】
ノズル数Ｎ、ノズルピッチｋとすると、
条件１’：１サイクルは、ｍ×ｋ回の副走査で構成され、
条件２’：１サイクルの送り量、すなわち副走査量の合計は、Ｎ×ｋに等しく、条件３’：１サイクル中に、オフセット１〜（ｋ−１）の値がｍ回ずつ、全て表れる、
ような副走査量の組が得られれば、変則送りが成立する。
【００５８】
（３）選択的変則送り（セレクトインタレース）
以上の変則送りの説明から明らかなように、変則送りを成立させる副走査量の組は、必ずしも１組とは限らない。選択的変則送り（セレクトインタレース）とは、変則送りを成立させる副走査量の組が複数ある場合に、好ましいと思われる組を使用して行われる変則送りをいう。変則送りを成立させる副走査量の組が複数存在する一例を示せば、図６と同じ条件に対しても｛１０，７，６，９｝という組の他に｛５，１０，１１，６｝という組も存在する。先に示した条件１〜条件３を用いて確認すると、この｛５，１０，１１，６｝という組も４つの副走査によって構成され、組に含まれる数の合計は３２となるので、条件１および条件２を満足する。そして副走査量に対するオフセットＦは、それぞれ１，３，２，０となり、条件３も満足する。図７は、この条件、すなわちノズル数Ｎ＝８，ノズルピッチｋ＝４，ｓ＝１として、副走査量の組として｛５，１０，１１，６｝を選んだ場合に、ラスタが形成されていく様子を示した説明図である。図の読み方は、図５や図６と同じである。図７をみれば、３回の副走査で全ての未形成ラスタ位置にラスタが形成され、４回目の副走査によって新たなサイクルが始まることが分かる。更に、４回目の副走査で形成されたラスタは、前のサイクルで形成されたラスタに連続して形成されている。従ってこのような組で副走査を繰り返していっても、重複や空隙を生じることなくラスタを形成できることが確認できる。
【００５９】
このように可能な副走査量の組をいくつか見つけることができれば、それらの組を使用して実際に画像を印刷してみて、最も良好な画像の得られる組を選択すればよい。実際の印刷装置は、多少の製造上のばらつきを含むから、副走査量の最適な組も装置毎にばらつくものと考えられ、従って個々の印刷装置毎に最も良好な副走査を選択するようにすれば、画質を大きく改善することができる。
【００６０】
前述のハードウェア構成を有するカラープリンタ２２で、変則送りを用いて画像を印刷する場合、印刷中の記録紙は上述の副走査量の組に応じた種々の量で送られる。その結果、紙送り用のステッピングモータ２３も種々の値で駆動される。そこで迅速な紙送りを行うためには、以下のように、駆動量に応じてステッピングモータ２３の駆動方法を切り替える必要がある。
【００６１】
Ｃ．印刷装置の紙送り機構におけるステッピングモータの駆動方法
前述のように、ステッピングモータは駆動回路にパルスを入力することによって、パルス数に応じた角度だけ回転する。このステッピングモータの駆動方法には、定速送り方法と加減速送り方法の２つの方法がある。図８（ａ）は、この２つの駆動方法を概念的に示したものである。また図８（ｂ）は、ある量を駆動するために要する駆動時間を、２つの駆動方法について概念的に比較したものである。これら駆動方法は、図９に示すような、一連のパルス列のパルス間の時間を示すテーブルとして駆動方法毎に記憶されていて、テーブルが示す時間間隔でパルスを駆動回路に順次入力することによって、それぞれ実現される。自起動周波数の位置を図中の破線で示してある。定速送り方法では、自起動周波数より低い一定周波数の駆動パルスを、ステッピングモータの駆動回路に入力する。加減速送り方法では、駆動パルスの周波数を、自起動周波数より低い周波数から次第に高くしていき、自起動周波数より高い周波数で必要な時間だけ保った後に、また自起動周波数より低い周波数まで次第に低くしていく。ステッピングモータを高速で回転させようとすると、そのトルク特性から、加減速送り方法のような周波数パターンで駆動せざるを得ない。つまりステッピングモータを最短時間で駆動しようとすると、駆動量に応じて駆動方法を切り替える必要が生じるのは、駆動量が少ない場合には定速送り方法よりも駆動時間が増加してしまうためであり、さらに突き詰めれば加減速送り方法がこのような周波数パターンをとるためである。そこで以下に、加減速送り方法が図８（ａ）に示す周波数パターンをとる理由を簡単に説明する。
【００６２】
図１０は、ステッピングモータの駆動周波数と発生トルクとの関係を示す概念図である。ステッピングモータに電流を流した直後には、電磁誘導作用によって電磁石に逆起電力が発生するため、電磁石の磁力は時間と共に漸増する傾向にある。このためステッピングモータの発生トルクは、図１０に示すように駆動周波数が高くなるほど減少していく。高速で回転するステッピングモータを加速しようとする場合、図１０に示すように回転速度が高いほど発生トルクは少ないので、ステッピングモータは緩慢にしか加速できない。そのため駆動周波数もゆっくり上昇させなければ、ステッピングモータは脱調してしまう。また停止中のステッピングモータを回転させる場合を考えると、一般に静摩擦係数は動摩擦係数より大きいために、起動時には特に高いトルクが必要となる。そこで、ステッピングモータを確実に回転させ、かつ迅速に加速させるために、起動時の周波数には自起動周波数よりかなり低い周波数を使用するのである。
【００６３】
定速送り方法と加減速送り方法とで駆動時間を比較した図８（ｂ）から、次のようなことが分かる。ステッピングモータの駆動量が少ない場合は、定速送り方法を使用して駆動した方が、加減速送り方法を使用するよりも、迅速な送りができる。この理由は、駆動量が少ないときに加減速送り方法で送っても、加速または減速している時間の割合が多く、高い周波数領域を使用した高速回転がほとんどできないからである。逆に、駆動量が多いときには、高い周波数領域を使用する時間の割合が多くなるので、定速送り方法より加減速送り方法の方が駆動時間が短くなる。そこで、２つの駆動方法の関係がこのように逆転する駆動量Ｔｈを閾値として、駆動しようとする値が閾値Ｔｈよりも少ないときは定速送り方法を、閾値よりも大きいときは加減速送り方法を用いて駆動すれば、ステッピングモータの駆動に要する時間を最も短くすることができる。本実施例の印刷装置においても、紙送り時間を短縮して迅速な印刷を行うために、紙送り用のステッピングモータ２３の駆動方法を紙送り量に応じて切り替えて使用することが行われている。
【００６４】
Ｄ．ステッピングモータ駆動方法の統一方法
更に本実施例では、紙送り量に応じて一旦選択されたステッピングモータ２３の駆動方法を統一する処理が行われている。図１１は、本実施例の紙送り用のステッピングモータ２３で用いられる駆動方法統一ルーチンのフローチャートを示したものである。このルーチンを開始するには、まず印刷条件を選択しておく必要がある（ステップＳ１００）。印刷条件とは、各ラスタを形成するのに必要な主走査の回数や変則送りを行うか否かといった、印刷に際して記録紙の送り量を選択するために必要な条件である。
【００６５】
印刷条件が選択されると、印刷時の記録紙送り量の組、すなわち副走査量の組を選択することが可能となる（ステップＳ１１０）。一例として、ノズル数Ｎ＝８，ノズルピッチｋ＝４、ｓ＝１とし、かつ変則送りを行うという印刷条件を選択すると、前述したように、｛１０，７，６，９｝または｛５，１０，１１，６｝等の副走査量の組を選択することが可能である。印刷条件を、ノズルの条件はそのままにｓ＝２で変則送りを行うものとすれば、前述の条件１’〜条件３’を満足する組として｛３，６，５，２，３，６，５，２｝または｛２，５，６，３，２，５，６，３｝等の組を選択することができる。カラープリンタ２２では各印刷条件毎に上記のような組が１つずつあらかじめ選択されており、もし選択的変則送り（セレクトインタレース）を行なうのであれば、個々のカラープリンタ２２に最適な組が各印刷条件毎にあらかじめ選択されている。尚、印刷条件に、副走査量の値が同じであるような条件が選択された場合には、当然、副走査量の組には１つの値しか含まれない。
【００６６】
副走査量の組が選択されると、それぞれの副走査量に対してステッピングモータ２３を駆動方法を選択する（ステップＳ１４０）。図１２に駆動方法選択処理のフローチャートを示す。副走査量の組が特定されると、その組に含まれる副走査量の値を１つ取得し（ステップＳ１４２）、所定の閾値Ｔｈと比較して（ステップＳ１４４）、副走査量の値が閾値より小さければ定速送り方法で、大きければ加減速送り方法でステッピングモータ２３を駆動するものとする（ステップＳ１４６，１４８）。それぞれの駆動方法は、図９に示すようなパルス間隔のテーブルとして記憶されているから、駆動方法の選択は、コンピュータ９０の内のＲＡＭ８３上に確保した駆動方法記憶用メモリに、使用するテーブルの番号を書き込むことによって行う。このような処理を、選択した組に含まれる全ての副走査量について行うと（ステップＳ１５０）、駆動方法選択処理を終了して、図１１に示すステッピングモータ２３の駆動方法統一ルーチンに戻る。
【００６７】
駆動方法統一ルーチン内では、駆動方法選択処理に続いて駆動方補統一処理を開始する。図１３は駆動方法統一処理の一例を示すフローチャートである。この方法では、副走査量の組に含まれる全ての副走査量について、あらかじめ選択された駆動方法を取得し（ステップＳ１６２）、その組の中で選択された回数の最も多い駆動方法を選び出す（ステップＳ１６４）。そして駆動方法記憶用メモリの値を、選び出した駆動方法に対応するテーブル番号で書き換えることによって、選択方法を統一する（ステップＳ１６６）。例えば、あらかじめ｛１０，７，６，９｝という副走査量の組が選択されていて閾値が６．５であるとすると、駆動方法選択処理では、副走査量１０、７，９に対しては加減速送り方法が、副走査量６に対しては定速送り方法が選択される。この組で選択回数の最も多い駆動方法は加減速送り方法なので、ステップＳ１６６では加減速送り方法に統一する。こうすれば、４種類の副走査量のうちの３つは駆動方法が最も短くなる方法で駆動され、駆動方法を後から統一したことによる紙送り時間の増加を最小限に抑制することができる。もちろん、紙送り用のステッピングモータ２３の駆動方法が印刷途中で切り替わることはなく、画質の低下も回避される。
【００６８】
図１４は駆動方法統一処理の他の一例を示すフローチャートである。この方法では、選定された組に含まれる副走査量を取得し（ステップＳ１６８）、その組の副走査量の平均値を計算する（ステップＳ１７０）。そして副走査量の平均値と所定の閾値Ｔｈを比較し（ステップＳ１７２）、平均値が閾値Ｔｈより小さい場合は定速送り方法に、閾値より大きい場合は加減速送り方法に、それぞれ駆動方法を統一する（ステップＳ１７４，Ｓ１７６）。
【００６９】
このような方法を用いて駆動方法を統一すれば、選択回数の最も多い方法に統一する単純な方法に比べて、次のような効果がある。例えば、閾値が１０で、選択された副走査量の組が｛２，１１，１２｝である場合を考える。それぞれの副走査量と閾値とを比較することによって、副走査量２に対しては定速送り方法が、また副走査量１１，１２に対しては加減速送り方法が選択される。最も多く選択された方法は加減速送り方法であるので、選択回数の多い方法に統一する方法を使用すれば加減速送り方法に統一される。しかし閾値（ここでは値１０）は定速送りで駆動しても加減速送りで駆動しても、駆動時間が変わらない値であるから、副走査量が１１や１２の場合に加減速送り方法を採用しても駆動時間短縮の効果は少ない。ところが、値２の駆動量を定速送り方法でなく加減速送り方法で駆動することによる駆動時間の増加は大きなものになる。すなわちこの場合は定速送り方法に統一した方が駆動時間は短縮される。この例では各副走査量の平均値を計算すると約８．３であり、これと閾値とを比較すれば、駆動方法は定速送り方法に統一される。このように、選択された組に含まれる副走査量の平均値を使用すれば、駆動方法を変更することにより時間が短縮される副走査量毎の効果を考慮して、適切な駆動方法に統一することが可能となる。
【００７０】
以上の実施例では、加減速送りは１種類であるものとして説明してきた。しかし実際には数種類の加減速送りを使用することも考えられる。ステッピングモータ２３の駆動量が十分に多い場合には、より長い時間かけてステッピングモータ２３の加速または減速を行うことができるので、より高い周波数の駆動パルスを使用することも可能になる。あまりに高周波数領域を使用すると、ステッピングモータ２３の駆動回路の電気的な共振や、モータ軸の回転共振が問題となるが、これらの影響を受けない範囲でステッピングモータ２３を高速駆動することにより、駆動時間の短縮を図ることができる。このように複数の加減速送りを使用する場合にも、上述の各種方法を適用してもよいことはもちろんである。
【００７１】
副走査量の平均値を用いて駆動方法を統一する方法を使用して、複数の加減速送りを使用するように拡張を行った一例のフローチャートを図１５に示す。この場合も副走査量の平均値を計算し（ステップ１７０）、この平均値を、定速送りとするか加減速送りとするかを判断するための閾値Ｔｈ１と比較する（ステップＳ１７２）。平均値が閾値Ｔｈ１より小さい場合は、組としての駆動方法を定速送り方法に統一する（ステップＳ１７４）。平均値が閾値Ｔｈ１より大きい場合には、２つの加減速送り方法のどちらの方法に統一するかを決める閾値Ｔｈ２と比較する（ステップＳ１８０）。そして平均値が閾値Ｔｈ２より大きければ高速で駆動する方の加減速送り方法に統一し（ステップＳ１８４）、小さければ低速で駆動する方の加減速送り方法に統一する（ステップＳ１８２）。
【００７２】
図１６は駆動方法統一処理の他の一例を示すフローチャートである。この方法では、選択された組に含まれる副走査量を１つ取得し（ステップＳ１６８）、この値から所定の閾値Ｔｈを減算する（ステップＳ１８６）。減算結果が正ということは、副走査量が閾値Ｔｈより大きいこと、すなわち定速送り方法ではなく加減速送り方法で駆動する方が駆動時間が短縮されることを意味している。逆に、減算結果が負ということは、加減速送り方法で駆動すると駆動時間が増大することを意味している。ところでこの駆動時間の増減量は、副走査量と閾値Ｔｈとの差の値に厳密に比例しているとは限らない。そこで減算結果に重み係数を乗算して、減算結果と駆動時間の増減量が比例関係になるように補正する（ステップＳ１８８）。このような重み係数は一般には一定値ではなく、減算結果の値に応じて適した値が用いられる。こうして見積もられた駆動時間の増減量を、全ての副走査量について積算する（ステップＳ１９２，Ｓ１９４）。この積算結果が正であれば、組全体としての駆動時間は、定速送り方法よりも加減速送り方法で駆動した方が短くなると判断できるので、その組を加減速送り方法で統一する（ステップＳ１９８）。逆に、積算結果が負であれば、定速送り方法で統一する（ステップＳ１９６）。このような方法によって駆動方式を統一すれば、選択された副走査量の組に応じて、最も駆動時間が短くなる方法に駆動方法を統一することができ、駆動方法を後から統一したことによる紙送り時間の増加を最小限に抑制することができる。もちろん、紙送り用のステッピングモータ２３の駆動方法が印刷途中で切り替わることはなく、画質の低下も回避される。
【００７３】
また駆動方法統一処理は、次のような簡易な方法をとってもよい。統一すべき駆動方法を印刷条件毎にあらかじめ決めておき、駆動方法選択処理（Ｓ１４０）で副走査量毎に一旦選択した駆動方法を、印刷条件毎に決めておいたこの駆動方法に後から統一してもよい。更には駆動方法選択処理における閾値Ｔｈの値を極端に小さくまたは大きくすることによっても、同様な効果を得ることができる。そもそも印刷装置で採りうる印刷条件はあらかじめ分かっていて、各印刷条件毎に副走査量の組を特定しておくことができる。そして、全ての印刷条件について、紙送り時間が最も短くなるようにステッピングモータ２３の駆動方法を決めておくことも可能である。従ってこのような方法で駆動方法を統一すれば、駆動方法を後から統一しても、これによる紙送り時間の増加を最小限に抑制することができる。もちろん、紙送り用のステッピングモータ２３の駆動方法が印刷途中で切り替わることがないので、紙送り量のばらつきに起因する画質の低下も回避される。
【００７４】
以上は、ステッピングモータ２３を用いてヘッドと記録媒体との相対的な位置を間欠的に移動させるような印刷装置についての実施例について説明した。同様なことは、ステッピングモータではなく他のモータを用いて、ヘッドと記録媒体との相対的な位置を間欠的に移動させるような印刷装置にも、同様に適用できることはもちろんである。
【００７５】
また以上の説明では、本発明を適用した効果が最も顕著に現れる一例として、印刷装置の実施例について説明した。しかしステッピングモータを用いて、可動部の間欠的な位置決めを行うことにより、種々の機能を実現するような他の機構についても、同様に適用することができるのはもちろんである。
【００７６】
更に、上記印刷装置または各種機構は、ステッピングモータを初めとする各種モータの制御にコンピュータによる処理を含んでいることから、このような制御を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての実施の形態を採ることもできる。このような記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記録装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記録装置などの、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。また、このようなコンピュータプログラムを、通信経路を介してコンピュータに供給するプログラム供給装置としての実施の形態を採ることも可能である。
【００７７】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の印刷装置の概略構成図である。
【図２】本実施例のプリンタの概略構成図である。
【図３】本実施例のプリンタにおけるドット記録ヘッドの概略構成、およびドット形成原理を示す説明図である。
【図４】本実施例のプリンタにおけるノズル配列例を示す説明図である。
【図５】１つのラスタを１回の主走査で形成する場合に、ラスタの重複や空隙を生じないような副走査量の選定方法を示す説明図である。
【図６】所定の副走査量の組を使用して変則送りを行うことにより、重複や空隙なくラスタが形成される様子を示す説明図である。
【図７】別の副走査量の組を使用して変則送りを行うことにより、重複や空隙なくラスタが形成される様子を示す説明図である。
【図８】ステッピングモータの定速送り方法と加減速送り方法を概念的に示す説明図である。
【図９】定速送り方法と加減速送り方法において、駆動パルスの出力タイミングを指定するテーブルである。
【図１０】ステッピングモータの駆動周波数と発生トルクとの関係を示す説明図である。
【図１１】本実施例の紙送り用ステッピングモータで用いられる駆動方法統一ルーチンのフローチャートである。
【図１２】本実施例における駆動方法選択処理のフローチャートである。
【図１３】本実施例における駆動方法統一処理の一例を示すフローチャート。
【図１４】本実施例における駆動方法統一処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本実施例において、複数の加減速送りを使用する駆動方法統一処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本実施例における駆動方法統一処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１７】ステッピングモータのスティフネス特性を示す図である。
【図１８】ステッピングモータのスティフネス特性の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
１２…スキャナ
１８…モデム
２２…カラープリンタ
２３…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…印字ヘッド
３１…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
６１，６２，６３，６４…インク吐出用ヘッド
６８…インク通路
７１，７２…インク用カートリッジ
８１…ＣＰＵ
８３…ＲＡＭ
９０…コンピュータ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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