JP2007136851A - 記録装置のキャリッジモータ制御装置、キャリッジモータ制御方法、及びキャリッジモータ制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】シリアル型の記録装置において、記録時にキャリッジ駆動系における負荷状態の変化に対応してキャリッジモータの駆動制御、すなわちキャリッジの移動制御を安定して高精度に行えるようにする。
【解決手段】少なくとも装置の電源投入時に行われるキャリッジ位置初期化（ステップＳ２）の直後に、キャリッジ駆動系の負荷に打ち勝ってキャリッジの移動を開始させるために最小限必要なキャリッジモータの最小駆動力Ｐminの値をＰＷＭ制御信号のデューティー比PWM_Dutyの値ｘとして検出する（Ｓ３）。そして１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジモータの駆動力指令値としてのPWM_Duty値の初期値を検出値ｘに設定することにより、キャリッジモータを最小駆動力Ｐminで起動してキャリッジの移動を開始させる（Ｓ８）。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジをキャリッジモータの駆動により往復移動させながら記録ヘッドを駆動して記録媒体に画像を順次１行分ずつ記録するシリアル型の記録装置において、キャリッジモータの駆動を制御するキャリッジモータ制御装置、キャリッジモータ制御方法、及びキャリッジモータ制御プログラムに関するものである。

従来、シリアル型の記録装置では、例えばドットインパクト方式、インクジェット方式、熱転写方式などの記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に沿って往復移動させる駆動源のモータ（以下キャリッジモータという）としてＤＣモータが広く用いられている。一般的なシリアル型記録装置では、外部のコンピュータなどから記録データを受け取ると、キャリッジを駆動するためにキャリッジモータの回転をスタートする。そして、同モータの回転速度が一定速度に達し、キャリッジの移動速度が一定速度に達したところで記録を開始する。そして、一行分の記録データの画像を記録媒体の用紙に記録すると、キャリッジモータを停止させて、一行分の紙送りを行う。更に記録データがある場合は、以上の動作を繰り返して順次１行分ずつ画像を記録する。

ここで、キャリッジモータの駆動制御について、より詳細に説明する。まず、記録開始命令がコンピュータから送られてくると、記録装置のコントローラはモータ制御装置を介してキャリッジモータを起動する。そして、例えば図２に示す速度指令曲線に従って速度制御を行う。すなわち、起動直後は、騒音や振動が発生しないように、徐々に加速する（加速領域）。そして、キャリッジモータの回転速度が所定の目標速度に達したら、定速制御して記録を行う（定速領域）。記録終了後は速やかに減速し（減速領域）停止させる。すなわち、加速領域と減速領域においては急激な速度変動によって騒音等が発生しないように、また、定速領域においては記録精度を乱さないように、速度を制御する。

このようなキャリッジモータの速度制御は、ＰＩＤ制御ループを有するサーボシステムによって行われるのが一般的である。その制御は、最終的にはキャリッジモータに印加する駆動電圧を直接変化させる、或いはＰＷＭ（パルス幅変調）制御でキャリッジモータの駆動信号のパルスのデューティー比を変化させて駆動電圧を平均的に変化させることによって行われる。

ＰＷＭ制御する場合、まず、外部から指示されるキャリッジの移動速度（ないしキャリッジモータの回転速度）から、エンコーダ等の検出手段によって検出されるキャリッジの実際の移動速度（ないしモータの実際の回転速度）を減算し、速度誤差Ｖｅを計算する。次に、例えば次の（１）式に従って操作量としてのＰＷＭ制御でのデューティー比PWM_Dutyを計算する。

PWM_Duty＝Kp×Ve＋Ki×∫Vedt＋Kd×(dVe/dt)・・・(1)
ここで、Kpは比例制御定数、Kiは積分制御定数、Kdは微分制御定数とする。この計算値に従ってモータドライバに印加するＰＷＭ信号のデューティー比を変化させ、キャリッジモータの速度制御、すなわちキャリッジの速度制御を行う。

しかしながら、特にインクジェット記録装置では、近年、益々の高画質化が求められるにつれ、単位時間当たりに記録ヘッドから吐出するインク滴の発数が増え、また、記録ヘッドから吐出するインク滴の小液滴化が進んでいる。これに伴い、記録装置本体内に浮遊するミスト状のインク滴の量も増大している。このため、ミスト状のインク滴がキャリッジを案内するガイド軸に付着して、ガイド軸及び軸受け等のキャリッジ駆動系における負荷条件の変化が更に大きくなっている。この結果、速度誤差を所望の範囲内に抑えるのが困難になっている。

この対策として、下記の特許文献１に記載されたモータ制御装置では、制御対象（キャリッジ）の速度を検出し、その速度データから上記（１）式におけるＰＩＤ制御パラメータ（Kp,Ki,Kdのいずれか）を計算して設定し、（１）式によるＰＷＭ制御を行うようにしている。これにより以前よりは良好な速度制御性能が得られる。
特開平５−８０８５６号公報

特許文献１の手法は、速度の指令値に対する速度制御による制御対象の追従性の安定を図るものである。しかし、個々の記録装置の置かれる環境や負荷条件に適応したＰＩＤ制御パラメータを決定するのが困難である。さらに負荷条件の変化が大きな場合、ＰＩＤ制御パラメータの変更だけでは、加速領域において指令値に対してキャリッジが追従できず、オーバーシュート状態を起こしてしまう。オーバーシュート状態が発生すると、加速領域から定速領域において共振が発生し、画像ムラが発生してしまう。この画像ムラは周期的に発生するムラと比べて、濃淡が強く発生してしまう為、画像の品質を著しく劣化させてしまう。

そこで本発明の課題は、シリアル型の記録装置において、記録時に、キャリッジ駆動系における負荷状態の変化に対応してキャリッジモータの駆動制御及びこれによるキャリッジの移動制御を安定して高精度に行え、高品質の画像記録を行えるようにすることにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、
記録ヘッドを搭載したキャリッジをキャリッジモータの駆動により往復移動させながら記録ヘッドを駆動して記録媒体に画像を順次１行分ずつ記録する記録装置において、キャリッジモータの駆動を制御するキャリッジモータ制御装置であって、
キャリッジ移動時に所定の制御条件に従ってキャリッジモータの駆動力の指令値を可変に設定する設定手段と、
該設定手段により設定された指令値の駆動力でキャリッジモータを駆動する駆動手段と、
キャリッジモータを駆動源とするキャリッジ駆動系の負荷に打ち勝ってキャリッジの移動を開始させるために必要なキャリッジモータの駆動力の値を検出する検出手段を有し、
前記設定手段は、１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジモータの駆動力指令値の初期値を前記検出手段により検出された駆動力の値に設定することを特徴とする。

また、本発明では、上記の本発明に係る記録装置のキャリッジモータ制御装置の構成に対応する記録装置のキャリッジモータ制御方法及びキャリッジモータ制御プログラムの構成を採用した。

本発明によれば、１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジ駆動系の負荷状態の変化に対応して、キャリッジモータの駆動力指令値の初期値を過不足なく適切に設定することができる。これにより１行分の記録のためのキャリッジモータの駆動制御及びこれによるキャリッジの移動制御を安定して高精度に行なえる。そして加速領域でオーバーシュートが発生するようなことがなくなり、高品質の画像記録を行うことができるという優れた効果が得られる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態の実施例を説明する。ここではインクジェット方式のシリアル型記録装置においてキャリッジモータの駆動制御に関わる構成の実施例を示す。その駆動制御はＰＷＭ制御により行うものとする。

図１は実施例の記録装置の要部の機械的構成を示す斜視図である。図１において、１は記録ヘッドであり、キャリッジ５に搭載されている。記録ヘッド１は、熱エネルギー或いは機械的エネルギーを利用して複数のノズルからインク液滴を吐出して記録媒体の用紙上に画像を形成する。また、記録ヘッド１は、ここではカラー記録を行うものとして、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの異なった複数色のインクのそれぞれに対応した複数のヘッドで構成され、これら各色のインクをメインインクタンク７からチューブ９、ジョイント部８及び不図示のチューブを介して供給される。

キャリッジ５は、ガイド軸３とガイドレール４に摺動可能に取り付けられており、タイミングベルト１７が結合されている。キャリッジモータ（ＤＣモータ）１１の駆動力がプーリ２４，２５とこれに張架されたタイミングベルト１７を介してキャリッジ５に伝達される。これにより、キャリッジ５がガイド軸３とガイドレール４に沿って矢印Ａ１方向とＡ２方向に往復移動する。Ａ１方向とＡ２方向のいずれか一方向または両方向が主走査方向となる。

キャリッジ５の移動に伴って、キャリッジ５に設けられたエンコーダセンサ２１がガイド軸３に平行に設けられたリニアスケール１９に所定ピッチで形成されたスリットを検出する。そして検出されたスリットの数（検出パルス数）を不図示のカウンタがカウントする、すなわち例えばＡ１方向ではカウントアップ、Ａ２方向ではカウントダウンすることにより、キャリッジ５の主走査方向の位置がスリット数のカウント値（以下、位置カウント値Enc_Pulseという）として検出される。また、この位置の情報と時間の情報からキャリッジ５の移動速度が検出される。なお、上記スリットのピッチは記録装置の記録密度、例えば１５０dpi（ドット／インチ）や３００dpiなどに相当するピッチとする。

また、キャリッジ５の移動領域においてＡ２方向の端部の下側に回復ユニット１４が設けられており、ヘッドキャップ１０により記録ヘッド１のノズル面を覆うキャッピングや、このキャッピング状態でヘッド１のノズルからインクを吸引するなどの吐出回復動作を行う。

また１２は給紙部であり、ここに記録媒体の用紙２２が複数枚重ねてセットされ、搬送モータ１３の駆動により回転する給紙ローラ２３により、１番上の１枚が分離されてプラテン２上に供給される。さらに搬送モータ１３の駆動により回転する搬送ローラ１６と、これに用紙２２を押圧するピンチローラ１５を介して、プラテン２上の用紙２２が副走査方向の矢印Ｂ方向に搬送される。

記録時には、キャリッジモータ１１の駆動によりキャリッジ５が１行分の記録のためのキャリッジ５の移動開始位置（キャリッジ移動領域のＡ２方向側又はＡ１方向側の端部の所定位置。以下、符号SPを付す）からＡ１方向或いはＡ２方向に移動させられる。そして、キャリッジ５が移動開始位置SPより移動方向側の記録開始位置から記録終了位置までを通過する間に、記録ヘッド１が駆動されてノズルからインク液滴を吐出することにより、プラテン２上の用紙２２に１行分の画像が記録される。

１行分の記録が終了したら、Ａ１，Ａ２方向の両方向に記録を行う往復記録の場合は、キャリッジ５は今回の移動方向と反対方向の移動開始位置SPまで移動させられる。また、Ａ１，Ａ２方向のいずれか一方向のみ記録を行う一方向記録の場合は今回の移動の移動開始位置SPに戻される。そして、これと共に、搬送モータ１３の駆動により用紙２２が１行分に対応した所定ピッチだけＢ方向に搬送される。この繰り返しにより画像が順次１行分づつ記録され、１ページの記録が終了したら用紙２２が排出される。

なお、１行分の記録を行うたびに、図２に示したような速度指令曲線に従ってキャリッジモータ１１の回転速度の制御、すなわちキャリッジ５の移動速度の制御を行い、定速領域で（或いは加速領域の後部と定速領域で）記録ヘッド１を駆動して１行分の記録を行う。

また、一連の記録を行うために最初の１枚の用紙２２がプラテン２上に給紙されたときに、その用紙２２の紙幅（Ａ１，Ａ２方向の寸法）を検出して用紙２２のサイズを検出する。このために、不図示の発光素子と受光素子からなる反射型の光学センサがキャリッジ５の下側に設けられる。そして検出時には、発光素子を点灯した状態でキャリッジ５をＡ１又はＡ２方向に移動させる。その移動に伴って光学センサが用紙２２のＡ１方向とＡ２方向の端の上を通過するときに、プラテン２と用紙２２の反射率の違いによって、光学センサの受光素子の受光量が変化してセンサの出力が変化する。これにより用紙２２のＡ１，Ａ２方向の両端の位置を検知して紙幅を検出し、用紙サイズを検出することができる。

次に、図３は、キャリッジモータ１１の駆動制御系の構成を示すブロック図である。

図３において、ＣＰＵ１１０はキャリッジモータ１１の駆動制御系を含めて記録装置全体を制御する。

位置検出器（エンコーダ）１０５は、キャリッジ５の主走査方向の位置を検出するもので、先述したリニアエスケール１９、エンコーダセンサ２１、及び不図示のカウンタからなる。そしてキャリッジ５の位置を先述した位置カウント値Enc_Pulseとして検出する。

速度検出器１０６は、位置検出器１０５により検出されるキャリッジ５の位置情報（Enc_Pulse)と時間の情報からキャリッジ５の速度、ないしこれに対応するキャリッジモータ１１の回転速度を検出する。この速度の検出値をフィードバックしてキャリッジモータ１１の速度を閉ループ制御する。

データ保持回路１０８は、ＲＯＭ及びＲＡＭからなり、キャリッジモータ１１の駆動制御のために使用する各種データを記憶して保持する。そのデータには、位置検出器１０５により検出されるキャリッジ５の位置データ（Enc_Pulse）と、速度検出器１０６により検出されるキャリッジ５ないしキャリッジモータ１１の速度データが含まれる。

指令値発生回路１００は、ＣＰＵ１１０の制御のもとにキャリッジ５ないしキャリッジモータ１１の速度の指令値を発生し、減算器１０１へ出力する。この速度の指令値は、速度検出器１０６により実際の速度が検出されたタイミングで本来達成されるべき速度の値である。

減算器１０１は、入力された速度の指令値から、速度検出器１０６からフィードバックされる実際の速度の値を減算して速度誤差Veを算出し、ＰＩＤ補償回路１０２へ出力する。

ＰＩＤ補償回路１０２は、入力された速度誤差Veに基づいて例えば先述した（１）式によりＰＷＭ信号のデューティー比PWM_Dutyの値を計算し、ＰＷＭ制御回路１０３へ出力する。このPWM_Dutyの値は、これによりキャリッジモータ１１の平均の駆動電圧が決まって駆動力が決まるので、キャリッジモータ１１の駆動力の指令値といえる。なお、（１）式に用いられるＰＩＤ制御パラメータKp,Ki,Kdの少なくとも１つは、制御定数計算回路１０９で所定の制御条件に基づいて計算されて可変に設定され、ＰＩＤ補償回路１０２に与えられる。

ＰＷＭ制御回路１０３は入力されたPWM_Dutyの値のＰＷＭ信号を発生し、モータドライバ１０４へ出力する。モータドライバ１０４は入力されたＰＷＭ信号によりキャリッジモータ１１を駆動する。なお、この駆動制御系でフィードバックによるＰＷＭ制御処理は例えば２msec程度の所定周期で実行される。

ところで、キャリッジモータ１１の駆動制御によるキャリッジの移動制御は、速度に注目して制御を行う速度制御と位置に注目して制御を行う位置制御に分けられる。本実施例のインクジェット方式の記録動作では、記録ヘッドを主走査方向に移動しながら記録ヘッドから用紙にインク液滴を吐出して記録を行う。このため、速度制御もしくは位置制御を適切に行うとともに、その制御に基づいてインクの吐出タイミングを適切に定めることにより、用紙上の所望の位置に正確にインク液滴を付着させる必要がある。インク吐出は、図２のような速度指令曲線の定速領域で、或いは加速領域の後部と定速領域で行う。従って、加速領域と定速領域では、指令速度に追従してキャリッジが移動するよう、速度に注目した制御が行なわれる。また、減速領域においては、所望の位置にキャリッジを停止できるように位置に注目してキャリッジ移動の制御が行なわれる。キャリッジモータ１１の駆動制御系におけるキャリッジ位置による制御では、キャリッジ５が到達すべき目標位置が与えられ、この目標位置と、位置検出器１０５からフィードバックされるキャリッジ５の実際位置との偏差に基づいてキャリッジモータ１１の駆動が制御される。この制御の詳細については、本発明の特徴事項に関連していないので、その説明を省略する。

なお、図示していないが、搬送モータ１３の駆動による搬送ローラ１６の回転量を検出して用紙２２の搬送位置を検出するエンコーダが設けられ、その検出結果をフィードバックして用紙２２の搬送を閉ループ制御する搬送モータ１３の駆動制御系も設けられる。

次に、本実施例の記録装置の記録動作全体をキャリッジ５の移動制御、すなわちキャリッジモータ１１の駆動制御を中心として図４のフローチャートにより説明する。図４の動作の手順に対応した制御プログラムが不図示のＲＯＭに格納され、これをＣＰＵ１１０が実行することにより図４の動作がなされる。

記録装置に接続された不図示のホストコンピュータなどから記録開始命令が記録装置に送信されると、図４の動作が開始される。

まずステップＳ１において、ＣＰＵ１１０はキャリッジ位置の初期化処理が必要か否かを判断する。そして必要でなければステップＳ４にジャンプするが、必要であればステップＳ２で初期化処理を実行する。このキャリッジ位置の初期化処理は、少なくとも記録装置の電源投入時に行う。具体的には、キャリッジ５を所定のホームポジションに移動させると共に、位置検出器１０５の位置カウント値Enc_Pulseをホームポジションに対応した所定値に設定する処理である。

本実施例では、ホームポジションはキャリッジ５が図１中の移動範囲のＡ２方向側の端で不図示の記録装置本体のシャーシの側面に当接する位置とする。初期化処理では、まず位置検出器１０５のカウンタに対して、キャリッジ５の仮の現在位置のEnc_Pulse値をキャリッジ５のホームポジションから移動可能な最大の距離を超えた位置の値に設定する。また到達すべき目標位置のEnc_Pulse値を例えば０に設定する。そしてキャリッジ位置のフィードバック制御を行い、キャリッジモータ１１を駆動してキャリッジ５を移動させる。これにより、キャリッジ５はＡ２方向に回復ユニット１４側へ移動するが、上記目標位置に到達する前に本体のシャーシ側面に当接して移動が阻止され、位置検出器１０５が出力するキャリッジ５の仮の現在位置のEnc_Pulse値が変化しなくなる。これによりＣＰＵ１１０はキャリッジ５が停止状態にある事を認識し、この停止状態が所定時間以上続いたときは、キャリッジ５がシャーシ側面に接触したと認識し、この位置をホームポジションとして設定し、ホームポジションに対応する所定のEnc_Pulse値、例えば１００を位置検出器１０５のカウンタに設定する。この設定以降は、キャリッジ５の移動に伴なって位置検出器１０５のカウンタによりカウントされるEnc_Pulse値をキャリッジ５の実際の現在位置の値とし、これに基づいて駆動制御を行う。

キャリッジ位置の初期化処理が終了したら、ステップＳ３において、キャリッジ５を１行分の記録のための移動開始位置SPに移動させて停止させ、その位置SPにおけるキャリッジモータ１１の最小駆動力Ｐminの値を検出する。往復記録を行う場合は、往方向と復方向の移動開始位置SPのそれぞれで検出を行う。ここで最小駆動力Ｐminとは、キャリッジモータ１１、プーリ２４、２５、タイミングベルト１７、ガイド軸３、及びガイドレール４などからなるキャリッジ駆動系の負荷に打ち勝って、キャリッジ５の移動を開始させるために最小限必要であるキャリッジモータ１１の駆動力とする。本実施例では、この最小駆動力Ｐminの値をＰＷＭ信号のデューティー比PWM_Dutyの値ｘとして検出する。検出は、キャリッジモータ１１の駆動によりキャリッジ５を移動開始位置SPから移動させて行う。検出動作の詳細は図５及び図６により後述する。検出動作が終了したらキャリッジ５を移動開始位置SPに戻す。

次に、ステップＳ４において、記録ヘッド１が回復ユニット１４のヘッドキャップ１０によって覆われているキャッピング状態か否かを判断する。そして、キャッピング状態でなければステップＳ６にジャンプするが、キャッピング状態であればステップＳ５でキャップ１０を記録ヘッド１から離間させるキャップオープン処理を実行する。

次に、ステップＳ６において、プラテン２上の記録位置に用紙があるか否か判断し、あればステップＳ８にジャンプするが、なければステップＳ７において給紙処理を行う。すなわち、搬送モータ１３を駆動して給紙ローラ２３と搬送ローラ１６を回転させ、給紙部１２から１枚の用紙２２を記録位置まで搬送する。

なお、一連の記録を行う場合で、最初の１枚の用紙を給紙した場合には、その直後に前述したように用紙の紙幅を検出して用紙サイズを検出する動作を行う。ここで、検出される紙幅の相違に応じて、１行の記録のためのキャリッジ５の移動開始位置SPを変化させるようにしてもよい。こうする場合には、前述した最小駆動力Ｐminの検出は、ステップＳ３の時点にではなく、用紙サイズの検出の直後に、検出された紙幅に応じて決定される移動開始位置SPでキャリッジ５を移動させて行う。このときも往復記録の場合には、往方向と復方向の移動開始位置SPのそれぞれで検出を行う。検出が終了したらキャリッジ５を移動開始位置に戻す。

次に、ステップＳ８において、キャリッジモータ１１を駆動して１行分の記録のためのキャリッジ５の移動を開始させる。このとき、図３のキャリッジモータ１１の駆動制御系において、駆動力指令値としてのPWM_Dutyの初期値（オフセット値）として、先に検出した最小駆動力Ｐminを示すPWM_Duty値ｘをＰＩＤ補償回路１０２に設定し、ＰＷＭ制御回路１０３に出力させる。これによりPWM_Duty値がｘであるＰＷＭ信号でキャリッジモータ１１が起動される。すなわち、同モータ１１が最小駆動力Ｐminで起動され、キャリッジ５の移動が開始される。また、これと共に、図２のような速度指令曲線に従った速度指令値を指令値発生回路１００から発生させる。さらに、不図示のキャリッジ位置の指令値発生回路にキャリッジ５が到達すべき目標位置の値を記録データに応じて設定し、出力させる。なお、目標位置は、往復記録の場合は、次の１行の記録（今回と反対方向の走査）のための移動開始位置SPとし、一方向記録の場合は、例えば記録データに応じた１行の記録の終端位置より所定距離進んだ位置とする。

次に、ステップＳ９において、図３のキャリッジモータの駆動制御系で位置検出器１０５と速度検出器１０６からフィードバックされるキャリッジ５の位置と速度の検出値に基づいてPWM_Duty値を可変に設定するＰＷＭ制御が行われる。移動当初の加速領域と定速領域では、専ら速度に注目して制御がなされる。すなわち、ＰＩＤ補償回路１０２は、指令値発生回路１００から入力される速度の指令値に対する実際の速度の検出値の誤差Ｖｅに基づいて例えば（１）式によりPWM_Duty値を算出し、この算出結果の値をPWM_Dutyの初期値ｘに加算してPWM_Duty値を決定し、ＰＷＭ制御回路１０３に出力する。

次に、ステップＳ１０において、位置検出器１０５の検出結果により、キャリッジ５が目標位置に到達したか判断し、到達していなければ、ステップＳ９，Ｓ１０の処理を繰り返す。この繰り返しにより、ステップＳ１０でキャリッジ５が目的位置に到達するまで、ステップＳ９でのフィードバックによるＰＷＭ制御の処理が例えば２msec程度の所定周期で繰り返される。これにより、図７の下段に示すように、PWM_Duty値が初期値ｘから変化させられ、キャリッジモータ１１が図７の上段に示すような速度曲線に従って駆動される。そしてキャリッジ５が移動され、目標位置に到達するまでに記録開始位置から記録終了位置まで通過する間に、記録ヘッド１が駆動され、ノズルからインク液滴を吐出することにより、用紙に１行分の画像記録がなされる。

ステップＳ１０でキャリッジ５が目標位置に到達したら、ステップＳ１１でキャリッジモータ１１の駆動を停止してキャリッジ５を停止させる。

続いてステップＳ１２において、搬送モータ１３の不図示の駆動制御系で搬送する用紙の到達すべき目標位置を記録データに応じて１行分ないしはそれ以上先の位置に設定した後、搬送モータ１３を駆動し、用紙の搬送を開始する。

その後、ステップＳ１３で不図示のエンコーダからフィードバックされる搬送ローラ１６の回転量に応じた用紙の搬送位置と目標位置の誤差に基づいて搬送モータ１３の駆動を制御する。

そして、ステップＳ１４で用紙が目標位置に到達したか否か判断し、到達していなければステップＳ１３に戻り、到達するまでステップＳ１３，Ｓ１４の処理を繰り返して搬送モータ１３を駆動する。そして、到達したら、ステップＳ１５で搬送モータ１３を停止して紙送りを停止した後、ステップＳ１６に進む。なお、一方向記録の場合、ステップＳ１３，Ｓ１４の繰り返しによる紙送り動作の間にキャリッジ５を移動開始位置SPに戻す。

ステップＳ１６では１ページの記録が終了したか判断し、終了していなければステップＳ８に戻ってステップＳ８〜Ｓ１５の処理を繰り返し、次の１行分の記録を行う。このようにして順次１行分ずつ記録を行って１ページの記録が終了したらステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、搬送モータ１３を所定量駆動して搬送ローラ１６を所定量回転させることにより、記録済みの用紙を排出する。

次に、ステップＳ１８において、ホストからの記録終了命令の有無により、記録動作を終了するか否かを判断する。ここで終了でなければステップＳ６に戻ってステップＳ６〜Ｓ１７の処理を繰り返し、次の１枚の用紙の給紙、１行分ずつの画像の記録と紙送り、及び排紙を行う。また、記録動作終了であれば、処理を終了する。

次に、先述したステップＳ３（或いはステップＳ７での１枚目の給紙の際になされる用紙サイズの検出直後）に行われるキャリッジモータ１１の最小駆動力Ｐminの検出動作について図５及び図６により説明する。図５は、その検出動作を制御するＣＰＵの制御手順を示すフローチャート図である。図６は、検出動作におけるキャリッジモータ１１の駆動力指令値であるPWM_Dutyと、位置検出器１０５のキャリッジ５の位置カウント値Enc_Pulseの経時的変化を示す線図である。

図５の処理では、まずキャリッジモータ１１を駆動し、キャリッジ５を１行の記録のための移動開始位置SPまで移動させた後、PWM_Dutyを０％としてモータ１１を停止させ、キャリッジ５を停止させる（ステップＳ２１）。

次に、図３の駆動制御系においてＰＷＭ制御回路１０３に与えるPWM_Duty値をＮ（所定数）％アップしてキャリッジモータ１１を一方向に回転駆動させるように制御する（ステップＳ２２）。ここで最初はPWM_Duty値が０％からＮ％にされることになる。

次に、不図示のタイマーに計時される一定時間ｔが経過するのを待つ（ステップＳ２３）。そして経過したら、位置検出器１０５の位置カウント値Enc_Pulseが変化したか、すなわちキャリッジ５が移動したか確認する（ステップＳ２４）。そして変化していなければ、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を繰り返す。

この繰り返しにより、図６の上段に示すように、PWM_Duty値が０％から一定時間ｔ経過する毎にＮ％ずつアップされ、キャリッジモータ１１の一方向への回転駆動力が順次増大させられる。その駆動力がキャリッジ駆動系の負荷に打ち勝つと、キャリッジ５の移動が開始され、図６の下段に示すように、位置カウント値Enc_Pulseが変化（図中では増加）することになる。

このようにしてステップＳ２４でEnc_Pulseが変化したら、ステップＳ２５で現在のキャリッジモータ１１の駆動力指令値であるPWM_Duty値ｘ（図６上段参照）を最小駆動力Ｐminを示すPWM_Duty値としてデータ保持回路１０８のＲＡＭなどに記憶する。そしてステップＳ２６でPWM_Duty値を０％としてモータ１１を停止した後、処理を終了する。

なお、往復記録を行う場合は、図５の処理を往方向と復方向の移動開始位置SPのそれぞれで行い、それぞれの検出結果を記憶する。

以上のようにして検出し、記憶した最小駆動力ＰminのPWM_Duty値ｘを先述した図４のステップＳ８で図７の下段に示したようにキャリッジモータ１１の駆動力指令値としてのPWM_Duty値の初期値として設定してキャリッジモータ１１を起動し、１行分の記録のためのキャリッジ５の移動を開始させる。

以上のような本実施例によれば、キャリッジ駆動系の負荷が増大すれば、最小駆動力Ｐminの検出結果のPWM_Duty値ｘが大きくなる。そして、１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジモータ１１の駆動力指令値としてのPWM_Dutyの初期値として大きな値のｘが設定される。また負荷が軽減すれば、検出値ｘが小さくなり、初期値が小さく設定される。すなわち１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジ駆動系の負荷状態の変化に対応して、キャリッジモータ１１の駆動力指令値としてのPWM_Dutyの初期値を過不足なく適切に設定することができる。これにより１行分の記録のためのキャリッジモータ１１の駆動制御及びこれによるキャリッジ５の移動制御を安定して高精度に行なえる。そして加速領域でオーバーシュートが発生するようなことがなくなり、高品質の画像記録を行うことができる。

本発明の実施例における記録装置の要部の機械的構成を示す斜視図である。 キャリッジないしキャリッジモータの速度指令曲線を示す線図である。 実施例の記録装置のキャリッジ駆動制御系の構成を示すブロック図である。 同装置の記録動作全体の概略の手順を示すフローチャート図である。 図４中のステップＳ３でキャリッジモータの最小駆動力Ｐminの値を検出する検出動作の制御手順を示すフローチャート図である。 同検出動作におけるキャリッジモータの駆動力指令値としてのＰＷＭ信号のデューティー比PWM_Dutyの値と、キャリッジの位置カウント値Enc_Pulseの経時的変化を示す線図である。 実施例で１行分の記録のためにキャリッジを移動させるときのキャリッジモータの起動時からの速度（指令値）とPWM_Dutyの値の経時的変化を示す線図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド
３ ガイド軸
４ ガイドレール
５ キャリッジ
１１ キャリッジモータ
１２ 給紙部
１３ 搬送モータ
１７ タイミングベルト
１９ リニアスケール
２１ エンコーダセンサ
１００ 指令値発生回路
１０１ 減算器
１０２ ＰＩＤ補償回路
１０３ ＰＷＭ制御回路
１０４ モータドライバ
１０５ 位置検出器
１０６ 速度検出器
１０８ データ保持回路
１０９ 制御定数計算回路
１１０ ＣＰＵ

Claims (6)

1. 記録ヘッドを搭載したキャリッジをキャリッジモータの駆動により往復移動させながら記録ヘッドを駆動して記録媒体に画像を順次１行分ずつ記録する記録装置において、キャリッジモータの駆動を制御するキャリッジモータ制御装置であって、
   キャリッジ移動時に所定の制御条件に従ってキャリッジモータの駆動力の指令値を可変に設定する設定手段と、
   該設定手段により設定された指令値の駆動力でキャリッジモータを駆動する駆動手段と、
   キャリッジモータを駆動源とするキャリッジ駆動系の負荷に打ち勝ってキャリッジの移動を開始させるために必要なキャリッジモータの駆動力の値を検出する検出手段を有し、
   前記設定手段は、１行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジモータの駆動力指令値の初期値を前記検出手段により検出された駆動力の値に設定することを特徴とする記録装置のキャリッジモータ制御装置。
2. 記録ヘッドを搭載したキャリッジをキャリッジモータの駆動により往復移動させながら記録ヘッドを駆動して記録媒体に画像を順次１行分ずつ記録する記録装置において、キャリッジ移動時に所定の制御条件に従ってキャリッジモータの駆動力の指令値を可変に設定し、設定された指令値の駆動力でキャリッジモータを駆動するキャリッジモータ制御方法であって、
   キャリッジモータを駆動源とするキャリッジ駆動系の負荷に打ち勝ってキャリッジの移動を開始させるために必要なキャリッジモータの駆動力の値を検出する検出工程と、
   １行分の記録のためのキャリッジの移動開始時に、キャリッジモータの駆動力指令値の初期値を前記検出工程で検出された駆動力の値に設定する工程を実行することを特徴とする記録装置のキャリッジモータ制御方法。
3. 前記検出工程は、少なくとも記録装置の電源投入時に行われるキャリッジ位置の初期化動作の直後に実行することを特徴とする請求項２に記載の記録装置のキャリッジモータ制御方法。
4. 前記検出工程は、記録媒体のキャリッジ移動方向の寸法を検出する動作の直後に実行することを特徴とする請求項２に記載の記録装置のキャリッジモータ制御方法。
5. 前記検出工程では、１行分の記録のためのキャリッジの移動開始位置におけるキャリッジモータの前記駆動力を検出することを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の記録装置のキャリッジモータ制御方法。
6. 記録ヘッドを搭載したキャリッジをキャリッジモータの駆動により往復移動させながら記録ヘッドを駆動して記録媒体に画像を順次１行分ずつ記録する記録装置において、請求項２から５までのいずれか１項に記載の記録装置のキャリッジモータ制御方法でキャリッジモータの駆動を制御するための制御手順を含むことを特徴とする記録装置のキャリッジモータ制御プログラム。

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