JP2008273090A - インクジェットプリンタ及びインクジェットプリンタの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】特別な部材を設けずに、記録媒体の搬送量変動を検出し、この検出された変動量に応じて搬送量を補正することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【解決手段】インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、印字ヘッドを搭載するキャリッジが主走査方向に往復移動しながらインクを吐出し、用紙搬送ローラで記録媒体を搬送し、画像印字するインクジェットプリンタである。また、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出する手段と、検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出するトルク算出手段とを有する。さらに、算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出する搬送量変化検出手段と、算出された搬送量変化に応じて、モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換手段とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、印字ヘッドを搭載するキャリッジが主走査方向に往復移動しながらインクを吐出し、用紙搬送ローラで記録媒体を搬送し、画像印字するインクジェットプリンタである。また、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出する手段と、検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出するトルク算出手段とを有する。さらに、算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出する搬送量変化検出手段と、算出された搬送量変化に応じて、モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換手段とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、インクジェットプリンタにおける記録媒体の搬送における搬送変動量を補正するインクジェットプリンタに関する。
従来の大判インクジェットプリンタは、液滴サイズが大きいので、搬送量変動が僅かであれば、画質への影響は小さい。
しかし、近年の高画質化の要求に伴い、液滴サイズが小さくなり、搬送量変動が僅かであっても、画質への影響が少なくない。
高画質化に伴い、ローラの搬送精度が向上しているが、従来影響の小さかった、ロール紙の弛み、巻き芯残量の多少、その他の要因によって生じる搬送変動による搬送量変動分の影響が相対的に大きくなり、画質への影響を無視できない。
画質への影響に対応するために、ロール紙の負荷が一定になるように、主紙送りローラ駆動系に摩擦を与えないようにし、一定の搬送量を実現する方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
次に、インクジェットプリンタにおけるLFローラ(記録媒体搬送ローラ)の回転量と記録媒体の搬送量とについて説明する。
図10は、従来のインクジェットプリンタ200におけるLFローラの回転量と、記録媒体の搬送量との概念を示す図である。
インクジェットプリンタには、LFローラ5と、ロール芯6と、ピンチローラ7とが設けられている。
LFローラ5とピンチローラ7によって記録媒体3を挟み込み、LFローラ5を回転させることによって、記録媒体3を搬送する。
図10(1)は、LFローラ5を回転する前の状態を示す図である。接触部10aは、ピンチローラ7の接触部と接触するLFローラ5側の接触部であって、LFローラ5が回転する前における接触部である。
接触部10cは、LFローラ5が回転する前におけるピンチローラ7側の接触部である。位置10bは、LFローラ5の回転目標位置である。
図10(2)は、図10(1)に示す状態から、ピンチローラ7との接触部10aが、10aから10bになるまで、LFローラ5を回転させた後の状態を示す図である。
回転量40は、LFローラ5が回転した量である。
位置10dは、図10(1)に示す状態から、ピンチローラ7とLFローラ5とが回転した後における記録媒体3上の位置である。
つまり、搬送量41は、記録媒体3の搬送量である。LFローラ5の回転量と記録媒体3の搬送量とは、理想状態では一致する。ところが、記録媒体3の搬送量は、記録媒体3の摩擦係数(すべり量)、カール量(こしの強さ)、環境等によって、記録媒体3の搬送量と、LFローラ5の回転量とは一致しない。したがって、LFローラ5の回転量制御が成功したとしても、記録媒体3の搬送量の制御が適正でない場合がある。
特開2001−31303号公報
しかし、上記従来の技術では、本体構成に新たな部材が必要になり、また、突発的な搬送時の変動に対して補正することができないという問題がある。
本発明は、特別な部材を設けずに、記録媒体の搬送量変動を検出し、この検出された変動量に応じて搬送量を補正することができるインクジェットプリンタ及びインクジェットプリンタの制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、印字ヘッドを搭載するキャリッジが主走査方向に往復移動しながらインクを吐出し、用紙搬送ローラで記録媒体を搬送し、画像印字するインクジェットプリンタである。また、本発明は、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出する手段と、上記検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出するトルク算出手段とを有する。さらに、本発明は、上記算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出する搬送量変化検出手段と、上記算出された搬送量変化に応じて、上記モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換手段とを有する。
本発明によれば、ロール紙の弛み状態、巻き芯残量の多少、その他の要因で生じる記録媒体の搬送量変動によって生じる搬送すじムラを取り除くことができ、しかも、特別な部材を設けずに、高画質プリントを実現することができるという効果を奏する。
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
以下、記録媒体3の搬送量を、単に「搬送量」と記述し、LFローラ5の回転量を、単に「回転量」と記述する場合がある。
図1は、本発明の実施例1であるインクジェットプリンタ100がローラ駆動した場合における動作を示すフローチャートである。
S1で、デフォルト搬送量と電流量(トルク)とを決定する。LFローラ5を一定回転した場合における搬送量と、その時に必要な電流量との関係は、本体のばらつきによって異なる。そこで、まず、記録媒体3毎のデフォルト搬送量と、そのときの基準電流量(トルク)とを決定する。
ここで、上記「デフォルト搬送量」は、記録媒体3に負荷がない状態において、ローラを一定回転させた場合における記録媒体3の搬送量である。自動検出によって搬送量を検出する技術は、多数開示されている。たとえば、特開平05−096796号公報に開示されている。したがって、本明細書において、搬送量を検出する技術の説明を省略する。
S2で、デフォルト値で記録媒体3を搬送する。つまり、S1で取得した搬送量(デフォルト搬送量)で、印字を開始する。デフォルト値取得後に、時間が経っている場合等には、記録媒体3の搬送量が環境によって変化するので、この限りではなく、変化量に応じて補正する。印字が修了すると、S3で、印字全体の動作を終了する。
印字が終了していなければ(S3)、キャリッジ1スキャン毎に、次の印字があるかどうかを判断し、S4で、電流変化があるかどうかを判断し、電流変化が有ると判断されれば、記録媒体3の搬送時における電流変化を検出する。
搬送中の立ち上がり、立下りを除いた定速駆動領域において、同一のスピードで駆動させようとする場合、モータにかける電流量(トルク量)は、記録媒体3の負荷によって決定される。電流量に変化がないと判断されれば(S4)、S2に移行し、電流量に変化があると判断されれば(S4)、S5に移行する。
S5で、電流の変化量に応じて、LFローラ5の回転量を変更する。ロール紙の弛み状態、巻き芯残量の多少によって、記録媒体3の負荷が変化する。このLFローラ5の回転量の変化量と、記録媒体3の搬送量とを関係付け、印字中に、一定の搬送量を実現するために、LFローラ5の回転量を調整する。
モータの電流量と、記録媒体3の搬送量との相対的な関係は、プリンタ100の本体に予め測定したデータとして、記録媒体3の種類毎に記憶しておけばよい。また、モータの電流量と、記録媒体3の搬送量との相対的な関係を記録する場所は、本体に限る必要はない。つまり、プリントする際に、PCから、印字データを送信するとともに、印字に使用する記録媒体3の搬送量とモータの電流量との関係を示すデータをPCが送信するようにしてもよい。
以上の方法を用いることによって、搬送変動の影響によって生じる搬送すじムラを取り除くことができる。
次に、モータの電流量と用紙搬送用ローラにかかる負荷との関係と、搬送量の変動と用紙搬送用ローラにかかる負荷との関係を詳細に説明する。
まず、電流量と用紙搬送用ローラにかかる負荷との関係について説明する。
図2は、インクジェットプリンタ100の搬送系の構成例を示す図である。
LF駆動モータ33とLFローラ5とを、滑りの少ないベルト34によって取り付け、駆動モータが回転するとLFローラ5が回転する。
LFローラ5に取り付けたエンコーダスリット31、エンコーダ32とによって、LFローラ5の回転量を管理する。駆動モータの負荷は、LFローラ5にかかる負荷と相関を持つ。
図3は、汎用的なDCモータの特性を示す図である。
通常、DCモータにおいて、トルクと電流とは、ほぼ比例関係を持つ。つまり、LFローラ5を同一速度で回転させる場合、負荷に応じて電流が決まる。言い換えると、LFローラ5にかかる負荷に応じて、駆動モータに必要な電流が決定されるので、電流を検出することによって、LFローラ5にかかる現在の負荷を検出することができる。
次に、用紙搬送用ローラにかかる負荷と搬送量との変動の関係について説明する。
図4は、プリンタ本体に取り付けられている記録媒体3の様子の概念を示す図である。
図4(1)は、記録媒体3に弛みがある場合を示す図であり、図4(2)は、記録媒体3に弛みがない場合を示す図である。
取り付けられている記録媒体3に弛みがあれば、記録媒体3の重量のみで決まるので、LFローラ5にかかる負荷が比較的小さくなる。記録媒体3に弛みがなければ、記録媒体3のロール芯6から記録媒体3を引き出す力(ロールを回転させる力)が必要になるので、LFローラ5にかかる負荷は、比較的大きくなる。この負荷は、ロール残量径によっても変わるので、印字中、LFローラ5にかかる負荷が変動することがわかる。なお、符号1は、キャリッジを示す。
図5は、LFエンコーダを同一量回転させた場合における記録媒体の状態と、記録媒体の搬送量との関係を示す図である。
図5は、インクジェットプリンタ100の好適な搬送系によって測定された測定例であり、その横軸は、記録媒体3の状態を示し、その縦軸は、記録媒体3の搬送量を示す。
図5中、領域5aは、弛みがない領域であり、領域5bは、中間領域であり、領域5cは、弛みがある領域である。弛みがない領域5a、弛みがある領域5cによって、搬送量に違いが生じる。
次に、模式図を使用して、さらに説明する。
図7は、記録媒体3にかかる負荷の違いあるが、LFエンコーダを同一量、回転させた場合における搬送量の違いを示す図である。
図7(1)は、記録媒体3に弛みがあり、負荷がない状態(ローラ回転前)を示す図であり、図7(2)は、記録媒体3に弛みがあり、負荷がない状態(ローラ回転後)を示す図である。図7(3)は、記録媒体3に弛みがなく、負荷がある状態(ローラ回転前)を示す図であり、図7(4)は、記録媒体3に弛みがなく、負荷がある状態(ローラ回転後)を示す図である。
ローラ回転前の状態(図7(1)、(3))において、それぞれ2点に目印をつける。
図7(1)の状態と図7(3)の状態とから、ローラを一回転駆動する。図7(1)の状態と図7(3)の状態とでは、記録媒体3にかかる負荷が異なるので、ローラの回転量が同一であっても、記録媒体3が進む距離は、異なる。つまり、ローラの回転量が同一であっても、負荷が異なれば、記録媒体3が進む距離は、異なる。
図7(2)は、負荷がない状態で、ローラが一回転した後を示す。図7(2)中、位置72a、72bは、回転前に、71a、71bが印された記録媒体3の位置である。また、図7(2)中、位置71a、71bは、図7(1)で印した位置と同じである。
負荷がない状態では、ローラが一回転した後に、71aと72bとが重なる。
一方、図7(4)は、負荷がある状態で、ローラが一回転した後を示す。図7(4)中、位置74a、74bは、回転前に、73a、73bが印された記録媒体3の位置である。また、図7(4)中、位置73a、73bは、図7(3)で印した絶対位置と同じである。
負荷がある状態では、ローラが一回転した後に、71aと72bとが重ならない。
図7(2)と図7(4)とを比べると、ローラの一回転について、記録媒体3の搬送量は、図7(4)の方が短い。つまり、負荷が大きくなると、ローラの回転量(LFエンコーダの回転量)と記録媒体3の搬送量とに差が生じる。
図5に示す特性から、LFローラ5にかかる負荷と搬送量とに相関があることがわかる。つまり、LFローラ5の負荷変動を検出することによって、LFローラ5の搬送量の変動を検出することができる。言い換えると、LFローラ5の負荷変動に応じて、LFエンコーダ回転量を変えることによって、記録媒体3を一定の速度で搬送することができる。
同一のインクジェットプリンタであっても、記録媒体3が異なれば、LFローラ5の回転量と記録媒体3の搬送量とに、差が生じる。
図6は、異なる記録媒体を使用した場合に、同一のLFローラ5の回転量と搬送量との関係を示す図である。
横軸は、記録媒体の名称を示し、縦軸は、光沢紙の搬送量を「8」とした場合における他の記録媒体の搬送量の相対値を示す。
モータ駆動に使用する電流値は、搬送するローラの回転量を示すLFエンコーダ値であり、一定ではなく、セットされた記録媒体、本体のばらつきによって、変動する。そこで、デフォルト値を決定し、その量からの差分に応じて、用紙搬送時に生じる搬送量の変動を補正する。
次に、搬送量の異なる2状態を実現し、その電流変化量と搬送変化量とから、補正テーブルを作成する処理について説明する。
記録媒体3の種類と記録媒体3の搬送量(モータから検出した電流量)との関係のデータ(図5)を、予め測定し、この測定データを、プリンタ100の本体に記憶する。記録媒体3の種類と記録媒体3の搬送量(モータから検出した電流量)との関係のデータを、プリントする際に、PCから、印字データとともに、インクジェットプリンタ100に送信するようにしてもよい。
また、記録媒体3の種類は多岐に渡り、記録媒体3の搬送特性は、環境下、製造ロットによっても、わずかではあるが異なることがある。
そこで、事前に情報としてパラメータを記憶するのではなく、ユーザの使用環境下、使用記録媒体3に関して、搬送量変化量の補正テーブルを作成する。
プリンタにロール紙をセットし、搬送量の異なる2状態を作り出し、その搬送量を検出し、そのときのモータ電流量に基づいて、補正テーブルを作成する。以下に、上記補正テーブルの作成方法の具体例を示す。
図9は、補正テーブルを作成する動作を示すフローチャートである。
S11で、記録媒体3に弛みがない状態における記録媒体3の搬送量とローラの回転電流とを検出する。
調整すべき記録媒体3を、プリンタ100の本体にセットし、印字スタンバイの状態にする。次に、記録媒体3の搬送機構を用い、ロール状の記録媒体3が弛みのない状態を実現する。
たとえば、図4(1)に示すように、弛みのある状態であれば、弛み量分、用紙を搬送することによって、図4(2)に示すように、弛みのない状態を作り出すことができる。
記録媒体3の弛みのない状態を作り出し、この状態における搬送量を検出する。同時に、その時のローラ駆動電流量も検出する。なお、記録媒体3に弛みのない状態は、負荷がある状態での搬送を意味する。
S12で、記録媒体3に弛みがある状態における記録媒体3の搬送量とローラの回転電流とを検出する。
次に、記録媒体3の搬送機構を用い、ロール状の記録媒体3に弛みがある状態を実現する。
たとえば、図4(2)に示すように、記録媒体3に弛みがない状態では、100mm程度、用紙を搬送し、その後に、その搬送量分だけ、記録媒体3を巻き戻すことによって、図4(1)に示す状態を作り出すことができる。
記録媒体3に弛みがある状態を作り出し、この状態における搬送量を検出し、同時に、その時のローラ駆動電流量も検出する。なお、記録媒体3に弛みがある状態は、負荷がない状態である。
S13で、補正テーブルを算出する。
説明のために、検出した値を、次のように定める。
C_n:記録媒体3に弛みがない状態における搬送量、
I_n:記録媒体3に弛みがない状態における電流量、
C_p:記録媒体3に弛みがある状態における搬送量、
I_p:記録媒体3に弛みがある状態における電流量、
また、実際の搬送時に検出する電流量と、そこから算出する搬送量とを、以下のように定める。
C_r:実際の搬送時に用いる搬送量
I_r:実際の搬送時に検出する電流量
C_r=(C_n−C_p)/(I_n−I_p)×I_r+(I_n×C_p−I_p×C_n)/(I_n−I_p)
実施例1を用いることによって、環境下、製造ロットによってわずかに異なる搬送量の補正テーブルを作成することができる。
C_n:記録媒体3に弛みがない状態における搬送量、
I_n:記録媒体3に弛みがない状態における電流量、
C_p:記録媒体3に弛みがある状態における搬送量、
I_p:記録媒体3に弛みがある状態における電流量、
また、実際の搬送時に検出する電流量と、そこから算出する搬送量とを、以下のように定める。
C_r:実際の搬送時に用いる搬送量
I_r:実際の搬送時に検出する電流量
C_r=(C_n−C_p)/(I_n−I_p)×I_r+(I_n×C_p−I_p×C_n)/(I_n−I_p)
実施例1を用いることによって、環境下、製造ロットによってわずかに異なる搬送量の補正テーブルを作成することができる。
また、あらゆる記録媒体3の事前データを取得しなくても、好適な補正テーブルを作成することができる。
次に、電流変化量と搬送変化量に関する補正テーブルを、記録媒体3毎に作成する動作について説明する。
図8は、複数の記録媒体3に対応して、電流変化量と搬送量とを算出する動作を示すシーケンス図である。
図8に示すシーケンスは、図1に示すフローチャートに、S6を加えたフローチャートである。
S6で、デフォルト記録媒体との搬送量差分係数計算を実行する。上記デフォルト記録媒体は、予め設定した既知の記録媒体3である。ここでは、環境下、ロット差等によって搬送量が変化しにくい光沢紙を、デフォルト記録媒体とする。図6に示すように、光沢紙(デフォルト記録媒体)の相対的な搬送量は、“8”である。
電流変化に応じて、搬送量変化を光沢紙で行った後に、記録媒体3毎の搬送量に応じて、校正する。
上記校正を行う場合、以下の計算式を用いる。
(現在使用している記録媒体3の搬送量)/(光沢紙の搬送量)×(搬送量変化量)
つまり、デフォルトに設定した記録媒体3との差分を係数として乗じることによって、測定した記録媒体3の搬送量を求める。
つまり、デフォルトに設定した記録媒体3との差分を係数として乗じることによって、測定した記録媒体3の搬送量を求める。
現在使用している記録媒体3の搬送量を、インクジェットプリンタ3に、予め記憶しておけばよい。現在使用している記録媒体3の搬送量を記憶する場所は、本体に限る必要はない。
また、プリントする際に、PCから、印字データとともに、上記現在使用している記録媒体3の搬送量を、インクジェットプリンタ100に送信するようにしてもよい。
以上、記録媒体3を搬送するローラのトルクを検出する手段を有し、この検出されたトルクに応じた搬送量を算出する動作について説明した。
印字中の用紙搬送変動量は微小であるが、近年の高画質化の要求に伴い、画質への影響が懸念される。搬送量の変動がローラの負荷変動、さらには、モータの電流量変化で検出可能であるという知見を実験から得た。そして、モータデフォルト電流量(搬送量もデフォルト)に基づいて、モータ電流の変動量を検出し、この検出された変動量に応じて、搬送(LFローラ5を回転)することによって、記録媒体3の搬送量変動を最小限に抑えることができる。
つまり、上記実施例は、インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、上記印字ヘッドを搭載するキャリッジが記録媒体に対して主走査方向に往復移動しながらインクを吐出する。また、上記実施例は、用紙搬送ローラを駆動することによって記録媒体を搬送し、所定の画像を印字するインクジェットプリンタである。さらに、上記実施例は、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出する手段と、上記検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出するトルク算出手段とを有する。しかも、上記実施例は、上記算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出する搬送量変化検出手段と、上記算出された搬送量変化に応じて、上記モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換手段とを有する。
この場合、プリンタ本体において、搬送量の異なる2状態を実現し、上記2状態における電流変化量と搬送変化量とに基づいて、補正テーブルを作成する補正テーブル作成手段を有する。また、上記補正テーブル作成手段は、上記補正テーブルを記録媒体毎に作成する手段である。
上記実施例を方法の発明として把握することができる。つまり、上記実施例は、インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、上記印字ヘッドを搭載するキャリッジが記録媒体に対して主走査方向に往復移動しながらインクを吐出する。また、上記実施例は、用紙搬送ローラを駆動することによって記録媒体を搬送し、所定の画像を印字するインクジェットプリンタの制御方法である。さらに、上記実施例は、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出し、記憶手段に記憶する工程と、上記検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出し、記憶手段に記憶するトルク算出工程とを有する。しかも、上記実施例は、上記算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出し、記憶手段に記憶する搬送量変化検出工程と、上記算出された搬送量変化に応じて、上記モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換工程とを有する。
100…インクジェットプリンタ、
1…キャリッジ、
3…記録媒体、
5…LFローラ、
6…ロール芯、
31…LFエンコーダスリット、
32…LFエンコーダ、
33…LF駆動モータ、
34…ベルト。
1…キャリッジ、
3…記録媒体、
5…LFローラ、
6…ロール芯、
31…LFエンコーダスリット、
32…LFエンコーダ、
33…LF駆動モータ、
34…ベルト。
Claims (4)
- インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、上記印字ヘッドを搭載するキャリッジが記録媒体に対して主走査方向に往復移動しながらインクを吐出し、用紙搬送ローラを駆動することによって記録媒体を搬送し、所定の画像を印字するインクジェットプリンタにおいて、
記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出する手段と;
上記検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出するトルク算出手段と;
上記算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出する搬送量変化検出手段と;
上記算出された搬送量変化に応じて、上記モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換手段と;
を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 請求項1において、
プリンタ本体において、搬送量の異なる2状態を実現し、上記2状態における電流変化量と搬送変化量とに基づいて、補正テーブルを作成する補正テーブル作成手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 請求項2において、
上記補正テーブル作成手段は、上記補正テーブルを記録媒体毎に作成する手段であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - インクを吐出する印字ノズルが複数、設けられている印字ヘッドを具備し、上記印字ヘッドを搭載するキャリッジが記録媒体に対して主走査方向に往復移動しながらインクを吐出し、用紙搬送ローラを駆動することによって記録媒体を搬送し、所定の画像を印字するインクジェットプリンタの制御方法において、
記録媒体を搬送するローラを駆動するモータのモータ電流を検出し、記憶手段に記憶する工程と;
上記検出されたモータ電流に基づいて、モータを駆動するトルクを算出し、記憶手段に記憶するトルク算出工程と;
上記算出されたトルクに基づいて、搬送量を演算し、搬送量変化を算出し、記憶手段に記憶する搬送量変化検出工程と;
上記算出された搬送量変化に応じて、上記モータを回転させる回転量を変化させる回転量変換工程と;
を有することを特徴とするインクジェットプリンタの制御方法。
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