JP2009083401A - Recording device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To record a high-quality image while achieving reduction of cost. <P>SOLUTION: An inkjet printer includes a conveying mechanism to convey paper by rotating a conveying roller by a conveying motor, an encoder to output a pulse signal with the rotation of the conveying roller, and an inkjet head to eject an ink droplet to the conveyed paper. A conveying motor control part controls drive of the conveying motor 19 based on a pulse signal of the encoder passing through an LPF having frequency characteristic of cutoff frequency f1. A head control part controls the ejection timing of the ink droplet of the inkjet head based on the pulse signal of the encoder passing through the LPF having frequency characteristic of cutoff frequency f2 higher than the cutoff frequency f1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する記録装置に関する。   The present invention relates to a recording apparatus that forms an image on a recording medium.

記録用紙等の記録媒体に画像を印刷するインクジェットプリンタとしては、記録媒体を搬送する無端の搬送ベルトが2つのローラに架け渡されており、ローラを介して搬送ベルトを回転させることによって搬送ベルト上に載置された記録媒体を搬送する搬送機構と、搬送機構が搬送した記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットヘッドとを有するものが知られている(特許文献1参照)。   As an ink jet printer that prints an image on a recording medium such as recording paper, an endless conveying belt that conveys the recording medium is stretched over two rollers, and the conveying belt is rotated on the conveying belt by rotating the conveying belt through the rollers. There is known one having a transport mechanism for transporting a recording medium placed on the recording medium and an ink jet head for ejecting ink droplets onto the recording medium transported by the transport mechanism (see Patent Document 1).

特開2006−131353号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2006-131353 (FIG. 1)

このようなインクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドのインク滴の吐出周期と、搬送ベルトの駆動速度とを同期させることによって高品質な印刷が可能となる。このため、搬送ベルトの駆動に伴ってパルス信号を出力するエンコーダを設け、このエンコーダから出力されたパルス信号の周期に同期するようにインクヘットヘッドのインク吐出タイミングを制御することが行われている。このとき、さらに高品質な印刷を行うためには、搬送ベルトの駆動速度を安定させることが好ましい。そこで、エンコーダから出力されたパルス信号を用いて、搬送ベルトの駆動速度をフィードバック制御することが考えられる。しかしながら、搬送機構はローラや搬送ベルトなど指令に対する応答が遅い機械的な構造を有し、時定数の大きいフィードバック制御が求められる。一方、インクの吐出制御系は、パルス生成用電子回路のように応答が早い電気的な構成を有し、時定数の小さいフィードバック制御が可能である。このため、インクジェットヘッドの制御系と搬送機構の制御系とで出力特性が異なるエンコーダを使用することが好ましいが、インクジェットプリンタの構造が複雑になるとともにコストが高くなる。   In such an ink jet printer, high quality printing is possible by synchronizing the ink droplet ejection period of the ink jet head and the driving speed of the transport belt. For this reason, an encoder that outputs a pulse signal as the conveyor belt is driven is provided, and the ink ejection timing of the ink head is controlled so as to synchronize with the period of the pulse signal output from the encoder. . At this time, in order to perform higher quality printing, it is preferable to stabilize the driving speed of the conveyor belt. Thus, it is conceivable to feedback control the driving speed of the conveyor belt using the pulse signal output from the encoder. However, the transport mechanism has a mechanical structure such as a roller or a transport belt that has a slow response to commands, and requires feedback control with a large time constant. On the other hand, the ink ejection control system has an electrical configuration with a quick response like a pulse generation electronic circuit, and can perform feedback control with a small time constant. For this reason, it is preferable to use encoders having different output characteristics between the control system of the ink jet head and the control system of the transport mechanism, but the structure of the ink jet printer is complicated and the cost is increased.

これに対して、構造の簡略化と低コスト化という観点から、フィードバック制御系を共通化することが考えられる。例えば、制御系の特性を搬送機構に合わせると、吐出系の高速応答性を生かすことができない。時定数の長いフィードバック制御では、搬送機構に起こる瞬間的な搬送ムラ(ベルトのがたつき、搬送ローラの滑り、モータ回転軸のバックラッシュなど、及び、組み合わせによる瞬間的な速度変動)がフィードバックされ難い。吐出系は、この搬送ムラに対応しなくなるので、印刷ムラを生じることになる。一方、時定数の短いフィードバック制御では、搬送機構にとって安定なフィードバック制御ができる周波数帯域から外れる虞がある。そのため、制御系の発振現象による制御不能状態を招くことなる。   On the other hand, it is conceivable to use a common feedback control system from the viewpoint of simplification of structure and cost reduction. For example, if the characteristics of the control system are matched to the transport mechanism, the high-speed response of the discharge system cannot be utilized. In feedback control with a long time constant, instantaneous conveyance unevenness (belt wobbling, slippage of the conveyance roller, backlash of the motor rotation shaft, etc., and instantaneous speed fluctuation due to the combination) that occurs in the conveyance mechanism is fed back. hard. Since the ejection system does not cope with this conveyance unevenness, printing unevenness occurs. On the other hand, feedback control with a short time constant may deviate from the frequency band where stable feedback control is possible for the transport mechanism. This leads to an uncontrollable state due to the oscillation phenomenon of the control system.

そこで、本発明は、低コスト化を図りつつ高品質な画像を記録することができる記録装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a recording apparatus capable of recording a high-quality image while reducing costs.

本発明の記録装置は、搬送ローラを含む複数のローラ及び前記搬送ローラを回転させるための搬送モータを有しており、画像が記録される記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送された前記記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記搬送ローラの回転に伴って、前記回転に関連付けられたパルス信号を出力するエンコーダと、前記搬送モータ及び前記記録ヘッドを制御する制御装置とを備えている。そして、前記制御装置が、前記エンコーダから出力されたパルス信号が入力されるとともに、第1周波数以下のパルス信号を通過させる第1フィルタと、前記エンコーダから出力されたパルス信号が入力されるとともに、前記第1周波数より高い第2周波数以下のパルス信号を通過させる第2フィルタと、前記第1フィルタを通過したパルス信号に基づいて前記搬送モータの駆動を制御するモータ制御手段と、前記第2フィルタを通過したパルス信号に基づいて前記記録ヘッドのドット記録タイミングを制御するヘッド制御手段とを有している。   The recording apparatus of the present invention has a plurality of rollers including a conveyance roller and a conveyance motor for rotating the conveyance roller, and includes a conveyance mechanism that conveys a recording medium on which an image is recorded in the conveyance direction, and the conveyance A recording head that records an image on the recording medium conveyed by a mechanism, an encoder that outputs a pulse signal associated with the rotation, and the conveyance motor and the recording head as the conveyance roller rotates. And a control device. The control device receives the pulse signal output from the encoder, the first filter that passes a pulse signal having a frequency equal to or lower than the first frequency, and the pulse signal output from the encoder. A second filter that passes a pulse signal of a second frequency that is higher than the first frequency and lower than the first frequency; a motor control unit that controls driving of the transport motor based on the pulse signal that has passed through the first filter; and the second filter Head control means for controlling the dot recording timing of the recording head based on the pulse signal that has passed through.

本発明によると、制御に関する応答性が低い搬送機構の制御系には低い遮断周波数(第1周波数)を有する第1フィルタが用いられ、搬送機構と比較して制御に関する応答性が高い記録ヘッドの制御系には高い遮断周波数(第2周波数)を有する第2フィルタが用いられるため、各制御系においてエンコーダからのパルス信号を最適な周波数特性でフィルタリングすることができる。このため、搬送モータのフィードバック制御により速度指令に対して追従性のよい安定した記録媒体の搬送を行うことができるとともに、記録ヘッドによる記録精度が向上する。これにより、記録媒体に高品質な画像を記録することができる。また、搬送モータの制御系と、記録ヘッドの制御系とで、エンコーダを共有することができるため、低コスト化を図ることができる。   According to the present invention, the first filter having a low cut-off frequency (first frequency) is used in the control system of the transport mechanism having low control responsiveness, and the print head has high control responsiveness compared to the transport mechanism. Since a second filter having a high cutoff frequency (second frequency) is used in the control system, the pulse signal from the encoder can be filtered with an optimum frequency characteristic in each control system. For this reason, it is possible to stably convey the recording medium with good followability to the speed command by the feedback control of the conveying motor, and to improve the recording accuracy by the recording head. Thereby, a high-quality image can be recorded on the recording medium. Further, since the encoder can be shared by the control system of the transport motor and the control system of the recording head, the cost can be reduced.

本発明においては、前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの少なくともいずれかが、入力されたパルス信号に係る周波数の移動平均を出力してもよい。これによると、最適な周波数特性を有するフィルタを容易に構成することができる。   In the present invention, at least one of the first filter and the second filter may output a moving average of the frequency related to the input pulse signal. According to this, a filter having an optimal frequency characteristic can be easily configured.

また、本発明においては、前記ヘッド制御手段が、前記記録媒体に記録される画像における前記搬送方向に関するドット間の距離を、前記第2フィルタを通過したパルス信号の1周期の間に前記記録用紙が搬送される距離で除した補正係数を算出する補正係数算出手段を有しており、前記第2フィルタを通過したパルス信号を、前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数で補正したパルス信号によって、前記記録ヘッドのドット記録タイミングを決定することが好ましい。これによると、ドット記録タイミングの制御が容易になる。   In the present invention, the head control means sets the distance between dots in the transport direction in the image recorded on the recording medium to the recording paper during one cycle of the pulse signal that has passed through the second filter. A correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient divided by the distance transported, and a pulse signal obtained by correcting the pulse signal that has passed through the second filter with the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculating means. Thus, it is preferable to determine the dot recording timing of the recording head. This facilitates control of dot recording timing.

さらに、本発明においては、前記第1周波数が、前記搬送機構の固有振動数より低いことがより好ましい。これによると、搬送機構の機械的な振動の影響が抑制されるため、搬送モータを効率よく制御することができる。   Furthermore, in the present invention, it is more preferable that the first frequency is lower than the natural frequency of the transport mechanism. According to this, since the influence of the mechanical vibration of the transport mechanism is suppressed, the transport motor can be controlled efficiently.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の好適な実施形態であるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図1に示すように、インクジェットプリンタ(記録装置)101は、4つのインクジェットヘッド(記録ヘッド)1を有するカラーインクジェットプリンタである。インクジェットプリンタ101は、インクジェットプリンタ101全体を制御する制御装置16を有している。また、このインクジェットプリンタ101には、図中左方に給紙部11が、図中右方に排紙部12がそれぞれ構成されている。   FIG. 1 is a schematic side view showing an overall configuration of an ink jet printer which is a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an inkjet printer (recording apparatus) 101 is a color inkjet printer having four inkjet heads (recording heads) 1. The inkjet printer 101 includes a control device 16 that controls the entire inkjet printer 101. The ink jet printer 101 includes a paper feeding unit 11 on the left side in the drawing and a paper discharge unit 12 on the right side in the drawing.

インクジェットプリンタ101の内部には、給紙部11から排紙部12に向かって用紙(記録媒体)Pが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部11は、用紙ストッカ11aと、ピックアップローラ11cとを有している。用紙ストッカ11aは、その内部に積層された多数の用紙Pを収容するものであり、上方開口部が図中右方(下流側)に向かって傾斜するように配置されている。用紙ストッカ11a内には、用紙ストッカ11aの底から上方開口部に向かって付勢された支持板11bが配置されており、この支持板11b上に多数の用紙Pが積層されている。ピックアップローラ11cは、図示しない載置モータに駆動されることによって、用紙ストッカ11a内に積層された用紙Pを上から一枚ずつピックアップすると共に、ピックアップした用紙Pを下流側に送り出すものである。ピックアップローラ11cによって用紙ストッカ11aから送り出された用紙Pは、搬送ベルト8の外周面8aに載置される。   Inside the ink jet printer 101, a paper conveyance path through which a paper (recording medium) P is conveyed from the paper supply unit 11 toward the paper discharge unit 12 is formed. The paper feed unit 11 includes a paper stocker 11a and a pickup roller 11c. The sheet stocker 11a accommodates a large number of sheets P stacked therein, and is arranged so that the upper opening is inclined toward the right side (downstream side) in the drawing. A support plate 11b urged from the bottom of the paper stocker 11a toward the upper opening is disposed in the paper stocker 11a, and a large number of sheets P are stacked on the support plate 11b. The pickup roller 11c is driven by a placement motor (not shown) to pick up the sheets P stacked in the sheet stocker 11a one by one from the top and to send the picked up sheets P downstream. The paper P sent out from the paper stocker 11 a by the pickup roller 11 c is placed on the outer peripheral surface 8 a of the transport belt 8.

用紙搬送経路の中間部には、搬送機構13が設けられている。この搬送機構13は、2つのベルトローラ6、7と、両ローラ6、7の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト8と、ベルトローラ(搬送ローラ)6を回転させる搬送モータ19と、搬送ベルト8によって囲まれた領域内に配置されたプラテン15とを含む。プラテン15は、インクジェットヘッド1と対向する位置において搬送ベルト8が下方に撓まないように搬送ベルト8を支持するものである。ベルトローラ7と対向する位置には、ニップローラ4が配置されている。ニップローラ4は、給紙部11のピックアップローラ11cによって用紙Pが搬送ベルト8の外周面8aに載置されたとき、この用紙Pを外周面8aに押さえ付けるものである。ニップローラ4の下流側であって、インクジェットヘッド1のすぐ上流側には、エンコーダ59が配置されている。エンコーダ59は、外周面8aの移動に伴って、言い換えれば、搬送モータ19によって駆動されるベルトローラ6の回転に伴ってパルス信号を出力するものであり、エンコーダ59の入力軸に取り付けられたローラの外周面と搬送ベルト8の外周面8aとが接するように固定されている。したがって、エンコーダ59から出力されるパルス信号の周期を解析することによって搬送ベルト8の駆動速度を検出することができる。搬送モータ19がベルトローラ6を回転させると搬送ベルト8が走行(回転)される。これにより、搬送ベルト8が、ニップローラ4によって外周面8aに押さえ付けられた用紙Pを粘着保持しつつ排紙部12に向けて搬送する。なお、搬送ベルト8の表面には、弱粘着性のシリコン樹脂層が形成されている。   A transport mechanism 13 is provided at an intermediate portion of the paper transport path. The transport mechanism 13 includes two belt rollers 6, 7, an endless transport belt 8 wound around the rollers 6, 7, and a transport that rotates the belt roller (transport roller) 6. A motor 19 and a platen 15 arranged in a region surrounded by the conveyor belt 8 are included. The platen 15 supports the conveyance belt 8 so that the conveyance belt 8 does not bend downward at a position facing the inkjet head 1. A nip roller 4 is disposed at a position facing the belt roller 7. The nip roller 4 presses the paper P against the outer peripheral surface 8a when the paper P is placed on the outer peripheral surface 8a of the transport belt 8 by the pickup roller 11c of the paper feeding unit 11. An encoder 59 is disposed on the downstream side of the nip roller 4 and immediately upstream of the inkjet head 1. The encoder 59 outputs a pulse signal as the outer peripheral surface 8a moves, in other words, as the belt roller 6 driven by the transport motor 19 rotates, and is a roller attached to the input shaft of the encoder 59. The outer peripheral surface of the conveyor belt 8 and the outer peripheral surface 8a of the conveyor belt 8 are fixed in contact with each other. Therefore, the driving speed of the conveyor belt 8 can be detected by analyzing the cycle of the pulse signal output from the encoder 59. When the transport motor 19 rotates the belt roller 6, the transport belt 8 travels (rotates). Thereby, the conveyance belt 8 conveys the paper P pressed against the outer peripheral surface 8 a by the nip roller 4 toward the paper discharge unit 12 while being adhesively held. A weak adhesive silicon resin layer is formed on the surface of the conveyor belt 8.

搬送ベルト8のすぐ下流側には、剥離機構14が設けられている。剥離機構14は、搬送ベルト8の外周面8aに粘着されている用紙Pを外周面8aから剥離して、図中右方の排紙部12に向けて導くように構成されている。   A peeling mechanism 14 is provided immediately downstream of the conveying belt 8. The peeling mechanism 14 is configured to peel the paper P adhered to the outer peripheral surface 8a of the transport belt 8 from the outer peripheral surface 8a and guide it toward the paper discharge unit 12 on the right side in the drawing.

4つのインクジェットヘッド1は、4色のインク(マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック)に対応して、搬送方向に沿って4つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ101は、ライン式プリンタである。4つのインクジェットヘッド1は、その下端にヘッド本体2をそれぞれ有している。ヘッド本体2は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体2の底面が外周面8aに対向するインク吐出面2aとなっている。搬送ベルト8によって搬送される用紙Pが4つのヘッド本体2のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Pの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面2aから各色のインク滴が吐出されることで、用紙Pの印刷面に所望のカラー画像を印刷できるようになっている。   The four inkjet heads 1 are provided side by side along the transport direction corresponding to four colors of ink (magenta, yellow, cyan, and black). That is, the ink jet printer 101 is a line printer. Each of the four inkjet heads 1 has a head body 2 at the lower end thereof. The head main body 2 has an elongated rectangular parallelepiped shape that is long in a direction orthogonal to the transport direction. Further, the bottom surface of the head main body 2 is an ink ejection surface 2a that faces the outer peripheral surface 8a. When the paper P transported by the transport belt 8 sequentially passes immediately below the four head bodies 2, ink droplets of each color are ejected from the ink ejection surface 2a toward the upper surface of the paper P, that is, the printing surface. Thus, a desired color image can be printed on the printing surface of the paper P.

次に、図2〜図5を参照しつつ、ヘッド本体2について説明する。図2は、ヘッド本体2の平面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図3では説明の都合上、アクチュエータユニット21の下方にあって破線で描くべき圧力室110、アパーチャ112及びノズル108を実線で描いている。図4は、図3に示すIV−IV線に沿った部分断面図である。図5は、アクチュエータユニット21の部分断面図である。   Next, the head main body 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the head body 2. FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line in FIG. In FIG. 3, for convenience of explanation, the pressure chamber 110, the aperture 112, and the nozzle 108 that are to be drawn with broken lines below the actuator unit 21 are drawn with solid lines. FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the actuator unit 21.

ヘッド本体2は、インクを供給するリザーバユニット(不図示)やアクチュエータユニット21を駆動させる駆動信号を生成するドライバIC(不図示)が組み付けられることによって、インクジェットヘッド1を構成するものである。   The head body 2 constitutes the inkjet head 1 by assembling a reservoir unit (not shown) for supplying ink and a driver IC (not shown) for generating a drive signal for driving the actuator unit 21.

図2に示すように、ヘッド本体2は、流路ユニット9、及び、流路ユニット9の上面9aに固定された4つのアクチュエータユニット21を含んでいる。図3に示すように、流路ユニット9は、圧力室110等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット21は、各圧力室110に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、駆動されることによって、圧力室110内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。   As shown in FIG. 2, the head main body 2 includes a flow path unit 9 and four actuator units 21 fixed to the upper surface 9 a of the flow path unit 9. As shown in FIG. 3, the flow path unit 9 has an ink flow path including a pressure chamber 110 and the like formed therein. The actuator unit 21 includes a plurality of actuators corresponding to the pressure chambers 110, and has a function of selectively giving ejection energy to the ink in the pressure chambers 110 when driven.

流路ユニット9は、直方体形状となっている。流路ユニット9の上面9aには、リザーバユニットのインク流出流路(不図示)に対応して、計10個のインク供給口105bが開口している。流路ユニット9の内部には、図2及び図3に示すように、インク供給口105bに連通するマニホールド流路105及びマニホールド流路105から分岐した副マニホールド流路105aが形成されている。流路ユニット9の下面には、多数のノズル108がマトリクス状に配置されたインク吐出面2aが形成されている。圧力室110も、流路ユニット9におけるアクチュエータユニット21の固定面において、ノズル108と同様マトリクス状に多数配列されている。   The flow path unit 9 has a rectangular parallelepiped shape. A total of ten ink supply ports 105b are opened on the upper surface 9a of the flow path unit 9 corresponding to the ink outflow flow path (not shown) of the reservoir unit. As shown in FIGS. 2 and 3, a manifold channel 105 communicating with the ink supply port 105 b and a sub manifold channel 105 a branched from the manifold channel 105 are formed inside the channel unit 9. On the lower surface of the flow path unit 9, there is formed an ink ejection surface 2a in which a large number of nozzles 108 are arranged in a matrix. A large number of pressure chambers 110 are also arranged in a matrix like the nozzles 108 on the fixed surface of the actuator unit 21 in the flow path unit 9.

本実施形態では、等間隔に流路ユニット9の長手方向に並ぶ圧力室110の列が、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室110の数は、後述のアクチュエータユニット21の外形形状(台形形状)に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル108も、これと同様の配置がされている。   In the present embodiment, 16 rows of pressure chambers 110 arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the flow path unit 9 are arranged in parallel to each other in the short direction. The number of pressure chambers 110 included in each pressure chamber row is arranged so as to gradually decrease from the long side toward the short side corresponding to the outer shape (trapezoidal shape) of the actuator unit 21 described later. Yes. The nozzle 108 is also arranged in the same manner.

流路ユニット9は、図4に示すように、上から順に、キャビティプレート122、ベースプレート123、アパーチャプレート124、サプライプレート125、マニホールドプレート126、127、128、カバープレート129、及び、ノズルプレート130、という9枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート122〜130は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。   As shown in FIG. 4, the flow path unit 9 includes a cavity plate 122, a base plate 123, an aperture plate 124, a supply plate 125, manifold plates 126, 127, and 128, a cover plate 129, and a nozzle plate 130 in order from the top. It consists of nine metal plates such as stainless steel. These plates 122 to 130 have a rectangular plane elongated in the main scanning direction.

これらプレート122〜130を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート122〜130に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット9内に、マニホールド流路105から副マニホールド流路105a、そして副マニホールド流路105aの出口から圧力室110を経てノズル108に至る多数の個別インク流路132が形成される。   By laminating these plates 122 to 130 while aligning each other, the through holes formed in the plates 122 to 130 are connected, and the manifold unit 105 to the sub-manifold channel 105 a and the sub-channels are connected to the channel unit 9. A large number of individual ink flow paths 132 are formed from the outlet of the manifold flow path 105a through the pressure chamber 110 to the nozzle 108.

次に、流路ユニット9におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニットからインク供給口105bを介して流路ユニット9内に供給されたインクは、マニホールド流路105から副マニホールド流路105aに分岐される。副マニホールド流路105a内のインクは、各個別インク流路132に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ112及び圧力室110を介してノズル108に至る。   Next, the ink flow in the flow path unit 9 will be described. The ink supplied from the reservoir unit into the flow path unit 9 via the ink supply port 105b is branched from the manifold flow path 105 to the sub-manifold flow path 105a. The ink in the sub-manifold channel 105a flows into each individual ink channel 132 and reaches the nozzle 108 through the aperture 112 and the pressure chamber 110 functioning as a throttle.

アクチュエータユニット21について説明する。図2に示すように、アクチュエータユニット21は、それぞれ台形の平面形状を有している。また、図5に示すように、アクチュエータユニット21は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる3枚の圧電シート(圧電層)141〜143から構成されている。最上層の圧電シート141上における圧力室110に対向する位置には、個別電極135が形成されている。個別電極135は、圧力室110に対向して配置された電極部と、圧力室110に対向する領域の外にまで引き出された延出部とを有し、この延出部上にランド136が形成されている。最上層の圧電シート141とその下側の圧電シート142との間にはシート全面に形成された共通電極134が介在している。   The actuator unit 21 will be described. As shown in FIG. 2, each actuator unit 21 has a trapezoidal planar shape. As shown in FIG. 5, the actuator unit 21 includes three piezoelectric sheets (piezoelectric layers) 141 to 143 made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity. . An individual electrode 135 is formed at a position facing the pressure chamber 110 on the uppermost piezoelectric sheet 141. The individual electrode 135 has an electrode portion arranged to face the pressure chamber 110 and an extending portion drawn out to a region facing the pressure chamber 110, and a land 136 is formed on the extending portion. Is formed. A common electrode 134 formed on the entire surface of the sheet is interposed between the uppermost piezoelectric sheet 141 and the lower piezoelectric sheet 142.

共通電極134はすべての圧力室110に対応する領域において等しくグランド電位が付与されている。一方、個別電極135は、図示しないドライバICと電気的に接続されており、このドライバICからの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。つまり、アクチュエータユニット21において、個別電極135と圧力室110とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室110の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。   The common electrode 134 is equally grounded in the region corresponding to all the pressure chambers 110. On the other hand, the individual electrode 135 is electrically connected to a driver IC (not shown), and a drive signal from the driver IC is selectively input. That is, in the actuator unit 21, a portion sandwiched between the individual electrode 135 and the pressure chamber 110 functions as an individual actuator, and a plurality of actuators corresponding to the number of pressure chambers 110 are formed.

ここで、アクチュエータユニット21の駆動方法について述べる。圧電シート141はその厚み方向に分極されており、個別電極135に対応した部分が、圧電効果によって撓む活性部として働く。個別電極135を共通電極134と異なる電位にすると、この部分には分極方向に電界が印加される。活性部は、電界と分極の方向が同じとき、厚み方向に伸張し面方向に収縮する。なお、このときの変位量は、厚み方向より面方向の方が大きい。つまり、アクチュエータユニット21は、圧力室110から離れた上側1枚の圧電シート141を、活性部を含む層とし且つ圧力室110に近い下側2枚の圧電シート142、143を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプである。圧電シート141〜143は圧力室110を区画するキャビティプレート122の上面に固定されている。ここで、圧電シート141における電界印加部分とその下方の圧電シート142、143との間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート141〜143全体が圧力室110の内側へ凸になるように変形(ユニモルフ変形)する。これにより、圧力室110内のインクに圧力(吐出エネルギー)が付与され、圧力室110内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室110からノズル108まで伝播することによってノズル108からインク滴が吐出される。   Here, a driving method of the actuator unit 21 will be described. The piezoelectric sheet 141 is polarized in the thickness direction, and a portion corresponding to the individual electrode 135 functions as an active portion that is bent by the piezoelectric effect. When the individual electrode 135 has a potential different from that of the common electrode 134, an electric field is applied to this portion in the polarization direction. The active portion expands in the thickness direction and contracts in the plane direction when the electric field and the polarization direction are the same. In addition, the amount of displacement at this time is larger in the surface direction than in the thickness direction. That is, the actuator unit 21 uses the upper one piezoelectric sheet 141 away from the pressure chamber 110 as a layer including an active portion and the lower two piezoelectric sheets 142 and 143 close to the pressure chamber 110 as inactive layers. The so-called unimorph type. The piezoelectric sheets 141 to 143 are fixed to the upper surface of the cavity plate 122 that partitions the pressure chamber 110. Here, when there is a difference in distortion in the plane direction between the electric field application portion of the piezoelectric sheet 141 and the piezoelectric sheets 142 and 143 below the electric field applying portion, the entire piezoelectric sheets 141 to 143 become convex toward the inside of the pressure chamber 110. (Unimorph deformation). As a result, pressure (discharge energy) is applied to the ink in the pressure chamber 110, and a pressure wave is generated in the pressure chamber 110. Then, the generated pressure wave propagates from the pressure chamber 110 to the nozzle 108, whereby an ink droplet is ejected from the nozzle 108.

なお、本実施形態においては、予め個別電極135に所定の電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極135にグランド電位を付与し、その後所定のタイミングにて再び所定の電位を個別電極135に付与するような駆動信号をドライバICから出力させる。この場合、個別電極135がグランド電位になるタイミングで、圧力室110内のインクの圧力が降下して副マニホールド流路105aから個別インク流路132へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極135を所定の電位にしたタイミングで、圧力室110内のインクの圧力が上昇し、ノズル108からインク滴が吐出される。つまり、個別電極135に矩形波のパルスを付与する。このパルス幅は、圧力室110内において圧力波が副マニホールド流路105aの出口からノズル108の先端まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)であり、圧力室110内のインクが負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさるため、強い圧力でインク滴をノズル108から吐出させることができる。   In this embodiment, a predetermined potential is applied to the individual electrode 135 in advance, and a ground potential is once applied to the individual electrode 135 every time there is a discharge request, and then the predetermined potential is applied again at a predetermined timing. A drive signal to be applied to the individual electrode 135 is output from the driver IC. In this case, at the timing when the individual electrode 135 becomes the ground potential, the pressure of the ink in the pressure chamber 110 drops and the ink is sucked from the sub manifold channel 105 a into the individual ink channel 132. Thereafter, the ink pressure in the pressure chamber 110 rises at the timing when the individual electrode 135 is set to a predetermined potential again, and ink droplets are ejected from the nozzles 108. That is, a rectangular wave pulse is applied to the individual electrode 135. This pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates from the outlet of the sub-manifold channel 105a to the tip of the nozzle 108 in the pressure chamber 110, and the ink in the pressure chamber 110 is negative pressure. Since both pressures are combined when the state is reversed from the positive pressure state, the ink droplets can be ejected from the nozzles 108 with a strong pressure.

次に、制御装置16について図6を参照しつつ詳細に説明する。図6は、制御装置16の機能ブロック図である。なお、図6においては、4つのインクジェットヘッド1のうち1つのみを模式的に示している。図6に示すように、制御装置16は、印刷データ記憶部63と、ヘッド制御部64と、搬送モータ制御部68とを有している。搬送機構13のエンコーダ59から出力されたパルス信号が、ヘッド制御部64と、搬送モータ制御部68とにそれぞれ入力されている。印刷データ記憶部63は、図示しないホストコンピュータから転送された印刷データを記憶するものである。印刷データには、用紙Pに形成すべき画像に関する画像データが含まれる。   Next, the control device 16 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a functional block diagram of the control device 16. In FIG. 6, only one of the four inkjet heads 1 is schematically shown. As shown in FIG. 6, the control device 16 includes a print data storage unit 63, a head control unit 64, and a transport motor control unit 68. The pulse signal output from the encoder 59 of the transport mechanism 13 is input to the head controller 64 and the transport motor controller 68, respectively. The print data storage unit 63 stores print data transferred from a host computer (not shown). The print data includes image data relating to an image to be formed on the paper P.

搬送モータ制御部68は、所定の速度パターン(加速パターン、定速パターン及び減速パターンを含む)で搬送ベルト8が走行されるように搬送モータ19を制御するものである。   The conveyance motor control unit 68 controls the conveyance motor 19 so that the conveyance belt 8 travels in a predetermined speed pattern (including an acceleration pattern, a constant speed pattern, and a deceleration pattern).

図7を参照しつつ、搬送モータ制御部68の制御内容について説明する。図7は、搬送モータ制御部68の制御系を示すブロック線図である。なお、ブロック線図とは、当該制御系における信号の伝達状態を示したものであり、図7においては、周波数応答に関する信号の伝達状態が示されている。   The control contents of the transport motor control unit 68 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the transport motor control unit 68. The block diagram shows a signal transmission state in the control system, and FIG. 7 shows a signal transmission state related to the frequency response.

この制御系は、図7に示すように、回転角速度指令ωrefと搬送機構13(搬送モータ19)の回転角速度ωestとを比較する構成を有し、回転角速度ωestは搬送モータ19の回転角速度ωの移動平均として推定されている。この比較・推定動作は、所定の周期毎に、つまり時間軸の上で離散的に行われる。制御系は、搬送モータ制御部68が、設定された回転角速度指令ωrefと推定された回転角速度ωestとの差分を求める。回転角速度ωestは、搬送モータ15に関する回転角速度(出力)ωから、エンコーダパルス周波数演算部76とLPF(Low Pass Filter:第1フィルタ)77によって推定される。さらに、制御系は、この差分をPID(比例積分微分)制御部71を通じて、搬送モータ19に出力するものである。   As shown in FIG. 7, the control system has a configuration that compares the rotational angular velocity command ωref with the rotational angular velocity ωest of the transport mechanism 13 (conveyance motor 19), and the rotational angular velocity ωest is the rotational angular velocity ω of the transport motor 19. Estimated as a moving average. This comparison / estimation operation is performed discretely on a predetermined cycle, that is, on the time axis. In the control system, the conveyance motor control unit 68 obtains a difference between the set rotational angular velocity command ωref and the estimated rotational angular velocity ωest. The rotational angular velocity ωest is estimated from the rotational angular velocity (output) ω related to the transport motor 15 by an encoder pulse frequency calculation unit 76 and an LPF (Low Pass Filter: first filter) 77. Further, the control system outputs this difference to the transport motor 19 through the PID (proportional integral derivative) control unit 71.

図7に示すように、搬送モータ制御部68においては、所定の速度パターンに応じて、各制御周期における搬送モータ19に関する回転速度指令を、回転角速度指令ωrefとして生成する。回転角速度指令ωrefは電圧信号である。PID制御部71においては、生成された回転角速度指令ωrefに、予め決定された位置ゲイン(Kp)、積分ゲイン(Ki/s)、微分ゲイン(s*Kd)の各ゲインの値をそれぞれ個別に乗じたものが足し合わされる。つまり、本制御系は、PID制御によるフィードバック制御を行うものである。なお、位置ゲインは、入力値(回転角速度指令ωref)と出力値(搬送モータ19の回転角速度ω)との偏差に比例して入力値を変化させる係数であり、積分ゲインは、入力値と出力値との偏差の積分に比例して入力値を変化させる係数であり、微分ゲインは、入力値と出力値との偏差の微分に比例して入力値を変化させる係数である。また、積分ゲイン及び微分ゲインにおける記号sは、ラプラス演算子である。   As shown in FIG. 7, the transport motor control unit 68 generates a rotational speed command for the transport motor 19 in each control cycle as a rotational angular speed command ωref in accordance with a predetermined speed pattern. The rotational angular velocity command ωref is a voltage signal. In the PID control unit 71, the values of the position gain (Kp), integral gain (Ki / s), and differential gain (s * Kd) determined in advance are individually added to the generated rotational angular velocity command ωref. The multiplied items are added together. That is, this control system performs feedback control by PID control. The position gain is a coefficient that changes the input value in proportion to the deviation between the input value (rotational angular velocity command ωref) and the output value (rotational angular velocity ω of the transport motor 19), and the integral gain is the input value and the output. The differential gain is a coefficient that changes the input value in proportion to the differential of the deviation between the input value and the output value. The symbol s in the integral gain and the differential gain is a Laplace operator.

その後、搬送モータ制御部68から出力された電圧信号が、電圧電流変換部72によって電流信号に変換される。具体的には、電圧電流変換部72が、電圧信号に、搬送モータ制御部68を実現する電気回路におけるインピーダンスの逆数(1/(Ra+s*La)、但し、Ra:抵抗、La:インダクタンス)を乗じて電流信号に変換する。   Thereafter, the voltage signal output from the conveyance motor control unit 68 is converted into a current signal by the voltage-current conversion unit 72. Specifically, the voltage-current conversion unit 72 adds the reciprocal of the impedance (1 / (Ra + s * La), where Ra: resistance, La: inductance) in the electric circuit that implements the transport motor control unit 68 to the voltage signal. Multiply and convert to current signal.

電圧電流変換部72によって変換された電流信号は、トルク指令変換部73によって、トルク定数Ktが乗じられてトルク信号に変換される。搬送モータ19においては、機械系の振動(例えば、搬送ベルト8の振動)などで発生する外乱トルクが影響する。そのため、トルク指令変換部73によって変換されたトルク信号に外乱トルクに相当する信号が加算され、回転角速度変換部74に入力される。回転角速度変換部74からは、搬送モータ19に関する回転角速度ωが出力される。この出力は、エンコーダ59からの出力である。このとき、回転角速度ωは、トルク指令に、搬送モータ19のイナーシャの逆数(1/(J*s+D)、但し、J:イナーシャ、D:ダンパ)を乗じたものに相当する。   The current signal converted by the voltage / current converter 72 is multiplied by a torque constant Kt by the torque command converter 73 and converted into a torque signal. The transport motor 19 is affected by disturbance torque generated by mechanical vibration (for example, vibration of the transport belt 8). Therefore, a signal corresponding to the disturbance torque is added to the torque signal converted by the torque command conversion unit 73 and input to the rotation angular velocity conversion unit 74. The rotation angular velocity conversion unit 74 outputs the rotation angular velocity ω related to the transport motor 19. This output is an output from the encoder 59. At this time, the rotational angular velocity ω corresponds to a value obtained by multiplying the torque command by the reciprocal of the inertia of the transport motor 19 (1 / (J * s + D), where J: inertia, D: damper).

一方、搬送モータ19が回転すると逆起電圧が発生する。このため、逆起電圧算出部75が、回転角速度ωに搬送モータ19に係る逆起電圧定数Keを乗じて逆起電圧を算出し、PID制御部71が出力した電圧信号から逆起電圧を減ずる。   On the other hand, when the transport motor 19 rotates, a counter electromotive voltage is generated. Therefore, the counter electromotive voltage calculation unit 75 calculates the counter electromotive voltage by multiplying the rotational angular velocity ω by the counter electromotive voltage constant Ke related to the transport motor 19 and subtracts the counter electromotive voltage from the voltage signal output by the PID control unit 71. .

以上の搬送モータ制御部68の説明において、電圧電流変換部72、トルク指令変換部73、回転角速度変換部74および逆起電圧算出部75は、搬送モータ19およびエンコーダ59が構成している。さらに、この構成に外乱トルクを加えたものが、搬送ベルト8や搬送ローラ6などを加えた搬送機構13を代表している。つまり、搬送モータ制御部68は、PID制御部71、エンコーダパルス周波数算出部76およびLPF77から構成されている。   In the above description of the conveyance motor control unit 68, the voltage / current conversion unit 72, the torque command conversion unit 73, the rotation angular velocity conversion unit 74, and the counter electromotive voltage calculation unit 75 are configured by the conveyance motor 19 and the encoder 59. Further, the configuration in which disturbance torque is added to this configuration represents the conveyance mechanism 13 in which the conveyance belt 8 and the conveyance roller 6 are added. That is, the transport motor control unit 68 includes a PID control unit 71, an encoder pulse frequency calculation unit 76, and an LPF 77.

ここで、搬送モータ9の回転角速度ωは、エンコーダ59からのパルス信号として取得することになる。そして、エンコーダパルス周波数算出部76が、エンコーダ59からのパルス信号(図7においては、回転角速度ωに相当する)から、当該パルス信号の周波数fを算出する。具体的には、エンコーダパルス周波数算出部76は、エンコーダ59からのパルス信号のパルス間隔を基準クロックのクロック数で計測して周期Tを算出し、さらに算出した周期Tの逆数を周波数fとする。エンコーダパルス周波数算出部76が算出した周波数fは、入力された周波数fの移動平均を出力するデジタルフィルタであるLPF(Low Pass filter:第1フィルタ)77によってフィルタリングされる。   Here, the rotational angular velocity ω of the transport motor 9 is acquired as a pulse signal from the encoder 59. Then, the encoder pulse frequency calculation unit 76 calculates the frequency f of the pulse signal from the pulse signal from the encoder 59 (corresponding to the rotational angular velocity ω in FIG. 7). Specifically, the encoder pulse frequency calculation unit 76 calculates the period T by measuring the pulse interval of the pulse signal from the encoder 59 by the number of clocks of the reference clock, and further sets the inverse of the calculated period T as the frequency f. . The frequency f calculated by the encoder pulse frequency calculator 76 is filtered by an LPF (Low Pass filter) 77 that is a digital filter that outputs a moving average of the input frequency f.

LPF77では、複数回分の周波数fが移動平均(後述)される。この平均処理(フィルタリング)によって、搬送モータ19の回転角速度が推定されるとともに、各回の周波数fに含まれるノイズ成分(高周波成分)が均される。これによって、ノイズ成分の出力値(推定された回転角速度ωest)に対する影響力が低くなる。つまり、高周波成分が実効的に除去される。   In the LPF 77, the frequency f for a plurality of times is a moving average (described later). By this averaging process (filtering), the rotational angular velocity of the transport motor 19 is estimated, and the noise component (high frequency component) included in each frequency f is leveled. As a result, the influence of the noise component on the output value (estimated rotational angular velocity ωest) is reduced. That is, high frequency components are effectively removed.

図8を参照しつつ、LPF77について説明する。図8は、LPF77の機能ブロック図である。図8に示すように、LPF77は、複数のバッファ77a〜77cと、除算器77dとを有している。なお、図8においては、LPF77が、3つのバッファ77a〜77cを有しており、除算器77dが4で除するものである場合を示している。また、現在の時間においてエンコーダパルス周波数算出部76が算出した周波数fを周波数f[n]とする。バッファ77aは、現在から1つ前の時間においてサンプリングされた周波数f[n−1]を記憶し、バッファ77bは、現在から2つ前の時間においてサンプリングされた周波数f[n−2]を記憶し、バッファ77cは、現在から3つ前の時間においてサンプリングされた周波数f[n−3]を記憶するように構成されている。そして、LPF77は、現在の時間の周波数f[n]と各バッファ77a〜77cに記憶されている周波数f[n−1]、周波数f[n−2]及び周波数f[n−3]、つまり、サンプリングした4つの周波数fを加算したものを、除算器77dが4で除算した結果を出力する。   The LPF 77 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a functional block diagram of the LPF 77. As shown in FIG. 8, the LPF 77 has a plurality of buffers 77a to 77c and a divider 77d. 8 shows a case where the LPF 77 has three buffers 77a to 77c and the divider 77d divides by 4. Further, the frequency f calculated by the encoder pulse frequency calculation unit 76 at the current time is defined as a frequency f [n]. The buffer 77a stores the frequency f [n-1] sampled at the time immediately before the current time, and the buffer 77b stores the frequency f [n-2] sampled at the time two times before the current time. The buffer 77c is configured to store the frequency f [n-3] sampled at the time three times before the current time. Then, the LPF 77 has the frequency f [n] at the current time and the frequencies f [n−1], f [n−2], and f [n−3] stored in the buffers 77a to 77c, that is, The result obtained by dividing the sum of the four sampled frequencies f by 4 by the divider 77d is output.

このように、LPF77は、入力された周波数fの移動平均を出力するローパスフィルタとなっている。図8においては、サンプリングした4つの周波数fの移動平均を出力する構成を示しているが、LPF77に要求される周波数特性、すなわち、遮断周波数(第1周波数)f1(図10参照)に応じて、サンプリングする周波数fの数が決定される。サンプリングする周波数fの数が増加するに伴って、遮断周波数f1を低くすることができる。この遮断周波数f1は、搬送機構13の制御に関する応答性によって適切に選択されるものであり、搬送機構13の固有振動数以下となっている。これにより、搬送機構13の機械的な振動の影響を抑制することができる。なお、本実施形態では、周波数fのサンプリング数は150から200のいずれかとしている。   Thus, the LPF 77 is a low-pass filter that outputs a moving average of the input frequency f. FIG. 8 shows a configuration in which a moving average of four sampled frequencies f is output. Depending on the frequency characteristics required for the LPF 77, that is, the cutoff frequency (first frequency) f1 (see FIG. 10). The number of frequencies f to be sampled is determined. As the number of frequencies f to be sampled increases, the cut-off frequency f1 can be lowered. This cutoff frequency f1 is appropriately selected depending on the responsiveness related to the control of the transport mechanism 13, and is equal to or lower than the natural frequency of the transport mechanism 13. Thereby, the influence of the mechanical vibration of the conveyance mechanism 13 can be suppressed. In the present embodiment, the sampling number of the frequency f is any one of 150 to 200.

LPF77によってフィルタリングされた周波数fは、搬送ベルト8(ベルトローラ6)の回転速度、すなわち、搬送モータ19の回転角速度となっている。そして、回転角速度指令ωrefから周波数f(回転角速度の値)を減ずる。このように、搬送モータ制御部68は、エンコーダ59から入力されたパルス信号により、フィードバック制御を行っている。これにより、搬送モータ制御部68の速度指令に対する、搬送ベルト8の駆動速度の追従性が高くなり、用紙Pの搬送速度が安定する。   The frequency f filtered by the LPF 77 is the rotational speed of the transport belt 8 (belt roller 6), that is, the rotational angular speed of the transport motor 19. Then, the frequency f (rotational angular velocity value) is subtracted from the rotational angular velocity command ωref. As described above, the transport motor control unit 68 performs feedback control based on the pulse signal input from the encoder 59. Thereby, the followability of the driving speed of the conveying belt 8 with respect to the speed command of the conveying motor control unit 68 is enhanced, and the conveying speed of the paper P is stabilized.

図6に戻って、ヘッド制御部64は、搬送モータ制御部68によって制御された回転速度で回転する搬送ベルト8に同期させて、搬送された用紙Pに対して印刷すべき画像が形成されるように、ヘッド本体2からのインク滴の吐出タイミング(ドット記録タイミング)を制御する。なお、本実施形態のヘッド制御部64は、後述のようにフィードバック制御は行っていないが、これに限られるものではない。   Returning to FIG. 6, the head controller 64 forms an image to be printed on the transported paper P in synchronization with the transport belt 8 rotating at the rotational speed controlled by the transport motor controller 68. In this manner, the ejection timing (dot recording timing) of the ink droplets from the head body 2 is controlled. The head control unit 64 of the present embodiment does not perform feedback control as described later, but is not limited to this.

図9及び図10を参照しつつ、ヘッド制御部64の制御内容について説明する。図9は、ヘッド制御部64の機能ブロック図である。図10は、LPF77、81の周波数特性を示すグラフである。図9に示すように、ヘッド制御部64は、LPF(第2フィルタ)81と、周期補正係数算出部(周期補正係数算出手段)82と、吐出タイミング発生回路83と、吐出波形発生回路84とを有している。   The control content of the head controller 64 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a functional block diagram of the head controller 64. FIG. 10 is a graph showing the frequency characteristics of the LPFs 77 and 81. As shown in FIG. 9, the head controller 64 includes an LPF (second filter) 81, a period correction coefficient calculator (period correction coefficient calculator) 82, a discharge timing generation circuit 83, and a discharge waveform generation circuit 84. have.

LPF81は、エンコーダ59から出力されたパルス信号(エンコーダパルス)をフィルタリングするものであり、LPF77と同様に、入力されたパルス信号に係る周波数の移動平均を出力する構成となっている。また、LPF81は、遮断周波数(第2周波数)f2の周波数特性を有している。この遮断周波数f2は、ヘッド本体2(アクチュエータユニット21)の制御に関する応答性によって適切に選択されるものである。なお、ヘッド本体2は、搬送機構13よりも制御に関する応答性が高いため、図10に示すように、遮断周波数f2が遮断周波数f1より高くなっている。なお、本実施形態では、周波数fのサンプリング数は、LPF77に比べて約一桁少なく設定されており、15から20のいずれかとしている。   The LPF 81 filters the pulse signal (encoder pulse) output from the encoder 59 and, like the LPF 77, is configured to output a moving average of the frequency related to the input pulse signal. The LPF 81 has a frequency characteristic of a cutoff frequency (second frequency) f2. This cutoff frequency f2 is appropriately selected depending on the responsiveness related to the control of the head body 2 (actuator unit 21). Since the head main body 2 has higher control responsiveness than the transport mechanism 13, the cut-off frequency f2 is higher than the cut-off frequency f1, as shown in FIG. In the present embodiment, the number of samplings of the frequency f is set to about one digit less than that of the LPF 77, and is set to any one of 15 to 20.

周期補正係数算出部82は、用紙Pに印刷される画像における用紙搬送方向に関するドット間の距離(用紙搬送方向に関する解像度に対応)を、LPF81を通過したパルス信号に関する1周期の間に用紙Pが搬送される距離で除した補正係数を算出するものである。そして、算出した補正係数を、LPF81を通過したパルス信号に乗ずることによって、パルス信号が補正される。これにより、補正されたパルス信号に関する1周期の間に用紙Pが搬送される距離と、用紙搬送方向に関するドット間の距離とが一致する。   The period correction coefficient calculation unit 82 calculates the distance between dots in the paper transport direction in the image printed on the paper P (corresponding to the resolution in the paper transport direction), and the paper P is in one period regarding the pulse signal that has passed through the LPF 81. The correction coefficient divided by the transported distance is calculated. Then, the pulse signal is corrected by multiplying the calculated correction coefficient by the pulse signal that has passed through the LPF 81. As a result, the distance that the paper P is transported during one period related to the corrected pulse signal matches the distance between dots in the paper transport direction.

吐出タイミング発生回路83は、補正されたパルス信号に同期するようにインク滴の吐出タイミングを決定するタイミングパルスを発生させる。このとき、上述したように、補正されたパルス信号に関する1周期の間に用紙Pが搬送される距離と、用紙搬送方向に関するドット間の距離とが一致しているため、吐出タイミング発生回路83の簡易な回路で構成することができる。   The ejection timing generation circuit 83 generates a timing pulse that determines the ejection timing of the ink droplet so as to be synchronized with the corrected pulse signal. At this time, as described above, the distance at which the paper P is transported during one cycle related to the corrected pulse signal matches the distance between dots in the paper transport direction. A simple circuit can be used.

また、吐出波形発生回路84は、吐出タイミング発生回路83が発生させたタイミングパルスに同期して、ノズル108からインク滴が吐出されるように、アクチュエータユニット21を駆動する吐出波形を発生させる。吐出波形発生回路84が発生させた吐出波形は、インクジェットヘッド1のドライバICに出力される。ドライバICはこの吐出波形に従ってアクチュエータユニット21を駆動し、ノズル108からインク滴を吐出させる。これにより、搬送ベルト8の回転速度、すなわち、用紙Pの搬送速度とノズル108からのインク滴の吐出タイミングとを完全に一致させることができる。   Further, the discharge waveform generation circuit 84 generates a discharge waveform that drives the actuator unit 21 so that ink droplets are discharged from the nozzles 108 in synchronization with the timing pulse generated by the discharge timing generation circuit 83. The ejection waveform generated by the ejection waveform generation circuit 84 is output to the driver IC of the inkjet head 1. The driver IC drives the actuator unit 21 according to this ejection waveform, and ejects ink droplets from the nozzles 108. Thereby, the rotation speed of the conveyance belt 8, that is, the conveyance speed of the paper P and the ejection timing of the ink droplets from the nozzles 108 can be completely matched.

以上、説明した本実施形態によると、制御に関する応答性が低い搬送機構13の制御系には低い遮断周波数f1を有するLPF77が用いられ、搬送機構13と比較して制御に関する応答性が高いインクジェットヘッド1の制御系には高い遮断周波数f2を有するLPF81が用いられるため、各制御系においてエンコーダ59からのパルス信号を最適な周波数特性でフィルタリングすることができる。このため、搬送モータ19のフィードバック制御により速度指令に対して追従性のよい安定した用紙Pの搬送を行うことができるとともに、用紙Pの搬送速度に同期した最適なインク滴の吐出タイミングでインクジェットヘッド1を制御することができる。これにより、用紙Pに高品質な画像を印刷することができる。また、搬送機構13の制御系と、インクジェットヘッド1の制御系とで、エンコーダ59を共有することができるため、低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment described above, the LPF 77 having the low cutoff frequency f1 is used for the control system of the transport mechanism 13 having low control-related responsiveness, and the inkjet head has higher control-related responsiveness than the transport mechanism 13. Since the LPF 81 having a high cutoff frequency f2 is used for the control system 1, the pulse signal from the encoder 59 can be filtered with the optimum frequency characteristics in each control system. For this reason, the feed control of the carry motor 19 can stably carry the paper P with good followability to the speed command, and the ink jet head at the optimum ink droplet discharge timing synchronized with the paper P carry speed. 1 can be controlled. Thereby, a high quality image can be printed on the paper P. In addition, since the encoder 59 can be shared by the control system of the transport mechanism 13 and the control system of the inkjet head 1, the cost can be reduced.

また、LPF77、81が、入力されたパルス信号に係る周波数fの移動平均を出力する構成となっているため、最適な周波数特性を有するフィルタを容易に構成することができる。   Further, since the LPFs 77 and 81 are configured to output a moving average of the frequency f related to the input pulse signal, a filter having an optimal frequency characteristic can be easily configured.

さらに、LPF81を通過したパルス信号が、周期補正係数算出部82が算出した補正係数で補正されることによって、補正されたパルス信号に関する1周期の間に用紙Pが搬送される距離と、用紙搬送方向に関するドット間の距離とが一致する。これにより、インク滴の吐出タイミングの制御が容易になる。   Further, the pulse signal that has passed through the LPF 81 is corrected with the correction coefficient calculated by the period correction coefficient calculation unit 82, so that the distance that the sheet P is transported during one period related to the corrected pulse signal, and the sheet transport The distance between dots in the direction matches. This facilitates control of ink droplet ejection timing.

加えて、LPF77の遮断周波数f1が、搬送機構13の固有振動数以下となっているため、搬送機構13の機械的な振動の影響を抑制することができる。   In addition, since the cutoff frequency f1 of the LPF 77 is equal to or lower than the natural frequency of the transport mechanism 13, the influence of mechanical vibration of the transport mechanism 13 can be suppressed.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態においては、LPF77、81が、入力されたパルス信号に係る周波数fの移動平均を出力する構成となっているが、LPF77、81が、他の構成でローパスフィルタが形成されていてもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the LPFs 77 and 81 are configured to output a moving average of the frequency f related to the input pulse signal. However, the LPFs 77 and 81 are configured to have a low-pass filter with other configurations. It may be.

また、上述した実施形態においては、LPF81を通過したパルス信号が、周期補正係数算出部82が算出した補正係数で補正されることによって、補正されたパルス信号に関する1周期の間に用紙Pが搬送される距離と、用紙搬送方向に関するドット間の距離とが一致する構成となっているが、このような補正を行わない構成であってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the pulse signal that has passed through the LPF 81 is corrected with the correction coefficient calculated by the period correction coefficient calculation unit 82, so that the paper P is conveyed during one period related to the corrected pulse signal. However, such a correction may not be performed.

さらに、上述した実施形態においては、LPF77の遮断周波数f1が、搬送機構13の固有振動数以下となっているが、遮断周波数f1が、搬送機構13の固有振動数と一致していてもよいし、固有振動数以上であってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the cutoff frequency f1 of the LPF 77 is equal to or lower than the natural frequency of the transport mechanism 13, but the cutoff frequency f1 may coincide with the natural frequency of the transport mechanism 13. It may be greater than or equal to the natural frequency.

また、上述した実施形態においては、用紙Pにインク滴を吐出するインクジェットヘッド1を備えたインクジェットプリンタ101に本発明を適用した例について説明したが、用紙Pにインクを熱転写するサーマルヘッドを備えたプリンタなど、他の種類の記録装置に対しても本発明は適用可能である。   In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the inkjet printer 101 including the inkjet head 1 that ejects ink droplets onto the paper P has been described. However, the thermal head that thermally transfers the ink to the paper P is provided. The present invention can also be applied to other types of recording devices such as printers.

また、上述した実施形態においては、インクジェットプリンタ101は、フィードバック制御の対象として、ベルト搬送機構を有していたが、ベルトの代わりにローラの組み合わせで搬送するローラ搬送機構やフラットベッドのように移動する平板で搬送するプラテン搬送機構を有していてもよい。あるいは、インクジェットプリンタが、記録ヘッド自体を走査するキャリッジ駆動方式のプリンタであってもよい。   In the above-described embodiment, the inkjet printer 101 has a belt conveyance mechanism as a feedback control target. However, the inkjet printer 101 moves like a roller conveyance mechanism or a flat bed that conveys a combination of rollers instead of a belt. You may have the platen conveyance mechanism conveyed with the flat plate to do. Alternatively, the ink jet printer may be a carriage drive type printer that scans the recording head itself.

本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンタの外観側面図である。1 is an external side view of an inkjet printer according to a first embodiment of the present invention. 図2に示すヘッド本体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the head main body shown in FIG. 2. 図2に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。It is an enlarged view of the area | region enclosed with the dashed-dotted line shown in FIG. 図3に示すIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line shown in FIG. 図2に示すアクチュエータユニットの断面図である。It is sectional drawing of the actuator unit shown in FIG. 図1に示す制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus shown in FIG. 図6に示す搬送モータ制御部の制御系を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the control system of the conveyance motor control part shown in FIG. 図7に示すLPFの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of LPF shown in FIG. 図6に示すヘッド制御部の機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram of the head controller shown in FIG. 6. 図7及び図9に示す各LPFの周波数特性を示すグラフである。10 is a graph showing frequency characteristics of the LPFs shown in FIGS. 7 and 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド(記録ヘッド)
6 ベルトローラ(搬送ローラ)
13 搬送機構
16 制御装置
19 搬送モータ
21 アクチュエータユニット
59 エンコーダ
63 印刷データ記憶部
64 ヘッド制御部(ヘッド制御手段)
68 搬送モータ制御部(搬送モータ制御手段)
71 PID制御部
72 電圧電流変換部
73 トルク指令変換部
74 回転角速度変換部
75 逆起電圧算出部
76 エンコーダパルス周波数算出部
77 LPF(第1フィルタ)
77a〜77c バッファ
77d 除算器
81 LPF(第2フィルタ)
82 周期補正係数算出部(周期補正係数算出手段)
83 吐出タイミング発生回路
84 吐出波形発生回路
101 インクジェットプリンタ(記録装置)
1 Inkjet head (recording head)
6 Belt roller (conveyance roller)
13 Transport Mechanism 16 Control Device 19 Transport Motor 21 Actuator Unit 59 Encoder 63 Print Data Storage Unit 64 Head Control Unit (Head Control Unit)
68 Conveyance motor control unit (conveyance motor control means)
71 PID control unit 72 Voltage current conversion unit 73 Torque command conversion unit 74 Rotational angular velocity conversion unit 75 Back electromotive voltage calculation unit 76 Encoder pulse frequency calculation unit 77 LPF (first filter)
77a to 77c Buffer 77d Divider 81 LPF (second filter)
82 period correction coefficient calculation unit (period correction coefficient calculation means)
83 Ejection Timing Generation Circuit 84 Ejection Waveform Generation Circuit 101 Inkjet Printer (Recording Device)

Claims (4)

搬送ローラを含む複数のローラ及び前記搬送ローラを回転させるための搬送モータを有しており、画像が記録される記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
前記搬送機構によって搬送された前記記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、
前記搬送ローラの回転に伴って、前記回転に関連付けられたパルス信号を出力するエンコーダと、
前記搬送モータ及び前記記録ヘッドを制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置が、
前記エンコーダから出力されたパルス信号が入力されるとともに、第1周波数以下のパルス信号を通過させる第1フィルタと、
前記エンコーダから出力されたパルス信号が入力されるとともに、前記第1周波数より高い第2周波数以下のパルス信号を通過させる第2フィルタと、
前記第1フィルタを通過したパルス信号に基づいて前記搬送モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記第2フィルタを通過したパルス信号に基づいて前記記録ヘッドのドット記録タイミングを制御するヘッド制御手段とを有していることを特徴とする記録装置。
A conveyance mechanism that includes a plurality of rollers including a conveyance roller and a conveyance motor for rotating the conveyance roller, and conveys a recording medium on which an image is recorded in a conveyance direction;
A recording head for recording an image on the recording medium conveyed by the conveyance mechanism;
An encoder that outputs a pulse signal associated with the rotation in accordance with the rotation of the transport roller;
A controller for controlling the transport motor and the recording head,
The control device is
A first filter that receives the pulse signal output from the encoder and passes a pulse signal having a frequency equal to or lower than the first frequency;
A second filter that receives a pulse signal output from the encoder and passes a pulse signal that is higher than the first frequency and lower than a second frequency; and
Motor control means for controlling the drive of the transport motor based on the pulse signal that has passed through the first filter;
A recording apparatus comprising: a head control unit that controls dot recording timing of the recording head based on a pulse signal that has passed through the second filter.
前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの少なくともいずれかが、入力されたパルス信号に係る周波数の移動平均を出力することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first filter and the second filter outputs a moving average of a frequency related to an input pulse signal. 前記ヘッド制御手段が、
前記記録媒体に記録される画像における前記搬送方向に関するドット間の距離を、前記第2フィルタを通過したパルス信号の1周期の間に前記記録用紙が搬送される距離で除した補正係数を算出する補正係数算出手段を有しており、
前記第2フィルタを通過したパルス信号を、前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数で補正したパルス信号によって、前記記録ヘッドのドット記録タイミングを決定していることを特徴とする請求項1又は2に記載の記録装置。
The head control means;
A correction coefficient is calculated by dividing the distance between dots in the transport direction in the image recorded on the recording medium by the distance by which the recording paper is transported during one period of the pulse signal that has passed through the second filter. Having correction coefficient calculation means,
2. The dot recording timing of the recording head is determined by a pulse signal obtained by correcting the pulse signal that has passed through the second filter with the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculating means. 2. The recording apparatus according to 2.
前記第1周波数が、前記搬送機構の固有振動数より低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 1, wherein the first frequency is lower than a natural frequency of the transport mechanism.
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