JP2011037117A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジと制振部材を別駆動源で駆動するときの制御が複雑で、制御装置に高負荷にならないようにする必要がある。
【解決手段】キャリッジ５の移動による振動を抑制する制振部材４２はキャリッジ５とは別のパスル入力で制御可能なステッピングモータからなる制振用駆動モータ４１で移動され、キャリッジ５の移動方向における位置を検出するキャリッジ位置検出手段１１３でキャリッジ５が所定量移動される毎に位置カウントを更新し、第１パルス生成手段１１８はキャリッジ位置検出手段１１３の位置カウントが所定量更新される毎に制振用駆動モータ４１を１ステップ移動させるパルスを生成し、このパルスで制振用駆動モータ４１を駆動して制振部材４２を移動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に画像形成手段をキャリッジに搭載して往復移動させる画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

このような画像形成装置として、上述したように、画像形成手段である液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドをキャリッジに搭載し、液体吐出ヘッドを主走査方向に移動走査し、媒体を主走査方向と直交する副走査方向に間歇的に移動させながら、記録ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。なお、以下の説明でも画像形成手段は液体吐出ヘッドである例で説明しているが、画像形成手段としては液体吐出ヘッドに限らず、その他の画像形成手段であっても本発明は同様に適用することができる。

このようなシリアル型画像形成装置においては、記録ヘッドを搭載したキャリッジの往復移動に伴って装置本体に振動が誘発される。特に、印刷速度向上のため、キャリッジ速度が高速化し、これに伴ってキャリッジ主走査時の加減速が急となり、装置本体の振動が大きなものとなっている。また、画像読取り装置（スキャナ）を搭載した複合機においては、画像形成部側で生じる装置本体の上記振動のため、スキャナの読取り走査に振動を与えてしまい、読取り画像の劣化を引き起こすことになる。

そのため、従来からキャリッジの振動を抑制することが行われている。例えば、特許文献１、２に記載されているように、キャリッジを移動させるタイミングベルトにキャリッジと略同じ質量の制振部材を取付け、キャリッジと制振部材を反対方向に移動させることでキャリッジの振動を抑制することが知られている。

また、特許文献３に記載されているように、プリンタヘッドを移動させる走査機構とは別に、プリンタヘッドとほぼ同じ質量の重りと、この重りをプリンタヘッドと逆方向に同一加速度で移動させる走査機構とを備えたものが知られている。

そのた、特許文献４に記載されているように、プリンタ本体に対する衝撃力を検出して、検出された衝撃力に応じてプリンタ支持手段の支持力を制御することや、特許文献５に記載されているように、駆動力をキャリッジに伝達する伝達部材が振動することを抑制する振動抑制手段を備えることも知られている。

特開２００１−１３８４９９号公報 特開２００５−０８１６７３号公報 特開平３−２５６７７２号公報 特開２００５−２１２１６０号公報 特開２００３−２３７１６５号公報

しかしながら、従来の技術のように、キャリッジを移動させるタイミングベルトに制振部材（カウンタウエイトとも称する）を取り付けた場合、キャリッジが移動するときには常にカウンタウエイトも移動する（制振動作が行われる）ことになるため、微細なキャリッジの速度変動、キャリッジの移動負荷の変動、インクタンクを備える場合のインク残量の変化によるキャリッジ重量の変動などによって、制振部材による制振作用がキャリッジの振動を打ち消すよりもキャリッジに振動を与え、例えば液体吐出ヘッドを用いる場合に滴着弾位置精度が低下して画像品質が劣化することがあるという課題がある。

また、キャリッジを移動させる主走査機構の駆動源に係る負荷が増大し、更に、キャリッジとほぼ同じ質量の制振部材を使用するために装置全体の重量とサイズの大型化につながるという課題がある。

そこで、特許文献３に開示されているように、キャリッジを移動させる駆動源とは別の駆動源で制振部材を移動させる構成を採用することで、キャリッジと同一駆動源を用いる制振機構の問題を解決することができる。

ところが、このような構成にした場合、異なる駆動源で駆動されるキャリッジと制振部材を、同じ力、タイミングで逆方向に移動させなければならないので、力やタイミングをずらさないで制御するための構成が複雑でかつ制御装置にとって高負荷にならないようにしなければならないという課題が生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、制御を複雑、高負荷にすることなく、キャリッジの駆動源と異なる制振部材の駆動源を駆動制御できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジの移動方向における位置を検出するキャリッジ位置検出手段と、
前記キャリッジの駆動源とは別の駆動源であって、パルス入力により制御可能な制振用駆動源で移動される制振部材を含み、前記キャリッジの移動に伴う振動を抑制する制振手段と、
前記キャリッジ位置検出手段により求まるキャリッジ位置に同期して前記制振用駆動源に与える前記パルスを生成する第１パルス生成手段と、
前記第１パルス生成手段からの前記パルスを制振用駆動源に与えて前記制振部材を移動させる制振制御手段と、を備えている
構成とした。

ここで、前記キャリッジ位置検出手段はキャリッジ位置をカウントする手段を含み、
前記第１パスル生成手段は前記キャリッジ位置検出手段のカウント値が予め定められた更新量になる毎に前記制振用駆動源を１ステップ分移動させるパルスを生成する手段を含み、
前記第１パルス生成手段が前記制振用駆動源を１ステップ分移動させるパルスを生成する前記カウント値の更新量をパルス／位置倍数として設定するパルス／位置設定手段を備えている
構成とできる。

また、前記画像形成手段が液滴を吐出する液体吐出ヘッドであり、
前記キャリッジには前記液体吐出ヘッドとともに当該液体吐出ヘッドに供給する液体を収容する液体収容手段が搭載され、
前記液体収容手段の液体残量を検出する残量検出手段を備え、
前記パルス／位置倍数設定手段は前記残量検出手段の検出結果に応じてパルス／位置倍数を設定する
構成とできる。

また、前記パルス／位置倍数設定手段は前記キャリッジの移動速度が変わる印刷モードに応じて前記パルス／位置倍数を設定する構成とできる。

また、前記制振部材の移動速度プロファイルを格納した制振部材速度プロファイル格納手段と、
前記制振部材速度プロファイル格納手段に格納された移動速度プロファイルに従って前記制振用駆動源を駆動するパルスを生成する第２パルス生成手段と、を備え、
前記制振制御手段は、前記第１パルス生成手段からのパルス及び前記第２パルス生成手段からのパルスのいずれかを選択して前記制振用駆動源を駆動制御する
構成とできる。

この場合、前記制振制御手段は、前記制振部材の移動方向における位置の原点をリセットするときに前記第２パルス生成手段からのパルスを選択する構成とできる。

また、前記制振制御手段は、前記制振部材の移動範囲を変更するときに前記第２パルス生成手段からのパルスを選択する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、キャリッジ位置検出手段により求まるキャリッジ位置に同期して制振用駆動源に与えるパルスを生成する第１パルス生成手段と、第１パルス生成手段からのパルスを制振用駆動源に与えて制振部材を移動させる制振制御手段とを備えている構成としたので、簡単な構成でキャリッジの移動に同期して制振部材を移動させることができ、制御を複雑、高負荷にすることなく、キャリッジの駆動源と異なる制振部材の駆動源を駆動制御できる。

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を示す模式的構成図である。 同装置における制振手段の一例の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第１実施形態における制御部の説明に供するブロック説明図である。 キャリッジ駆動による装置本体への反力と制振部材の駆動による装置本体への反力が同じときの制振効果の説明に供する説明図である。 キャリッジ駆動による装置本体への反力と制振部材の駆動による装置本体への反力が異なるときの制振効果の説明に供する説明図である。 同実施形態におけるキャリッジ位置検出手段のエンコーダ出力、位置カウント、ステッピングモータのステップ及びＡ相、Ｂ相信号の一例を示す説明図である。 位置検出手段の位置カウントの更新の説明に供する説明図である。 ステッピングモータの２相励磁の説明に供する説明図である。 キャリッジの駆動に同期してステッピングモータを２相励磁で駆動させる構成で、キャリッジ位置カウントが「１」進む毎にステッピングモータを１ステップ進めるようにした場合のキャリッジ速度、位置カウント、ステッピングモータＡ相、Ｂ相、制振部材速度の一例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における制御部の説明に供するブロック説明図である。 同実施形態におけるキャリッジ位置検出手段のエンコーダ出力、位置カウント、ステッピングモータのステップ及びＡ相、Ｂ相信号の一例を示す説明図である。 キャリッジの駆動に同期してステッピングモータを２相励磁で駆動させる構成で、キャリッジ位置カウントが「２」進む毎にステッピングモータを１ステップ進めるようにした場合のキャリッジ速度、位置カウント、ステッピングモータＡ相、Ｂ相、制振部材速度の一例を示す説明図である。 本発明の第３実施形態における制御部の説明に供するブロック説明図である。 制振部材の原点のリセットの説明に供する説明図である。 制振部材の移動範囲の変更の説明に供する説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す模式的構成図である。
この画像形成装置は、装置本体１内に、主ガイド部材であるガイドロッド２と従ガイド部材であるガイドロッド３とで、キャリッジ５を主走査方向（ガイドロッド長手方向：図１で紙面垂直方向）に摺動自在に保持している。

このキャリッジ５は、駆動源である主走査モータ６と、駆動プーリ７、図示しない従動プーリ及びタイミングベルト９で構成される主走査機構によって主走査方向に移動走査される。そして、キャリッジ５の主走査方向に沿って樹脂フィルムなどで形成されるエンコーダスケール１１を配置し、キャリッジ５の背面側にはエンコーダスケール１１の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２２を取り付け、これらのエンコーダスケール１１とエンコーダセンサ１２とでキャリッジ位置を検出するためのリニアエンコーダ１０を構成している。

キャリッジ５には、液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる画像形成手段としての記録ヘッド２０が搭載されるとともに、記録ヘッド２０に供給する液体であるインクを収容する液体カートリッジとしてのインクカートリッジ２１が着脱自在に搭載される。なお、インクカートリッジ２１に代えてサブタンク（バッファタンクやヘッドタンクと称されるものを含む）を搭載し、交換可能なインクカートリッジ（メインタンク）は装置本体１の別の箇所に配置するようにすることもできる。

記録ヘッド２０はキャリッジ５から引き出された図示しないフレキシブルケーブルにより装置本体１の後部側の領域２２に配置される図示しない制御基板と接続されている。なお、領域２２は、制御基板の他電源基板なども配置される。また、フレキシブルケーブルは制御基板からの画像信号伝達手段に係わり、可撓性を有するフィルムに配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ５と制御基板との間でデータを伝達し、キャリッジ５の移動に追従する。

一方、装置本体１の下方には被記録媒体である用紙Ｐを収容する給紙カセット３１が着脱自在に装着されている。そして、この給紙カセット３１の用紙Ｐは、給紙ローラ３３で送り出され、搬送ローラ対３４、３５に挟持されて、記録ヘッド２０に対向して用紙搬送方向（副走査方向）に搬送され、記録ヘッド２０によって吐出される液滴によって画像が形成され、排紙ローラ対（ローラ同士、ローラと拍車などで構成）３６によって装置本体１の上部の排紙スタック部３７に排紙される。

なお、図示しないが、主走査方向に一端部側で装置本体１の前側（図１で左側）には記録ヘッド２０の性能を維持、回復する維持回復機構も配置されている。

この画像形成装置においては、キャリッジ５を主走査方向に移動しながら用紙Ｐを副走査方向に間歇的に搬送して、記録ヘッド２０から画像に応じて液滴を吐出して用紙Ｐ上に画像を形成し、画像形成が終了した用紙Ｐを排紙スタック部３７に排紙する。

なお、この画像形成装置では用紙を垂直方向（斜め上方方向を含む意味）に搬送する構成としているが、記録ヘッド２０が滴吐出方向を下方にして配置され、用紙を水平方向に搬送する構成とすることもできる。

次に、この画像形成装置における制振手段について図２を参照して説明する。なお、図２は同制振手段の異なる配置例を含む要部平面説明図である。
キャリッジ５の移動に伴う装置本体１の振動を抑制する制振手段としての制振機構４０は、キャリッジ５の駆動源である主走査モータ６とは別の駆動源であるステッピングモータからなる制振用駆動モータ４１と、キャリッジ５の質量よりも小さな質量の質量体であって、制振用駆動モータ４１によって主走査方向（矢示方向）移動される制振部材（カウンタウエイト）４２と、制振部材４２が取り付けられ、制振用駆動モータ４１により回転される駆動プーリ４３と従動プーリ４４との間に掛け回され、主走査方向に沿って移動可能に配設されたベルト状部材であるタイミングベルト４５とを備えている。

この制振機構４０は、制振用駆動モータ４１が駆動されてタイミングベルト４５が移動されることにより、制振部材４２が主走査方向（矢示方向）に移動され、移動状態からモータ４１の駆動を停止することよって制振部材４２が停止することで、制振部材４２に慣性力が生じる。この慣性力の向きをキャリッジ５の移動による慣性力に対して逆方向にすることで、キャリッジ５による装置本体１のフレームに発生する振動を抑制することができる。

ところで、この画像形成装置においては、画像形成に必要な構成部材が、装置本体１の前側（操作部側）に集中し、また上述したように維持回復機構も装置前側に配置される。これら部材に対し、領域２２に配置される基板類の質量は軽いため、図１に示したように、装置重心が前側になり質量バランスが悪くなっている。また、ジャム処理性を良好にするため、図２に示したようにローラ対は別れ更に重心位置が前に移動してしまいさらに質量バランスの悪いものになってしまう。

ここで、図１に斜線で示した領域２２は、上述したように制御基板、電源基板などが配置されるが、主要な構成部品が前側に配置されているため、スペース的には余裕がある。この部分に、制振機構４０を配置することで、重心位置を後側へ移動させることができ、装置本体の重心バランスを取ることができる。制振機構４０は、装置本体１の重心位置に対して、距離が大きいほど重心移動量は大きくなるので、できる限り装置本体１の後側に配置されることが好ましい。つまり、図２（ａ）に示すように制振機構４０をキャリッジ５に近づけるよりも、図２（ｂ）に示すように制振機構４０をキャリッジ５から離して装置本体１の後側に配置する方が好ましい。

次に、この画像形成装置に適用した本発明の第１実施形態における制御部について図３に示すブロック説明図を参照して説明する。
印刷制御部１００は、図示しないパーソナルコンピュータなどの外部情報処理装置、画像読取装置などからの画像データを受領して、受領した画像データに応じてヘッド制御部１０１、搬送制御部１０２、キャリッジ制御部１０３、制振部材制御部１０４に動作を指示する。

ヘッド制御部１０１は、ヘッド駆動部１０５を介して記録ヘッド２０を駆動制御することで液滴を吐出させ、用紙Ｐ上に画像を形成する。

搬送制御部１０２は、前述した搬送ローラ対３４、３５などで構成される搬送機構１０９を駆動する副走査モータ１０８の回転量を検出するロータリエンコーダなどで構成される送り量検出手段により求まる位置から、図示しない速度目標となるプロファイルに従って、目標位置に対する現在位置の偏差から、制御量を、例えばＰＩ制御などにより演算して、搬送駆動部１０７を介して副走査モータ１０８を駆動制御することで、用紙Ｐを所要量搬送させる。

キャリッジ制御部１０３は、キャリッジ５の位置を検出する前述したリニアエンコーダ１０などを構成されるキャリッジ位置検出手段１１３により求まる位置及び速度から、キャリッジ速度プロファイル格納部１１４に格納されたキャリッジ５の速度目標となるプロファイルに従って、目標速度に対する現在速度の偏差から制御量を、例えばＰＩ制御などにより演算して、キャリッジ駆動部１１０を介してキャリッジ駆動モータ６を駆動制御することで、キャリッジ５を主走査方向に所要の速度で移動走査させる。

ここで、キャリッジ位置検出手段１１３は、リニアエンコーダ１０からのＡ相信号及びＢ相信号の状態遷移をカウントする位置カウント（カウンタ）を有し、この位置カウントの値を第１パルス生成手段１１８にも出力する。

第１パルス生成手段１１８は、キャリッジ位置検出手段１１３の位置カウントが更新される毎にステッピングモータからなる制振用駆動モータ４１を１ステップ分移動させるパルスを生成して出力する。

制振部材制御部１０４は、第１パルス生成手段１１８からのパルスを入力して制振部材駆動部１１５を介してステッピングモータからなる制振部材駆動モータ４１を駆動制御し、制振部材４２を移動させる。

このとき、キャリッジ５の移動と逆方向に、ほぼ同じ力、ほぼ同じタイミングで制振部材４２を移動させるように制御する。

そこで、まず、制振部材４２による制振動作について説明する。
キャリッジ制御部１０３によってキャリッジ５の主走査移動が行われると、キャリッジ５の加速により、キャリッジ５から装置本体１への反力が発生し、これが装置本体１の振動の原因となっている。制振部材制御部１０４が制振部材４２を移動させることで、制振部材４２から装置本体１への反力も発生するが、これをキャリッジ５から装置本体１への反力と逆方向にほぼ同じ力、ほぼ同じタイミングで掛かるように制御することで、反力同士で打ち消し合い、装置本体１の振動の発生を抑えることができる。

すなわち、例えば図４（ａ）に示すように、キャリッジ５が正方向に加速から等速移動するとき、キャリッジ５の駆動による装置本体１への反力（移動体重量×加速度）は同図（ｂ）に示すように変化する。これに対して、同図（ｃ）に示すように、制振部材４２をキャリッジ５の移動方向と逆方向に移動させ、かつ、この制振部材４２の駆動による装置本体１への反力（移動体重量×加速度）が同図（ｄ）に示すように、キャリッジ５の駆動による装置本体１への反力と逆方向で同じ大きさになるようにする。これにより、同図（ｅ）に示すように、それぞれによる反力が逆方向で大きさが一致し、反力の合計がゼロとなるため、反力による装置本体１の振動が発生しなくなる。

ところが、キャリッジ５と制振部材４２を別々の駆動源（主走査モータ６、制振用駆動モータ４１）で駆動する構成では、キャリッジ５と制振部材４２を加速させる力やタイミングがずれると、反力同士が打ち消しあうことができず、十分な制振効果が得られない場合がある。

例えば、図５に示すように、制振部材４２の加速度が高く、キャリッジ５より早く加速終了してしまった場合には、それぞれが装置本体１に与える反力がずれてしまい、同図（ｅ）に示すように、反力の合計が上下に振れており、十分な制振効果が得られない。

そこで、本発明では、キャリッジ５の駆動による反力と制振部材４２の駆動による反力の大きさ（力）やタイミングを一致させるため、キャリッジ位置検出手段１１３で求まるキャリッジ位置に同期して制振部材４２を移動させる制振用駆動モータ４１を駆動するパルスを生成することで、キャリッジ５の移動に同期して制振部材４２を移動させる。

この構成にすることで、制振部材制御部１０４はキャリッジ５の駆動タイミングを監視して同期させる必要がなく、またキャリッジ５、制振部材４２共に決められた加速度（加速プロファイル）で動くように意識して制御する必要も無くなるので、制御を単純にすることができる。

ここで、キャリッジ位置をリニアエンコーダ１０で検出し、制振部材５２の駆動を駆動モータ４１としてのステッピングモータを２相励磁で駆動する場合について図６ないし図８を参照して説明する。
リニアエンコーダ１０からは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、エンコーダシート１１に所定の間隔で設けられた目盛りの周期に対して９０°位相をずらして検出される２相の信号（Ａ，Ｂ相信号）が出力される。このエンコーダＡ，Ｂ相信号の関係から、キャリッジ位置検出手段１１３は、図７に示すようにＡ相、Ｂ相信号の状態遷移に応じて、図６（ｃ）に示すように、内部の位置カウンタ（キャリッジ位置カウント）を加算又は減算する。

一方、駆動モータ４１を構成するステッピングモータは、入力されるパルスの１ステップ毎に所定の角度（移動量）だけ回転するモータである。２相励磁は、一般的なステッピングモータの駆動方法の一つであり、４ステップを１サイクルとして、図８に示すように、ステップ１〜４（図中は丸付き数字で示す）でＡ相、Ｂ相、／Ａ相，／Ｂ相にパルスを与えることで所定の方向に回転駆動する。なお、図８で、「／Ａ相」、「／Ｂ相」は、Ａ相，Ｂ相を反転したものであり、生成するパルスはＡ相用、Ｂ相用の２相分である。

そこで、キャリッジ位置検出手段１１３は、リニアエンコーダ１０からの信号入力を元に、図７に従って同図（ｃ）に示すようにキャリッジ位置カウントを算出する。第１パルス生成手段１１８は、このキャリッジ位置カウントが「１」進む又は戻る（更新量を「１」とする。）のに従って、図８のステップを進め又は戻し、図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、各ステップに対応したステッピングモータＡ相、Ｂ相信号（パルス）を生成して出力する。これにより、キャリッジ５の位置が所定量変化する毎に制振用駆動源である駆動モータ４１を所定量移動させるパルスが生成される。そこで、制振部材制御部１０４はこのステッピングモータＡ相信号、Ｂ相信号により、制振部材駆動部１１５を通して制振用駆動モータ４１を駆動し制振部材４２を移動させる。

このようにして、例えばキャリッジの駆動に同期してステッピングモータを２相励磁で駆動させる構成で、キャリッジ位置カウントが「１」進む毎にステッピングモータを「１」ステップ進めるようにした場合、図９に示すように、キャリッジ速度、位置カウント、ステッピングモータＡ相、Ｂ相、制振部材速度が変化する。

なお、図６に示すような関係の場合には、上記のような方法ではなく、エンコーダＡ相信号を反転させたものをステッピングモータＢ相信号とし、エンコーダＢ相信号を反転させたものをステッピングモータＡ相信号として、そのまま使用することも可能である。

このように、キャリッジ位置検出手段の検出結果に基づいて制振用駆動源を駆動制御して制振部材を移動させる構成、ここでは、キャリッジ位置検出手段により求まるキャリッジ位置に同期して制振用駆動源に与えるパルスを生成する第１パルス生成手段と、第１パルス生成手段からのパルスを制振用駆動源に与えて制振部材を移動させる制振制御手段とを備えている構成とすることで、簡単な構成でキャリッジの移動に同期して制振部材を移動させることができ、制御を複雑、高負荷にすることなく、キャリッジの駆動源と異なる制振部材の駆動源を駆動制御できる。

次に、本発明の第２実施形態における制御部について図１０のブロック説明図を参照して説明する。
上記第１実施形態の構成では、キャリッジ位置検出手段１１３の信号により求まる位置に同期して制振部材４２を駆動するパルスを生成するとき、位置カウントが１進む（又は戻る）毎に、図７の駆動モータ４１のステップが１つずつ進む（又は戻る）ようにしている。

これに対し、この第２実施形態では、パルス／位置倍数設定手段１１９を備え、第１パルス生成手段１１８でパルスを生成するときに、パルス／位置倍数設定手段１１９で設定された「パルス／位置倍数」を「ｎ」として、位置カウントがｎカウント進む（又は戻る）毎に１ステップ進む（又は戻る）ようにしている。つまり、パルス／位置倍数設定手段１１９は、第１パルス生成手段１１８が制振用駆動モータ４１を１ステップ分移動させるパルスを生成するキャリッジ位置検出手段１１３の位置カウント値の更新量をパルス／位置倍数として設定する。

ここで、パルス／位置倍数設定手段１１９は、例えば印刷制御部１００のような内部の別制御部や、ＤＩＰスイッチのような外部からの操作による入力を受け、パルス／位置倍数を設定する。第１パルス生成手段１１８は、パルス／位置倍数設定手段１１９からパルス／位置倍数を受け取り、この値に応じた値ｎを決定して、キャリッジ位置カウントがｎカウント進む（又は戻る）のに従い、図８のステップを進め（又は戻し）、各ステップに対応したステッピングモータＡ相、Ｂ相信号を出力する。

これにより、例えば、図１１に示すように、同図（ｃ）に示す位置カウントが「２」進む毎に、同図（ｄ）に示すように、ステッピングモータ（駆動モータ４１）を「１」ステップ進めるようにすることができる。

このようにして、例えばキャリッジの駆動に同期してステッピングモータを２相励磁で駆動させる構成で、キャリッジ位置が「２」進む毎にステッピングモータを１ステップ進めるようにした場合、図１２に示すように、キャリッジ速度、位置カウント、ステッピングモータＡ相、Ｂ相、制振部材速度が変化する。

この図１２において、制振部材速度の「Ａ」は、位置カウントが「１」カウント進む毎にステッピングモータが１ステップ進むようにした場合（図９の場合）の速度変化を示し、「Ｂ」は位置カウントが「２」カウント進む毎にステッピングモータが１ステップ進むようにした場合の速度変化を示している。このとき、「Ａ」に対して「Ｂ」の加速度及び速度は、図示するように半分になり、移動する距離も同様に半分になる。

なお、図１２において制振部材速度の「Ｂ」はキャリッジ速度に対して制振部材速度が半分になっていることを示しているのではない。ステッピングモータの回転数と制振部材速度の関係は、モータプーリ径やギヤ比のようなメカ構成に依存するものなので、図１２に示す制振部材速度「Ｂ」のときにキャリッジ速度と制振部材速度が一致するような構成にすることも可能である。

このように構成することで、印刷する状況に応じて制振部材の加速度、速度、移動範囲を動的に変更することができる。

例えば、キャリッジ５に搭載されたインクカートリッジ２１のインク残量に応じてパルス／位置倍数を設定する。つまり、移動体を移動させたときに発生する反力は、「移動体の重量×加速度」で求められる。液体吐出方式の画像形成装置であれば、キャリッジに搭載される液体収容容器内のインクの残量もキャリッジの重量に含まれるので、インク残量が変化すると、キャリッジの駆動による反力も変化する。そこで、インク使用によってインク残量が減少してキャリッジの重量が減少するとき、キャリッジの重量減少率と同じだけ、制振部材を駆動する加速度を減少すれば、結果としてそれぞれによる反力は一致し、制振効果は向上する。

そこで、例えば、キャリッジ５に搭載されたインクカートリッジ２１が満タンであるときに対してインクがなくなる直前には重量が満タン時の８０％になるとすれば、第１パルス生成手段１１８は、インク残量が満タンの時には「パルス／位置倍数」を「１０」、インク残量が半分になったときに「９」、インク残量がなくなる直前には「８」、というように設定することで、キャリッジと制振部材の「移動体重量×加速度」がより近い値になるため、制振効果が向上する。

また、キャリッジの移動速度が異なる複数の印刷モードを有するとき、各印刷モードに応じてパルス／位置倍数を設定する。つまり、ステッピングモータは、許容される回転数よりも高い周期の駆動パルスで駆動すると、実際のモータの回転が駆動パルスに追従できなくなり、脱調と呼ばれる現象が発生する。脱調を避けるため、十分なトルクで高い回転数で駆動できるモータを用意すれば、コストが高くなる。また、一般的に、高画質の画像を出力する印刷モード（高画質モード）ではキャリッジを遅く移動させて印字し、高画質よりも速度を優先する印刷モード（速度優先モード）ではキャリッジを高画質モードよりも速く駆動させて印字する。

そこで、常にキャリッジの反力に一致するように制振部材を駆動するのではなく、速度優先モードでのみ「パルス／位置倍数」を低下させることで、速度優先モードでの制振効果は低下するが、制振制振部材の駆動源であるステッピングモータの最大回転数を低減することができるので、ステッピングモータのコストを抑えることができる。

このような制御を行なうには、例えば、印刷制御部１００などが、印刷モードに対して設定するべきパルス／位置倍数を保存したテーブル又は算出手段を持ち、画像データに応じたパルス／位置倍数を決定する。そして、決定したパルス／位置倍数を、パルス／位置倍数設定手段１１９を介して第１パルス生成手段１１８に送り、第１パルス生成手段１１８が設定されたパルス／位置倍数に基づいてステッピングモータ駆動信号を生成して出力するようにすればよい。

次に、本発明の第３実施形態における制御部について図１３のブロック説明図を参照して説明する。
ここでは、制振部材速度プロファイルを格納した制振部材速度プロファイル格納部１２１と、制振部材速度プロファイル格納部１２１に格納された制振部材速度プロファイルに従って制振用駆動モータ４１を駆動するパルスを生成する第２パルス生成手段１２０とを備え、制振部材制御部１０４はキャリッジ制御部１０３からの信号に応じて第１パルス生成手段１１８からのパルス及び第２パルス生成手段１２０からのパルスのいずれかを選択して駆動モータ１１５を駆動させる。

このように構成することで、必要に応じて、キャリッジ５を移動させることなく制振部材４２のみを移動させることが可能になる。

例えば、制振部材制御部１０４は、キャリッジ５、制振部材４２の位置の原点をリセットするときに第２パルス生成手段１２０からのパルスを選択して駆動モータ４１を駆動制御する。

例えば、図１４（ａ）に示すように、キャリッジ５及び制振部材４２の移動可能範囲を主走査方向位置Ａ〜Ｂの間として、キャリッジ５と制振部材４２が逆方向に同期して移動するとき、キャリッジ５の移動軌跡が軌跡２０１であるときには制振部材４２の移動軌跡は軌跡２０２のようになる。ここで、キャリッジ５が主走査方向位置Ｂの位置にいるとき、制振部材４２が主走査方向位置Ａの位置にあれば、キャリッジ５が移動可能範囲内で移動している限り、制振部材４２が移動可能範囲外に出ることはない。

ところが、図１４（ｂ）に示すように、キャリッジ５が主走査方向位置Ｂの位置にいるとき、制振部材４２が主走査方向位置Ａより内側にいる場合、キャリッジ５が移動可能範囲内で移動していても、制振部材４２が移動可能範囲外を超えてしまい、図示しない側板にぶつかる（図中に×印で示す）などしてしまう。

そこで、キャリッジ５と制振部材４２の位置関係が崩れている可能性があるときには、キャリッジ５と制御部材４２の原点が図１４（ａ）に示すような位置関係になるよう、原点リセットをする必要がある。

このとき、第１パルス生成手段１１８によって制振部材４２をキャリッジの位置変化に同期して駆動するだけでは、キャリッジ５が停止すれば制振部材４２も停止するため、原点リセットはできないことになる。

これに対して、第２パルス生成手段１２０からはキャリッジ５の移動と関係なくパルスが生成出力されるので、第２パルス生成手段１２０からのパルスを選択して駆動モータ４１を駆動制御することで、制振部材４２の原点をリセットすることができる。

なお、キャリッジと制振部材の位置関係が崩れている可能性があるときとは、装置の電源起動時や、キャリッジ位置検出手段１１３の検出手段であるエンコーダセンサが正常に検出できていないとき、キャリッジ５が何かに衝突してフェイルセーフ機能により異常停止した場合などがあるので、これらの場合には、第２パルス生成手段１２０からのパルスを選択して駆動モータ４１を駆動制御して原点のリセットを行なうようにする。

また、制振部材制御部１０４は、キャリッジ５の駆動に対する制振部材２の加速度、速度、移動範囲の比率を動的に変更したとき、即ち、パルス／位置倍数設定手段１１９によってパルス／位置倍数が変更されたときに第２パルス生成手段１２０からのパルスを選択して駆動モータ４１を駆動制御する。

キャリッジ５の加速度に対する制振部材４２の加速度を低下させた場合、制振部４２の移動範囲も狭くなる。このとき、前述した図１４（ａ）に示すように、キャリッジ５及び制振部材４２の移動可能範囲を主走査方向位置Ａ〜Ｂの間とし、キャリッジ５が主走査方向位置Ｂのとき、制振部材４２が主走査方向位置Ａになるような位置関係とすると、図１５（ａ）に示すように、制振部材４２の移動範囲は、主走査方向位置Ａ〜Ｅの範囲に限定される。この状態で使用すると、装置全体としての重心が左側に偏ってしまうことになる。

そこで、図１５（ｂ）に示すように、制振部材４２が移動する範囲が主走査方向中央付近に来るよう、制振部材４２の位置の原点リセットをした後に、図１４（ｂ）の主走査方向位置Ｃの位置まで制振部材４２を移動させ、ここを移動開始位置とすることで、装置重心が中央付近になるようにすることができる。

このとき、第１パルス生成手段１１８によって制振部材４２をキャリッジの位置変化に同期して駆動するだけでは、キャリッジ５が停止すれば制振部材５も停止するため、制振部材４２を単独で移動させることはできないので、キャリッジ５の移動と関係なくパルスが生成出力される第２パルス生成手段１２０からのパルスを選択して駆動モータ４１を駆動制御する。

ここで、制振部材４２の移動開始位置とする主走査方向位置Ｃの位置は、キャリッジ５に対する制振部材４２の加速度、速度、移動範囲の比率が変化しても、制振部材４２が移動する範囲（主走査方向位置Ｃ、Ｄ間）の中点が変わらないように設定すると良い。図１５の条件であれば、ＡＣ＝（ＡＢ−ＣＤ）／２、の位置に設定する。

なお、上述したキャリッジ位置検出手段により求まるキャリッジ位置に同期して制振用駆動源に与えるパルス（第１パルス）を生成し、この第１パルスを制振用駆動源に与えて制振部材を移動させる処理をコンピュータに実行させるプログラムを備えることができる。同様に、制振用駆動源を１ステップ分移動させる第１パルスを生成するカウント値の更新量をパルス／位置倍数として設定する処理、このとき、液体収容手段の液体残量を検出する残量検出手段の検出結果に応じてパルス／位置倍数を設定する処理、キャリッジの移動速度が変わる印刷モードに応じてパルス／位置倍数を設定する処理、制振部材速度プロファイル格納手段に格納された移動速度プロファイルに従って制振用駆動源を駆動するパルス（第２パルス）を生成し、この第２パルスを選択して制振用駆動源を駆動制御する処理、このとき、制振部材の移動方向における位置の原点をリセットするときに第２パルスを与える処理、制振部材の移動範囲を変更するときに第２パルスを与える処理、などの各種処理をコンピュータに行なわせるプログラムを備えることができる。

そして、このプログラムは記憶媒体に記憶し、あるいは、ネットを通じてダウンロードで提供することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置とこの画像形成装置に印刷データを与えるパーソナルコンピュータなどの情報処理装置とで画像形成システムを構成することができる。また、画像形成装置に画像読取装置を備えることもできる。

１ 装置本体
５ キャリッジ
２０ 記録ヘッド
４０ 制振機構（制振手段）
４１ 制振用駆動モータ
４２ 制振部材
１０４ 制振部材制御部
１１５ 制振部材駆動部
１１３ キャリッジ位置検出手段
１１８ 第１パルス生成手段
１１９ パルス／位置倍数設定手段
１２０ 第２パルス生成手段
１２１ 制振部材速度プロファイル格納部

Claims (7)

1. 画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジの移動方向における位置を検出するキャリッジ位置検出手段と、
   前記キャリッジの駆動源とは別の駆動源であって、パルス入力により制御可能な制振用駆動源で移動される制振部材を含み、前記キャリッジの移動に伴う振動を抑制する制振手段と、
   前記キャリッジ位置検出手段により求まるキャリッジ位置に同期して前記制振用駆動源に与える前記パルスを生成する第１パルス生成手段と、
   前記第１パルス生成手段からの前記パルスを制振用駆動源に与えて前記制振部材を移動させる制振制御手段と、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記キャリッジ位置検出手段はキャリッジ位置をカウントする手段を含み、
   前記第１パスル生成手段は前記キャリッジ位置検出手段のカウント値が予め定められた更新量になる毎に前記制振用駆動源を１ステップ分移動させるパルスを生成する手段を含み、
   前記第１パルス生成手段が前記制振用駆動源を１ステップ分移動させるパルスを生成する前記カウント値の更新量をパルス／位置倍数として設定するパルス／位置設定手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段が液滴を吐出する液体吐出ヘッドであり、
   前記キャリッジには前記液体吐出ヘッドとともに当該液体吐出ヘッドに供給する液体を収容する液体収容手段が搭載され、
   前記液体収容手段の液体残量を検出する残量検出手段を備え、
   前記パルス／位置倍数設定手段は前記残量検出手段の検出結果に応じてパルス／位置倍数を設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記パルス／位置倍数設定手段は前記キャリッジの移動速度が変わる印刷モードに応じて前記パルス／位置倍数を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記制振部材の移動速度プロファイルを格納した制振部材速度プロファイル格納手段と、
   前記制振部材速度プロファイル格納手段に格納された移動速度プロファイルに従って前記制振用駆動源を駆動するパルスを生成する第２パルス生成手段と、を備え、
   前記制振制御手段は、前記第１パルス生成手段からのパルス及び前記第２パルス生成手段からのパルスのいずれかを選択して前記制振用駆動源を駆動制御する
   ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制振制御手段は、前記制振部材の移動方向における位置の原点をリセットするときに前記第２パルス生成手段からのパルスを選択することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制振制御手段は、前記制振部材の移動範囲を変更するときに前記第２パルス生成手段からのパルスを選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。

Images