JP3703400B2 - 移動制御装置、記録装置、及び移動制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動制御装置、記録装置、及び移動制御方法に関し、特に、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、スケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、指標を検出するセンサとを有するエンコーダを用いた被駆動体の現在位置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行うプリンタが広く使用されている。
【０００３】
プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドをキャリッジに搭載し、用紙等の記録媒体の送り方向と交差する方向に往復走査（主走査）させながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
近年、記録技術の向上が進み、高解像度のシリアル型プリンタが製品化されている。このような高解像度のプリンタでは、主走査方向の位置情報の精度が、記録品質に大きく影響する。
【０００５】
また、プリンタの性能としては、記録解像度の向上と共に、記録速度の向上も要求されており、年々高速、且つ、高解像度のプリンタが製品化されている。
【０００６】
高速化の為には、主走査方向の移動速度を速くする必要が有るが、速度を速くすればする程、高解像度記録に必要な位置情報の精度が劣化してしまう。
【０００７】
そこで、位置情報を正しく取得する為に、いわゆるエンコーダを用いたプリンタが多く出されている。このエンコーダは、記録ヘッドが搭載されているキャリッジの主走査方向における絶対的な位置の指標を出力するように構成されており、例えば、光学式エンコーダが有る。
【０００８】
一般的な光学式エンコーダは、主走査方向に微細な間隔で指標が設けられた基準（スケール）をプリンタ本体に固定し、指標をキャリッジ上のセンサにて読み取り、センサ出力信号によりキャリッジの移動位置および速度を検出するように構成されている。この指標は、通常は、記録位置の指標である為、位置情報として（空間情報として）一定間隔で設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記指標の間隔（位置分解能）は、実際に記録するべき解像度（記録間隔）と一致していることが望ましいが、前述した様に高解像度化が進むと、それに対応したスケールの製作、及び、スケールから情報を読み取るセンサの感度向上が必要となるためエンコーダが高価となってしまう。
【００１０】
このため、エンコーダをより安価とするために、実際の記録解像度よりも分解能の低いスケールを用いて、一定間隔で設けられた指標に基づいて、より解像度の高い記録位置情報を補間によって生成し、この記録位置情報に従ってキャリッジの移動位置及び記録ヘッドの駆動を制御するように構成されている。この場合、記録位置情報の精度確保のため、キャリッジが等速移動する範囲のみが記録領域として設定されている。
【００１１】
図４はキャリッジの移動速度と時間との関係を示すグラフである。グラフにおいて横軸は時間を表し、縦軸は移動速度を表している。このグラフに示されたように、キャリッジの移動全体にかかる時間はＢであり、等速度で移動する時間はＡである。従って、キャリッジが移動している時間Ｂのうち、記録に使用できる時間はＡのみであり、（Ｂ−Ａ）の時間（加減速時間）は記録に関しては無駄なものとなる。
【００１２】
これはプリンタ本体の大きさにも大きく影響する。すなわち、記録領域に加えてキャリッジが加減速するための領域が主走査方向に必要となるため、プリンタの主走査方向の幅が増大してしまう。
【００１３】
記録時間を短縮するためには、等速領域での速度を向上させると共に加減速に必要な時間を短縮することが必要となるが、この場合、加減速カーブが急峻なものとなり移動対象であるキャリッジに大きな運動エネルギーを与える必要が生じる。
【００１４】
しかしながら、大きなエネルギーを供給するためにはモータなどの駆動機構の強度が必要となると共に駆動機構で消費される電気エネルギー（電力）も大きくなる。結果として、駆動機構が大きくかつ高価なものとなってしまい、消費電力の点でも不都合である。
【００１５】
これはプリンタなどの記録装置に限った問題ではなく、スキャナや複写機など往復運動を行う可動部を有する他の電子機器でも同様である。
【００１６】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、加減速中においても被駆動部の現在位置を精度良く制御することができる移動制御装置、記録装置、及び移動制御方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の移動制御装置は、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、
前記スケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、
前記被駆動体の移動速度に応じた時間間隔で、前記センサによる前記指標の検出に対応するパルス信号を生成する信号生成手段と、
前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと次に検出されるべき指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _ｘ を、前記直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _１ 、及び前記１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと２つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測する予測手段と、を備える。
【００１８】
また、上記目的を達成する本発明の記録装置は、ガイド軸に取り付けられており、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、
前記ガイド軸に沿って駆動される記録ヘッドを搭載したキャリッジに取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、
前記センサからの出力に応じて前記被駆動体の移動速度に対応した時間間隔でパルス信号を生成する信号生成手段と、
前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前の指標が検出されてから次の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _ｘ を、１つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _１ 、及び２つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した時間間隔Ｔｘ内に所定の時間間隔毎に信号を生成する補間手段と、
前記信号生成手段及び前記補間手段が生成した信号に基づいて、前記記録ヘッドの駆動を制御する制御手段と、を備える。
【００１９】
更に、上記目的は、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、前記スケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、を用いて被駆動体の移動を制御する移動制御方法であって、
前記センサからの出力に応じて前記被駆動体の移動速度に対応した時間間隔でパルス信号を生成し、
前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前の指標が検出されてから次の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _ｘ を、１つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _１ 、及び２つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測することを特徴とする、本発明の移動制御方法によっても達成される。
【００２０】
すなわち、本発明では、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、このスケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、指標を検出するセンサと、を用いて被駆動体の移動を制御するときに、１つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _１ 、及び２つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _２ に基づいて、次の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _ｘ を予測する。
【００２１】
これによれば、スケールの指標の検出に伴うセンサの出力波形から次に指標が検出されるまでの時間がほぼ正確に予測され、この予測に従って被駆動体の現在位置に関する情報がスケールの指標の間隔の数倍の精度で得られる。
【００２２】
従って、スケールの指標の間隔を非常に緻密にすることなく、加減速中における被駆動体の位置を高精度で制御することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
なお、以下に説明する実施形態では、記録装置としてインクジェット記録方式を用いたプリンタを例に挙げて説明する。
【００２５】
本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００２６】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００２７】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２８】
＜装置本体の概略説明＞
図５は、本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図５において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。
【００２９】
５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。
【００３０】
５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。
【００３１】
又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
【００３２】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００３３】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
【００３４】
図６はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインターフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インターフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪＨを搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００３５】
上記制御構成の動作を説明すると、インターフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆動され、記録が行われる。
【００３６】
ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更に追加して、インクジェットプリンタＩＪＲＡと接続されたホストコンピュータから制御プログラムを変更できるように構成することもできる。
【００３７】
なお、上述のように、インクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なインクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけを交換できるようにしても良い。
【００３８】
＜インクカートリッジの説明＞
図６は、インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。インクカートリッジＩＪＣは、図７に示すように、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。
【００３９】
なお、図７において、５００はインク吐出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が設けられている。
【００４０】
＜移動制御部＞
次に、本実施形態のインクジェットプリンタにおける、エンコーダを含む移動制御部について説明する。
【００４１】
図１は本実施形態の移動制御部の構成を示す概略ブロック図である。位置情報として光を透過する部分（スリット）と透過しない部分とが一定間隔で交互に設けられたスケール１は、キャリッジに取り付けられた光学センサ２の検出領域を通過するように機構部品等に固定されており、光学センサ２内の発光装置２１からの光は、スケールの透過部分を通過して光学センサ２内の受光装置２２に到達する。
【００４２】
キャリッジが移動する際には、光学センサ２とスケール１とは相対的に移動している為、スケール１に設けられた透過部分により、受光装置２２は相対移動速度に応じた時間間隔で発光装置２１からの光を受光する。従って、受光装置２２の出力は相対移動速度に応じた周期的な信号となる。エンコーダはスケール１と光学センサ２とから構成されるが、以下ではエンコーダからの信号とは受光装置２２から出力される信号を意味する。
【００４３】
検出器３では、この周期的な信号から、例えば、受光開始に対応するエッジ情報を抽出し、２値のデジタル情報に変換する。このようにして、スケール１に記録された物理的なパターンが、電気的な情報に変換される。即ち、上記相対移動速度に応じて時間間隔の変化するデジタル信号である。具体的には、この信号は、相対移動速度が速くなるに従って時間間隔が短くなる。
【００４４】
検出器３からの時間間隔の変化するデジタル信号は、一方では記録位置信号生成装置６、他方では加減速予測装置４に送られる。加減速予測装置４では、現在まで受信した検出器３からの信号に基づいて、次のスリットに対応する信号の受信までの時間を予測する。この予測時間は、クロックのカウント数に換算して予測補間装置５へ出力される。
【００４５】
予測補間装置５では、次に検出器３からスリットに対応する信号が出力されるまでの時間の間に、記録に必要な分解能に応じた数だけ補間信号を生成して記録位置信号生成装置６へ送る。記録位置信号生成装置６では、検出器３からスリットに対応した信号が出力されている時はそのまま記録位置情報として出力し、次のスリットに対応した信号が出力されるまでの間は、予測補間装置５からの信号を情報を記録位置情報として出力する。
【００４６】
次に、本実施形態の移動制御部の動作について、図２のタイミングチャートを参照して簡単に説明する。図２はスリット１と光学センサ２とが一定速度で相対的に移動している時の、各部の信号の状態を示している。
【００４７】
（Ａ）の信号波形は、エンコーダの出力信号を示しており、スリット部分を通過して光を受光した時には、信号レベルが高くなり、スリット以外の部分で光を受光できない時は信号レベルが低くなっている。
【００４８】
（Ｂ）は（Ａ）の信号から立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検出して検出器３から出力される信号波形である。エッジ検出の方法としては、例えば、チャタリング除去した後の（Ａ）の信号を１クロック遅らせた信号と、遅らせない信号のＡＮＤをとる等の一般的な方法を用いることができる。
【００４９】
（Ｃ）は（Ａ）の信号を矩形に成形した信号であり、（Ｂ）の信号を（Ｃ）の信号とのＡＮＤを取ることにより、受光装置２２の受光開始に対応したパルス波である（Ｄ）の信号が得られる。この（Ｄ）の信号の周期ｔｓとエンコーダからの信号の周期ｔｅとは等しい。
【００５０】
また、この信号（Ｄ）から、加速予測装置４、予測補間装置５を経て（Ｅ）の様な補間信号が得られる。記録位置信号生成装置６は、検出器３からの正しい位置信号（Ｄ）と予測補間装置５から出力される予測した周期に基づく補間信号（Ｅ）とを合成して出力する。
【００５１】
次に、加減速予測装置４、及び予測補間装置５の動作について説明する。
【００５２】
まず、加減速予測装置４について説明する。図３は、物体が加速移動する際のの位置と時間の関係をグラフにしたものである。一般的な加速運動における位置ｘは、初期位置をｘ₀、初速をｖ₀、加速度をａとすると、時間ｔに関して、
ｘ＝１／２（ａｔ^２）＋ｖ₀ｔ＋ｘ₀
で表わされる。ここではわかりやすくするため、初期位置ｘ₀及び初速ｖ₀を０として、
ｘ＝１／２（ａｔ^２）
の関係を示している。
【００５３】
今、スケールに設けられた位置情報は、固定で等間隔であるから、図３のグラフ上でｘ軸に等間隔Δｘのラインを引き、ｔ軸（時間軸）におろす。現時点をＲとし、現時点よりも１つ前のスケールの情報までの時間間隔（期間）をＴ₁、２つ前から１つ前までの時間間隔（期間）をＴ₂とする。実際にはスケール１の間隔Δｘは非常に狭く、例えば３００ｌｐｉ（ライン・パー・インチ）の場合では、およそ８４．７μｍ程度である。従って、速度変化は、微分形式で考えても問題は無い。
【００５４】
先ず近傍の加速度ａ₀を求める。加速度はａ＝ｄｖ／ｄｔで表わせるから、期間Ｔ₂の平均速度をｖ₂’、期間Ｔ₁の平均速度をｖ₁’とし、２つの期間Ｔ₁とＴ₂との重心点の差をＴ_aとすると、
ａ₀＝（ｖ₁−ｖ₂）／Ｔ_a
であり、これは、（ｖ₁’−ｖ₂’）／Ｔ_a、で近似できる。
【００５５】
ここで、ｖ₁’は期間Ｔ₁の平均速度であるから、
ｖ₁’＝Δｘ／Δｔ＝Δｘ／Ｔ₁
であり、同様に、期間Ｔ₂の平均速度であるｖ₂’は、
ｖ₂’＝Δｘ／Ｔ₂
となる。
【００５６】
従って、近傍の加速度ａ₀は、
ａ₀＝Δｘ／Ｔ_a・（１／Ｔ₁−１／Ｔ₂） （１）
Ｔ_a＝１／２（Ｔ₁＋Ｔ₂）
と表せる。
【００５７】
次に、現時点Ｒでの速度を求める。現時点の速度ｖ_Rを近傍の加速度ａ₀から近似すると、
ｖ_R＝ａ₀（Ｔ₁／２）＋ｖ₁’ （２）
となる。
【００５８】
一方、現時点Ｒでの速度を、現時点での平均速度ｖ_R’として求めると、現時点Ｒから開始する次の期間をＴ_xとすると、
ｖ_R’＝２・Δｘ／（Ｔ₁＋Ｔ_x） （３）
として表すことが出来る。
【００５９】
現時点での速度ｖ_Rと現時点での平均速度ｖ_R’が等しいと仮定すると、式（２）及び（３）から、
ｖ_R＝ｖ_R’＝ａ₀（Ｔ₁／２）＋ｖ₁’
＝２・Δｘ／（Ｔ₁＋Ｔ_x） （４）
となる。
【００６０】
この式（４）に式（１）を代入すると、
Δｘ／Ｔ_a・（１／Ｔ₁−１／Ｔ₂）・（Ｔ₁／２）＋ｖ₁’
＝２・Δｘ／（Ｔ₁＋Ｔ_x） （５）
となる。
【００６１】
そして、式（５）をＴ_x、即ち予測する次の期間について解くと、
Ｔ_x＝Ｔ₁（Ｔ₁ ²＋Ｔ₂ ²）／（Ｔ₂ ²＋２Ｔ₁・Ｔ₂−Ｔ₁ ²） （６）
となる。
【００６２】
この時点で、予測値Ｔ_xは、既知のＴ₁、Ｔ₂で表現されているので、Ｔ_xを近似的に予測することができる。
【００６３】
Ｔ₁、Ｔ₂はいずれも時間の情報であるが、加減速予測器４に入力されているクロックとして、Ｔ₁、Ｔ₂よりも十分短い周期（Ｔ_c）のクロックを用いれば、期間Ｔ₁内のクロック数をＮ₁、期間Ｔ₂内のクロック数をＮ₂とすると、
Ｔ₁≒Ｎ₁・Ｔ_c，Ｔ₂≒Ｎ₂・Ｔ_c
となり、クロックの周期とカウント数で表現できる。従って、式（６）をクロックの数で表すと、
Ｎ_x＝Ｎ₁（Ｎ₁ ²＋Ｎ₂ ²）／（Ｎ₂ ²＋２Ｎ₁・Ｎ₂−Ｎ₁ ²） （７）
となる。
【００６４】
従って、加減速予測装置４は、式（６）又は式（７）のいすれかに従って予測値を求めるように構成すればよい。
【００６５】
ところで、上記式（６）及び（７）には、乗算と除算があるため、論理回路などのハードウェアで構成すると回路規模が大きくなる。また、ソフトウェアで構成すると演算時間が長くなる事が予想される。
【００６６】
そこで、δＴ＝Ｔ₂−Ｔ₁、を用いて式（６）を更に近似する。式（６）の分母に着目すると、
（Ｔ₂ ²＋２Ｔ₁・Ｔ₂−Ｔ₁ ²）＝２Ｔ₁ ²＋４δＴ・Ｔ₁＋（δＴ）²
＝２Ｔ₁ ²（１＋２・δＴ／Ｔ₁＋（δＴ／Ｔ₁）²／２）
と表すことができる。
【００６７】
δＴ＜＜Ｔ1であるとして近似すると、
（Ｔ₂ ²＋２Ｔ₁・Ｔ₂−Ｔ₁ ²）≒２Ｔ₁ ²（１＋２・δＴ／Ｔ₁）
となる。同様に、式（６）の分子は、
Ｔ₁（Ｔ₁ ²＋Ｔ₂ ²）≒２Ｔ₁ ³（１＋２・δＴ／Ｔ₁）
となる。
【００６８】
従って、式（６）は、
Ｔ_x≒Ｔ₁・（１＋δＴ／Ｔ₁）／（１＋２・δＴ／Ｔ₁）
＝Ｔ₁（１＋δＴ／Ｔ₁）（１＋２・δＴ／Ｔ₁）^-1
≒Ｔ₁（１＋δＴ／Ｔ₁）（１−２・δＴ／Ｔ₁）
≒Ｔ₁−δＴ （８）
と近似できる。
【００６９】
式（８）は、加減算のみで構成できるので、ハードウェアでもソフトウェアでも容易に実現できる。
【００７０】
また、
Ｔ_x＝Ｔ₁−δＴ
＝Ｔ₁−（Ｔ₂−Ｔ₁）＝２・Ｔ₁−Ｔ₂ （９）
として構成してもよい。これをクロック数で表わして、Ｎ₁を２倍した値（Ｎ1を１ビットシフトしたもの）からＮを引く構成にしても良い。
【００７１】
次に予測補間装置５について簡単に説明する。予測補間装置５では、加減速予測装置５から得られた、スケールの次の位置情報が得られるまでの時間Ｔ_xを、必要な分解能に応じて均等に分割する。
【００７２】
例えば、スケール１の分解能の４倍の分解能が必要な場合には、Ｔ_xを１／４倍すれば良い。具体的には、補間データを出力するための時間Δｔ＝Ｔ_x／４であり、この時のカウント数をｎとすると、
ｎ＝Ｎ_x・１／４ （１０）
となる。
【００７３】
分割数が偶数の場合には、除算はビットシフトで実現できる。上記の例の１／４の場合は２回のビットシフトで実現出来るため、簡単な回路構成で実現できる。従って、スケール１の設定は、最小分解能の偶数倍にすることが好ましい。
【００７４】
このようにして、予測補間装置５は、補間データを出力するための時間Δｔ（又はカウント数ｎ）に基づいて、カウンタ等を用いて図２の（Ｅ）に対応する信号を生成する。
【００７５】
但し、１回目のΔｔを生成する時は、Δｔ（又はｎ）を算出するまでに要した時間を減算するのが好ましい。
【００７６】
以上説明したように本実施形態によれば、加減速予測装置と予測補間装置とによって、直前の速度及び加速度から次に位置情報が得られるまでの時間を近似的に予測し、補間データを生成する事によって、加減速中でもキャリッジの位置を比較的正確に知ることができる。
【００７７】
このため、加減速中においても良好な記録が可能となり、記録が行われない時間を減らして記録速度をより高速にすることができる。更に、記録装置の走査方向における長さ（幅）を短縮することができ、装置全体をコンパクトにできる。
【００７８】
［他の実施形態］
なお、上記実施形態においては、記録ヘッドの搭載されたキャリッジを走査させて記録を行うインクジェットプリンタを例に挙げて説明したが、本発明は他の形式のシリアルプリンタにも適用できるのは明白であろう。
【００７９】
更に、プリンタなどの記録装置のみならず、スキャナや複写機などの走査部を有する他の電子機器にももちろん適用できる。
【００８０】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００８１】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。
【００８２】
この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００８３】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００８４】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書に記載された構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００８５】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００８６】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００８７】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００８８】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００８９】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００９０】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【００９１】
このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００９２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００９３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００９５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スケールの指標の検出に伴うセンサの出力波形から次に指標が検出されるまでの時間がほぼ正確に予測され、この予測に従って被駆動体の現在位置に関する情報がスケールの指標の間隔の数倍の精度で得られる。
【００９８】
従って、スケールの指標の間隔を非常に緻密にすることなく、加減速中における被駆動体の位置を高精度で制御することが可能となる。
【００９９】
本発明を記録装置に適用した場合には、加減速中においても良好な記録が可能となり、記録が行われない時間を減らして記録速度をより高速にすることができる。更に、記録装置の走査方向における長さ（幅）を短縮することができ、装置全体をコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態における移動制御部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の移動制御部の各部での信号の様子を示すタイミングチャートである。
【図３】物体が加速移動する際の時間と位置との関係を示すグラフである。
【図４】キャリッジの移動速度と時間との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の好適な実施形態であるプリンタの外観を示す図である。
【図６】図５のプリンタの制御構成を示すブロック図である。
【図７】図５のプリンタのインクジェットカートリッジを示す図である。

Claims (10)

1. 所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、
   前記スケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、
   前記被駆動体の移動速度に応じた時間間隔で、前記センサによる前記指標の検出に対応するパルス信号を生成する信号生成手段と、
   前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと次に検出されるべき指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _ｘ を、前記直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _１ 、及び前記１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングと２つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングとの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測する予測手段と、を備えることを特徴とする移動制御装置。
2. 前記時間間隔Ｔ _ｘ 内に所定の時間間隔毎に補間信号を付加する補間手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の移動制御装置。
3. 前記予測手段は、前記Ｔ _１ 及びＴ _２ から、
   Ｔ _ｘ ＝Ｔ _１ （Ｔ _１ ^２ ＋Ｔ _２ ^２ ）／（Ｔ _２ ^２ ＋２Ｔ _１ ・Ｔ _２ −Ｔ _１ ^２ ）
   により前記Ｔ _ｘ を予測することを特徴とする請求項１に記載の移動制御装置。
4. 前記Ｔ _１ 及び前記Ｔ _２ の間に、Ｔ _２ −Ｔ _１ ＜＜Ｔ _１ 、の関係が成り立つ場合、前記予測手段は、Ｔ _ｘ ＝２Ｔ _１ −Ｔ _２ 、により前記Ｔ _ｘ を予測することを特徴とする請求項１に記載の移動制御装置。
5. 前記予測手段は、前記直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングにおける速度と、前記１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングから前記次に検出されるべき指標に対応するパルス信号の出力タイミングまでの平均速度とを等しいとみなし、前記２つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングから前記１つ前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングにわたる所定期間の加速度と、前記直前に検出された指標に対応するパルス信号の出力タイミングにおける加速度とを等しいとみなして、前記Ｔ _ｘ を予測することを特徴とする請求項１に記載の移動制御装置。
6. ガイド軸に取り付けられており、所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、
   前記ガイド軸に沿って駆動される記録ヘッドを搭載したキャリッジに取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、
   前記センサからの出力に応じて前記被駆動体の移動速度に対応した時間間隔でパルス信号を生成する信号生成手段と、
   前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前の指標が検出されてから次の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _ｘ を、１つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _１ 、及び２つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測する予測手段と、
   前記予測手段が予測した時間間隔Ｔｘ内に所定の時間間隔毎に信号を生成する補間手段と、
   前記信号生成手段及び前記補間手段が生成した信号に基づいて、前記記録ヘッドの駆動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする記録装置。
7. 前記予測手段は、前記Ｔ _１ 及びＴ _２ から、
   Ｔ _ｘ ＝Ｔ _１ （Ｔ _１ ^２ ＋Ｔ _２ ^２ ）／（Ｔ _２ ^２ ＋２Ｔ _１ ・Ｔ _２ −Ｔ _１ ^２ ）
   により前記Ｔ _ｘ を予測することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記Ｔ _１ 及び前記Ｔ _２ の間に、Ｔ _２ −Ｔ _１ ＜＜Ｔ _１ 、の関係が成り立つ場合、前記予測手段は、Ｔ _ｘ ＝２Ｔ _１ −Ｔ _２ 、により前記Ｔｘを予測することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
9. 前記予測手段は、前記直前の指標に対応するパルス信号の出力タイミングにおける速度と、前記１つ前の指標に対応するパルス信号の出力タイミングから前記 次の指標に対応するパルス信号の出力タイミングまでの平均速度とを等しいとみなし、前記２つ前の指標に対応するパルス信号の出力タイミングから前記１つ前の指標に対応するパルス信号の出力タイミングにわたる所定期間の加速度と、前記直前の指標に対応するパルス信号の出力タイミングにおける加速度とを等しいとみなして、前記Ｔ _ｘ を予測することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
10. 所定間隔で複数の指標が設けられたスケールと、前記スケールに沿って駆動される被駆動体に取り付けられており、前記指標を検出するセンサと、を用いて被駆動体の移動を制御する移動制御方法であって、
    前記センサからの出力に応じて前記被駆動体の移動速度に対応した時間間隔でパルス信号を生成し、
    前記被駆動体の加速領域及び減速領域において、直前の指標が検出されてから次の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _ｘ を、１つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _１ 、及び２つ前の指標が検出されるまでの時間間隔Ｔ _２ に基づいて予測することを特徴とする移動制御方法。

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