JP4888328B2 - 着磁装置及び着磁方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気リニアエンコーダ等を形成する目的で搬送ベルト等の被駆動体に設けられた被着磁部を着磁する着磁装置及び着磁方法に関する。

従来、プリンタ等の画像形成装置においては、搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送し、一定速度で搬送される記録媒体に対し記録ヘッドによりインク滴を噴射して文字や画像を印刷するラインプリンタが知られている（例えば特許文献１）。この場合、用紙位置に応じた適切なタイミングでインク滴を吐出する必要があるため、記録媒体の搬送位置を検出する目的で搬送ベルトにリニアエンコーダが設けられていた。また、リニアエンコーダの出力信号は、記録媒体にインク滴を吐出する吐出タイミングを図る印字基準信号の生成に利用される場合もある。

リニアエンコーダには、磁気式と光学式がある。磁気式の場合、一定ピッチの着磁パターンで着磁された磁気リニアスケールと、この磁気リニアスケールに着磁された磁気パターンを読み取るセンサ（読み取り磁気ヘッド）とにより構成されている。ここで、磁気式リニアエンコーダの検出精度を高めるためには、磁気リニアスケールに一定ピッチで位置精度よく磁気パターンが形成されている必要がある。このため、磁気リニアスケールの着磁方法が重要となる。例えば搬送ベルトに磁性層を設け、着磁装置を用いてこの磁性層に磁気パターンを正確に着磁することで磁気リニアスケールは形成される。

例えば特許文献２には、ロータリエンコーダの例ではあるが、この種の着磁方法が開示されている。この文献によれば、着磁部を回転させながら、回転角度を検出し、回転角度信号に基づいて着磁部を着磁すると共に着磁状態を検出し、回転角度検出信号と着磁状態検出信号を比較して差分を求め、その差分を加味して着磁部を再着磁する。磁気ヘッドによる着磁の直後に、着磁状態検出器にて着磁状態を検出するように構成されていた。
特開平１１−２４５３８３号公報（例えば明細書段落［００２１］等、図３等） 特開平９−５５３１７号公報（例えば明細書段落［００１１］〜［００１６］、図１〜図３、図５等）

ところで、例えば特許文献１のような搬送ベルトで側縁部に光学式に替えて磁気式のリニアエンコーダを設けた構成とし、磁気リニアスケールを形成すべくエンコーダスケール用の磁性層に着磁する場合、搬送ベルトが巻き掛けられているローラが偏心していると、ローラの振れに起因する搬送ベルトの速度変動が起こる。この場合、一定パルス間隔で着磁しても、着磁ピッチが速度変動が原因でばらつくという問題があった。特許文献２に記載された着磁方法においても、読込み時のパルス間隔が一定になるように、着磁時のパルス間隔を補正する方法であるので、実際にはロータには偏心に起因する速度変動があり、速度変動の下で一定パルスが得られても、ロータに一定ピッチで着磁されていないという問題があった。よって、ローラ等の振れによる被駆動体（搬送ベルト）の速度変動に起因する着磁ピッチのばらつきを効果的に低減できる着磁装置及び着磁方法が望まれていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被駆動体の速度変動に起因する着磁ピッチのばらつき小さく抑えることができる着磁装置及び着磁方法を提供することにある。

本発明は、被駆動体の被着磁部にエンコーダスケールを形成すべく着磁する着磁装置であって、前記被着磁部を着磁する着磁手段と、前記被着磁部の着磁状態を検出する検出手段と、前記被着磁部に所定ピッチで着磁させるべく前記着磁手段に一定の信号値で与えられる着磁信号と前記検出手段の着磁状態検出信号とに基づいて、前記信号値を前記着磁手段と前記検出手段との前記被駆動体の駆動方向における位置ずれ分の位相差が加味された前記所定ピッチで着磁しうる信号値に補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記信号値に基づき前記被着磁部に再着磁する再着磁手段とを備えたことを要旨とする。なお、再着磁手段の再着磁とは、着磁手段による着磁の後に行われる着磁であって、必ずしも着磁のし直しを指すものではない。

この発明によれば、着磁手段により所定ピッチで着磁された被着磁部の着磁状態が検出手段により検出される。補正手段は、着磁手段による着磁時の信号値（例えばパルス間隔）と、検出手段が検出した着磁状態検出信号（パルス間隔）とに基づいて、前記着磁手段と検出手段との被駆動体の駆動方向における位置ずれ分の位相差が加味された被着磁部を一定ピッチで着磁しうる信号値（例えばパルス間隔）に補正する。再着磁手段は、補正手段が補正した信号値の着磁信号に基づき被着磁部を再着磁させる。よって、被着磁部への着磁を略一定ピッチとすることができる。

本発明の着磁装置では、前記着磁手段が、前記再着磁手段を兼ねていることが好ましい。
この発明によれば、着磁手段が再着磁手段を兼ねるので、着磁装置を簡単な構成にすることができる。

本発明の着磁装置では、前記被駆動体は、二以上の回転体に巻き掛けられたベルトであって、前記補正された信号値を前記回転体のうち駆動用回転体の少なくとも一周期分記憶する記憶手段を更に備え、前記再着磁手段は、前記記憶手段に記憶された前記信号値に基づき再着磁することが好ましい。

この発明によれば、補正手段は、補正用の信号値を駆動用回転体の少なくとも一周期分記憶手段に記憶し、再着磁手段は記憶手段に記憶された補正用の信号値を、少なくとも１回繰り返し用いて再着磁を行う。従って、少なくとも一周期分の補正用の信号値を取得すれば、その後は、記憶手段に記憶したその補正用の信号値を少なくとも一回繰り返し用いることで、再着磁が進められるため、再着磁開始時期を早めて着磁作業を短時間で済ませることができる。

本発明の着磁装置では、前記着磁手段と再着磁手段は別ものであり、前記再着磁手段は、前記検出手段に対し前記被駆動体の駆動方向下流側の位置に配置されていることが好ましい。

この発明によれば、被駆動体の駆動方向上流側で着磁手段による着磁が進められ、その下流側で検出手段による着磁状態の検出が行われる。そして、検出手段に対し下流側で再着磁手段による再着磁が行われる。従って、信号値の補正のための着磁、読込を行いつつ、その下流側で再着磁を進めることができる。よって、着磁・読込・再着磁という一連の着磁作業を比較的短時間で済ませられる。

本発明の着磁装置では、前記被駆動体は、二以上の回転体に巻き掛けられたベルトであり、前記着磁手段と前記検出手段との間の距離は、前記二以上の回転体のうち駆動用回転体が半回転する間に前記被駆動体が駆動しうる駆動量に略一致するように設定されていることが好ましい。

この発明によれば、着磁手段と検出手段との離間距離、つまり着磁位置と検出位置との離間距離が、駆動用回転体が半回転する間に被駆動体が駆動しうる駆動量に略一致するように設定されているので、補正手段により、着磁時の信号値を、着磁信号と着磁状態検出信号とに基づき補正した信号値を求める計算が簡単で済む。

本発明の着磁装置では、前記信号値は、パルス間隔であり、前記補正手段は、前記着磁手段が着磁した際のパルス間隔と、前記検出手段が検出したパルス間隔との和の１／２の値を再着磁用のパルス間隔として取得することが好ましい。

この発明によれば、補正手段は、着磁手段が着磁した際のパルス間隔と、検出手段が検出したパルス間隔との和の１／２の値を再着磁用のパルス間隔として取得する。このため、簡単な計算で再着磁時のパルス間隔を取得できる。よって、再着磁時のパルス間隔を求める演算所要時間を短くし、ひいては着磁作業の所要時間を短縮できる。

本発明は、被駆動体の被着磁部にエンコーダスケールを形成すべく着磁する着磁方法であって、前記被着磁部に着磁手段により着磁する着磁ステップと、前記被着磁部の着磁状態を検出手段により検出する検出ステップと、前記被着磁部に所定ピッチで着磁させるべく前記着磁手段に一定の信号値で与えられる着磁信号と前記検出ステップで取得された着磁状態検出信号とに基づいて、前記信号値を前記着磁手段と前記検出手段との前記被駆動体の駆動方向における位置ずれ分の位相差が加味された前記所定ピッチで着磁しうる信号値に補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された前記信号値に基づき前記被着磁部に再着磁する再着磁ステップとを備えたことを要旨とする。この発明によれば、上記着磁装置の発明と同様の効果が得られる。

（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１は、着磁装置の模式側面図を示し、図２は、その模式平面図を示す。

図１及び図２に示すように、着磁装置１１は、プリンタにおいて用紙を搬送するために用いられる搬送ベルト１２の側縁部に設けられた磁性層１３Ａに磁気パターンを一定の着磁ピッチで着磁して磁気式リニアエンコーダ用の磁気リニアスケール１３を形成するための装置である。図１、図２では、着磁装置１１に搬送ベルト１２を装着した状態を示している。

着磁装置１１は、駆動ローラ１４と従動ローラ１５とを備える。無端状の搬送ベルト１２は両ローラ１４，１５に巻き掛けるように着磁装置１１に装着（セット）される。なお、ローラ１４，１５以外に、搬送ベルト１２に適度な張力を付与できるようにテンションローラを設けてもよい。

図１に示すように、搬送ベルト１２の表面には側縁部に沿って周方向全周に渡り帯状の磁性層１３Ａが設けられ、この磁性層１３Ａに一定ピッチで磁気パターンを着磁することにより、磁気リニアスケール１３を形成する。磁性層１３Ａは、搬送ベルト１２の表面において用紙載置エリアに当たらない側縁部に一定幅で塗布等の手法で形成される。

図１に示すように、駆動ローラ１４には電動モータ１６（例えばＤＣモータ）の出力軸が直接又は減速機構（図示省略）を介して動力伝達可能に連結されている。電動モータ１６が正転駆動されると、駆動ローラ１４が回転駆動し、搬送ベルト１２が図１に示す矢印方向に回転駆動される。また、従動ローラ１５には、高分解能のロータリエンコーダ１７が取り付けられている。

着磁装置１１において、装着された搬送ベルト１２の磁性層１３Ａと対応する位置には、図１及び図２に示すように、着磁手段としての第１書込みヘッド１８、検出手段としての読込みヘッド１９及び再着磁手段としての第２書込みヘッド２０が、磁性層１３Ａの長手方向に所定の間隔をおいてベルト移動方向上流側からこの順番で配置されている。

着磁装置１１には制御手段としてのコントローラ２１が設けられている。コントローラ２１には、電動モータ１６、ロータリエンコーダ１７、第１書込みヘッド１８、読込みヘッド１９及び第２書込みヘッド２０が電気的に接続されている。コントローラ２１は、ロータリエンコーダ１７からの回転角度に同期したエンコーダ信号（回転角信号）を入力し、このエンコーダ信号に基づいて搬送ベルト１２が一定速度で回転するように電動モータ１６を速度制御する。また、コントローラ２１は、第１書込みヘッド１８及び第２書込みヘッド２０の例えばコイルに通電する交番電流（パルス電流）のパルス間隔を制御して磁性層１３Ａに一定のピッチで磁極が交互に反転する磁気パターンを着磁させる。また、コントローラ２１は、読込みヘッド１９が磁気パターンを読み込んで取得した検出信号のパルス間隔を取得する。そして、第１書込みヘッド１８の着磁時のパルス間隔と、読込みヘッド１９の検出信号（着磁状態検出信号）から取得したパルス間隔とを用いて、再着磁用のパルス間隔を求め、第２書込みヘッド２０にこの再着磁用のパルス間隔で交番電流を印加して磁性層１３Ａを再着磁させる制御を行う。なお、読込みヘッド１９としては、例えばＧＭＲ（Giant Magneto Resistive Effect）センサやＭＲ（Magneto Resistive Effect）センサなどの多値出力可能な磁気センサを使用しているが、ホール素子やＭＩ（磁気インピーダンス）素子等も使用できる。

ここで、図２に示すように、第１書込みヘッド１８と読込みヘッド１９は、搬送ベルト１２が着磁時の一定速度で搬送されている場合に、駆動ローラ１４が一回転する間に搬送ベルト１２が移動する移動量Ｌの半分、つまりローラ半周期分のベルト移動量Ｌ／２に相当する距離を隔てて配置されている。すなわち、第１書込みヘッド１８の着磁位置と、読込みヘッド１９の検出位置との離間距離は、ローラ１４の径に搬送ベルト１２の厚み分を加えた径から決まる周長Ｌの半分の距離Ｌ／２に設定されている。また、第２書込みヘッド２０の配置位置は、読込みヘッド１９よりもベルト移動方向下流側であれば、任意の位置に設定してよい。なお、本実施形態では、駆動ローラ１４と従動ローラ１５を同径にしているが、異なる径にしても構わない。ここで、搬送ベルト１２の速度変動は、従動ローラ１５よりも駆動ローラ１４の振れに依存する傾向がある。

図３は、書込みヘッドによる着磁方法を説明する模式図である。
書込みヘッド１８，２０は、コントローラ２１内のパルス生成回路２３，２６（図８を参照）に接続され、このパルス生成回路２３、２６は、ロータリエンコーダ１７からのエンコーダパルスを分周した分周信号により、書込みヘッド１８，２０内のコイルの電流方向を変化させ、磁性層１３Ａに磁極Ｎと磁極Ｓとが一定ピッチＰで磁化反転された磁気パターンを書き込む。ここで、分周信号は、予め測定されたローラ偏心量やベルト厚み等の着磁装置１１の特性に従って設定された比率にて求められる。

なお、磁気リニアスケール１３の被検出要素（磁極Ｎ・Ｓ）の配列周期である着磁ピッチＰは、本実施形態においては、搬送ベルト１２が装着されるプリンタの印刷時におけるベルト搬送速度と印刷解像度とから設定されており、例えば３５μｍ（解像度７２０ｄｐｉの場合）や７０μｍ（解像度３６０ｄｐｉの場合）程度の値である。もちろん、着磁ピッチＰは、搬送ベルト１２が装着される装置に必要なピッチに設定できる。

図４は、搬送ベルトの速度変動を説明する模式図である。図４に示すように、駆動ローラ１４は、電動モータ１６の駆動軸１６ａに対して心出しを行っても多少ながら偏心して連結される。図４では少し誇張して描いているが、駆動軸１６ａの軸心Ｏに対して駆動ローラ１４の軸心Ｃが偏心している。このため、電動モータ１６が駆動されると、駆動ローラ１４は、その軸心Ｃが、駆動軸１６ａの軸心Ｏの回りを回転移動するように、駆動軸１６ａに対して偏心回転する。この駆動ローラ１４の偏心回転によって、その外周面に巻き掛けられている搬送ベルト１２に速度変動が生じる。この搬送ベルト１２の速度変動は、駆動ローラ１４の１回転を１周期として周期的に繰り返される。

本実施形態では、第１書込みヘッド１８で着磁した磁気パターン（着磁状態）を、ローラ半周期分の距離だけ下流側に位置する読込みヘッド１９で読み込んで検出し、その検出信号のパルス間隔を基に、着磁時の電流パルスのパルス間隔を補正し、その補正後のパルス間隔で電流パルスを第２書込みヘッド２０に与えることで再着磁するようにしている。

この着磁・検出・再着磁のための制御は、コントローラ２１内の回路が行う。まず、再着磁時のパルス間隔を求めるためのパルス間隔の補正方法について説明する。
図５は、駆動ローラに偏心に起因する振れがある場合のベルト搬送速度のグラフを示す。このグラフおいて、横軸は時間ｔ（秒）、縦軸はベルト搬送速度Ｖ（mm／s）を示している。

駆動ローラ１４に偏心に起因する振れがあり、搬送ベルト１２に速度変動が生じた場合、図５に示すように、ベルト搬送速度Ｖは正弦波で表される。このベルト搬送速度Ｖ（ｔ）は、次式で示される。

Ｖ（ｔ）＝ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ） …(1)
ここで、ｔは時間（秒）、Ｔは速度変動の周期（駆動ローラの回転周期）、ａは速度変動の幅（正弦波の振幅）、ｖは駆動ローラに振れがない場合のベルト搬送速度である。

図５のグラフから分かるように、駆動ローラ１４に振れがなければ、ベルト搬送速度Ｖは一定速度ｖで移動するはずであるが、駆動ローラ１４に振れがあるために、搬送ベルト１２は一定速度ｖに対して周期Ｔで振幅ａの正弦波を描くように速度変動する。

図６は、第１書込みヘッド、読込みヘッド、第２書込みヘッドにおけるパルス間隔の時間経過に伴う変化の様子を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は時間ｔ（秒）、縦軸がパルス間隔Ｑ（秒）を示している。グラフにおいて、Ｑ１（ｔ）が第１書込みヘッド１８のパルス間隔、Ｑ２（ｔ）が読込みヘッド１９のパルス間隔、Ｑ３（ｔ）が第２書込みヘッド２０のパルス間隔をそれぞれ示す。

また、図７は、第１書込みヘッド、読込みヘッド、第２書込みヘッドにおける着磁ピッチの時間に対する変化の様子を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は時間ｔ（秒）、縦軸が着磁ピッチＰ（mm）を示している。グラフにおいて、Ｐ１（ｔ）が第１書込みヘッド１８の着磁ピッチ、Ｐ２（ｔ）が読込みヘッド１９の着磁ピッチ、Ｐ３（ｔ）が第２書込みヘッド２０の着磁ピッチをそれぞれ示す。

以下、これら図６及び図７のグラフを用いつつ、パルス間隔の補正方法について説明する。
速度変動がない場合（ベルト搬送速度が一定速度ｖの場合）に目標のピッチ幅Ｐoで着磁できる一定のパルス間隔Ｑ１（ｔ）＝Ｑ１（Ｑ１は定数）で着磁を行うと、実際には搬送ベルト１２に速度変動があるため、図７のグラフに実線で示すように、着磁ピッチが正弦波Ｐ１（ｔ）になってしまう。この正弦波Ｐ１（ｔ）は次式で示される。
Ｐ１（ｔ）＝Ｑ１｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝ …(2)
次に半周期後に読込みヘッド１９により着磁された磁気パターンを読み込んで、読込みヘッド１９の検出パルスからパルス間隔Ｑ２（ｔ）を取得する。読込みヘッド１９が読み込む磁気パターンの着磁ピッチＰ２（ｔ）は、第１書込みヘッド１８が半周期前に書き込んだ着磁ピッチＰ１（ｔ−Ｔ／２）である（Ｐ２（ｔ）＝Ｐ１（ｔ−Ｔ／２））。また、読込みヘッド１９のパルス間隔Ｑ２（ｔ）は、Ｐ２（ｔ）／Ｖ（ｔ）である。よって、読込みヘッド１９の検出パルスのパルス間隔Ｑ２（ｔ）は、次式で示される。
Ｑ２（ｔ）＝Ｐ１（ｔ−Ｔ／２）／Ｖ（ｔ）
＝Ｑ１｛ｖ＋ａｓｉｎ（２π（ｔ−Ｔ／２）／Ｔ）｝／｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝
＝Ｑ１｛ｖ−ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝／｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝
ここで、Ｑ２（ｔ）は、第１書込みヘッド１８で書き込まれた際のベルト搬送速度の影響による誤差と、読込みヘッド１９で読み込まれたベルト搬送速度の影響による誤差が等しく入ってくるため、Ｑ１とＱ２（ｔ）の差の半分が補正量δ（＝（Ｑ１−Ｑ２（ｔ））／２）となる。この補正量δでＱ１を補正し、第２書込みヘッド２０で再着磁を行う際の補正後のパルス間隔Ｑ３（ｔ）を求める。パルス間隔Ｑ３（ｔ）は次式で示される。
Ｑ３（ｔ）＝Ｑ１−δ＝Ｑ１−（Ｑ１−Ｑ２（ｔ））／２
＝（Ｑ１＋Ｑ２（ｔ））／２ …(3)
なお、上記(3)式は、第１書込みヘッド１８の着磁位置と、読込みヘッド１９の検出位置との離間距離に相当する位相差（−Ｔ／２）が加味されてパルス間隔Ｑ１を補正したものとなっている。

ここで、上記(3)式のパルス間隔Ｑ３（ｔ）が正しいことを確かめる。まず、Ｑ１とＱ２（ｔ）の和の半分のパルス間隔を計算する。
Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ１＋Ｑ２（ｔ））／２
＝Ｑ１・ｖ／｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝
これを第２書込みヘッド２０で着磁する際のパルス間隔Ｓ３（ｔ）とすると、着磁ピッチＰ３（ｔ）は以下のように計算され、一定ピッチで着磁されていることが分かる。
Ｐ３（ｔ）＝Ｖ（ｔ）・Ｑ３（ｔ）
＝｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝・Ｑ１・ｖ／｛ｖ＋ａｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）｝
＝Ｑ１・ｖ
上記のように、着磁ピッチＰ３（ｔ）が一定値となるように着磁可能なことが確かめられたので、パルス間隔Ｓ３（ｔ）は、第１書込みヘッド１８で着磁する際のパルス間隔Ｑ１と、読込みヘッド１９で検出されたパルス間隔Ｑ２（ｔ）とを用いて、上記(3)式から求めることができる。そして、第２書込みヘッド２０が上記( 3)式から求まるパルス間隔Ｑ３（ｔ）で再着磁することにより、駆動ローラ１４の振れに起因する搬送ベルト１２の速度変動の影響を受けずに一定ピッチＰ（＝Ｐ３）で着磁を行うことが可能となる。

図８は、コントローラ２１の着磁処理に係る回路構成を示すブロック図である。図８に示すように、コントローラ２１内には、制御部２２、パルス生成回路２３、パルス間隔検出部２４、演算部２５及びパルス生成回路２６を備えている。制御部２２は、メモリにパルス間隔Ｑ１のデータを格納しており、パルス間隔Ｑ１を指示する信号をパルス生成回路２３に送り、パルス生成回路２３はその信号に基づいて一定のパルス間隔Ｑ１の電流パルスを第１書込みヘッド１８に出力する。このため、第１書込みヘッド１８により磁性層１３Ａに磁極が交互に反転する図３に示すような一定ピッチＰの磁気パターンが着磁される。但し、駆動ローラ１４の振れに起因して搬送ベルト１２が駆動ローラ１４の一回転を一周期として速度変動する場合は、パルス間隔Ｑ１が一定であっても、着磁ピッチＰは駆動ローラ１４の振れの周期に同期して変動することになる。つまり、着磁ピッチは、搬送ベルト１２が高速側へ変動した期間では正常値よりも長くなり、低速側へ変動した期間では正常値よりも短くなる。

第１書込みヘッド１８の着磁位置から駆動ローラ１４の半周期（２／Ｔ）遅れて読込みヘッド１９が着磁状態を読み込む。着磁状態を読み込んだ読込みヘッド１９は、磁極が交互に反転する反転周期に応じたパルス周期の検出パルス（検出信号）を出力する。パルス間隔検出部２４は、読込みヘッド１９からの検出パルスのパルス間隔Ｑ２（ｔ）を検出する。パルス間隔検出部２４は、例えば次のパルスが現れるまでの間、入力するクロック信号のパルス数をカウンタで計数することで、その計数値からパルス間隔Ｑ２（ｔ）を取得する。パルス間隔検出部２４が検出したパルス間隔Ｑ２（ｔ）は演算部２５に送られる。

演算部２５は、制御部２２からパルス間隔Ｑ１を入力するとともに、パルス間隔検出部２４からパルス間隔Ｑ２（ｔ）を入力する。そして、入力した両パルス間隔Ｑ１，Ｑ２（ｔ）を用いて、再着磁用のパルス間隔Ｑ３（ｔ）を、式 Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ２（ｔ）＋Ｑ１）／２ により計算する。演算部２５は、算出したパルス間隔Ｑ３（ｔ）のデータをパルス生成回路２６に出力する。パルス生成回路２６は、演算部２５から入力したパルス間隔Ｑ３（ｔ）のデータに基づいてパルス間隔Ｑ３（ｔ）の電流パルスを生成して第２書込みヘッド２０に出力する。

演算部２５における演算所要時間やパルス生成回路２６におけるパルス生成所要時間は非常に短いので、第１書込みヘッド１８での着磁、読込みヘッド１９での読込み（検出）、第２書込みヘッド２０での再着磁は、同時並行に進められる。なお、パルス間隔検出部２４は、読込みヘッド１９に内蔵され、読込みヘッド１９がパルス間隔Ｑ２（ｔ）の検出信号を演算部２５に出力する構成でもよい。また、図８に示したコントローラ２１内の各回路部は、ハードウェアで構成してもよいが、ＣＰＵがプログラムを実行することにより各種処理を行うソフトウェアで構成することもできる。さらにハードウェアとソフトウェアが協働する構成も採用できる。

図９はコントローラ２１が行う着磁処理を示すフローチャートである。コントローラ２１は、第１書込みヘッド１８にパルス間隔Ｑ１で着磁させる（ステップＳ１）。第１書込みヘッド１８の着磁位置よりもローラ半周期分の移動量に相当する距離Ｌ／２だけベルト移動方向下流側の位置において、読込みヘッド１９がパルス間隔Ｑ２（ｔ）を検出する。なお、読込みヘッド１９の読込みは、第１書込みヘッド１８の着磁開始から搬送ベルト１２が距離Ｌ／２だけ移動した以後に行われる。

そして、パルス間隔Ｑ１，Ｑ２（ｔ）を用いて、式 Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ２（ｔ）＋Ｑ１）／２ によりパルス間隔Ｑ３（ｔ）を計算する（ステップＳ３）。第２書込みヘッド２０はパルス間隔Ｑ３（ｔ）で再着磁する。こうして図７に示すように、第２書込みヘッド２０により再着磁された磁気パターンの着磁ピッチＰ３（ｔ）（図７における破線のグラフ）は、一定ピッチＰ３となる。

本実施形態では、搬送ベルト１２は、例えばインクジェット式ラインプリンタにおいて用紙を印刷時に搬送するために設けられるものである。こうして所定の磁気パターンが書き込まれた磁気リニアスケール１３が形成された搬送ベルト１２は、プリンタの各ローラに巻き掛けられてプリンタに装着される。搬送ベルト１２はラインプリンタに装着された場合、搬送ベルト１２上の磁気リニアスケール１３と対応する位置に設けられた磁気センサ（図示せず）とともに磁気式リニアエンコーダを構成する。そして、磁気式リニアエンコーダのエンコーダ信号に基づき搬送ベルト駆動用の電動モータが速度制御される。また、エンコーダ信号は、搬送ベルト１２によって搬送される用紙に対して文字や画像を形成するためのインク滴を噴射する記録ヘッド（図示せず）の噴射タイミングを決める印字基準信号（パルス信号）を生成するためにも用いられる。

以上、詳述したように第一実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１書込みヘッド１８のパルス間隔Ｑ１と、読込みヘッド１９のパルス間隔Ｑ２（ｔ）とを用いて、演算部２５が演算した再着磁用のパルス間隔Ｑ３（ｔ）を用いて第２書込みヘッド２０により再着磁するので、駆動ローラ１４が振れても、磁性層１３Ａに磁気パターンを一定の着磁ピッチで着磁することができる。

（２）第１書込みヘッド１８と読込みヘッド１９の離間距離を、ローラ半周期分のベルト移動量に相当する距離Ｌ／２に設定したので、パルス間隔Ｑ１及びＱ２（ｔ）を用いた比較的簡単な計算で、再着磁用のパルス間隔Ｑ３（ｔ）（＝（Ｑ２（ｔ）＋Ｑ１）／２）を求めることができる。

（３）着磁用の第１書込みヘッド１８とは別に、再着磁専用の第２書込みヘッド２０を設けたので、搬送ベルトの移動方向上流側で再着磁用の補正値を求めるための着磁・検出の処理を行いつつ、その下流側で再着磁を同時並行に進めることができる。よって、搬送ベルト１２の１本当たりの着磁所要時間を比較的短く抑えることができる。

（第二実施形態）
次に第二実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０に示すように、本実施形態の着磁装置３１は、着磁手段としての第１書込みヘッド（以下、書込みヘッド１８という）と、検出手段としての読込みヘッド１９とを備えるが、再着磁手段としての第２書込みヘッド２０を備えていない。書込みヘッド１８が再着磁手段を兼ねている。書込みヘッド１８と読込みヘッド１９の構成は、前記第一実施形態と同様であり、書込みヘッド１８の着磁位置と読込みヘッド１９の読込位置との間の距離は、ローラ半周期分のベルト移動量に相当する距離Ｌ／２に設定されている。

図１１は、本実施形態におけるコントローラ内の電気的構成を示すブロック図である。制御部３２の処理内容が異なる点と、パルス生成回路２６が廃止され、補正値記憶部３３が設けられている点が、前記第一実施形態と異なる。パルス生成回路２３、パルス間隔検出部２４及び演算部２５の処理内容は、前記第一実施形態と同様である。

制御部３２には、ロータリエンコーダ１７からの回転角信号（エンコーダ信号）が入力されており、制御部３２は、回転角信号に基づき、第１書込みヘッド１８による着磁を開始してから、駆動ローラ１４が「１．５回転」したことを検知する。駆動ローラ１４が１．５回転することで、読込みヘッド１９により駆動ローラ１４の１回転分に相当する磁性層１３Ａの範囲に渡って着磁状態の検出が行われる。

制御部３２は、回転角信号に基づいてローラ１．５回転分のベルト移動量に相当する距離の範囲に渡り書込みヘッド１８に着磁を行わせる。この結果、ローラ半周期分のベルト移動量に相当する距離だけベルト移動方向下流側の位置では、読込みヘッド１９が書込みヘッド１８による着磁状態を検出する。パルス間隔検出部２４は、読込みヘッド１９の検出パルスからパルス間隔Ｑ２（ｔ）を検出して演算部２５へ送る。演算部２５は、再着磁時のパルス間隔Ｑ３（ｔ）を、式 Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ２（ｔ）＋Ｑ１）／２）により計算する。

演算部２５の計算結果は、パルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルとして補正値記憶部３３に記憶される。こうして、補正値記憶部３３には、駆動ローラ１４の一回転分のパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルデータが再着磁用の補正値として格納される。制御部３２は、補正値記憶部３３からローラ一周期分のパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルデータを読み出し、パルス生成回路２３にパルス間隔Ｑ３（ｔ）でのパルス電流の生成を指示する。こうして書込みヘッド１８は、駆動ローラ１４の１．５回転分の着磁が終了し、補正値記憶部３３にローラ一回転分に相当するパルス間隔Ｑ３（ｔ）のデータが格納されると、次に補正値記憶部３３からパルス間隔Ｑ３（ｔ）のデータを繰り返し読み出して、搬送ベルト１２の一周分全てに渡り着磁する。こうして磁気リニアスケール１３が形成される。

よって、この第二実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（４）駆動ローラ１４の一回転分に相当するパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルデータを補正値記憶部３３に格納し、その後、同じ書込みヘッド１８を用いて補正値記憶部３３から繰り返しプロファイルデータを読み込んで再着磁を行う構成である。このため、一周期分のパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルが取得されれば、再着磁を早期に開始することができる。よって、搬送ベルト一本当たりの着磁作業時間の短縮に貢献できる。

（５）前記第一実施形態では、第１書込みヘッド１８の着磁位置から第２書込みヘッド２０の再着磁位置の間に最後に再着磁されずに残る領域ができてしまうが、本実施形態の着磁方法であれば、再着磁できない領域が発生せず、磁性層１３Ａの全周を再着磁できる。

なお、実施形態は、上記に限定されるものではなく、以下のように変更してもよい。
（変形例１）第１書込みヘッド１８と読込みヘッド１９との離間距離は、ローラ半周期分のベルト搬送量に相当する距離Ｌ／２に限定されない。ローラ半周期分のベルト搬送量に相当する距離Ｌ／２の奇数倍であれば足りる。奇数倍であれば、再着磁時のパルス間隔Ｑ３（ｔ）を、Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ２（ｔ）＋Ｑ１）／２という比較的簡単な計算式で求めることができる。

（変形例２）前記第一実施形態において、第１書込みヘッド１８の着磁位置から第２書込みヘッド２０の再着磁位置の間に最後に再着磁されずに残る領域については、前記第二実施形態の方法で、既に取得したパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルを記憶手段から読み出して第２書込みヘッド２０により再着磁してもよい。なお、第一実施形態において、再着磁不能領域を狭くするうえで、第２書込みヘッド２０はなるべく読込みヘッド１９の近傍に配置することが望ましい。

（変形例３）前記第二実施形態では、補正値記憶部３３に一周期分のパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルデータを記憶する構成としたが、数周期分のパルス間隔Ｑ３（ｔ）のプロファイルデータを取得してもよい。この場合、数周期分のプロファイルデータを用いて再着磁してもよいし、数周期分のプロファイルデータを用いて平均化した一周期分のプロファイルを繰り返し用いて再磁着する方法も採用できる。

（変形例４）着磁位置と検出位置の離間距離は、ローラ半周期分のベルト移動量に相当する距離に限定されない。例えば離間距離を１／４周期分のベルト移動量に相当する距離Ｌ／４とした場合、検出パルスのパルス間隔Ｑ２（ｔ）を位相（−Ｔ／４）だけ遅らせて、ローラ半周期分のベルト移動量に相当する距離Ｌ／２の位置におけるパルス間隔Ｑ２（ｔ−Ｔ／４）を計算する。そして、パルス間隔Ｑ３（ｔ）を、式 Ｑ３（ｔ）＝（Ｑ２（ｔ−Ｔ／４）＋Ｑ１）／２により算出する。この場合、Ｑ２（ｔ）の計算式は、予め測定データから求めておく。この方法であれば、離間距離は任意に設定できる。

（変形例５）回転体はローラに限定されず、ドラムでもよい。この場合、駆動用回転体がドラムであってもよい。また、着磁手段と検出手段の間隔は、駆動ローラと従動ローラのうち従動ローラ側の半周期に相当する距離を設定してもよい。要するに駆動用回転体と従動用回転体のうち搬送ベルトの速度変動を決める側を採用すればよい。回転体（ローラやドラム）は、例えば駆動側が速度変動を決める傾向があり、また大径なものほど速度変動を決める傾向がある。

（変形例６）エンコーダはリニアエンコーダに限らず、磁気式のロータリエンコーダにも適用できる。この場合、例えば被駆動体としてのロータに設けられた磁性部に着磁する場合、本発明の着磁装置及び着磁方法を採用してよい。例えば搬送ベルトが巻き掛けられるローラの端部周面上に磁気スケールを設ける場合の着磁にも適用できる。また、ロータリエンコーダ用の回転板の磁性部への着磁にも適用してよい。

（変形例７）エンコーダを構成するスケールを設ける対象は、搬送ベルトに限定されない。例えば搬送ベルト１２が巻き掛けられているローラの端部周面上にロータリ式の磁気スケールを設けてもよい。その他、動力源である電動モータとその駆動対象との間の動力伝達経路上に位置する他の被駆動体にスケールを設けても構わない。

（変形例８）着磁対象の被駆動体は、ラインプリンタ用の搬送ベルトに限定されず、シリアルプリンタ用の搬送ベルトであってもよい。
（変形例９）被駆動体としての搬送ベルトはプリンタ用に限定されない。例えば製品やワークを搬送する搬送ベルトにも適用できる。

前記実施形態及び変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。
各請求項のうちいずれか一項に記載の着磁装置において、前記信号値は、前記着磁手段が着磁する際に磁極を変化させるタイミングを決めるパルス間隔を示すものであり、前記検出手段は前記着磁状態を読み取って磁極の変化に対応するパルス間隔を信号値とする前記着磁状態検出信号を出力し、前記補正手段は、前記着磁状態検出信号の信号値として示されるパルス間隔の関数として再着磁のためのパルス間隔を演算し、その演算したパルス間隔を信号値とする再着磁信号を前記再着磁手段に出力することを特徴とする着磁装置。

第一実施形態における着磁装置の概略構成を示す模式平面図。 着磁装置の模式側面図。 磁気リニアスケールを形成する際の着磁方法を説明する模式側面図。 駆動ローラの偏心に起因するベルト搬送速度の変動を説明する部分側面図。 ベルト搬送速度の変動を示すグラフ。 パルス間隔と時間の関係を示すグラフ。 着磁ピッチと時間の関係を示すグラフ。 コントローラ内の回路構成を示すブロック図。 着磁処理を説明するフローチャート。 第二実施形態における着磁装置の模式側面図。 コントローラ内の回路構成を示すブロック図。

符号の説明

１１，３１…着磁装置、１２…被駆動体としての搬送ベルト、１３…磁気リニアスケール、１３Ａ…被着磁部としての磁性層、１４…駆動ローラ、１５…従動ローラ、１６…電動モータ、１６ａ…駆動軸、１７…ロータリエンコーダ、１８…着磁手段としての第１書込みヘッド、１９…検出手段としての読込みヘッド、２０…再着磁手段としての第２書込みヘッド、２１…コントローラ、２２…制御部、２３…パルス生成回路、２４…パルス間隔検出部、２５…演算部、２６…パルス生成回路、Ｑ１…信号値としての着磁用のパルス間隔、Ｑ２（ｔ）…検出したパルス間隔、Ｑ３（ｔ）…信号値としての再着磁用のパルス間隔。

Claims (7)

1. 被駆動体の被着磁部にエンコーダスケールを形成すべく着磁する着磁装置であって、
   前記被着磁部を着磁する着磁手段と、
   前記被着磁部の着磁状態を検出する検出手段と、
   前記被着磁部に所定ピッチで着磁させるべく前記着磁手段に一定の信号値で与えられる着磁信号と前記検出手段の着磁状態検出信号とに基づいて、前記信号値を前記着磁手段と前記検出手段との前記被駆動体の駆動方向における位置ずれ分の位相差が加味された前記所定ピッチで着磁しうる信号値に補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された前記信号値に基づき前記被着磁部に再着磁する再着磁手段とを備えたことを特徴とする着磁装置。
2. 前記着磁手段が、前記再着磁手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
3. 前記被駆動体は、二以上の回転体に巻き掛けられたベルトであって、
   前記補正された信号値を前記回転体のうち駆動用回転体の少なくとも一周期分記憶する記憶手段を更に備え、
   前記再着磁手段は、前記記憶手段に記憶された前記信号値に基づき再着磁することを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
4. 前記着磁手段と再着磁手段は別ものであり、
   前記再着磁手段は、前記検出手段に対し前記被駆動体の駆動方向下流側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
5. 前記被駆動体は、二以上の回転体に巻き掛けられたベルトであり、
   前記着磁手段と前記検出手段との間の距離は、前記二以上の回転体のうち駆動用回転体が半回転する間に前記被駆動体が駆動しうる駆動量に略一致するように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の着磁装置。
6. 前記信号値は、パルス間隔であり、
   前記補正手段は、前記着磁手段が着磁した際のパルス間隔と、前記検出手段が検出したパルス間隔との和の１／２の値を再着磁用のパルス間隔として取得することを特徴とする請求項５に記載の着磁装置。
7. 被駆動体の被着磁部にエンコーダスケールを形成すべく着磁する着磁方法であって、
   前記被着磁部に着磁手段により着磁する着磁ステップと、
   前記被着磁部の着磁状態を検出手段により検出する検出ステップと、
   前記被着磁部に所定ピッチで着磁させるべく前記着磁手段に一定の信号値で与えられる着磁信号と前記検出手段の着磁状態検出信号とに基づいて、前記信号値を前記着磁手段と前記検出手段との前記被駆動体の駆動方向における位置ずれ分の位相差が加味された前記所定ピッチで着磁しうる信号値に補正する補正ステップと、
   前記補正ステップで補正された前記信号値に基づき前記被着磁部に再着磁する再着磁ステップと
   を備えたことを特徴とする着磁方法。

Images