JP5975657B2 - 記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、移動体の周期的な速度変動を抑制する技術に関する。
インクジェット記録装置等の記録装置において、記録ヘッドを搭載したキャリッジは、一般に、モータを駆動源とした駆動機構により移動される。モータの出力には、その構造に応じた周期で発生する、いわゆるトルクリップルやコギングトルク(以下、これらを総称してコギングと呼ぶ。)が含まれている。このようなコギングは、これと同周期の速度変動をキャリッジに生じさせる。キャリッジの移動に速度変動が発生した状態で印刷を行うと、記録ヘッドから吐出されたインクは周期的な着弾誤差を持ってしまう。その結果として、画像ムラ等の印刷品位の低下を招く場合がある。そこで、コギングの影響を抑制するための制御技術が提案されている(特許文献1及び2)。
特開2000−232796号公報 特開2010−052338号公報
コギングの影響を抑制するための制御手法として、フィードフォワード制御が挙げられる。フィードフォワード制御でコギングを抑制する場合、モータの制御データをコギングと同周期、同振幅、逆位相となる補正データで補正すればよい。このうち、コギングの発生周期は、上記の通り、モータの構造により決まる。振幅と位相は製品単位で最適化する必要があり、そのためには、キャリッジを何往復かさせるテスト動作が必要となる。これらのパラメータは、製品出荷前に最適化しておいても、製品の経年劣化等で最適値が変動する。このため、ユーザが購入した後でテスト動作が必要となる。テスト動作に専用の時間を必要とすると、直ちに記録動作が行われないことからユーザを待たせることになる。記録動作等に並行してテスト動作を行うと、印刷品位に影響が出る場合がある。
本発明は、テスト動作に専用の時間を確保しなくても、パラメータの最適化が可能な技術を提供する。
本発明によれば、
記録ヘッドを搭載し往復移動するキャリッジと、
駆動源としてモータを備え、前記キャリッジを移動させる駆動手段と、
前記キャリッジの速度変動を計測する計測手段と、
前記モータのコギングに起因する前記キャリッジの速度変動を低減するために、前記モータの駆動を補正データで補正する補正手段と、
前記補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータを設定する設定手段、を備え、
前記設定手段は、
前記パラメータの現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動に基づいて前記パラメータの現在の好適値を決定し、決定した前記好適値から前記パラメータの次設定値を設定し、
前記設定手段は、
前記パラメータの現設定値及び前設定値のうち、前記計測に基づく速度変動が小さい方の設定値を前記好適値とし、該好適値に調整値を加算又は減算して前記パラメータの次設定値を設定する記録装置が提供される。
本発明によれば、テスト動作に専用の時間を確保しなくても、パラメータの最適化が可能な技術を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る記録装置の説明図。 上記記録装置のキャリッジ周辺の構造説明図。 上記記録装置の制御部のブロック図。 モータ制御部の説明図。 パラメータ設定処理例を示すフローチャート。 (A)乃至(C)は推定最適位相の演算方法の説明図。 設定値等の変遷例を示す図。 設定値等の変遷例を示す図。 パラメータ設定処理の別例を示すフローチャート。 振幅調整処理例を示すフローチャート。 位相調整処理例を示すフローチャート。 位相設定値及び現好適値の変遷例を示す図。 パラメータ設定処理の別例を示すフローチャート。 パラメータ設定処理の別例を示すフローチャート。
図1は本実施形態にかかる記録装置Aの説明図であり、その構成の一部を破断して表示している。図2はキャリッジ2周辺の構造説明図である。本実施形態では、インクジェット記録装置に本発明を適用した場合について説明するが、本発明は他の形式の記録装置にも適用可能である。
なお、「記録」には、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、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、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ない。また、「記録媒体」には、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含まれる。
記録装置Aは、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ2を備える。キャリッジ2は、メインガイドレール3、サブガイドレール4に支持されている。メインガイドレール3、サブガイドレール4は、キャリッジ2を記録媒体15の搬送方向(副走査方向)に対して交差する方向(主走査方向)へ往復移動自在に支持する。キャリッジ2が移動することを走査ともいう。
メインガイドレール3、サブガイドレール4は、記録ヘッド1が記録媒体15に対してほぼ一定間隔となるように筐体12に支持されている。記録ヘッド1にはインクが供給され、記録ヘッド1はインクを記録媒体15に吐出する。これにより画像が形成される。記録ヘッド1へインクを供給する方式は、例えば、キャリッジ2にインクタンクを搭載して供給をする方式や、記録装置A本体側に取り付けられたインクタンクと記録ヘッドをチューブ等で連結して供給する方式を採用可能である。
搬送ローラ10は、モータを駆動源とした駆動ユニット(不図示)によって駆動され、記録媒体15を搬送する。排出ローラ11は、画像記録された記録媒体を装置外へ排出する。
記録装置Aは駆動ユニットDMを備える。駆動ユニットDMはキャリッジ2を移動する。駆動ユニットDMは、駆動源としてキャリッジモータ7を備える。本実施形態ではキャリッジモータ7として直流モータを想定するが、各種のモータを採用可能である。駆動ユニットDMは、キャリッジモータ7の駆動力をキャリッジ2に伝達する動力伝達機構として、プーリ8、9及びこれらに巻きまわされた、無端のタイミングベルト6を備える。本実施形態では動力伝達機構としてベルト伝動機構を採用したが、他の機構も採用可能である。
プーリ8はキャリッジモータ7に連結された駆動プーリである。プーリ9は、キャリッジの移動方向で見て、プーリ8の反対側に配置された従動プーリである。タイミングベルト6はその走行方向がガイドレール3及び4と平行であり、その一部にキャリッジ2が固定されている。キャリッジモータ7を駆動することでタイミングベルト6が走行し、これによりキャリッジ2が移動する。
キャリッジ2にはリニアエンコーダを構成する、エンコーダセンサ13が取り付けられている。直線状のエンコーダスケール14はキャリッジ2の移動方向に平行に設けられており、エンコーダセンサ13はエンコーダスケール14を読み取ることで、キャリッジ2の走査方向の位置を検出する。なお、キャリッジ2の位置を検出可能であれば他の種類のセンサでもよい。
エンコーダセンサ13から出力される位置検出信号は、フレキシブル基板5を通して記録装置Aの制御部へ送られる。制御部では、位置検出信号に基づき、エンコーダスケール14のパルスカウントを行うことでキャリッジ2の走査方向の位置及び移動速度を演算できる。
係る構成からなる記録装置Aでは、記録の際、搬送ローラ10により搬送された記録媒体15上をキャリッジ2が移動(走査)する。キャリッジ2の移動中に、記録ヘッド1からインク滴を吐出する。キャリッジ2が記録媒体15の側端まで移動すると、搬送ローラ10により記録媒体15が一定量搬送される。この動作の繰り返しにより記録媒体15に画像が記録される。
<制御部>
図3は記録装置Aの制御部のブロック図であり、キャリッジモータ7の制御に関わる構成を図示している。CPU17はROM16に記憶されているプログラムを読み込み、記録装置A全体の制御を行う。CPU17で行う処理は、画像処理、ホストコンピュータ(不図示)との通信、エンコーダセンサ13の検知結果に基づく処理、キャリッジ7を制御するモータ制御部18への制御出力演算などである。RAM19はCPU17の演算結果や、記録用データ等の各種のデータを保存するために用いられる。なお、ROM16及びRAM19は他の種類の記憶装置でもよい。
モータ制御部18は、CPU17からの駆動指令にしたがってキャリッジモータ7を制御する。図4はモータ制御部18の説明図である。モータ制御部18は、例えば、ASIC(特定用途向け集積回路)で構成され、図4に示す機能を有しているが、その一部又は全部の機能をCPU17が実行する構成でも構わない。
制御目標値である駆動指令信号103は予めプログラムで決定されたキャリッジ2の駆動プロファイルである。位置算出部106と速度算出部107は、エンコーダセンサ13で検出した信号からキャリッジ2の位置と速度を算出する。制御部104、105は、エンコーダセンサ13で検出したキャリッジ2の位置信号及び速度信号から、駆動指令信号103へ追従するようにフィードバック制御演算を行う。なお、フィードバック制御演算のアルゴリズムは、キャリッジ2が駆動指令信号103に追従するように制御を行うものであればどの手法でもよい。
補正部110は、主にキャリッジモータ7のコギングに起因して、キャリッジ2の位置に応じて周期的なキャリッジ2の速度変動を低減するために、キャリッジモータ7を駆動するためのデータを補正データを生成する。この補正データは加算部109で制御部105の出力と加算されて、駆動回路108へ出力される。こうしたフィードフォワード制御によって、キャリッジモータ7を駆動するためのデータが補正データで補正される。駆動回路108はキャリッジモータ7へ駆動信号を出力する。
補正データは、キャリッジ2の位置に応じて値が周期的に変動する周期信号である。補正データは、例えば、以下の式1により演算できる。
補正データ=振幅A×sin(2×π×キャリッジ位置/周期振動ピッチ+位相φ) (式1)
ここで、補正データは正弦波として記述しているが矩形波等からなる周期信号でもよい。キャリッジ位置とは、エンコーダセンサ13で検出したキャリッジ2の位置である。エンコーダセンサ13の位置信号の原点は、例えば、キャリッジ2の原点位置検出時とすることができる。
周期振動ピッチとはキャリッジモータ7のコギングの空間周波数を言う。例えば、モータプーリ8の歯数がN(歯)、タイミングベルト6の歯ピッチがM(mm)とすると、キャリッジモータ7の1回転によるタイミングベルト6の送り量はN×M(mm)である。キャリッジモータ7のコギングとして、キャリッジモータ7が1回転でP回の脈動を持つ場合、周期振動ピッチはN×M/P(mm)となる。
振幅Aは補正部110が出力する周期信号の振幅である。振幅Aは、PWM演算のデューティー比(%)であってもよい。位相φは補正部110が出力する周期信号の位相である。
補正データが、キャリッジモータ7で発生するコギングと同振幅・逆位相となれば、キャリッジモータ7のコギングに起因するキャリッジ2の速度変動を低減することができる。
式1のうち、振幅Aと位相φは、補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータであるところ、キャリッジモータ7の製造誤差、記録装置の部品誤差や組立により異なる。よって、これらのパラメータは記録装置毎に設定する必要がある。
パラメータ設定部101は、式1のパラメータを設定する。パラメータの設定は、速度変動計測部102(速度変動の計測手段または取得手段)で計測して取得したキャリッジ2の速度変動量に基づき行う。速度変動計測部102は、速度算出部107が算出したキャリッジ2の速度の変動量を計測する。本実施形態では、速度変動量は、制御上の目標速度に対する速度算出部107が算出したキャリッジ2の速度の差分の平均値とするが、差分の最大値等としてもよい。
<パラメータの設定方法>
本実施形態では、パラメータの現設定値について計測されたキャリッジ2の速度変動量の計測結果に基づいて、パラメータの現在の好適値を決定する。そして、決定した好適値からパラメータの次設定値を設定する。
このような設定方法を採用することで、毎回の設定値は好適値もしくは好適値付近の値とすることができる。このため、パラメータの設定のためのキャリッジ2の移動に際して、その速度変動量が記録品質に影響を与える程の変動量になることを回避できる。このため、記録動作中にパラメータを更新していくことが可能である。しかも、パラメータの設定を行う度に好適値が最適値に収束していくことになる。よって、テスト動作に専用の時間を確保しなくても、パラメータの最適化が可能となる。以下、モータ制御部18が実行する具体例について説明する。
<設定例1>
設定例1では振幅Aは固定値とし、位相φを最適化する。図5はそのフローチャートである。設定例1では、キャリッジ2を走査する度に同図の処理を1回行って、位相φ、その好適値を更新していく。図5の処理を行うキャリッジ2の走査は、記録動作中の走査でよく、キャリッジ2の走査開始が決定した際に図5の処理を行うことができる。連続する複数回の記録走査の各記録走査において、図5の処理を行うことでパラメータが最適化されていく。他に、専用のテスト走査以外の例としては、このような記録走査の他に、記録媒体15の紙幅スキャン時、予備吐出動作時等記録動作に関連する各種の走査を挙げることができる。
以下の説明においては、位相φの今回の設定値をφn、前回の設定値をφn-1と表記する。また、位相φの現在の好適値(現好適値とも呼ぶ)をφsとする。位相設定値φnの場合に計測したキャリッジ2の速度変動量をV(φn)と表記する。位相設定値が現好適値φsの場合に計測したキャリッジ2の速度変動量を、現在の好適値(現好適値とも呼ぶ)Vsと表記する。
S1では異常フラグがOFFか否かを判定する。異常フラグは、駆動ユニットDMにおいて歯飛び等が生じたと推測された場合にON(S10)にされるフラグであり、例えば、RAM19の所定の記憶エリアを用いてON/OFFされる。本実施形態では、この異常フラグがONかOFFかで異なる処理を行う。異常フラグがOFFの場合はS2へ進み、ONの場合はS12へ進む。
S2では、位相設定値φnを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φsに調整値を加算したものを位相設定値とする。調整値は、その絶対値と、正負との組み合わせで規定され、調整値が負の値であれば、現好適値φsから調整値の絶対値を減算したものが位相設定値φnとなる。調整値の絶対値は、例えば、5度〜20度の範囲内の値とすることができる。
S3では、キャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量V(φn)を計測する。キャリッジ2の移動に際しては、式1にS2で設定した位相設定値φnを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S4では、S3で保存した速度の算出結果が示す速度変動から位相φの推定最適位相φopを演算する。この演算について、図を参照して説明する。推定最適位相φopは補正データを、コギングと逆位相(180度ずれる)とする位相φである。ここで、記録装置Aは、キャリッジモータ7が発生するコギングをエンコーダセンサ13で検出する構成であることから、推定最適位相φopは伝達遅れを加味して決定する必要がある。
本実施形態の場合、推定最適位相φopの演算にあたっては、事前に計測した、補正なしの場合の速度変動と、S3で得た速度変動とを用いる。補正なしの場合とは、補正データを0としてキャリッジ2を移動させた場合である。補正無しの場合、キャリッジ2の速度変動が大きくなる場合があるため、補正無しの速度変動のデータは例えば出荷時等に得ることがができる。また、出荷後においても、適当な時期に更新してもよい。例えば、異常フラグがONとなった場合は、非記録時において記録装置Aにおいて自動的にキャリッジ2を移動させて収集してもよい。
図6(A)は、補正なしの場合の1周期分の速度変動の波形W1を例示している。この波形W1は、キャリッジモータ7が発生するコギングが、伝達遅れを含んでキャリッジ2の速度変動として現出したものと言える。
図6(B)はS3で得た、1周期分の速度変動波形W2を示している。この波形W2は、キャリッジモータ7が発生するコギングと、式1に位相設定値φnを代入して演算された補正データによる影響とが、伝達遅れを含んでキャリッジ2の速度変動として現出したものと言える。
推定最適位相φopの演算にあたっては、波形W1と波形W2との差分の波形を求める。図6(C)の波形W3は波形W1と波形W2との差分の波形である。この波形W3は、式1に位相設定値φnを代入して演算された補正データによる影響が、伝達遅れを含んでキャリッジ2の速度変動として現出したものと言える。
そこで、位相設定値φnと、波形W1と波形W3との位相差から、補正データをコギングと逆位相とする推定最適位相φopを演算できることになる。波形W1において速度変動が0のキャリッジの位置をP1(mm)、波形W3において速度変動が0のキャリッジの位置をP2(mm)とする。位置P1とP2の差分diff(mm)から、コギングと補正データとの位相差は以下の通り表すことができる。
位相差(deg)=diff/周期振動ピッチ×360
よって、推定最適位相φop(deg)=180−位相差
と演算することができる。なお、推定最適位相φopの演算においては、これを複数周期分演算し、それらの平均値を最終的な推定最適位相φopとすることで、精度を高めることができる。
図5に戻り、S5では現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(絶対値)が規定値未満か否かを判定する(位相差判定)。規定値は、歯飛び判断或いは記録品質の観点で、60度以下の値とすることができる。更に、駆動ユニットDMの歯飛び判断或いは記録品質を厳格にする観点で、15度以上45度以下とすることができる。本実施形態では、30度とした場合を想定している。差分が規定値未満の場合はS6へ進み、規定値以上の場合は、駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が発生しているとみなしてS10へ進む。
S6では、S3で計測した速度変動量V(φn)が現好適値Vs以下かを判定する。つまり、今回の位相設定値φnによってキャリッジ2の速度変動が良化しているか否かを判定する。該当する場合はS7へ進み、該当しない場合はS9へ進む。S7では現好適値φsを、今回の位相設定値φnに置き換える。S7で現好適値φsを更新したので、S8では現好適値Vsを今回の速度変動量V(φn)に置き換える。S9では、調整値(S2の調整値)の正負を反転する。この場合、正負の反転と合わせて、或いは、正負の反転に代えて、調整値の絶対値を小さくしてもよい。現好適値φsは更新されず、そのままとなる。
S6〜S9までの処理は、現設定値φn及び前設定値φn-1のうち、速度変動が小さい方の設定値を好適値として設定していることになる。こうすることで、現好適値φsは、速度変動量を小さくさせる、最善の位相設定値φnに置き換えられていくことになる。なお、現好適値φsを推定最適位相φopで置き換えないのは、推定最適位相φopでの速度変動を実測していないため、現実に速度変動が低減するかは未知であるからである。
S6〜S9までの処理は、また、現設定値φn及び前設定値φn-1のうち、速度変動が小さい方の設定値が、現設定値であった場合、調整値の加算と減算とを切り替えず、前設定値であった場合、調整値の加算と減算とを切り替えていることになる。この結果、速度変動が良化した場合は次の設定の際(S2)、位相設定値の増減方向が同じとなって更なる良化が図られ、速度変動が悪化した場合は位相設定値の増減方向が反対となって、良化への転換が図られる。
次に、S10では異常フラグをONにする。この結果、次回の設定時には、S1の分岐によって、S2以下の処理が行われず、S12以下の処理が行われることになる。S11では、現好適値φsを推定最適位相φopで置き換える。駆動ユニットDMの歯飛び等が生じている場合、現好適値φsは最適値から大きくずれている可能性が高く、これまでと同様な速度変動結果を得られる可能性が低い。よって、現実に速度変動が低減するかは未知であるが、推定最適位相φopを現好適値φsとする。
S12では異常フラグをOFFとする。S13では、位相設定値φnを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φsをそのまま位相設定値φnとする。つまり、今回の位相設定値φnは前回のS4で演算した推定最適位相φopとなる(S11)。
S14ではキャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量V(φn)を計測する。S3と同様の処理であり、式1にS13で設定した位相設定値φnを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S15では、S14で保存した速度の算出結果が示す速度変動から位相φの推定最適位相φopを演算する。S4と同様の処理である。S16では現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(絶対値)が規定値未満か否かを判定する(位相差判定)。S5と同様の処理であるが、ここでは、前回の推定最適位相φop(S4)と今回の推定最適位相φop(S16)との差分が規定値未満かを判定することになる。
規定値未満である場合は、位相φの最適化が継続可能と判断してS17へ進む。S17では現好適値Vsを今回の速度変動量V(φn)に置き換える。次回の設定時には、S2以下の処理が再び行われることになる。規定値以上である場合は、2回連続で規定値以上となっており、位相φの最適化が継続困難と判断してS18へ進む。S18ではエラー処理を行う。エラー処理の内容としては、例えば、ユーザに対するエラーの報知、記録動作中であれば記録動作の中断、補正無し(補正データ=0)等が挙げられる。なお、エラー処理に代えて再び推定最適位相φopを現好適値φsとし、S13以下の処理を繰り返すようにすることも可能である。
図7は、図5の処理をキャリッジ2の走査毎に複数回連続して行った場合の、各値の変遷例を示している。k回目の処理では、現好適値φsが77度、調整値が+10度であり、S2の処理によって今回の位相設定値φnが、77+10=87度となっている。推定最適位相φopと現好適値φsとの差分は|77−95|=18であり、S5の判定は規定値30度未満となる。今回の速度変動量V(φn)も、現好適値Vsよりも良化していることから、S7、S8の処理で次回k+1での現好適値φsは今回の位相設定値φnに、現好適値Vsは今回の速度変動量V(φn)に、それぞれ置き換えられる。
k+1回目、k+2回目も同様に値が更新されていっているが、k+2回目では今回の速度変動量V(φn)が現好適値Vsよりも悪化している。このため、現好適値φs、現好適値Vsはそのままとなっている。また、S9の処理により、調整値の正負が反転している。同図の例では更に、絶対値が10から5へ小さくなっている。k+3回目でも今回の速度変動量V(φn)が現好適値Vsよりも悪化している。このため、現好適値φs、現好適値Vsはそのままとなる。このように今回の速度変動量V(φn)が現好適値Vsよりも良化しないということは、現好適値φsが最適値に近いことを意味している。
図8は、別の変遷例を示している。k回目の処理では、現好適値φsが330度、調整値が+10度であり、S2の処理によって今回の位相設定値φnが、330+10=340度となっている。推定最適位相φopと現好適値φsとの差分は|330−213|=117であり、S5の判定は規定値30度以上となる。したがって、S10の処理で異常フラグがONとなり、現好適値φsは推定最適位相φopに置き換えられる。
k+1回目では、ケース1の場合、S13の処理によって、今回の位相設定値φnが現好適値φsである213度となっている。推定最適位相φopと現好適値φsとの差分は|213−209|=4であり、S16の判定は規定値30度未満となる。したがって、S17の処理で現好適値Vsが今回の速度変動量V(φn)に置き換えられる。次回(k+2回目)はS2以下の処理が行われる。
ケース2の場合、S13の処理によって、今回の位相設定値φnが現好適値φsである213度となっている。推定最適位相φopと現好適値φsとの差分は|213−127|=86であり、S16の判定は規定値30度以上となる。したがって、S18のエラー処理が行われることになる。
<設定例2>
設定例2では振幅A及び位相φの双方を最適化する。図9乃至図11はそのフローチャートである。設定例2では、キャリッジ2を走査する度に同図の処理を1回行って、振幅A及び位相φ、並びにこれらの好適値を更新していく。以下、設定例1と異なる点について説明する。特に言及しない限り、用語の意味、具体例・変形例等の適用は設定例1と同様である。以下の説明においては、振幅Aの今回の設定値をAn、前回の設定値をAn-1と表記する。また、振幅Aの現在の好適値(現好適値とも呼ぶ)をAsとする。位相設定値φn、振幅設定値Anの場合に計測したキャリッジ2の速度変動量をV(φn、An)と表記する。振幅設定値が現好適値Asの場合に計測したキャリッジ2の速度変動量を、現在の好適値(現好適値とも呼ぶ)Vssと表記する。
S21では振幅調整フラグがOFFか否かを判定する。該当する場合はS22へ進み、該当しない場合はS30へ進んで振幅調整処理を行う。振幅調整フラグは、振幅Aを調整する場合にON(S29)にされるフラグであり、例えば、RAM19の所定の記憶エリアを用いてON/OFFされる。振幅調整処理の詳細は後述する。
S22では位相調整フラグがOFFか否かを判定する。該当する場合はS23へ進み、該当しない場合はS31へ進んで位相調整処理を行う。位相調整フラグは、位相φを調整する場合にON(S33)にされるフラグであり、例えば、RAM19の所定の記憶エリアを用いてON/OFFされる。位相調整処理の詳細は後述する。
S23では、位相設定値φn及び振幅設定値Anを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φs、Asを、それぞれ位相設定値φn、振幅設定値Anとする。S24ではキャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量V(φn、An)を計測する。キャリッジ2の移動に際しては、式1にS23で設定した位相設定値φn、振幅設定値Anを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn、As)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S25ではS24の結果に基づいて推定最適位相φopを演算する。S4と同様の処理である。S26では現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(絶対値)が規定値未満か否かを判定する(位相差判定)。S5と同様の処理である。規定値未満の場合はS27へ進み、規定値以上の場合は駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が発生しているとみなしてS32へ進む。
S27では連続回数カウンタを一つ加算する。連続回数カウンタは、例えば、そのカウント値がRAM19に記憶されるソフトウエアカウンタである。連続回数カウンタは、S26で規定値未満と判定された連続回数をカウントする。
S28では連続回数カウンタのカウント値が規定回数に到達したか否かを判定する。規定回数は例えば7回である。該当する場合は位相φの設定値が安定しているとして、S29へ進む。S29では振幅調整フラグをONにし、また、連続回数カウンタをリセット(0)とする。S32では、現好適値φsを推定最適位相φopで置き換える。S33では位相調整フラグをONにし、また、連続回数カウンタをリセットする。
S23〜S29、S32及びS33の処理は、駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が発生した場合は、位相設定値φn及び現好適値φsを調整するが、そうでない場合はそのままの値としている。そして、その状態が連続して複数回(規定回数)、継続すれば現好適値φsが最適値に近いとして振幅調整処理(S30)を行うものとしている。したがって、駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が生じて位相φがずれている場合に位相調整処理(S31)で位相φを調整し、その後、振幅調整処理(S30)が行われることになる。位相調整処理は頻繁に行わず、位相φのずれが大きくなった場合にのみ位相φが最適化される。したがって、記録動作時に設定例2の処理を行う場合、記録動作に対する影響をより小さくすることができる。また、位相φがある程度適切であれば、記録品質への速度変動の影響も小さいと言える。
S30の振幅調整処理は、位相設定値φnを現好適値φsに固定して、振幅Aの設定値を調整する処理である。S31の位相調整処理は、振幅設定値Anを現好適値Asに固定して、位相φの設定値を調整する処理である。
図10は振幅調整処理を示すフローチャートである。S41では、前回振幅調整処理を実施したか(振幅調整フラグON後、初回か)否かを判定する。該当する場合はS42へ進み、該当しない場合はS50へ進む。S50では初期化を行う。ここでは、調整値の調整幅や、その正負の初期値を設定する。S51では振幅設定値Anを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値Asに調整値を加算したものを振幅設定値とする。調整値は、その絶対値と、正負との組み合わせで規定され、調整値が負の値であれば、現好適値Asから調整値の絶対値を減算したものが振幅設定値Anとなる。調整値の絶対値は、本例の場合、絶対値=調整幅n×現好適値Asとする。調整幅nは、例えば、初期値を0.004とし、後述するS46の処理で、徐々に小さい値とする。
S52では、キャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量を計測する。S3と同様の処理である。キャリッジ2の移動に際しては、式1に、現好適値φsとS51で設定した振幅設定値Anを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。計測した速度変動量をV(An)と表記する。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(An)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S53では、S52で計測した速度変動量V(An)が現好適値Vss以下かを判定する。つまり、今回の振幅設定値Anによってキャリッジ2の速度変動が良化しているか否かを判定する。該当する場合はS54へ進み、該当しない場合は一単位の処理を終了する。
S54では現好適値Asを、今回の振幅設定値Anに置き換え、現好適値Vssを今回の速度変動量V(An)に置き換える。S53、S54の処理は、現設定値An及び前設定値An-1のうち、速度変動が小さい方の設定値を好適値として設定していることになる。こうすることで、現好適値Asは、速度変動量を小さくさせる、最善の振幅設定値Anに置き換えられていくことになる。
S42では、前回の振幅調整処理の結果、キャリッジ2の速度変動が悪化したか否かを判定する。該当する場合は、S43へ進み、該当しない場合はS51へ進む。S43では、今回の振幅調整処理が3回目以降の振幅調整処理か否かを判定する。該当しない場合(2回目の場合)はS48へ進む。S48へ進む場合は、初回の振幅調整の結果、速度変動が悪化した場合である。このため、S48では調整値の正負を反転する。調整値の正負の初期値を正としていた場合は、負にする。その後、S51へ進む。
S44では、前々回の振幅調整処理の結果、キャリッジ2の速度変動が悪化したか否かを判定する。該当する場合(2回連続悪化)はS45へ進み、該当しない場合(前々回は良化)はS49へ進む。S49では調整値の正負を前々回と同じにする。つまり、速度変動が良化した方向に戻す。その後、S51へ進む。
S45では調整幅nが閾値に到達したかを判定する。該当する場合はS47へ進み、該当しない場合はS46へ進む。S46では調整幅nを減少し、S51へ進む。2回連続悪化したということは、最適値が近いとみなすものである。これにより、調整値の絶対値が小さくなる。S47では振幅調整フラグをOFFとする。これにより振幅調整処理が終了することになる。
S46の調整幅nの減少は、例えば、初期値0.004→0.002→0.001と段階的に減少させることができる。そして、S45の閾値を0.001としておく。調整幅nが0.001になっても速度変動が悪化した場合は現好適値Asが略最適値であるとして、振幅調整処理を終了することになる。
図11は位相調整処理を示すフローチャートである。同図の位相調整処理は、図10の振幅調整処理と同様の処理内容となっている。
S61では、前回位相調整処理を実施したか(位相調整フラグON後、初回か)否かを判定する。該当する場合はS62へ進み、該当しない場合はS70へ進む。S70では初期化を行う。ここでは、調整値の調整幅や、その正負の初期値を設定する。
S71では位相設定値φnを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φsに調整値を加算したものを位相設定値とする。調整値は、その絶対値と、正負との組み合わせで規定され、調整値が負の値であれば、現好適値φsから調整値の絶対値を減算したものが位相設定値φnとなる。調整値の絶対値は、本例の場合、絶対値=調整幅mとする。調整幅mは、例えば、初期値を20度とし、後述するS66の処理で、徐々に小さい値とする。
S72では、キャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量を計測する。S3と同様の処理である。キャリッジ2の移動に際しては、式1に、現好適値AsとS71で設定した位相設定値φnを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。計測した速度変動量をV(φn)と表記する。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S73では、S72で計測した速度変動量V(φn)が現好適値Vs以下かを判定する。つまり、今回の位相設定値φnによってキャリッジ2の速度変動が良化しているか否かを判定する。該当する場合はS74へ進み、該当しない場合は一単位の処理を終了する。
S74では現好適値φsを、今回の位相設定値φnに置き換え、現好適値Vsを今回の速度変動量V(φn)に置き換える。S73、S74の処理は、現設定値φn及び前設定値φn-1のうち、速度変動が小さい方の設定値を好適値として設定していることになる。こうすることで、現好適値φsは、速度変動量を小さくさせる、最善の位相設定値φnに置き換えられていくことになる。
S62では、前回の位相調整処理の結果、キャリッジ2の速度変動が悪化したか否かを判定する。該当する場合は、S63へ進み、該当しない場合はS71へ進む。S63では、今回の位相調整処理が3回目以降の位相調整処理か否かを判定する。該当しない場合(2回目の場合)はS68へ進む。S68へ進む場合は、初回の位相調整の結果、速度変動が悪化した場合である。このため、S68では調整値の正負を反転する。調整値の正負の初期値を正としていた場合は、負にする。その後、S71へ進む。
S64では、前々回の位相調整処理の結果、キャリッジ2の速度変動が悪化したか否かを判定する。該当する場合(2回連続悪化)はS65へ進み、該当しない場合(前々回は良化)はS69へ進む。S69では調整値の正負を前々回と同じにする。つまり、速度変動が良化した方向に戻す。その後、S71へ進む。
S65では調整幅mが閾値に到達したかを判定する。該当する場合はS67へ進み、該当しない場合はS66へ進む。S66では調整幅mを減少し、S71へ進む。2回連続悪化したということは、最適値が近いとみなすものである。これにより、調整値の絶対値が小さくなる。S67では位相調整フラグをOFFとする。これにより位相調整処理が終了することになる。
S66の調整幅mの減少は、例えば、初期値20度→10度→5度と段階的に減少させることができる。そして、S65の閾値を5度としておく。調整幅mが5度になっても速度変動が悪化した場合は現好適値φsが略最適値であるとして、位相調整処理を終了することになる。
図12は図11の位相調整処理による、位相設定値φn及び現好適値φsの変遷例を示している。位相φ0は現好適値φsの初期値である。位相設定値φn及び現好適値φsは、共に、φ0→φ1→φ3と更新されていく。位相設定値φnがφ4となったときは、速度変動値が悪化しているため、現好適値φsはφ3のままとなり、調整値の正負が反転して次の位相設定値φnはφ2に戻っている。この場合も速度変動値が悪化しているため、現好適値φsはφ3のままとなるが、2回連続の悪化であるので調整値が小さくなって位相設定値φnはφ5になる。速度変動値が良化しているので、現好適値φsもφ5となっている。こうして最適位相に近づいていく。
<設定例3>
設定例3では振幅Aを固定し、位相φを最適化する。設定例3は、特に、位相φのずれを素早く検知して、最適化することを目的としており、設定例2の内容から振幅Aの調整を省いたものとなっている。振幅Aの調整を省いた分だけ、位相φのずれに迅速な対応が可能となる。図13はそのフローチャートである。設定例3では、キャリッジ2を走査する度に同図の処理を1回行って、位相φ及びその好適値を更新していく。以下、設定例1と異なる点について説明する。特に言及しない限り、用語の意味、具体例・変形例等の適用は設定例1及び設定例2と同様である。
S81では位相調整フラグがOFFか否かを判定する。該当する場合はS82へ進み、該当しない場合はS86へ進んで位相調整処理を行う。位相調整処理は図11に例示した処理と同様である。
S82では、位相設定値φnを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φsを位相設定値φnとする。S83ではキャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量V(φn)を計測する。キャリッジ2の移動に際しては、式1にS82で設定した位相設定値φnを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S84ではS83の結果に基づいて推定最適位相φopを演算する。S4と同様の処理である。S85では現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(絶対値)が規定値未満か否かを判定する(位相差判定)。S5と同様の処理である。規定値未満の場合は一単位の処理を終了し、規定値以上の場合は駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が発生しているとみなしてS87へ進む。S87では、現好適値φsを推定最適位相φopで置き換える。S88では位相調整フラグをONにする。以上により一単位の処理を終了する。
<設定例4>
設定例4では振幅Aを固定し、位相φを最適化する。設定例4は、特に、位相φを常時最適値に合わせることを目的としている。図14はそのフローチャートである。設定例4では、キャリッジ2を走査する度に同図の処理を1回行って、位相φ及びその好適値を更新していく。以下、設定例1と異なる点について説明する。特に言及しない限り、用語の意味、具体例・変形例等の適用は設定例1と同様である。
S91では位相設定値φnを設定する(次設定値の設定)。ここでは、現好適値φsを位相設定値φnとする。S92ではキャリッジ2を移動(走査)させ、その時の位置に応じた速度の算出結果から速度変動量V(φn)を計測する。キャリッジ2の移動に際しては、式1にS91で設定した位相設定値φnを代入した補正データによってキャリッジモータ7を駆動するデータを補正し、キャリッジ2をその移動範囲の一端から他端まで移動させる。位置に応じた速度の算出結果や、速度変動量V(φn)の計測値は例えばRAM19に保存する。
S93ではS92の結果に基づいて推定最適位相φopを演算する。S4と同様の処理である。S94では現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(絶対値)が規定値未満か否かを判定する(位相差判定)。S5と同様の処理である。規定値未満の場合はS94へ進み、規定値以上の場合は駆動ユニットDMの歯飛び等の異常が発生しているとみなしてS95へ進む。S95ではエラー処理を行う。S18と同様の処理である。
S94では現好適値φsに、現好適値φsと推定最適位相φopとの差の範囲内の調整値を加算又は減算して現好適値φsを新たな値に更新する。本例では、現好適値φsと推定最適位相φopとの差分(正負あり)の1/2の値を加算するようにしているが、これに限られず、例えば、1/3の値であっても、1/4の値であってもよい。以上により一単位の処理が終了する。本設定例では、現好適値φsが徐々に推定最適位相φopに近づいていくことになり、位相φを常時最適値に合わせ易くなる。
<他の実施形態>
上記設定例1乃至4では、キャリッジ2が1走査する度に、各設定処理を実行することを想定していたが、位相φや振幅Aの調整と、これらパラメータの補正データへの反映(パラメータの現設定値の設定)とは必ずしも同一走査中に行う必要はない。例えば、記録動作時には、速度変動量の計測のみ行い、記録動作終了後に好適値の更新や、位相φや振幅Aの補正データへの反映を行ってもよい。この場合、一頁分の画像記録のような一単位の画像記録動作中に計測した速度変動量の計測結果に基づいて、その一単位の画像記録動作終了後に好適値の決定と、パラメータの設定とを行ってもよい。
また、好適値の最初期値は、記録装置Aの出荷前に事前設定しておいてもよいが、該最初期値を特定する処理を出荷後(ユーザ購入後)に自動的に実施するようにしてもよい。この場合は、最初に電源が投入されたときに自動的に実施されるようにすることができる。
上記実施形態では、記録装置を対象としたが本発明の適用分野はこれに限られず、移動体を、モータを駆動源とする駆動ユニットによって移動する各種の駆動装置に適用可能である。

Claims (9)

  1. 記録ヘッドを搭載し往復移動するキャリッジと、
    駆動源としてモータを備え、前記キャリッジを移動させる駆動手段と、
    前記キャリッジの速度変動を計測する計測手段と、
    前記モータのコギングに起因する前記キャリッジの速度変動を低減するために、前記モータの駆動を補正データで補正する補正手段と、
    前記補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータを設定する設定手段と、を備え、
    前記設定手段は、
    前記パラメータの現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動に基づいて前記パラメータの現在の好適値を決定し、決定した前記好適値から前記パラメータの次設定値を設定し、
    前記設定手段は、
    前記パラメータの現設定値及び前設定値のうち、前記計測に基づく速度変動が小さい方の設定値を前記好適値とし、該好適値に調整値を加算又は減算して前記パラメータの次設定値を設定する記録装置。
  2. 前記設定手段は、
    前記計測に基づく速度変動が小さい方の設定値が、前記現設定値であった場合、前記調整値の加算と減算とを切り替えず、
    前記計測に基づく速度変動が小さい方の設定値が、前記前設定値であった場合、前記調整値の加算と減算とを切り替える請求項に記載の記録装置。
  3. 前記設定手段は、前記計測に基づく速度変動が小さい方の設定値が、複数回連続して前記前設定値であった場合、前記調整値を小さくする請求項に記載の記録装置。
  4. 記録ヘッドを搭載し往復移動するキャリッジと、
    駆動源としてモータを備え、前記キャリッジを移動させる駆動手段と、
    前記キャリッジの速度変動を計測する計測手段と、
    前記モータのコギングに起因する前記キャリッジの速度変動を低減するために、前記モータの駆動を補正データで補正する補正手段と、
    前記補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータを設定する設定手段と、を備え、
    前記設定手段は、
    前記パラメータの現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動に基づいて前記パラメータの現在の好適値を決定し、決定した前記好適値から前記パラメータの次設定値を設定し、
    前記パラメータが少なくとも位相を含み、
    前記設定手段は、
    前記補正手段により補正を行わなかった場合について前記計測手段が計測した前記速度変動と、前記位相の現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動と、に基づいて、前記キャリッジの速度変動を低減するための推定最適位相を演算し、
    前記位相の前記好適値と前記推定最適位相との位相差が規定値以上か否かを判定する位相差判定を行い、
    前記位相差判定の結果、前記位相差が前記規定値以上の場合は、前記位相の前記好適値を前記推定最適位相とし、かつ、前記位相の次設定値として設定する記録装置。
  5. 前記設定手段は、
    前回の設定時において、前記位相差判定の結果、前記位相差が前記規定値以上であった場合、
    前記補正手段により補正を行わなかった場合について前記計測手段が計測した前記速度変動と、前記位相の現設定値である前記推定最適位相について前記計測手段が計測した前記速度変動と、に基づいて、前記キャリッジの速度変動を低減するための新たな推定最適位相を演算し、
    前記位相の現設定値である前記推定最適位相と、前記新たな推定最適位相との位相差が前記規定値未満の場合は、前記位相の現設定値である前記推定最適位相に調整値を加算又は減算して前記位相の次設定値を設定する請求項に記載の記録装置。
  6. 前記設定手段は、前記位相の現設定値である前記推定最適位相と、前記新たな推定最適位相との位相差が前記規定値以上の場合は、エラー処理を行う請求項に記載の記録装置。
  7. 記録ヘッドを搭載し往復移動するキャリッジと、
    駆動源としてモータを備え、前記キャリッジを移動させる駆動手段と、
    前記キャリッジの速度変動を計測する計測手段と、
    前記モータのコギングに起因する前記キャリッジの速度変動を低減するために、前記モータの駆動を補正データで補正する補正手段と、
    前記補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータを設定する設定手段と、を備え、
    前記設定手段は、
    前記パラメータの現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動に基づいて前記パラメータの現在の好適値を決定し、決定した前記好適値から前記パラメータの次設定値を設定し、
    前記パラメータが、振幅と位相とを含み、
    前記設定手段は、
    前記振幅の設定値を固定して、前記位相の設定値を調整する位相調整処理を行い、 前記位相調整処理の後、前記位相の設定値を固定して、前記振幅の設定値を調整する振幅調整処理を行い、
    前記設定手段は、
    前記補正手段により補正を行わなかった場合について前記計測手段が計測した前記速度変動と、前記位相の現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動と、に基づいて、前記キャリッジの速度変動を低減するための推定最適位相を演算し、
    前記位相の前記好適値と前記推定最適位相との位相差が規定値未満か否かを判定する位相差判定を行い、
    前記位相差判定の結果、前記位相差が前記規定値未満の場合は、前記位相の前記好適値をそのままとして前記位相の次設定値として設定し、
    前記位相差判定の結果が、連続して複数回、前記位相差が前記規定値未満となった場合に、前記振幅調整処理を行う記録装置。
  8. 記録ヘッドを搭載し往復移動するキャリッジと、
    駆動源としてモータを備え、前記キャリッジを移動させる駆動手段と、
    前記キャリッジの速度変動を計測する計測手段と、
    前記モータのコギングに起因する前記キャリッジの速度変動を低減するために、前記モータの駆動を補正データで補正する補正手段と、
    前記補正データの周期的な変動態様を規定するパラメータを設定する設定手段と、を備え、
    前記設定手段は、
    前記パラメータの現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動に基づいて前記パラメータの現在の好適値を決定し、決定した前記好適値から前記パラメータの次設定値を設定し、
    前記パラメータが少なくとも位相を含み、
    前記設定手段は、
    前記補正手段により補正を行わない場合について前記計測手段が計測した前記速度変動と、前記現設定値について前記計測手段が計測した前記速度変動と、に基づいて、前記キャリッジの速度変動を低減するための推定最適位相を演算し、
    位相の前記好適値に、位相の前記好適値と前記推定最適位相との差分の範囲内の調整値を加算又は減算した値を新たな前記好適値とし、該好適値を位相の前記次設定値として設定する記録装置。
  9. 前記設定手段は、
    位相の前記現設定値に、位相の前記現設定値と前記推定最適位相との差分の1/2の調整値を加算又は減算した値を前記好適値とする請求項に記載の記録装置。
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