JPH07329388A

JPH07329388A - 記録装置および情報処理システム

Info

Publication number: JPH07329388A
Application number: JP6122848A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawazoe; 憲嗣河添
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-19
Also published as: US5871291A

Abstract

(57)【要約】【目的】キャリアを短い移動距離で安定的に駆動でき
るような制御手段を具備することによって、記録範囲を
狭くしたり、装置全体を大きくせずに、高品位な画像の
得られる記録装置を提供することを目的とする。【構成】インクジェット記録装置は、駆動手段を制御
することによって、停止の状態から所定の速度まで階段
状に速度を変化させながら加速される加速段階と、上記
所定の速度を維持する定速段階と、上記所定の速度から
上記停止の状態まで階段状に速度を変化させながら減速
される減速段階からなる駆動様式でもってキャリアを駆
動させる制御手段が設けられたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュ
ータ等の情報処理システムにおいて、文字、画像等の情
報を被記録媒体上に出力するための記録装置に関するも
のある。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、ＯＨＰ用シートなどの記録媒
体（以下記録用紙または単に紙ともいう）の搬送方向に
対し垂直に往復移動する記録ヘッドを搭載した稼動部
（以下これをキャリアと呼ぶ）を有する所謂シリアルタ
イプの記録装置は、種々の記録方式による記録ヘッドを
搭載した形態で提案されている。このような記録装置で
使われている記録ヘッドには、ワイヤードット方式、感
熱方式、熱転写方式、インクジェット方式によるものな
どがある。これらのシリアルタイプの記録装置は、キャ
リアを駆動するための駆動手段として通常モータ（多く
の場合ステッピングモータ）を用いる。

【０００３】ここで、従来の記録装置と該記録装置に具
備される駆動手段およびその制御方法の一例として、以
下インクジェット方式の記録装置を説明する。

【０００４】インクジェット方式はインクを吐出して記
録紙に直接付着させる低騒音なノンインパクト方式の一
つで、インク滴の形成方法および噴射エネルギの発生方
法により、コンテイニアス方式（電荷粒子制御方式およ
びスプレー方式が含まれる）とオンデマンド方式（ピエ
ゾ方式、スパーク方式およびバブルジェット方式が含ま
れる）とに大きく分類される。

【０００５】コンテイニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
したりするため、コンテイニアス方式に比べて応答周波
数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化を
実現している。したがって、現在市販されている記録装
置の多くはオンデマンド方式のものであり、このような
インクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装置
は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、
情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシ
ミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークス
テーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパ
ーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディス
ク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポー
タブルプリンタとして利用され、かつ商品化されてい
る。この場合、インクジェット記録装置は、これら装置
固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。

【０００６】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリ
ッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御す
るための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口
からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方
向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリ
アルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記録幅に
等しい量で間欠搬送するものである。この記録方法は、
記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させて記録
を行うものであり、ランニングコストが安く、静かな記
録方式として広く用いられている。また、インクを吐出
する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置された記
録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録用紙上
を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がな
される。そのため、記録動作の高速化を達成することが
可能である。

【０００７】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。昨今ではこのような３〜４色の記録ヘッドを搭載
し、フルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。

【０００８】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一対一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、すでに述べた
ように、上記従来の記録装置ではキャリアを駆動するた
めの駆動源として一般にモータ（主に、入力されるパル
スに応じてステップ回転するステッピングモータ（パル
スモータ））が用いられる。このモータは、停止状態に
あるキャリアを主走査方向へ記録媒体に対して相対的に
移動させる。その際、キャリアを記録に適した所定の記
録速度で駆動させるために、モータを低速から順次速度
を上げていく所謂加速を行うのが一般的である。また、
従来の記録装置では、キャリアの記録速度が常に一定し
ていないと高品位な画像が得られず、特にキャリアが停
止状態から記録速度に達した直後はキャリアの速度が不
安定で画像の乱れが生じやすいことが知られている。こ
のため、通常キャリアが記録速度に達した後キャリアの
速度が一定してから記録を開始する所謂助走を行い、画
像の乱れを低減する方法が用いられることが多い。この
ような場合、記録速度が早くなるとキャリアの速度が一
定するまでにかなりの距離を走行する必要が生じ、この
ため被記録媒体に記録できる記録範囲が狭くなる、ある
いは装置全体を大きくしなければならないという問題が
あった。

【００１０】図１５及び図１６は、従来のインクジェッ
ト記録装置に適用されるキャリアの駆動時における標準
的なモータ加速の一例を示すものである。

【００１１】ステッピングモータを用いてキャリアを駆
動する場合、モータに制御信号を送った後は位置検出を
行わない所謂オープンループ制御が一般的である。この
場合、制御信号通りにモータあるいはキャリアが駆動さ
れているかどうかは検出することはできない。

【００１２】図１５及び図１６において、太線（Ｄ）は
実験的に求められた制御値、細線（Ｅ）は実際に観察さ
れたキャリアの位置である。図１５に示す例では、キャ
リアの速度が一定の割合で増加していく所謂等加速度で
駆動するよう制御されている。しかし、実際のキャリア
の位置は前記制御値に対してずれが生じており、加速が
終了するとキャリアは一旦制御値より先攻し、その後制
御値より後退し、そして再び先攻するという振動を示
す。この振動は記録開始位置になっても収束していな
い。一方、図１６は等加速度ではなく指数関数の組み合
わせによる制御の場合を示している。この場合において
も加速が終了するとキャリアが振動し、記録開始位置に
なっても収束していない。このように記録開始位置にな
っても振動が収束しない場合、この状態で記録を行うと
画像に乱れが生じてしまう。そのため、加速終了後記録
開始位置になるまでに振動を収束させることが必要とな
る。また、加速開始から制御値に対してキャリアの位置
は徐々に先攻しており、この制御値との差が大きいほど
前述の振動も大きくなる。加速時にはキャリアにＦ＝Ｍ
ａ₂ （Ｆ；力、Ｍ；キャリア重量、ａ；加速度）という
力が加わるが、加速開始瞬間に力Ｆがキャリアに働くと
ベルトの伸びや部品の剛性により一瞬制御値から遅れが
生じ、その後ベルト等が元に戻ろうとする反発力でキャ
リアが制御値から先攻してしまう。装置の形態により、
この反発力が小さい場合は制御値から先攻せず、加速開
始直後の遅れのまま加速が終了してしまうこともある。
キャリアが加速時に受ける力Ｆは加速度の大きさに比例
しているため、振動を小さくするためには加速度を小さ
くすればよいが、そのためには加速距離が長くなり、装
置が大きくなってしまう。そために、加速度は大きくて
も、短時間で加速を終了させる必要がある。

【００１３】したがって、本発明はかかる問題点を解決
し、キャリアを短い移動距離で安定的に駆動できるよう
な制御を行うことで、記録範囲を狭くしたり、装置全体
を大きくせずに、高品位な画像の得られる記録装置を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづく記録装置は、被記録媒体の記録領
域に入力画像情報を記録する記録ヘッドを搭載して主走
査方向へ往復移動するキャリアと、該キャリアを駆動す
るための駆動手段と、上記被記録媒体を副走査方向へ搬
送するための搬送手段とを具備した記録装置において、
上記駆動手段を制御することによって、停止の状態から
所定の速度まで階段状に速度を変化させながら加速され
る加速段階と、上記所定の速度を維持する定速段階と、
上記所定の速度から上記停止の状態まで階段状に速度を
変化させながら減速される減速段階からなる駆動様式で
もって上記キャリアを駆動させる制御手段が設けられた
ことを特徴とする。

【００１５】好ましくは、上記加速段階は、少なくと
も、上記停止の状態から所定の過渡段階までの第一の加
速段階と上記所定の過渡段階から上記所定の速度までの
第二の加速段階とを有する。

【００１６】好ましくは、上記第一の加速段階の加速度
は上記第二の加速段階の加速度と異なる。

【００１７】好ましくは、上記第一の加速段階は、上記
第二の加速段階よりも大きい。

【００１８】好ましくは、上記加速段階における過渡段
階の加速度は、０である。

【００１９】好ましくは、上記減速段階は、少なくと
も、上記所定の速度から所定の過渡段階までの第一の減
速段階と上記所定の過渡段階から上記停止の状態までの
第二の減速段階とを有する。

【００２０】好ましくは、第一の減速段階の減速率は、
上記第二の減速段階の減速率と異なる。

【００２１】好ましくは、上記第一の減速段階は、上記
第二の減速段階の減速率よりも大きい。好ましくは、上
記減速段階における過渡段階の減速率は、０である。

【００２２】好ましくは、上記定速段階は、事前に定め
られた複数の速度から選択される一つの速度を上記所定
の速度とする。

【００２３】上記制御手段は、該選択された速度にもと
づいて上記加速段階の加速度および上記減速段階の減速
率を定める。

【００２４】好ましくは、上記制御手段は、上記駆動手
段の慣性モーメントあるいは負荷条件にもとづいて、上
記加速段階の加速度および上記減速段階の減速率を定め
る。好ましくは、上記加速段階および上記減速段階で
は、上記記録ヘッドによる上記入力画像情報の記録は行
われない。

【００２５】好ましくは、上記駆動手段は、パルスに応
じて駆動されるパルスモータ、あるいはＤＣモータであ
る。

【００２６】好ましくは、上記記録ヘッドは、上記イン
クを吐出するために利用されるエネルギーを発生する素
子として、上記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギ
ーを発生する電気熱変換体を有するインクジェット記録
ヘッドである。

【００２７】つぎに、本発明にもとづく情報処理システ
ムは、上記記録装置を出力手段とすることを特徴とす
る。

【００２８】

【作用】本発明にもとづく記録装置では、キャリアの駆
動は、停止の状態から所定の速度まで階段状に速度を変
化させながら加速される加速段階と、上記所定の速度を
維持する定速段階と、上記所定の速度から上記停止の状
態まで階段状に速度を変化させながら減速される減速段
階とに分けられて制御される。好ましくは、加速度０の
領域を持たせることで、記録画像に乱れを生じさせる要
因として考えられるキャリアの制御値に対する先攻と、
加速終了後の振動を低減することが可能となる。すなわ
ち、一定速度で制御して加速が終了した時と同様の状況
を作り出すことにより、キャリアが制御値に近づいてく
るため、制御値との差が小さくなる。そして再び記録速
度まで加速することにより、加速が終了する瞬間のキャ
リア位置と制御値の差を小さくすることができる。した
がって、キャリア位置と制御値の差が小さくなると前述
の振動も小さくなる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３０】図１は本発明に係るインクジェット記録装
置の概略的構成を説明するための斜視図である。ここ
で、参照符号１はインクジェット記録ヘッドを有したヘ
ッドカートリッジ、また２はこれを搭載して主走査方向
（図中Ｘ方向）に沿って移動するためのキャリアであ
る。参照符号３はヘッドカートリッジ１をキャリア２に
取りつけるためのフック、４はこのフック３を操作する
ためのレバーである。参照符号５はヘッドカートリッジ
１に対する電気接続部を支持する支持板、６はその電気
接続部と本体制御部とを接続するためのＦＰＣ（フレキ
シブル印刷回路）である。参照符号７はキャリア２を案
内するためのガイド軸であり、キャリアの軸受け８に挿
通されている。参照符号９はキャリアが装着され、これ
をＸ方向に移動させるための動力を伝達するためのタイ
ミングベルトであり、装置両側部に配置されたプーリ１
０Ａ，１０Ｂに張架されている。一方のプーリ１０Ｂに
は、ギア等の伝達機構を介してキャリアモータ１１より
駆動力が伝達される。参照符号１２は紙等の被記録媒体
の被記録面を規制するとともに、記録当に際してこれを
搬送するための搬送ローラであり、搬送モータ１３によ
って駆動される。参照符号１４は記録媒体を記録位置に
導くためのペーパーパン、１５は被記録媒体の送給経路
途中に配設されて被記録媒体を搬送ローラ１２に向けて
押圧し、これを搬送するためのピンチローラである。参
照符号１６はヘッドカートリッジ１の吐出口に対向し、
被記録媒体の記録面を規制するためのプラテンである。
参照符号１７は被記録媒体搬送方向上、記録位置より下
流側に配置され、被記録媒体を図示しない排紙口へ向け
て排紙するための排紙ローラである。参照符号１８は排
紙ローラ１７に対応して設けられる拍車であり、被記録
媒体を介して排紙ローラ１７を押圧し、排紙ローラ１７
による被記録媒体の搬送力を生じさせる。参照符号１９
は被記録媒体のセット等に際してピンチローラ１５、拍
車１８それぞれの付勢を解除するための解除レバーであ
る。

【００３１】プラテン１６は両側を排紙ローラ１７の軸
で回転可能に支持され、左右プレート２０の停止位置か
らペーパーパン１４の全面部２１方向に付勢され、搬送
ローラ１２を最外周より小さくしている部分１２Ａに複
数箇所設けている１２Ａが、ペーパーパンの全面部２１
の内側に接している。

【００３２】参照符号２２はホームポジションにおいて
記録ヘッドのインク吐出口形成面と対向するゴム等の弾
性材料で形成したキャップであり、記録ヘッドに対し当
接／離脱が可能に支持されている。このキャップ２２
は、非記録時等の記録ヘッドの保護や、記録ヘッドの吐
出回復処理に際して用いられる。吐出回復処理とはキャ
ップ２２を吐出口形成面に対向させ、インク吐出口内に
設けられてインク吐出のために利用されるエネルギ発生
素子を駆動する事により全吐出口からインクを吐出さ
せ、これにより気泡や塵埃、あるいは、増粘して記録に
適さなくなったインクといった吐出不良要因を序きゃす
る処理（予備吐出）や、これとは別に吐出口形成面をキ
ャップ２２で覆った状態で吐出口よりインクを強制的に
排出させる事により吐出不良要因を除去する処理であ
る。

【００３３】参照符号２３は、インクの強制排出のため
に吸引力を作用するとともに、かかる強制排出による吐
出回復処理や予備吐出による吐出回復処理に際してキャ
ップ２２に受容されたインクを吸引するために用いられ
るポンプである。参照符号２４は該ポンプ２３によって
吸引された廃インクを貯留するための廃インクタンクで
ある。廃インクタンク２４は、２８のチューブによりポ
ンプ２３と接続されている。

【００３４】参照符号２５は記録ヘッドの吐出口形成面
のワイピングを行うためのブレードであり、記録ヘッド
側に突出してキャリア移動の過程でワイピングを行う位
置と吐出口形成面に係合しない後退位置とに移動可能に
支持されている。２６はモータ、２７はモータ２６から
動力の伝達を受けて、ポンプ２３の駆動およびキャップ
２２やブレード２５の移動をそれぞれ行わせるためのカ
ム装置である。

【００３５】Ｔは記録装置内の温度（環境温度）を検出
するために設けられた温度センサである。該温度センサ
Ｔは、温度変化に応じた出力電圧を示す公知のサーミス
タであり、出力信号は所定の信号増幅回路を経る等し
て、後述するＭＰＵ１０００に入力される。

【００３６】図２は、キャリアの駆動と被記録媒体幅お
よび記録領域との関係を説明するための図である。

【００３７】この例では、モータに１パルス励磁する間
に１ドットの記録を行う。記録領域は被記録媒体の左右
両側に記録を行わない領域所謂余白Ａ１，Ａ２を除いた
領域Ａ３である。キャリアは記録開始位置Ｂ３より記録
方向に対して上流側の位置Ｂ１よりスタートしてＢ２ま
で加速を行い（３６ステップ）、その後記録開始位置Ｂ
３まで（２０ステップ）記録は行わないが記録速度で移
動する所謂助走を行う。キャリアが記録開始位置Ｂ３に
到達してから記録を開始し、記録終了後はキャリアの速
度が徐々に下げていく所謂減速を行う（３６ステッ
プ）。

【００３８】つまりキャリアは記録領域よりも広い範囲
を移動するのが一般的であり、記録領域内でキャリアの
加速及び減速が可能となれば記録装置の大きさも小型化
が可能となる。しかし、通常はキャリアが加速終了後に
安定するまでに多少の時間がかかるため、前述の通り加
速・助走の領域を設ける。したがって、加速時の加速度
を小さくしてキャリアにかかる力を低減するために加速
距離を長くしたり、加速終了後に十分安定してから記録
するために助走距離を長くすると、その分記録装置が大
きくなってしまう場合が多く、加速及び助走距離を短く
することが装置小型化の必要条件となっている。

【００３９】図３は、キャリアを駆動する駆動源である
ステッピングモータの駆動周波数と出力トルクとの関係
を示す図である。

【００４０】一般的にステッピングモータは駆動周波数
が低い程出力トルクが大きく、また駆動周波数が高くな
るにつれて出力トルクは小さくなる。故に、通常ステッ
ピングモータを駆動する場合は出力トルクの大きい低周
波数から徐々に周波数を上げる加速を行うのが一般的で
ある。

【００４１】＜実施例１＞上記構成からなる記録装置に
おけるキャリアの駆動制御方法の一例を以下に説明す
る。図４は本実施例の制御による制御値とキャリア位置
との関係を示す図である。本実施例において加速は等加
速度で制御されており、キャリアが記録に適した所定の
記録速度（図中Ｖ_k ；後述するモータ駆動周波数２００
０ｐｐｓに相当する）に達する前に一度一定速度で制御
する、つまり加速度を０にする領域を持たせてある。加
速度０の領域を持たせることで、前述の記録画像に乱れ
を生じさせる要因として考えられるキャリアの制御値に
対する先攻と、加速終了後の振動を低減することが可能
となる。これは前述の要因でキャリアが制御値に対して
先攻するのを加速途中で一旦加速度を０にする、つまり
一定速度で制御して加速が終了した時と同様の状況を作
り出すことにより、キャリアが制御値に近づいてくるた
め、制御値との差が小さくなる。そして再び記録速度ま
で加速することにより、加速が終了する瞬間のキャリア
位置と制御値の差を小さくすることができる。キャリア
位置と制御値の差が小さくなると前述の振動も小さくな
る。

【００４２】また加速度０の領域を持たせているが、図
中の点線Ｅ１及びＥ２のように加速度の小さい領域で実
施してもよく、この場合この領域の前後の加速度より小
さい加速度で制御されている。図４において、Ｅ１は一
旦逆方向の加速度つまり減速している状態を、Ｅ２は小
さい加速度を持つ領域を示しており、これらの方法は上
記キャリア駆動系の慣性モーメント等の条件により最適
値を決定するのが好ましい。

【００４３】本実施例は、図４に示すように等加速度で
制御されているため、加速中は常にキャリアに対して等
しい力（Ｆ＝Ｍａ₂ （Ｆ；力、Ｍ；キャリア重量、ａ；
加速度）が加わっている。そして加速途中の一定速度領
域になった瞬間と加速が終了した瞬間にキャリアが加速
中に受けていた前述の力Ｆが０になるが、該力Ｆが０に
なった時に前述の振動が発生する。等加速度の場合、上
記力Ｆは常に一定であるからキャリアが受ける力の変化
量は同じである。しかし前述の図３で示した通りステッ
ピングモータは駆動周波数が高くなるほど出力トルクが
低くなるため、上記キャリアが受ける力の変化量が同じ
であってもモータの駆動周波数が高いとモータの出力ト
ルクが低いためキャリアを安定して駆動できなくなり振
動が発生する要因となる。更に前述のキャリアの制御値
に対する先攻する量が大きいと加速による力Ｆが同じで
も振動する量も大きくなるため、加速終了時の制御値と
の差を小さくしておく必要があり、前述の通り加速度０
領域を設けることにより制御値との差が小さくなり、こ
れにより振動も低減することが可能となる。

【００４４】さらに、前述の力Ｆ＝Ｍａ₂ はキャリア重
量Ｍに比例しているので、キャリア駆動系が異なる場
合、ヘッドの種類や重量が変わった場合等は該力Ｆの大
きさも変わってしまう。従って、加速度の小さい領域は
それぞれの条件に最適の加速度及び加速範囲を決定する
のが好ましい。

【００４５】また、記録速度や移動速度が複数設けられ
ている場合つまり図中Ｖ_k が複数存在する場合も同様
に、加速度の小さい領域の速度（図中Ｖ₀ ）、加速度及
び加速範囲をそれぞれの記録速度や移動速度に応じて最
適に制御するのが好ましい。

【００４６】図５は、本実施例のキャリアモータの加速
を制御するためのテーブルである。前述の通り本実施例
においてモータは３６ステップの加速を行っており、３
７ステップ目から記録速度の駆動周波数（２０００ｐｐ
ｓ）となる。各々のステップでモータに励磁する時間が
ΔＴの欄に示されており、加速開始時からの励磁時間Δ
Ｔの合計がトータル時間Ｔに示されている。ステップ１
８から２４までがモータの励磁時間が０．６５４ｍｓと
同じ時間になっており、この間が前述の一定速度つまり
加速度０領域である。

【００４７】図６は、これまで説明してきた構成による
記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。同
図において、１０００はあらかじめ設定されたプログラ
ム等の制御手順を実行して各部を制御するＭＰＵ、１０
０１はその制御手段に対応したプログラム等を格納した
ＲＯＭであり、１００２は制御手順実行時におけるワー
クエリアとして用いられるＲＡＭである。参照符号１０
０３は制御実行上等の時間計測を行うタイマであり、１
００４はプリンタの各部との接続を行うインターフェー
ス部である。参照符号３８は各種のキー入力を行うため
のキーボードである。

【００４８】キャリア２のキャップ位置や移動位置は、
回復系ホームセンサ３５やキャリアホームセンサ３６に
よって検出できる構成となっている。１ａ，１１ａ，１
３ａ，２６ａはそれぞれヘッド１、キャリアモータ１
１、搬送モータ１３、回復系モータ２６を駆動するため
のドライバである。また、Ｔは記録装置の環境温度を検
出する温度センサである。

【００４９】図７は、本実施例における制御系を説明す
るためのフローチャートである。この図は、１行の記録
を行うのに必要な制御を示しており、複数行記録を行う
場合は繰り返し制御を行うことで実施が可能である。

【００５０】記録命令が受信されると（Ｓ００１）、前
述のＭＰＵ１０００内において変数Ｍに１をセットする
（Ｓ００２）。次に前述のＲＯＭ１００１にあらかじめ
格納されている図５のテーブルからステップ１に相当す
るモータ励磁時間ΔＴを選び出し（Ｓ００３）、モータ
をΔＴにて励磁する（Ｓ００４）。続いて変数Ｍに１を
加え（Ｓ００５）、同様にテーブルからＭに相当するス
テップのモータ励磁時間ΔＴを選び出す。本実施例にお
いては３６ステップの加速を行うので、Ｍの値が３６ま
で順次Ｓ００３〜Ｓ００５の制御を繰り返す。Ｍが３７
になった時点で（Ｓ００６）加速は終了し、続いてＭ＝
３６ステップで励磁を行った時間ΔＴを２０ステップ繰
り返す助走を行う（Ｓ００７）。

【００５１】その後モータを上記助走と同じΔＴで励磁
しながら、記録ヘッドを駆動して被記録媒体への記録を
行う（Ｓ００８）。記録が終了すると上記変数Ｍに３６
の値をセットし（Ｓ００９）、前述の加速時と同様に減
速用テーブル（不図示）からＭに相当するステップのモ
ータ励磁時間ΔＴを選び出してモータを励磁し（Ｓ０１
０〜Ｓ０１１）、続いて変数Ｍから１を引いて（Ｓ０１
２）、再びテーブルからΔＴを選び、この制御をＭが１
になるまで繰り返す（Ｓ０１３）。Ｓ００８からＳ０１
３までが所謂減速であり、変数Ｍが１になった時点で減
速が終了し、モータが停止することにより１行の記録が
終了する（Ｓ０１４）。複数行記録を行う場合は、再び
Ｓ００１に戻って繰り返し制御すれば良い。但し、Ｓ０
０１に戻る際にキャリアを初期の位置Ｂ１（図２参照）
移動させておく必要がある。

【００５２】＜実施例２＞上記実施例１においては加速
度０領域を１つだけ設けたが、本発明はこれに限定され
ることなく、加速終了までに加速度０または加速度小の
領域を複数設けてもよい。

【００５３】図８は、加速終了までに加速度０領域を３
つ設けた時のキャリア位置と制御値の関係を示してい
る。制御方法は本実施例と同様にテーブルにあらかじめ
制御値を格納しておき、その値でモータを励磁すればよ
い。

【００５４】図８は、前述の図６で示した本実施例の場
合と同じ時間で同じ速度まで加速する場合であり、加速
度０領域が図６と比べて多いため実際加速を行っている
領域の加速度が大きくなっている。したがって、加速度
を同じにして加速度０領域を増やすと、加速時間つまり
加速距離が長くなってしまうため記録装置に最適な加速
度、加速度０領域の数及び加速度０領域の距離を決定す
べきである。

【００５５】＜実施例３＞上記実施例１においては、モ
ータの加速を制御するのにあらかじめ決められたテーブ
ルの値を選択してモータの励磁時間を決定したが、本発
明はこれに限定されることなくテーブルの代わりに計算
で励磁時間を算出して制御しても良い。

【００５６】図９は、加速度０領域が１つある加速パタ
ーンのモータの励磁時間を計算で算出する制御のフロー
チャートである。

【００５７】記録命令が受信されると（ＳＳ０１）、前
述のＲＯＭ１００１にあらかじめ格納されているＦＳ１
（初期周波数）Ｎ１（加速ステップ数）Ｂ（加速度）の
値を読み込み（ＳＳ０２）、次にＭＰＵ１０００内にお
いて変数Ｍに１をＴ（０）に０をセットする（ＳＳ０
３）。ＦＳ１、Ｎ１、Ｂ、Ｍを用いて加速開始からのト
ータルの励磁時間Ｔ（Ｍ）を計算する（ＳＳ０４）。モ
ータに励磁を行う時間ΔＴはＴ（Ｍ）−Ｔ（Ｍ−１）で
あるからΔＴを求め（ＳＳ０５）、求めたΔＴ時間でモ
ータを励磁する（ＳＳ０６）。変数ＭがＳＳ０２で読み
込んだ加速ステップ数Ｎ１になるまでＳＳ０４からＳＳ
０６までを繰り返し（ＳＳ０７）、ここで１段目の加速
が終了する。次に変数ＭがＮ１の時のΔＴ時間で加速度
０領域のステップ数Ｎ２回モータを励磁する（ＳＳ０
８）。ＲＯＭ１００１から再び２段目の加速ステップ数
Ｎ３を読み込み（ＳＳ０９）、ＭＰＵ１０００内の変数
Ｍを１にセットし直す（ＳＳ１０）。２段目の初期周波
数ＦＳ２は１段目の加速終了時の周波数と同じであるか
ら１／ΔＴ（Ｎ１）で求められ（ＳＳ１１）、１段目と
同様にＴ（Ｍ）を計算する（ＳＳ１２）。続いてモータ
に励磁する時間ΔＴを求めるためにＴ（Ｍ）−Ｔ（Ｍ−
１）を計算し（ＳＳ１３）、求めたΔＴでモータを励磁
する（ＳＳ１４）。変数Ｍが所定のＮ３になるまでＳＳ
１２からＳＳ１４を繰り返し（ＳＳ１５）、ＭがＮ３に
なると２段目の加速が終了する。加速が終了すると記録
を開始する（ＳＳ１６）。加速が終了して記録を開始す
る間に前述の助走領域を設けてもよい。

【００５８】＜実施例４＞上記実施例１〜３では、加速
度小領域以外の加速時は等加速度であったが、加速度が
変化する加速方法であってもよい。

【００５９】図１０は、加速度小領域前後の加速度が異
なる場合の時間とキャリア速度の関係を示す図であり、
加速度ａ１領域も加速度ａ２領域も共に領域内では等加
速度であるがａ１とａ２の値が異なっている。このよう
な場合ａ１よりａ２を小さくした方が、加速終了直後の
振動は低減される。また図１１は、加速度小領域以外の
加速時の加速度が指数関数的に変化していく場合の時間
とキャリア速度の関係を示す図である。このように加速
度小領域以外の加速度は記録装置に最適な加速パターン
で制御すれば良い。

【００６０】＜実施例５＞上記実施例１〜４では、キャ
リアが停止状態から記録に適した速度まで速度を増加し
ていく所謂加速時に加速度小領域を設けているが、本発
明はこれに限定されることなく、記録速度から停止状態
へ速度を減少していく所謂減速時にも同様に適用するこ
とが可能てある。

【００６１】図１２は、加速時のみ加速度０領域を設け
ている場合の制御値とキャリアの位置関係を示してお
り、キャリアが減速を開始し一旦停止状態になった後再
び加速を行う状態を表している。図１２において制御値
が太線でキャリアの位置が細線で示されている。減速が
開始されると、前述の加速時にキャリアが受ける力Ｆと
同じ力（但し、加速度が同じの場合で力を受ける方向は
逆）を受けるため停止した瞬間にこの力が０になり、こ
の時に振動が発生する。

【００６２】したがって、振動がある程度小さくなって
から次の加速に入るようにある程度時間が立ってから行
うのが一般的である。しかし、この停止状態の時間が長
くなると記録時間（スループット）がかかるため、でき
る限り短くする必要がある。

【００６３】図１３は、加速及び減速時に加速度０領域
を設けている場合の制御値とキャリアの位置関係を示し
ており、太線が制御値、細線がキャリアの位置である。
減速の途中で加速度０領域を設けることにより、加速時
と同様に減速終了時の振動が低減でき、次の加速を行う
までの停止時間を短くすることが可能となる。図１３に
おいては、加速度０領域となるキャリア速度（Ｖ₀ ）が
加速時と減速時で同じであるが、Ｖ₀ は加速時と減速時
とで異なっていてもよく、また加速度が０の領域以外の
加速度についても、加速時と減速時とで変えてもよい。

【００６４】＜実施例６＞本実施例においては、キャリ
ア駆動源としてステッピングモータを用いたが、本発明
はこれに限定されることなくＤＣモータや同期モータ、
誘導モータ、ヒステリシスモータ、交流整流子モータ等
のモータでも同様に実施することが可能である。

【００６５】図１４は、ＤＣモータの負荷特性を示す図
である。

【００６６】図１４において、ＤＣモータのトルクは電
流に比例し、回転数は電圧とともに増加する。つまり、
電流を変化させればトルクを、電圧を変化させれば回転
数を制御することができる。したがって、停止状態から
所定の回転数まで加速する場合は、例えば２４Ｖまで電
圧を上げて加速する時１８Ｖで一旦電圧変化を中断し、
再び２４Ｖまで上げることにより、加速度０領域を持た
せる事が可能となる。また、例えば１８Ｖから１８．５
Ｖまで電圧を上げる速度をその前後の領域よりも遅くす
ることにより、加速度小領域を持たせることができる。

【００６７】また、ＤＣモータは負荷の変動で速度が変
わりやすいため、例えば逆起電力検出用の電子式ガバナ
等により速度制御装置を用いる場合があるが、この場合
はこの速度制御装置により加速度０領域を制御すること
も可能である。

【００６８】＜実施例７＞上記各実施例においては、イ
ンクジェット記録装置のキャリア駆動に関し加減速時に
加速度０領域を設けていたが、本発明はこれに限定され
ることなく、感熱方式あるいは熱転写方式、ワイヤード
ット方式等のプリンタ、更にはペンプロッターや複写
機、ファクシミリ等にも同様に適用することができる。

【００６９】またモータを駆動源とする記録媒体搬送モ
ータ、吐出回復処理を行うポンプ駆動用の回復系モー
タ、感熱又は熱転写方式プリンタのヘッドアップ／ダウ
ン駆動用モータあるいはインクリボン巻き上げ用モー
タ、デイジーホイール駆動用モータ等にも適用すること
が可能である。

【００７０】近年記録時間（スループット）短縮化のた
めにキャリアの駆動と記録媒体搬送を同時に駆動する方
式が用いられることが多く、このため記録媒体搬送モー
タが停止するとほぼ同時に記録が開始される場合が生じ
てくる。したがって上記搬送モータ停止した時に搬送系
に振動が残っていると、記録画像に乱れが生じ前回記録
した画像との間の重なりが多くなって黒筋となったり、
隙間が開いて白筋が発生してしまう。そこで前述の図１
２及び図１３で示した停止状態の振動を早く収束させる
必要があり、減速時の加速度小領域を設けることにより
図１５のように収束を早くすることができる。また、記
録媒体搬送系は記録媒体の種類によって搬送負荷が異な
り、上記振動も負荷によって変化してくる。したがっ
て、記録媒体の種類により加速度を変えたり、加速度小
領域の速度及び領域の範囲を変えるとより効果がある。

【００７１】（その他）なお、本発明は、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として熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００７２】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４７４０
７９６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。この方式は所謂オンデマンド型，
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一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。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。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。

【００７３】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
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部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４４
５９６００号明細書を用い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
するスリ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の圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００７４】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
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。

【００７５】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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、あるいは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
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００７６】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００７７】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００７８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体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、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、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よい。いずれにしても熱エネルギの
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
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
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。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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又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。

【００７９】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にもとづく
記録装置は、被記録媒体の記録領域に入力画像情報を記
録する記録ヘッドを搭載して主走査方向へ往復移動する
キャリアと、該キャリアを駆動するための駆動手段と、
上記被記録媒体を副走査方向へ搬送するための搬送手段
とを具備した記録装置において、上記駆動手段を制御す
ることによって、停止の状態から所定の速度まで階段状
に速度を変化させながら加速される加速段階と、上記所
定の速度を維持する定速段階と、上記所定の速度から上
記停止の状態まで階段状に速度を変化させながら減速さ
れる減速段階からなる駆動様式でもって上記キャリアを
駆動させる制御手段が設けられたことを特徴とする。し
たがって、キャリアを短い移動距離で安定的に駆動する
ことができ、それによって記録範囲を狭くしたり、装置
全体を大きくせずに、高品位な画像を得ることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく記録装置の概略的構成を説明
するための斜視図である。

【図２】本発明にもとづく記録装置内におけるキャリア
と被記録媒体およびその記録領域との位置関係を示す説
明図である。

【図３】本発明にもとづく記録装置のキャリア駆動源と
して適用されるステッピングモータの駆動周波数と出力
トルクの関係を示すグラフである。

【図４】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア駆
動制御と実際のキャリア位置の関係を示すグラフであ
る。

【図５】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア駆
動制御の一例を示すモータの加速テーブルの図である。

【図６】本発明にもとづく記録装置の制御部を示すブロ
ック図である。

【図７】本発明にもとづく記録装置のキャリア駆動に係
る制御手順を示すフローチャートである。

【図８】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア駆
動制御と実際のキャリア位置の関係を示すグラフであ
る。

【図９】本発明に係る別の制御手順を示すフローチャー
トである。

【図１０】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア
駆動制御を示すグラフである。

【図１１】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア
駆動制御を示すグラフである。

【図１２】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア
駆動制御を示すグラフである。

【図１３】本発明にもとづく記録装置におけるキャリア
駆動制御を示すグラフである。

【図１４】本発明にもとづく記録装置のキャリア駆動源
であるＤＣモータの負荷特性の一例を示すグラフであ
る。

【図１５】従来の記録装置におけるキャリア駆動制御と
実際のキャリア位置との関係の一例を示すグラフであ
る。

【図１６】従来の記録装置におけるキャリア駆動制御と
実際のキャリア位置との関係の他の例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ヘッドカートリッジ２キャリア７ガイド軸８タイミングベルト１１キャリアモータ１２搬送ローラ１３搬送モータ１４ペーパーパン１７排紙ローラ１８拍車３６キャリアホームセンサ１０００ＭＰＵ１００１ＲＯＭ１００２ＲＡＭ１００３タイマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録媒体の記録領域に入力画像情報を
記録する記録ヘッドを搭載して被記録媒体に対して相対
的に往復移動するキャリアと、該キャリアを駆動するた
めの駆動手段を具備した記録装置において、前記駆動手段を制御することによって、停止の状態から
所定の速度まで階段状に速度を変化させながら加速され
る加速段階と、前記所定の速度を維持する定速段階と、
前記所定の速度から前記停止の状態まで階段状に速度を
変化させながら減速される減速段階からなる駆動様式で
もって前記キャリアを駆動させる制御手段が設けられた
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】請求項１記載の記録装置において、前記加速段階は、少なくとも、前記停止の状態から所定
の過渡段階までの第一の加速段階と前記所定の過渡段階
から前記所定の速度までの第二の加速段階とを有するこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項３】請求項２記載の記録装置において、前記第一の加速段階の加速度は前記第二の加速段階の加
速度と異なることを特徴とする記録装置。
【請求項４】請求項３記載の記録装置において、前記第一の加速段階は、前記第二の加速段階よりも大き
いことを特徴とする記録装置。
【請求項５】請求項２ないし４のいずれか一項記載の
記録装置において、前記加速段階における過渡段階の加速度は、０であるこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか一項記載の
記録装置において、前記減速段階は、少なくとも、前記所定の速度から所定
の過渡段階までの第一の減速段階と前記所定の過渡段階
から前記停止の状態までの第二の減速段階とを有するこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項７】請求項６記載の記録装置において、前記第一の減速段階の減速率は、前記第二の減速段階の
減速率と異なることを特徴とする記録装置。
【請求項８】請求項６または７記載の記録装置におい
て、前記第一の減速段階は、前記第二の減速段階の減速率よ
りも大きいことを特徴とする記録装置。
【請求項９】請求項５ないし８のいずれか一項記載の
記録装置において、前記減速段階における過渡段階の減速率は、０であるこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれか一項記載
の記録装置において、前記定速段階は、事前に定められた複数の速度から選択
される一つの速度を前記所定の速度とすることを特徴と
する記録装置。
【請求項１１】請求項１０記載の記録装置において、前記制御手段は、該選択された速度にもとづいて前記加
速段階の加速度および前記減速段階の減速率を定めるこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれか一項記
載の記録装置において、前記制御手段は、前記駆動手段の慣性モーメントあるい
は負荷条件にもとづいて、前記加速段階の加速度および
前記減速段階の減速率を定めることを特徴とする記録装
置。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか一項記
載の記録装置において、前記駆動手段がパルスに応じて駆動されるパルスモータ
であることを特徴とする記録装置。
【請求項１４】請求項１ないし１２のいずれか一項記
載の記録装置において、前記駆動手段がＤＣモータであることを特徴とする記録
装置。
【請求項１５】請求項１ないし１４のいずれか一項記
載の記録装置において、前記加速段階および前記減速段階では、前記記録ヘッド
による前記入力画像情報の記録は行われないことを特徴
とする記録装置。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれか一項記
載の記録装置において、前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するために利用さ
れるエネルギーを発生する素子として、前記インクに膜
沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生する電気熱変換体
を有するインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
する記録装置。
【請求項１７】請求項１ないし１６のいずれか一項記
載の記録装置を出力手段とすることを特徴とする情報処
理システム。