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課題

キャリッジの位置と速度検出を行う低解像度エンコーダを用い、より高解像度プリント精度キャリッジ速度変動によらず安価な構成で実現する。

解決手段

エンコーダ2は記録ヘッドを搭載するキャリッジ101の往復方向の移動に応じパルスA,Bを出力する。位置カウンタ5はこのパルスに基づきキャリッジ101の移動位置を判別する。計測カウンタ6は、このパルスのエッジ周期をパルスA,Bの位相関係に応じて計測する。除算器7は位置カウンタ5の出力を設定した制御精度に応じた定数除算する。逓倍パルス発生回路8は、除算して得た値から設定した制御精度に応じた逓倍数の逓倍パルスを生成する。論理演算回路12は、逓倍パルスと位置カウンタ5の出力を演算してエンコーダ2の精度に応じた位置を算出し、算出結果に基づきキャリッジ101を移動制御する。

概要

背景

ヘッドキャリッジ位置検出速度検出を行うエンコーダを備える記録装置において、要求される高解像度の記録装置を実現させるためには、プリント解像度と同じ解像度のエンコーダを用い、エンコーダからの位置情報速度情報からモータ駆動プリント・タイミングの制御を行なうのが一般的である。

しかしながらこの手法では、より高解像度のプリント出力が要求される現代にあっては、より高精度なエンコーダの要求につながる。高精度なエンコーダを実現するには、機械的にも光学的にもより高精度の技術と加工が要求され、コスト・アップの大きな要因になる。

したがって、ロー・コストの記録装置を提供するために、低解像度のエンコーダを用い、エンコーダの出力情報から被制御体であるキャリッジの移動速度(時間)を計測し、この時間から目的とするプリント解像度に相当する逓倍パルスを生成する方式が採用されている。

また、従来の手法において、高解像度でかつ高精度の逓倍パルスを得るためにエンコーダからの位相が90度ずれ2相信号出力両エッジを検出し4逓倍パルスを得るという、一般的に知られている手法では、エンコーダの特性上一つのエッジに対する他エッジのデューティ、または一つの相に対する他相のデューティ変化に対応して逓倍パルスを生成することができない。そこで、解決策として一つの相の片側エッジのみの時間を計測し、その計測時間から目的とする逓倍パルスを得る手法も提案されている。

しかしながら、提案の手法では一つの相の片側エッジのみの計測時間を基にしているため、被制御体であるキャリッジに速度変動があった場合、エンコーダの単位区間内にすべての逓倍パルスを発生できないという不具合が発生する可能性がある。

すなわち、エンコーダの位置カウント値でn番目区間内でm逓倍m個の逓倍パルスを発生するには、第(n−1)区間の移動時間を計測し、これをmで除算した逓倍パルスをm個、第n区間内で発生させるわけであるが、外乱等の影響により第n区間内でキャリッジの速度変動が発生した場合、次の第(n+1)区間でのキャリッジ速度が第n区間での速度に対して遅い場合にはm個の逓倍パルスを十分に発生させることが可能であるが、第(n+1)区間の移動時間(速度)が第n区間での移動時間に比べ速い場合には、第(n+1)区間でm個の逓倍パルスを発生している間にエンコーダのさらに次の第(n+2)区間の位置パルスが入力されることになる。

この場合、記録紙の横方向(主走査方向)に対し、必要となる総数の逓倍パルス数を生成出来ないことになる。また、物理的な位置であるエンコーダの出力パルスに同期した正規の位置にプリントが出来ないことになる。すなわち、速度変動を起こしているときにプリントした行とその次にプリントする別の行で主走査方向におけるプリント位置が異なることになり、著しくプリント品位を損なう。

概要

キャリッジの位置と速度検出を行う低解像度エンコーダを用い、より高解像度のプリント精度をキャリッジ速度変動によらず安価な構成で実現する。

エンコーダ2は記録ヘッドを搭載するキャリッジ101の往復方向の移動に応じパルスA,Bを出力する。位置カウンタ5はこのパルスに基づきキャリッジ101の移動位置を判別する。計測カウンタ6は、このパルスのエッジの周期をパルスA,Bの位相関係に応じて計測する。除算器7は位置カウンタ5の出力を設定した制御精度に応じた定数で除算する。逓倍パルス発生回路8は、除算して得た値から設定した制御精度に応じた逓倍数の逓倍パルスを生成する。論理演算回路12は、逓倍パルスと位置カウンタ5の出力を演算してエンコーダ2の精度に応じた位置を算出し、算出結果に基づきキャリッジ101を移動制御する。

目的

上記した通り従来技術では、ロー・コストで高解像度の記録装置を提供する目的に対し、短時間にキャリッジの速度変動が発生した場合にはその速度変動を十分に吸収することが困難な状況にある。また、エンコーダの解像度に対し、より大きな逓倍数で高解像度のキャリッジ位置制御を行なうためには、速度変動は不利な要因である。

そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、エンコーダの出力を時分割して短い時間の速度変動に十分対応した精度の高い逓倍パルスを発生することで、キャリッジ速度変動によらずキャリッジ移動を高解像度で制御してエンコーダの解像度よりも高解像度でプリント出力することのできる記録装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

記録ヘッドを搭載可能な被制御体の移動に応じて2相パルスを出力するパルス出力手段と、前記2相パルスから前記被制御体の位置を判別する位置判別手段と、前記2相パルスの周期計測する計測手段と、前記計測手段が計測をするために計測単位計測パルスを発生する計測パルス発生手段と、前記計測手段の出力値から指定の逓倍値を得る逓倍手段と、前記逓倍手段による前記逓倍値から指定の逓倍数パルス列を生成する逓倍パルス発生手段と、前記逓倍パルスに応じて前記被制御体の移動を制御する制御手段とを備え、前記パルス出力手段の解像度より高解像度で前記被制御体の移動を制御して前記記録ヘッドによる記録を行なう記録装置であって、前記計測手段により、前記2相パルスそれぞれのエッジの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段により、当該計測した結果から前記被制御体の速度変動に対して安定な前記逓倍パルスを発生することにより記録精度を向上させたことを特徴とする記録装置。

請求項2

請求項1に記載の記録装置において、前記計測手段により、前記2相パルスの一方の立ち上がりエッジの周期と、前記2相パルスの一方の立ち下がりエッジの周期と、前記2相パルスの他方の立ち上がりエッジの周期と、前記2相パルスの他方の立ち下がりエッジの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段は、当該計測した結果の直近の結果から、前記逓倍手段による前記指定の逓倍値nに対してn/4個の前記逓倍パルスを発生することを特徴とする記録装置。

請求項3

請求項1に記載の記録装置において、前記2相パルスの位相関係を検出する位相検出手段を備え、前記位相関係が所定の条件を満たさないときには、前記計測手段により、前記2相パルスの一方の立ち上がりまたは立ち下がりエッジのいずれかの周期と、前記2相パルスの他方の立ち上がりまたは立ち下がりエッジのいずれかの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段は、当該計測した結果の直近の結果から、前記逓倍手段による前記指定の逓倍値nに対してn/2個の前記逓倍パルスを発生することを特徴とする記録装置。

請求項4

請求項3に記載の記録装置において、前記所定の条件を、前記2相パルス相互の位相差が90度より所定値以上大きいこととしたことを特徴とする記録装置。

請求項5

請求項3に記載の記録装置において、前記所定の条件を、前記2相パルスそれぞれのデューティ比が50%に対し所定値以上ずれていることとしたことを特徴とする記録装置。

請求項6

請求項1ないし5のいずれかに記載の記録装置において、前記逓倍パルスをカウントし、前記記録精度に応じた記録範囲を設定する手段を備えることを特徴とする記録装置。

請求項7

請求項1ないし6のいずれかに記載の記録装置において、前記逓倍パルス発生手段からの前記逓倍パルスの出力タイミングを前記被制御体の往方向または復方向遅延設定し、前記被制御体の前記往方向または復方向への移動において入力画像信号に応じた画像の位置ずれ補正する手段を備えることを特徴とする記録装置。

請求項8

請求項1ないし7のいずれかに記載の記録装置において、前記指定の逓倍数の前記逓倍パルスを得るために、所定の定数を入力する逓倍数設定手段を備えることを特徴とする記録装置。

請求項9

請求項8に記載の記録装置において、前記逓倍数設定手段はCPU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のいずれかに記載の記録装置において、前記記録ヘッドにより、熱エネルギを利用して記録媒体インク吐出することを特徴とする記録装置。

技術分野

0001

本発明は記録装置に関し、特に、被制御体(ヘッドキャリッジ) の位置検出速度検出を行う低解像度エンコーダを用いて、その解像度よりも高解像度プリント精度を実現する記録装置に関する。

背景技術

0002

ヘッド・キャリッジの位置検出と速度検出を行うエンコーダを備える記録装置において、要求される高解像度の記録装置を実現させるためには、プリント解像度と同じ解像度のエンコーダを用い、エンコーダからの位置情報速度情報からモータ駆動プリント・タイミングの制御を行なうのが一般的である。

0003

しかしながらこの手法では、より高解像度のプリント出力が要求される現代にあっては、より高精度なエンコーダの要求につながる。高精度なエンコーダを実現するには、機械的にも光学的にもより高精度の技術と加工が要求され、コスト・アップの大きな要因になる。

0004

したがって、ロー・コストの記録装置を提供するために、低解像度のエンコーダを用い、エンコーダの出力情報から被制御体であるキャリッジの移動速度(時間)を計測し、この時間から目的とするプリント解像度に相当する逓倍パルスを生成する方式が採用されている。

0005

また、従来の手法において、高解像度でかつ高精度の逓倍パルスを得るためにエンコーダからの位相が90度ずれ2相信号出力両エッジを検出し4逓倍パルスを得るという、一般的に知られている手法では、エンコーダの特性上一つのエッジに対する他エッジのデューティ、または一つの相に対する他相のデューティ変化に対応して逓倍パルスを生成することができない。そこで、解決策として一つの相の片側エッジのみの時間を計測し、その計測時間から目的とする逓倍パルスを得る手法も提案されている。

0006

しかしながら、提案の手法では一つの相の片側エッジのみの計測時間を基にしているため、被制御体であるキャリッジに速度変動があった場合、エンコーダの単位区間内にすべての逓倍パルスを発生できないという不具合が発生する可能性がある。

0007

すなわち、エンコーダの位置カウント値でn番目区間内でm逓倍m個の逓倍パルスを発生するには、第(n−1)区間の移動時間を計測し、これをmで除算した逓倍パルスをm個、第n区間内で発生させるわけであるが、外乱等の影響により第n区間内でキャリッジの速度変動が発生した場合、次の第(n+1)区間でのキャリッジ速度が第n区間での速度に対して遅い場合にはm個の逓倍パルスを十分に発生させることが可能であるが、第(n+1)区間の移動時間(速度)が第n区間での移動時間に比べ速い場合には、第(n+1)区間でm個の逓倍パルスを発生している間にエンコーダのさらに次の第(n+2)区間の位置パルスが入力されることになる。

0008

この場合、記録紙の横方向(主走査方向)に対し、必要となる総数の逓倍パルス数を生成出来ないことになる。また、物理的な位置であるエンコーダの出力パルスに同期した正規の位置にプリントが出来ないことになる。すなわち、速度変動を起こしているときにプリントした行とその次にプリントする別の行で主走査方向におけるプリント位置が異なることになり、著しくプリント品位を損なう。

発明が解決しようとする課題

0009

上記した通り従来技術では、ロー・コストで高解像度の記録装置を提供する目的に対し、短時間にキャリッジの速度変動が発生した場合にはその速度変動を十分に吸収することが困難な状況にある。また、エンコーダの解像度に対し、より大きな逓倍数で高解像度のキャリッジ位置制御を行なうためには、速度変動は不利な要因である。

0010

そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、エンコーダの出力を時分割して短い時間の速度変動に十分対応した精度の高い逓倍パルスを発生することで、キャリッジ速度変動によらずキャリッジ移動を高解像度で制御してエンコーダの解像度よりも高解像度でプリント出力することのできる記録装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記の課題を解決するために請求項1の発明は、記録ヘッドを搭載可能な被制御体の移動に応じて2相パルスを出力するパルス出力手段と、前記2相パルスから前記被制御体の位置を判別する位置判別手段と、前記2相パルスの周期を計測する計測手段と、前記計測手段が計測をするために計測単位計測パルスを発生する計測パルス発生手段と、前記計測手段の出力値から指定の逓倍値を得る逓倍手段と、前記逓倍手段による前記逓倍値から指定の逓倍数のパルス列を生成する逓倍パルス発生手段と、前記逓倍パルスに応じて前記被制御体の移動を制御する制御手段とを備え、前記パルス出力手段の解像度より高解像度で前記被制御体の移動を制御して前記記録ヘッドによる記録を行なう記録装置であって、前記計測手段により、前記2相パルスそれぞれのエッジの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段により、当該計測した結果から前記被制御体の速度変動に対して安定な前記逓倍パルスを発生することにより記録精度を向上させたことを特徴とする記録装置を提供する。

0012

また、請求項2の発明は、請求項1に記載の記録装置において、前記計測手段により、前記2相パルスの一方の立ち上がりエッジの周期と、前記2相パルスの一方の立ち下がりエッジの周期と、前記2相パルスの他方の立ち上がりエッジの周期と、前記2相パルスの他方の立ち下がりエッジの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段は、当該計測した結果の直近の結果から、前記逓倍手段による前記指定の逓倍値nに対してn/4個の前記逓倍パルスを発生することを特徴とする記録装置を提供する。

0013

また、請求項3の発明は、請求項1に記載の記録装置において、前記2相パルスの位相関係を検出する位相検出手段を備え、前記位相関係が所定の条件を満たさないときには、前記計測手段により、前記2相パルスの一方の立ち上がりまたは立ち下がりエッジのいずれかの周期と、前記2相パルスの他方の立ち上がりまたは立ち下がりエッジのいずれかの周期を計測し、前記逓倍パルス発生手段は、当該計測した結果の直近の結果から、前記逓倍手段による前記指定の逓倍値nに対してn/2個の前記逓倍パルスを発生することを特徴とする記録装置を提供する。

0014

また、請求項4の発明は、請求項3に記載の記録装置において、前記所定の条件を、前記2相パルス相互の位相差が90度より所定値以上大きいこととしたことを特徴とする記録装置を提供する。

0015

また、請求項5の発明は、請求項3に記載の記録装置において、前記所定の条件を、前記2相パルスそれぞれのデューティ比が50%に対し所定値以上ずれていることとしたことを特徴とする記録装置を提供する。

0016

また、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の記録装置において、前記逓倍パルスをカウントし、前記記録精度に応じた記録範囲を設定する手段を備えることを特徴とする記録装置を提供する。

0017

また、請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の記録装置において、前記逓倍パルス発生手段からの前記逓倍パルスの出力タイミングを前記被制御体の往方向または復方向遅延設定し、前記被制御体の前記往方向または復方向への移動において入力画像信号に応じた画像の位置ずれ補正する手段を備えることを特徴とする記録装置を提供する。

0018

また、請求項8の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の記録装置において、前記指定の逓倍数の前記逓倍パルスを得るために、所定の定数を入力する逓倍数設定手段を備えることを特徴とする記録装置を提供する。

0019

また、請求項9の発明は、請求項8に記載の記録装置において、前記逓倍数設定手段はCPUであることを特徴とする記録装置を提供する。

0020

また、請求項10の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の記録装置において、前記記録ヘッドにより、熱エネルギを利用して記録媒体インク吐出することを特徴とする記録装置を提供する。

0021

本発明の上記の計測手段は、たとえば2相パルス信号A、Bそれぞれについて両エッジ間の時間を計測するものであり、目的とする逓倍パルスは直近の計測時間を基に生成する。

0022

さらに指定の位置からの記録を可能にするため、逓倍パルスの解像度を持つ印刷開始位置レジスタ印刷終了位置レジスタを備えることもできる。

0023

往復記録時の記録に関しては、計測時間と記録のタイミングが異なるため、被制御体の移動方向を検知または指定の移動方向に対し、タイミングを変更して逓倍パルスを発生することもできる。

0024

しかしながら、パルス出力手段の2相の出力は必ずしも90度の位相が保証されていない。また1相毎のデューティについても50%が保証されていない。

0025

このため、何らかの手段でパルス出力手段の位相ずれ許容値を超えていると判断した場合は、パルス出力手段出力A,Bについてエッジの立下がりまたは立ち上がりの周期を測定する計測手段を備え、位置カウントのn区間においてn/2区間はAの計測時間をm逓倍した逓倍パルスをm/2個発生させ、残りのn/2区間はBの計測時間をm逓倍した逓倍パルスをm/2個発生させる構成とする。

0026

本発明によれば、パルス出力手段からの相信号をカウントすることにより被制御体の位置を求め、被制御体の移動速度に対してはパルス出力手段のデューティ変化の無い片相の立上りまたは立ち下がりエッジ間の周期を計測する。

0027

ここで、パルス出力手段の各相の位相保証が90度に対し充分満足していて、且つ各相のデューティが50%に対し充分許容できるようであれば、パルス出力手段のA,B相に対し、各々のエッジ間を計測する4つのカウンタを持たせることにより速度変動に対し従来技術の4倍の情報を持てることになる。

0028

逓倍パルスの発生はこの4倍の情報により発生することになるため、従来技術が一つの計測手段の計測データによりm倍の逓倍パルスを発生していたのに対し、パルス出力手段の単位区間を1/4に時分割しこの間隔でm倍の逓倍パルスをm/4個発生させることになる。

0029

一方、パルス出力手段の位相ずれが上記に対し許容できない場合には、パルス出力手段からのA,B相出力に対し、立上りまたは立下がりのどちらか一方のエッジ間を計測する2つのカウンタを持たせることにより速度変動に対し従来技術の2倍の情報を持てることになる。

0030

逓倍パルスの発生はこの2倍の情報により発生することになるため、従来技術が一つの計測手段の計測データによりm倍の逓倍パルスを発生していたのに対し、パルス出力手段の単位区間を1/2に時分割しこの間隔でm倍の逓倍パルスをm/2個発生させることになる。

0031

,のいずれの場合でも、本実施の形態によれば、従来技術に比べ短い時間間隔の速度変動に対し充分速度変動を吸収することができ、短い時間の速度変動に十分対応した精度の高い逓倍パルスを発生する。したがって、被制御体速度変動によらず被制御体移動を高解像度で制御してパルス出力手段の解像度よりも高解像度で記録出力することができる。また、次のパルス出力手段の出力パルスに対するマージンも従来より増大することになり、より精度の高い記録制御が可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0032

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

0033

図1は本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例の外観斜視図であり、同図において、被制御体であるキャリッジ101はカートリッジガイド103を備えており、ガイド軸104および105に案内されてその軸方向(主走査方向)に移動可能である。ここでは、キャリッジ101の駆動機構は図示しない。キャリッジ101は記録ヘッド102を搭載している。この記録ヘッド102としては、ヒータ等の電気熱変換素子を備え、熱エネルギを利用して記録媒体にインクを吐出する記録素子を入力画像信号に応じて駆動するもの、いわゆるインクジェット・ヘッドで構成したものを用いることができる。また、キャリッジ101は、記録ヘッド102を着脱自在に搭載可能な構成でもよい。

0034

109はキャリッジ101の移動方向と同方向に延在するスリットであり、最終的に目的とするプリント解像度に比べ低解像度に設定されている。このスリット109を挟むように配置した発光部と受光部を備えた光学式のエンコーダ・ユニット(図示せず)が、キャリッジ101の図中下側に設けられている。このエンコーダ・ユニットからは、スリット109を通過した発光部からの光に応じて受光部(光電気変換部)により生成した2相のパルス信号が出力される。このパルス信号はキャリッジ101の往復方向への移動に応じて出力され、各相の位相が互いに90度ずれている。

0035

記録用紙106は、給紙ローラ107によって軸方向に対しほぼ垂直方向本体装置内送り込まれ、そして紙送りローラ108,ピンチローラ(図示せず)、紙押さえ板(図示せず)によって挟持されつつ、記録ヘッド102に対して図中前方へと送られてプリントされる。C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)の3色のインクを貯蔵したカラー・カートリッジ110と、ブラックのインクを貯蔵したブラック・カートリッジ111は、それぞれ別々にカートリッジ・ガイド103に挿入されて記録ヘッド102と連通接続されている。

0036

上記構成のインクジェット記録装置に本発明を適用した、以下に述べる二つの実施の形態は、エンコーダの解像度に対し8倍の解像度でのプリント出力を実現する記録パルスを出力する例を示している。

0037

(第1の実施の形態)図2は本発明の第1の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。図3は本発明の第1の実施の形態のインクジェット記録装置の要部のブロック図である。図2および図3において、図1中と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

0038

一般に、エンコーダの2相出力は必ずしも位相差90度を保証されていないし、また1相毎のデューティも50%を保証されてはいない。しかし、エンコーダの各相の位相保証が90度に対し充分満足していて、且つ各相のデューティが50%に対し充分許容できていることが検出出来た場合には、両図に示す構成を有効に用いることができる。

0039

図2において、被制御体であるキャリッジ101は記録素子(図示せず)を備え、図中、水平方向に移動することが出来る。スリット109はキャリッジ101と同様に水平方向に配設され、目的とする解像度に比べて低解像度となるように開口群が構成されている。光学式のエンコーダ・ユニット3はスリット109を跨いで配設され、これにより、スリット109の開口部から90度位相がずれた2相のパルス信号A,Bを出力することができる。信号A,Bは、ここでは上記位相条件を満足するものとする。

0040

計測パルス発生器3はこの信号A,Bよりも短い周期の最適な計測パルスを発生し、計測カウンタ6に入力する。信号判別回路4はエンコーダ・ユニット2が提供する90度位相差がある2相信号に基づいてパルスを発生し、これにより、キャリッジ101の移動方向と移動量を判別することができる。位置カウンタ5はアップダウン・カウンタで構成され、信号判別回路4が提供する移動パルス移動方向信号からキャリッジ101の位置をリアルタイムでカウントすることができる。

0041

計測カウンタ6は、4つの計測カウンタ61〜64で構成されるカウンタ群であり、エンコーダ・ユニット2の出力のいずれか1相だけのパルス(パルス信号AまたはBのいずれか一方)を基に、その立上りエッジと次のサイクルの立上りエッジの間の時間を計測パルスによりカウントする。

0042

このように、エンコーダ・ユニット2のA,B両相出力に対し、各々のエッジ間を計測する4つのカウンタ61〜64を持たせることにより、速度変動に対し従来の4倍の情報を持つことができる。

0043

ここで、図4は本発明の第1の実施の形態のタイミング・チャートであり、(a)はエンコーダ・ユニット2のA相出力、(b)はエンコーダ・ユニット2のB相出力であり、それぞれ周期Nとする。

0044

同チャートに示すように、計測カウンタ61はエンコーダ・ユニット2のA相の立上りエッジ間時間A1を図4(c)の通り計測する。計測カウンタ62は、エンコーダ・ユニット2のB相の立上りエッジ間時間B1を図4(d)の通り計測する。計測カウンタ63は、エンコーダ・ユニット2のA相の立ち下がりエッジ間時間A2を図4(e)の通り計測する。また計測カウンタ64は、エンコーダ・ユニット2のB相の立上りエッジ間時間B2を図4(f)の通り計測する。

0045

そして、上記の通りに計測した4倍の情報により8逓倍時の逓倍パルス(図4(g))を発生することになる。図4(g)において、P61は計測カウンタ61の計測値を基にした逓倍パルス(記録パルス)、P62は計測カウンタ62の計測値を基にした逓倍パルス、P63は計測カウンタ63の計測値を基にした逓倍パルス、P64は計測カウンタ64の計測値を基にした逓倍パルスである。

0046

従来は一つの計測カウンタの計測データによりm=8倍の逓倍パルスを発生していたのに対し、本実施の形態では上記の通りにエンコーダ・ユニット2の単位区間を従来の1/4に時分割し、この間隔でm=8倍の逓倍パルスP61,P62,P63,P64をそれぞれm=8/4個発生させることで検出位置精度を向上することができる。

0047

なお計測カウンタ6は、キャリッジ101の移動に対しエンコーダ・ユニット2出力で一周期分遅れたデータを出力する。計測カウンタ6は、エンコーダ・ユニット2からのパルスの立上りエッジのタイミングで求めたデータを次段に渡すとデータをクリアし、クリアとともに次の計測カウントスタートさせる。

0048

上記した一連の動作は、本回路の制御の基準となるシステムクロックを基に行われる。上記動作により計測して得た時間の計測データは、信号判別回路4が各相の両エッジの発生を検出すると次段のブロックに渡される構成となっている。

0049

逓倍データ・ラッチ除算器7は、計測カウンタ6が提供するデータを除算するもので、指定の逓倍数に応じてエンコーダ周期を分割し分割データを計算する。本実施の形態における逓倍データ・ラッチ&除算器7は、データをシフトさせて2の乗数単位で除算する回路構成とされている。

0050

この除算ブロックにおいても、信号判別回路4が各相の両エッジの発生を検出すると除算する元データを更新し、さらに、除算した逓倍パルス時間(分割データ)を次段のブロックへ渡すようになっている。

0051

逓倍データ・ラッチ&除算器7について具体的に説明する。逓倍データ・ラッチ&除算器7は、指定の逓倍数が2逓倍であれば計測カウンタ6からの計測データ列(Q0,Q1,Q2,…Qn)を入力して2逓倍のデータ列(Q1,Q2,Q3,…Qn)を選択出力するセレクタとして構成し、CPU1によって選択を制御することができる。8逓倍を指定された場合は当然、(Q3,Q4,Q5,…Qn)といった8逓倍のデータ列が選択され、次段に出力される。

0052

これらのタイミングは図4に示したようなタイミングで処理される。

0053

逓倍パルス発生器8は、逓倍データ・ラッチ&除算器7により得られた指定の逓倍数に応じたデータを基に、CPU16により設定した制御精度の指定の逓倍数の逓倍パルスを発生する。逓倍パルス発生器8は、計測カウンタ6の計測パルス(カウント・データ)を用いて逓倍パルスを発生させる。

0054

キャリッジ101内の記録ヘッド102の記録素子は、この逓倍パルスを基に駆動されてプリント動作を行う。このとき、逓倍パルスの発生可否はCPU1により制御することができる。また、指定範囲でプリント動作を行なうために、プリント開始位置を予め設定することの出来る開始位置レジスタ10と、プリント終了位置を予め設定することの出来る終了位置レジスタ11が備えられる。論理積演算回路12は、CPU1の設定と開始位置レジスタ10および終了位置レジスタ11の各設定値総合的な論理積演算を行ない、この演算結果から逓倍パルスを出力して各々所定位置でプリント動作を開始し終了する。

0055

また、この逓倍パルスは、往復プリント・タイミング回路15によりプリント・タイミングを調整された上で記録素子に送出される。つまり、往復プリント・タイミング回路15はプログラム可能に構成されており、往復プリント時の精度向上のために正方向プリントと逆方向プリントで最適なプリント・タイミングとなるように、予め算出された値に逓倍パルスを調整する。

0056

逓倍パルス・カウンタ9は、逓倍パルス発生器8による逓倍パルスをカウントする。位置カウンタ5の情報と逓倍パルス・カウンタ9の情報により、目的とする解像度の位置カウントを得ることが出来る。

0057

サーボ回路13は、キャリッジ101をキャリッジ・モータ14で駆動してサーボ制御するもので、CPU1が計測カウンタ6の計測値からキャリッジ101の移動速度情報受け取り、位置カウンタ5のカウント値からキャリッジ101の位置情報を受け取り、両情報を基にサーボ制御が行われる。

0058

実際にプリントを行なって目的の解像度で指定の範囲にプリントさせるためには、開始位置レジスタ10にプリント開始位置情報を設定しておき、終了位置レジスタ11にプリント終了位置情報を設定しておく。そして、CPU1よりキャリッジ・モータ14の動作開始を指示してキャリッジ101の移動をスタートさせ、目的の定速領域に達した時点でCPU1より逓倍パルスの発生可を設定してプリント出力する。

0059

往復プリント用の設定としては、プリント開始前に往復プリント・タイミング回路15に、正方向プリントか逆方向プリントかにより逓倍パルスのプリント・タイミングとしてそれぞれの値を設定しておく。

0060

プリント実行の間、キャリッジ101の移動にしたがって位置カウンタ5はリアルタイムでカウンタ値を更新し、逓倍パルス発生器8は目的の解像度の逓倍パルスを発生し続ける。そして、論理積演算回路12が開始位置レジスタ10、終了位置レジスタ11の設定値から指定のプリント領域にキャリッジ101が達したことを検出すると、往復プリント・タイミング回路15を通じて逓倍パルス発生器8からの逓倍パルスをキャリッジ101の記録素子に送出する。これにより、指定のプリント領域において目的のプリント解像度を達成するキャリッジ位置制御を実現することができる。

0061

上述した通り本実施の形態によれば、従来技術に比べ短い時間間隔の速度変動に対し充分速度変動を吸収することができ、短い時間の速度変動に十分対応した精度の高い逓倍パルスを発生する。したがって、キャリッジ速度変動によらずキャリッジ移動を高解像度で制御してエンコーダの解像度よりも高解像度でプリント出力することができる。また、次のエンコーダの出力パルスに対するマージンも従来より増大することになり、より精度の高いプリント制御が可能になる。

0062

(第2の実施の形態)図5は本発明の第2の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。同図の構成は、第1の実施の形態における計測カウンタ6を別の計測カウンタ16に換えたものであり、エンコーダ・ユニット2の2相出力間の位相ずれと各相毎のデューティが上記に対し許容できない場合、すなわち、位相差90度およびデューテも50%が保証されてはいない場合に有効に用いることができる。図3に相当する要部ブロック図はここでは割愛する。

0063

図5において、被制御体であるキャリッジ101は記録素子(図示せず)を備え、図中、水平方向に移動することが出来る。スリット109はキャリッジ101と同様に水平方向に配設され、目的とする解像度に比べて低解像度となるように開口群が構成されている。光学式のエンコーダ・ユニット2はスリット109を跨いで配設され、これにより、スリット109の開口部から90度位相がずれた2相のパルス信号A,Bを出力することができる。信号A,Bは、ここでは上記位相条件を許容していないものとする。

0064

計測パルス発生器3はこの信号A,Bよりも短い周期の最適な計測パルスを発生し、計測カウンタ6に入力する。信号判別回路4はエンコーダ・ユニット2が提供する90度位相差がある2相信号に基づいてパルスを発生し、これにより、キャリッジ101の移動方向と移動量を判別することができる。位置カウンタ5はアップダウン・カウンタで構成され、信号判別回路4が提供する移動パルスと移動方向信号からキャリッジ101の位置をリアルタイムでカウントすることができる。

0065

計測カウンタ16は、2つの計測カウンタ65〜66で構成されるカウンタ群であり、エンコーダ・ユニット2の出力のいずれか1相だけのパルス(パルス信号AまたはBのいずれか一方)を基に、その立上りエッジと次のサイクルの立上りエッジの間の時間を計測パルスによりカウントする。

0066

このように、エンコーダ・ユニット2のA,B両相出力に対し、立上りまたは立下がりのどちらか一方のエッジ間を計測する2つのカウンタ65,66を持たせることにより、速度変動に対し従来の2倍の情報を持つことができる。

0067

ここで、図6は本発明の第2の実施の形態のタイミング・チャートであり、(a)はエンコーダ・ユニット2のA相出力、(b)はエンコーダ・ユニット2のB相出力であり、それぞれ周期Nとする。

0068

同チャートに示すように、計測カウンタ65はエンコーダ・ユニット2のA相の立上りエッジ間時間A1を図6(c)の通り計測する。計測カウンタ66は、エンコーダ・ユニット2のB相の立上りエッジ間時間B1を図6(d)の通り計測する。両カウンタ65,66により、各相の立ち下がりエッジ間時間A2,B2を計測しても良い(図6(e),(f))。

0069

そして、上記の通りに計測した2倍の情報により8逓倍時の逓倍パルス(図6(g))を発生することになる。図6(g)において、P65は計測カウンタ65の計測値を基にした逓倍パルス(記録パルス)、P66は計測カウンタ66の計測値を基にした逓倍パルスである。

0070

従来は一つの計測カウンタの計測データによりm倍の逓倍パルスを発生していたのに対し、本実施の形態ではエンコーダ・ユニット2の単位区間を1/2に時分割し、この1/2区間はA相の計測時間をm逓倍した逓倍パルスP65をm=8/2個発生させ、残りの1/2区間はB相の計測時間をm逓倍した逓倍パルスP66をm=8/2個発生させることで、検出位置精度を向上することができる。

0071

なお計測カウンタ16は、キャリッジ101の移動に対しエンコーダ・ユニット2出力で一周期分遅れたデータを出力する。計測カウンタ16は、エンコーダ・ユニット2からのパルスの立上りエッジのタイミングで求めたデータを次段に渡すとデータをクリアし、クリアとともに次の計測カウントをスタートさせる。

0072

上記した一連の動作は、本回路の制御の基準となるシステム・クロックを基に行われる。上記動作により計測して得た時間の計測データは、信号判別回路4が各相の両エッジの発生を検出すると次段のブロックに渡される構成となっている。

0073

逓倍データ・ラッチ&除算器7は、計測カウンタ16が提供するデータを除算するもので、指定の逓倍数に応じてエンコーダ周期を分割し分割データを計算する。本実施の形態における逓倍データ・ラッチ&除算器7は、データをシフトさせて2の乗数単位で除算する回路構成とされている。

0074

この除算ブロックにおいても、信号判別回路4が各相の両エッジの発生を検出すると除算する元データを更新し、さらに、除算した逓倍パルス時間(分割データ)を次段のブロックへ渡すようになっている。

0075

逓倍データ・ラッチ&除算器7について具体的に説明する。逓倍データ・ラッチ&除算器7は、指定の逓倍数が2逓倍であれば計測カウンタ16からの計測データ列(Q0,Q1,Q2,…Qn)を入力して2逓倍のデータ列(Q1,Q2,Q3,…Qn)を選択出力するセレクタとして構成し、CPU1によって選択を制御することができる。8逓倍を指定された場合は当然、(Q3,Q4,Q5,…Qn)といった8逓倍のデータ列が選択され、次段に出力される。

0076

これらのタイミングは図6に示したようなタイミングで処理される。

0077

逓倍パルス発生器8は、逓倍データ・ラッチ&除算器7により得られた指定の逓倍数に応じたデータを基に、CPU16により設定した制御精度の指定の逓倍数の逓倍パルスを発生する。逓倍パルス発生器8は、計測カウンタ6の計測パルス(カウント・データ)を用いて逓倍パルスを発生させる。

0078

キャリッジ101内の記録ヘッド102の記録素子は、この逓倍パルスを基に駆動されてプリント動作を行う。このとき、逓倍パルスの発生可否はCPU1により制御することができる。また、指定範囲でプリント動作を行なうために、プリント開始位置を予め設定することの出来る開始位置レジスタ10と、プリント終了位置を予め設定することの出来る終了位置レジスタ11が備えられる。論理積演算回路12は、CPU1の設定と開始位置レジスタ10および終了位置レジスタ11の各設定値の総合的な論理積演算を行ない、この演算結果から逓倍パルスを出力して各々所定位置でプリント動作を開始し終了する。

0079

また、この逓倍パルスは、往復プリント・タイミング回路15によりプリント・タイミングを調整された上で記録素子に送出される。つまり、往復プリント・タイミング回路15はプログラム可能に構成されており、往復プリント時の精度向上のために正方向プリントと逆方向プリントで最適なプリント・タイミングとなるように、予め算出された値に逓倍パルスを調整する。

0080

逓倍パルス・カウンタ9は、逓倍パルス発生器8による逓倍パルスをカウントする。位置カウンタ5の情報と逓倍パルス・カウンタ9の情報により、目的とする解像度の位置カウントを得ることが出来る。

0081

サーボ回路13は、キャリッジ101をキャリッジ・モータ14で駆動してサーボ制御するもので、CPU1が計測カウンタ6の計測値からキャリッジ101の移動速度情報を受け取り、位置カウンタ5のカウント値からキャリッジ101の位置情報を受け取り、両情報を基にサーボ制御が行われる。

0082

実際にプリントを行なって目的の解像度で指定の範囲にプリントさせるためには、開始位置レジスタ10にプリント開始位置情報を設定しておき、終了位置レジスタ11にプリント終了位置情報を設定しておく。そして、CPU1よりキャリッジ・モータ14の動作開始を指示してキャリッジ101の移動をスタートさせ、目的の定速領域に達した時点でCPU1より逓倍パルスの発生可を設定してプリント出力する。

0083

往復プリント用の設定としては、プリント開始前に往復プリント・タイミング回路15に、正方向プリントか逆方向プリントかにより逓倍パルスのプリント・タイミングとしてそれぞれの値を設定しておく。

0084

プリント実行の間、キャリッジ101の移動にしたがって位置カウンタ5はリアルタイムでカウンタ値を更新し、逓倍パルス発生器8は目的の解像度の逓倍パルスを発生し続ける。そして、論理積演算回路12が開始位置レジスタ10、終了位置レジスタ11の設定値から指定のプリント領域にキャリッジ101が達したことを検出すると、往復プリント・タイミング回路15を通じて逓倍パルス発生器8からの逓倍パルスをキャリッジ101の記録素子に送出する。これにより、指定のプリント領域において目的のプリント解像度を達成するキャリッジ位置制御を実現することができる。

0085

上述した通り本実施の形態によっても、キャリッジ速度変動によらずキャリッジ移動を高解像度で制御してエンコーダの解像度よりも高解像度でプリント出力することができ、より精度の高いプリント制御が可能になる。

0086

なお、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画像出力端末として用いられるものの他、イメージ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。

発明の効果

0087

以上説明したように、本発明に係る記録装置によれば、目的とする解像度より低解像度のパルス出力手段(エンコーダ)を用い、より高解像度の記録制御を低コストで、さらに比較的簡易な回路で実現することができるという効果を発揮する。

図面の簡単な説明

0088

図1本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例の外観斜視図である。
図2本発明の第1の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
図3本発明の第1の実施の形態のインクジェット記録装置の要部のブロック図である。
図4本発明の第1の実施の形態のタイミング・チャートである。
図5本発明の第2の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
図6本発明の第2の実施の形態のタイミング・チャートである。

--

0089

1 CPU
2エンコーダ・ユニット
3計測パルス発生器
4信号判別回路
5位置カウンタ
6,16計測カウンタ
7逓倍データ・ラッチ&除算器
8逓倍パルス発生器
9 逓倍パルス・カウンタ
10 開始位置レジスタ
11 終了位置レジスタ
12論理積演算回路
13サーボ回路
14キャリッジ・モータ
15往復プリント・タイミング回路
101 キャリッジ(被制御体)
102記録ヘッド
109 スリット

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