JPH0623931B2 - 走査位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は走査位置制御装置に係り、さらに詳細にはエン
コーダ手段により走査体の走査位置制御を行なう走査位
置制御装置に関する。

［従来技術］ 従来インクジェットプリンタ、ワイヤードットプリン
タ、あるいはタイプライタなど種々の記録装置が知られ
ている。これらの多くは記録ヘッドをキャリッジに搭載
し、記録体上を走査させて片道ないし往復記録を行なう
構成を有している。

これらの装置における走査制御、すなわち記録体上での
記録位置の制御は、パルスモータによりキャリッジを駆
動し、こ駆動制御パルスにしたがって記録タイミングす
なわち記録位置を決定する構成がよく知られている。

また、エンコーダにより走査位置制御を行なう構成も知
られている。この場合はキャリッジにフォトカプラなど
の検出器を搭載しておき、これによりスリットなどによ
るマーカーを多数設けたエンコーダプレートを走査して
位置検出を行ない、これに基づいて位置制御が行なわれ
る。

この従来のエンコーダ方式の位置制御の一例を第１図
（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

第１図に示すようにスリット板Ｅには多数のスリットｓ
をピッチＳＰで配列しておき、これを記録ヘッドを搭載
したキャリッジに設けられたフォトカプラＰ_１，Ｐ_２に
より矢印Ａ、Ｂ方向に走査する。往路と復路でのスリッ
ト幅分の位置ずれを防止するため、また、キャリッジリ
ターンの際に確実に記録開始位置までキャリッジを戻す
ため、フォトカプラＰ_１，_２は図示するように進行方向
にずらして取り付けられる。フォトカプラＰ_１，Ｐ_２の
検出出力は、それぞれ第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう
にキャリッジが矢印Ａ方向に進むときと、矢印Ｂ方向に
進むときでは逆に位相がずれたものとなるので、これを
利用してスリットのカウント数を往路のものと復路のも
のに判別して所定の記録開始位置まで戻れるようになっ
ている。これにより記録ラインの途中からでもキャリッ
ジリターンして復路の記録を行なうようにしている。

しかし、上記の方法でキャリッジにフォトカプラを搭載
するので、キャリッジの摺動ガタ、寸法精度などを厳し
く管理しないと、特にキャリッジの記録行の途中からの
リターン時のスリットのカウント数に誤差が生じ、次の
記録が位置ずれを起す場合がある。この点に鑑みてあま
りにキャリッジの摺動ガタを減少させたりすると、駆動
負荷が増大したり、あるいは製造コストが上昇してしま
うことになる。したがって記録解像度、精度を上げるた
めにスリットのピッチＳＰを小さくするには従来技術で
はおのずと限界があった。

以上の欠点は記録装置などに限らず、画像読み取りなど
のためにエンコーダを用いて走査位置制御を行なう装置
に共通のものである。

［目 的］ 本発明は以上の従来の欠点に鑑みてなされたもので、簡
単で安価な構造により、機構の精度が多少悪くても、走
査精度を向上させることができ、高速、高精度かつ自由
度の大きな走査制御が行なえる走査位置制御装置を提供
することを目的とする。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第２図に本発明の走査位置制御装置を採用した記録装置
のキャリッジ周辺の構成を斜視図にして示す。

キャリッジ１は左右のフレーム６に架設されたガイドバ
ー７、８に摺動自在に支持されている。キャリッジ１は
キャリッジ１に取り付けられたベルト３を介してＤＣモ
ータ４により駆動され、プラテン９上の記録紙を走査
し、記録ヘッド２により記録を行なう。記録ヘッド２に
はインクジェット、ワイヤドットなど各種の記録方式の
ものがいずれも使用でき、記録制御はケーブル１３を介
して行なわれる。

キャリッジ１下部には検出部２０が突出して設けられて
いる。検出部２０は図示するように２本の腕から成って
おり、この２本の腕にフォトカプラ１０、１１が設けら
れている。検出部２０の腕の間に左右のフレーム６に架
設されたスリット板１２が嵌通しており、キャリッジ１
の移動にともなってフォトカプラ１０、１１によりスリ
ット板１２に設けられたスリットを走査するようになっ
ている。

エンコーダプレートとしてのスリット板１２の構成を第
３図（Ａ）に示す。同図に示すように、スリット板１２
には２系列のマーカーとしてスリットが設けられてい
る。このうち下側のスリットＳＬ１〜ＳＬｎは記録領域
をいくつかの記録制御のためのゾーンに分割する比較的
長い開口となっており、このスリットＳＬ１〜ＳＬｎは
フォトカプラ１１によりＲ方向ないしＬ方向に沿って走
査される。

また、上側のスリットＳ１〜Ｓｎは不図示の記録位置に
対応して等ピッチで多数設けられているもので、このス
リットＳ１〜Ｓｎは上側のフォトカプラ１０により走査
される。ただしスリットＳ１〜Ｓｎのうち、下側のスリ
ットＳＬ１〜ＳＬｎの端部に対応する１つないし複数個
のスリットが間引きされている。すなわち、この間引き
箇所ではピッチが２倍に設定されている。第３図（Ａ）
ではこの空白箇所に本来等ピッチで存在すべき架空のス
リットＬＳ１〜ＬＳｎ（不図示）を示してある。下側の
スリットＳＬ１〜ＳＬｎの端部は左右方向には上記の架
空スリットＬＳ１〜ＬＳｎの幅内になるように形成す
る。

以上に示したスリット板はポリスチレンなどのプラスチ
ックなどのスリットを穿って構成すればよい。また、透
明プラスチック板にパターンを印刷してスリットを形成
するようにしてもよいのはもちろんである。また、スリ
ット部分を透光性とせず、この部分のみを逆に遮光性と
して構成してもよい。また、検出器の種類によって磁気
的な方法などによってスリットを形成したスリット板１
２を用いるようにしてもよい。

フォトカプラ１０、１１によりスリット板１２を走査し
た際のの検出出力を第３図（Ｂ）に示す。第３図（Ｂ）
の上段はフォトカプラ１０の検出信号ＴＰを、また下段
はフォトカプラ１１の検出信号ＴＲをそれぞれ示してい
る。第３図（Ａ）、（Ｂ）はスリットと検出パルスを上
下関係を対応させて図示してある。

第４図に本発明の記録装置の制御系の構成を示す。同図
において符号３１で示されるものはマイクロプロセッサ
を用いた制御装置３１で制御動作のためにＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）３４を接続されている。主としてＲＯＭ３４には後
述する制御手順がプログラムとして格納され、ＲＡＭ３
３には記録データが格納される。また制御装置３１には
後述する制御のためにタイマー３２が接続されている。
このタイマー３２はソフトウエア的に構成することもで
きる。ただし、第４図は太く示した信号線はデータの授
受を行なうためのデータバスである。

ハードウエア機構は制御装置３１によってインターフェ
ース３５を介して制御される。

ここでは記録機構はキャリッジ走査駆動用のＤＣモータ
４、記録ヘッド２の駆動部４０およびプラテン９駆動用
の駆動部４２が簡単にブロックとして示されている。こ
れらはそれぞれインターフェース３５の出力する制御信
号にしたがって駆動回路３７、３９、および４１により
駆動される。

インターフェース３５には前記のフォトカプラ１０、１
１の出力が公知の増幅器１０Ａ、１０Ｂをそれぞれ介し
て入力される。ここでは増幅器１０Ａ、１０Ｂの出力信
号ＴＰ、ＴＲを前記のフォトカプラ１０、フォトカプラ
１１として示してある。さらにインターフェース３５に
は操作者のマニュアル制御のためのスイッチ３６が接続
されている。

次に以上の構成における動作につき詳細に説明する。

キャリッジ１はＤＣモータ４に駆動されてプラテン９に
沿って左右に走査を行なうが、この走査速度はスリット
板１２のスリットＳ１〜Ｓｎをフォトカプラ１０により
検出することにより得た信号ＴＰを所定の計数手段によ
り計数し、基準値よりも速ければＤＣモータ４をオフと
し、遅ければＤＣモータ４をオンとするチョッパ制御に
より制御される。

記録ヘッド２の駆動部４０はＲＡＭ３３内の記録データ
にしたがって駆動されるが、この駆動タイミングは同じ
フォトカプラ１０の出力信号ＴＰにより同期をとられ、
スリットＳ１〜Ｓｎの位置に対応したプラテン９上の記
録紙の所定位置（ドット）に記録が行なわれる。

スリット板１２の架空スリットＬＳ１〜ＬＳｎの位置で
も記録を行なうが、この記録位置はタイマー３２を用い
て制御する。たとえば第３図（Ａ）中左側からＲ方向に
記録してきて、出力信号ＴＲによりスリットＳ１８を検
出したとすると、ここで制御装置３４はタイマー３２を
スタートさせる。前記のようにして制御されたキャリッ
ジ１の所定速度によりキャリッジ１がスリットＳ１８か
ら架空スリットＬＳの位置まで移動する時間をタイマー
３２が計数すると、第４図中の信号線Ｔｌを介して制御
装置３１に装置信号が出力される。このタイミング制御
装置３１はインターフェース３５を介して記録ヘッド２
の駆動部４０を駆動し、架空スリットＬＳ２の位置でＲ
ＡＭ３３に格納されている記録データに基づいた記録を
行なう。

キャリッジ１のリターン制御、特に記録行がキャリッジ
の走査範囲内で終了しており、次の行の記録のために走
査範囲の途中からキャリッジリターンを行なう、途中リ
ターンはスリット板１２の下側スリットＳＬ１〜ＳＬｎ
をフォトカプラ１１により走査して得た出力信号ＴＲを
基準に行なわれる。たとえば第３図（Ａ）のＲ方向に記
録を進めていき、スリットＳＬ２内の範囲にある記録位
置でその行の記録データが終了している場合には、さら
にキャリッジ１を進め、スリットＳＬ３の左側の端部を
出力信号ＴＲにより検出したところからＤＣモータ４を
反転させ、キャリッジ１をリターンする。所定の記録行
開始位置まで戻るには、リターンした位置からスリット
Ｓ１〜Ｓｎの数を示す出力信号ＴＰをカウントして位置
制御を行なうのではなく、スリットＳＬの右側端部を検
出したところで上側スリットのカウントを開始すること
により行なう。すなわち、スリットＳ３７から記録開始
位置まで戻るためのカウントを開始する。

このような制御により、キャリッジ１のガタや、メカの
作動誤差によってキャリッジ１がリターンする際に生じ
るカウント誤差をなくし、確実に次の行の位置制御を行
なうことができる。特に戻りの際にスリット板１２の下
側のスリットＳＬ１〜ｎの右側端部を検出してから上側
のスリットＳ１〜Ｓｎを計数して位置装置を行なうの
で、正確なリターン動作が行なえる。しかも、スリット
ＳＬ１〜ＳＬｎの右側端部に対応するスリットは架空ス
リットＬＳ１〜ＬＳｎとして間引いてあるので、キャリ
ッジ１がガタなどにより傾斜していてもスリットＳＬ１
〜ＳＬｎの右側端部でスリットＳ１〜Ｓｎを検出できた
り、できなかったりすることによって生じる上側のスリ
ットの計数誤差が完全に除去でき、より位置制御が正確
なものとなる。このような手法によれば、ある程度キャ
リッジの摺動ガタ、メカの作動誤差が存在しても、ある
いは上側の記録位置制御用のスリットピッチを記録精
度、解像度を上げるために細かくしても従来のようなカ
ウント誤差による記録の位置ずれが生じることがない。

上記の実施例では下側のスリットの端部に対応する上側
のスリットを１つだけ省略した構成を例示したが、キャ
リッジの精度によって検出誤差が生じる場合にはもっと
多数の上側スリットを省略するようにしてもよい。

さらに以上の実施例では、個々の記録位置に応じて上側
のスリットを設けているが、これは実際の記録分解能と
必ずしも一致させる必要はなく、記録分解能の整数倍に
構成しておくようにしてもよい。

また、上記の実施例ではキャリッジ駆動手段としてＤＣ
モータを例示したが、パルスモータなどを用いてもよい
のはもちろんである。

以上のようにしてスリット板１２の下側スリットで示さ
れるゾーン単位でキャリッジリターンを行なうことがで
き、記録速度を速くすることができる。しかも、上に述
べたように正確なエンコーダスリットのカウントに基づ
いた高精度な記録位置制御により高品位の記録を行なう
ことができる。また、本発明はわずかなハードウエアお
よびソフトウエアの変更により実施できるので、コスト
ダウンに役立つ。

上述した本発明の技術はインクジェット記録、感熱記
録、放電破壊記録などの各種記録方式に拘らず実施でき
る。また、ドット記録でなく、デイジープリンタなどの
インパクト記録装置、あるいは画像読み取りなど記録以
外の目的で走査を行なう装置にも本発明が実施できるの
はもちろんである。

［効 果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エン
コーダ手段により走査体の走査位置制御を行う走査位置
制御装置において、前記走査体の走査領域に設けられた
マーカーを計数する計数手段と、前記走査体の走査領域
を複数ゾーンに分割する第１のマーカー群と、前記走査
体が反転する際の前記計数手段の計数誤差を防止するた
めに、前記第１のマーカー群のゾーン端部に対応する部
分で、その少なくとも１つが除去されて前記走査領域の
走査分解能に対応して定められた等ピッチの第２のマー
カー群を設けたエンコーダプレートと、これら第１及び
第２のマーカー群を検出する第１、第２の検出器から前
記エンコーダ手段が構成されるとともに、前記走査体が
反転する際に、前記第１の検出器により前記第１のマー
カー群のゾーン端部を検出したところで、前記第２の検
出器により前記第２のマーカー群を検出し、前記計数手
段により前記第２のマーカー群の計数を開始して、前記
走査体の位置制御を行なわせる制御手段を備えた構成を
採用したので、簡単で安価な構成により機構の精度が多
少悪くても、走査精度を向上させることができ、高速、
高精度かつ自由度の大きな走査制御が行なえる優れた走
査位置制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は（Ａ）は従来の走査位置制御装置の構成を説明
する説明図、第１図（Ｂ）および第１図（Ｃ）は従来の
走査位置制御動作を説明する線図、第２図は本発明の走
査位置制御装置を採用した記録装置の一実施例の斜視
図、第３図（Ａ）は第２図中のスリット板の構造を示す
説明図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のスリット板の走
査出力を示す線図、第４図は第２図の装置の制御系を示
すブロック図である。 １……キャリッジ １０、１１……フォトカプラ １２……スリット板 ３１……制御装置 ３２……タイマー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンコーダ手段により走査体の走査位置制
   御を行なう走査位置制御装置において、 前記走査体の走査領域に設けられたマーカーを計数する
   計数手段と、 前記走査体の走査領域を複数ゾーンに分割する第１のマ
   ーカー群と、前記走査体が反転する際の前記計数手段の
   計数誤差を防止するために、前記第１のマーカー群のゾ
   ーン端部に対応する部分で、その少なくとも１つが除去
   されて前記走査領域の走査分解能に対応して定められた
   等ピッチの第２のマーカー群を設けたエンコーダプレー
   トと、 これら第１及び第２のマーカー群を検出する第１、第２
   の検出器から前記エンコーダ手段が構成されるととも
   に、 前記走査体が反転する際に、前記第１の検出器により前
   記第１のマーカー群のゾーン端部を検出したところで、
   前記第２の検出器により前記第２のマーカー群を検出
   し、前記計数手段により前記第２のマーカー群の計数を
   開始して、前記走査体の位置制御を行なわせる制御手段
   を備えたことを特徴とする走査位置制御装置。