JPH03136884A

JPH03136884A - 記録装置

Info

Publication number: JPH03136884A
Application number: JP27429589A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Itou; 伊東　典晃
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、用紙のような記録材上に文字等を記録する各
種の記録装置に関し、特にステップモータを駆動源とし
て用いて記録ヘッドを記録走査のために移動する記録装
置に関する。

（従来の技術）従来から知られているシリアル型の記録装置では、記録
ヘッドを記録走査のために搬送するキャリッジを駆動す
るキャリッジモータとして、一般にハイブリッド型、も
しくはＰＭ型（永久磁石型）のステップモータが用いら
れている。

また、キャリッジモータの回転による変位をスリップや
バックラッシュなしに確実にキャリッジへ伝えるため、
ステップモータの出力軸とキャリッジとはタイミングベ
ルトによって結合されている。また、そのモータの出力
軸にはタイミングベルトの突起が正確にかみ合うような
溝をもうけたプーリが結合されており、そのプーリの径
の大きさによフてステップモータの回転量とキャリッジ
の移動量との関係が決定される。

さらに、ステップモータには閉ループ制御が採用されて
いる。この閉ループ制御により、■ステップモータのス
テップ駆動に伴う振動音や速度むらが抑制され、■脱調
、共振などが防止され、また■高トルク化が可能となる
からである（発明が解決しようとするｎ題）しかしながら、上記のような従来例では、次のような解
決すべき課題があった。

■　ステップモータをキャリッジモータとして用いてい
るので、ステップモータが固有に有するコギングトルク
（ｃｏｇｇｉｎｇ　ｔｏｒｑｕｅ）がモータの負荷とな
り、そのため周期的な速度変動がキャリッジに発生する
。ここで、コギングトルクとは無励磁のステップ千−夕
のロータ軸を回転させた場合に発生するガタガタと引か
かるような感じの負荷であり、その負荷の大小は周期的
に変化する。このような周期的変動はステップモータの
ロータ磁極とステータ磁極の位置関係によって発生する
ものであって、１周４８ステツプ（ｓｔｅｐ）のＰＭ型
スステップモータは、一般に２４周期または４ａ周期の
コギングトルク周期が存在する。

■　また、タイミングベルトを用いているので、タイミ
ングベルト上の突起とモータプーリの溝とがかみ合う時
に、またはそれらが分離する時に、“ひっかかり“や“
こすれ“が生じて、それがモータの外乱負荷となるため
、ステップモータはタイミングベルトのピッチ周期の速
度変動を起こす。

■　さらに、上記したステップモータのコギングトルク
周期の速度変動の周波数と、ベルトピッチ周期の速度変
動の周波数とが、互いに近傍の周波数であると、いわゆ
る“うなり”現象によって新しい周期の速度変動が発生
する。

例えば、ステップモータは１周４８ステツプのＰＭＭモ
ータであって、コギングの発生は１周あたり２４個、タ
イミングベルトは８７１００インチピッチ、ブーりは１
周２０歯であるとし、キャリッジスピードを３８０ｍｍ
／ｓと設定した場合を考える。上記の設定では、ステッ
プモータの回転スピードは５８２ｒｐ−となるので、コ
ギングトルクの周波数は２２５Ｈｚ　。

ベルトピッチの周波数は１８７Ｈｚであり、両者の周波
数の差の３８Ｈｚがうなりの周波数になる。

以上説明したように、従来のステップモータはこれらの
周波数の速度変動を伴いながら回転しているため、タイ
ミングベルトによりて結合されたキャリッジも同様に、
これらの周波数成分の速度変動を伴いながら移動してい
る。一方、キャリッジ上の記録ヘッド（例えば、熱転写
記録ヘッド。

インクジェット記録ヘッドなど）は等間隔のタイミング
で記録動作を行っているので、キャリッジ本体が速度む
ら（斑）を有しながら記録走査すると、文字・画像等の
記録（印字と称する）が所定記録位置からずれて行なわ
れる。キャリッジの速度変動が周期的な速度変動である
と、その印字のずれも周期性になり、例えば等間隔の縦
線を記録させると、モアレ縞が現れる。前述の具体例の
場合において、コギングピッチのモアレ縞は１．６９ｍ
５ピツチ、ベルトピッチのモアレ縞は２．０３ｍ５ピツ
チ、両者の“うなり”のモアレ縞は１０．０ｍｍピッチ
で見られる。

そこで、本発明の目的は、上述の解決すべき課題に鑑み
、キャリッジ駆動モータの速度変動を抑制して記録精度
、記録品位を向上させることのできる記録装置を提供す
ることにある。

Ｃａｄｉを解決するための手段）上述の目的を達成するために、本発明は、駆動源として
のステップモータと伝動手段としてのタイミングベルト
を用いて記録ヘッドを走査方向に８勤する記録装置にお
いて、前記タイミングベルトのピッチは前記ステップモ
ータが個有に有するコギングトルクのピッチに一致させ
て設定され、かつ該タイミングベルトが巻回するプーリ
の溝位置は該コギングトルクの周期に対応して速度変動
が相殺する所定位置に位置決めされていることを特徴と
する特〔作　用〕本発明では、ステップモータを駆動源として用いて記録
ヘッドを記録走査のために６動する記録装置において、
そのステップモータのロータの回転角位置を検出する検
出手段と、その検出手段の検出結果に応じて、ステップ
モータの駆動を閉ループ制御し、特にステップモータの
コギングトルク周期の速度変動と、タイミングベルト周
期の速度変動とが相殺するように、■モータコギングの
ピッチとタイミングベルトのピッチとを一致させ、■所
定の位置関係となるようにプーリを位置決めするように
したので、ステップモータの速度変動を抑えて、記録装
置の記録精度および記録品位を向上させることができる
。

〔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
。

第２図〜第４図は、本発明の一実施例のシリアル型のイ
ンクジェットプリンタの本発明に係る要部の構造を示す
。

まず、第２図は、本実施例のプリンタの要部として、記
録ヘッドを搭載したキャリッジを駆動するキャリッジ駆
動機構の構造を示している６本図において、１はキャリ
ッジ駆動モータ、２はキャリッジである。キャリッジ２
はインクジェット記録方式の記録へラド４を搭載してお
り、プリンタにおいて記録用紙（シート）フの記録台と
なる図示しないプラテンに平行に架設されたガイドシャ
フト５＾、５Ｂ上に、その軸方向に摺動可能に支持され
ている。また、キャリッジ２には、タイミングベルト６
が結合されており、このベルト６はプーリ３＾、３８間
に張設され、この一方のプーリ３Ｂはキャリッジ駆動モ
ータ１の出力回転軸に結合されている。

また、キャリッジ駆動モータ１によりプーリ３Ｂが回転
駆動されることにより、タイミングベルト６が走行し、
それに連動してキャリッジ２がガイドシャフト５Ａ、５
Ｂ上を記録用紙フに沿フて本図の矢印ＦまたはＲ方向に
摺動走行する。キャリッジ２がＦまたはＲ方向に１回移
動する間に、記録ヘッド４が駆動されることにより、１
行のドツト記録がなされ、１行の記録が終了すると、記
録用紙７が１行分、図中の上方向に送られて改行がなさ
れる。この繰り返しにより順次１行づつの記録がなされ
ていく。記録へラド４の印字位置（記録位五）およびキ
ャリッジ２の６動位置は、キャリッジ２の一端に固定し
た遮蔽板８がフォトセンサ９のスリット９＾と重なった
場合を「０」とし、キャリッジ駆動モータｌのエンコー
ダの出力信号を数えることで判断する。上述のエンコー
ダは後述のようにモータ１内に設けられている。

第３図および第４図は、上述のような駆動条件で駆動さ
れる本発明実施例のキャリッジ駆動モータ１の内部構造
を示す０本図において、ｌＯはケーシング、１３はロー
タ軸、１４はロータ、１５＾と１５Ｂはコイル、１６＾
と１６Ｂはステータである。１７は検出用ディスク、お
よび１８はフォトインタラプタであり、１７と１８はモ
ータ１のロータ１４の回転角位置を検出するエンコーダ
２６を構成する。　１９はロータマグネットである。ロ
ータ１４．ロータマグネット１９、検出用ディスクはロ
ータ軸１３に固定され、体に回転する。

第５図は上述のキャリッジ駆動モータ１の閉ループ制御
を行なう本発明実施例のモータ駆動制御系の回路構成を
示す。

本図において、２０〜２５は本発明の制御手段を構成し
、２６は本発明の検出手段に相当する。まず、２０はプ
リンタ全体の制御を行なうＭＰＵ　（マイクロプロセッ
サユニット）である、　ＭｐＨ２０は、ＲＯＭ　（リー
ドオンメモリ）２１に格納された制御プログラムに従い
、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２２をデータ処理
の作業領域に用いて図示していない他の各プリンタ機構
の駆動源の駆動制御を行なうとともに、上述したキャリ
ッジ２を駆動するキャリッジ駆動モータ１の駆動制御を
行なう、そのために、ＭＰ０２０は、図示していないハ
ードウェアまたはソフトウェアにより構成した内部カウ
ンタを用いて、検出用ディスク１１とフォトインタラプ
タ１８とから構成されたエンコーダ２６の出力パルス２
７をカラントすることによって、キャリッジ２の位置を
検知する。

また、ＭＰ０２０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号発生
器２３を介してモータ駆動回路２５によりキャリッジ駆
動モータ１の回転速度を制御するとともに、キャリッジ
駆動モータ１のコイル１５＾、１５Ｂの励磁電流の切り
換えを行なう電流切換回路２４を介してモータ駆動回路
２５によりキャリッジ駆動モータ１の起動、停止および
回転方向の制御、すなわちキャリッジ２の起動、停止、
移動方向を制御する。

このようなモータ駆動制御はキャリッジ駆動モータ１．
エンコーダ２６．　ＭＰＩＩ２０．ＰＷＭ信号発生器２
３、およびモータ駆動回路２５とから成る閉ループ制御
系によって行なわれる。

次に、第１図の波形図を参照して、本発明の特徴につい
て説明する。

本発明実施例においては、第１にタイミングベルト６の
ベルトピッチをキャリッジ駆動モータ１が固有に持つコ
ギングのピッチに一致させる。

例えば、キャリッジ駆動モータ１が一周２４周期のコギ
ングを持つ４８ステツプのステッピングモータとしたな
らば、プーリ３Ｂも一周２４歯に形成してコギングのピ
ッチを合わせている。従って、プーリ３Ｂの直径は、タ
イミングベルト６として８７１００インチのピッチのベ
ルトを用いると、１５．５ａ＋ａ＋となる。他の種類の
千−夕の場合でも上述と同様にプーリの歯数をモータの
１周あたりのコギング周期数に一致させれば良い。

また、本発明の実施例においては第２に、速度変動を相
殺するために、ステップモータｌのコギングトルクの周
期と、プーリ３Ｂの溝位置を、第１図に示すような位置
関係になるようにプーリ３Ｂの取付位置の位置決めをす
る。

本図において、Ａはステップモータ１のコギング周期の
負荷変動を表し、Ｂはキャリッジ駆動モータｌに取り付
けられたプーリ３Ｂの溝（歯）の位置を表わし、Ｃはプ
ーリ５Ｂの溝とタイミングベルト６の突起によって生ず
る負荷変動を示している。横軸は時間軸を示し、モータ
１の回転に伴う時間的変化を表している。また、第１図
のＤは同図のＡのトルク変動と、同図のＣのトルク変動
を重なり合わせた波形であり、この波形りではＡの波形
とＢの波形が相殺し合い、トルク変動が小さくなってい
る。

上述のように、トルク変動の周期を、Ａ、Ｂの波形で示
すような逆相に合わすために、本実施例においてはまず
、未着磁のロータ１４と、あらかじめタイミングベルト
６の溝が切られているプーリ３Ｂとを一体に結合する。

この時の結合はＤカット（軸の断面をＤ形状にする加工
のこと）によるものでも圧入方式でも良い。次に、ロー
タマグネット１９の着磁を行う。この時にステップモー
タ１として記録装置内に組み込んだ時に生ずるコギング
トルクの周期とプーリの溝とが第１図の＾、Ｂに示した
逆相の波形関係になるように、着磁器中のロータ１４を
位置決めしてロータマグネット１９の着磁をする。

奔るいはまた、他の実施態様として、ロータ１４の着磁
位置とプーリ３Ｂの溝の位置を合わせるために、まず未
着磁のロータ１４のロータ軸１３にＤカットを施し、そ
のＤカット位置と、ロータマグネット１９の着磁バタン
が所定の関係となるように、ロータマグネット１９に着
磁を施す０次に、ロータ軸１３にプーリ３Ｂを結合する
。この時のプーリ３Ｂの軸穴はＤカット処理しておき、
溝位置とそのＤカット位置は、プーリ３Ｂをロータ１４
と結合したときに、第１図の＾、Ｂに示したような位置
関係となるように、あらかじめ位置決めしておく。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、モータコギング
のピッチとタイミングベルトのピッチを一致させ、プー
リを介して、それらのモータコギングとタイミングベル
トによるトルク変動を相殺させるように設定するように
したので、特別な部材や機構等を用いずにキャリッジモ
ータの速度変動・振動を抑えることができる効果が得ら
れる。

よフて、本発明では、低騒音で高速、高精度（高品位）
記録ができる記録装置を比較的廉価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の特徴を表す負荷トルクの相殺を
示す波形図、第２図は本発明実施例のキャリッジ駆動機構の斜視図、第３図は本発明実施例のキャリッジモータの構成を示す
一部切欠き斜視図、第４図は第３図の断面図、第５図は本発明実施例のモータ駆動制御系の回路構成を
示すブロック図である。１・・・キャリッジ駆動モータ、２・・・キャリッジ、３八、３Ｂ−・・プーリ、４・・・記録ヘッド、６・・・タイミングベルト、９・・・フォトセンサ、１３・・・ロータ軸、１４・・・ロータ、１６＾、１６Ｂ・・・ステータ、１７・・・検出用ディスク、１８・・・フォトインタラプタ、１９・・・ロータマグネット、２０・・・ＭＰＵ。２５・・・モータ駆動回路、２６・・・エンコーダ。さ　躯

Claims

【特許請求の範囲】１）駆動源としてのステップモータと伝動手段としての
タイミングベルトを用いて記録ヘッドを走査方向に移動する記録装置において、前記タイミングベルトのピッチは前記ステップモータが
個有に有するコギングトルクのピッチに一致させて設定
され、かつ該タイミングベルトが巻回するプーリの溝位置は該
コギングトルクの周期に対応して速度変動が相殺する所
定位置に位置決めされていることを特徴とする記録装置
。