(57)【要約】【課題】記録動作中にカバーが開かれたときに、モータで動作する可動部を急激に減速停止させる。【解決手段】記録動作中にプリンタカバー開が検知されたら、ＣＰＵ２０４は、モータの指示速度を低下させる（零にする）。この際、プリンタカバー開に応じて、カバースイッチ２１５によりモータ１０１，１１３の駆動電源が切断されるとともに、モータドライバ２１０に接続されたコンデンサ３０１に蓄積された電荷で、前記指示速度となるようモータ１０１，１１３が駆動される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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モータの速度を指示するキャリッジモータ速度指示手段と、
前記キャリッジの移動方向に対して直角の方向に用紙を搬送する搬送モータの速度を指示する搬送モータ速度指示手段と、
前記キャリッジと前記用紙搬送部を保護するカバーと、
前記カバーの開閉を検知するカバー検知手段と、
前記カバー検知手段によりカバー開が検知された場合、前記キャリッジモータ速度指示手段および前記搬送モータ速度指示手段の少なくとも一方がその指示速度を低減するよう制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記カバー検知手段によりカバー開が検知されたとき、前記キャリッジモータおよび搬送モータの駆動電源を遮断する駆動電源遮断手段を有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記カバー検知手段と前記駆動電源遮断手段とは同一機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記カバー検知手段によりカバー開が検知されたとき、前記キャリッジモータ速度指示手段および前記搬送モータ速度指示手段の少なくとも一方は、指示速度を零にすることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
前記キャリッジモータおよび搬送モータの駆動回路の駆動電圧供給部に接続されたコンデンサを有し、前記駆動電源の遮断後、前記キャリッジモータおよび搬送モータは、前記コンデンサに蓄積された電荷を駆動電力として動作することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドを搭載するキャリッジと用紙搬送部とを有する記録装置に関し、特にキャリッジモータと用紙搬送モータの移動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録ヘッドを搭載するキャリッジ、および、用紙を搬送する用紙搬送部を有する記録装置では、移動するキャリッジや用紙搬送部の保護、ひいてはユーザの保護のためにプリンタカバーを具えている。印字中にプリンタカバーが開かれた場合、ＰＬ（Product Liability）の観点からキャリッジモータと用紙搬送モータを駆動する駆動電源を物理的なスイッチ等で遮断している。これらはインターロック（Inter-Lock）機構とも呼ぶ。
【０００３】
駆動電源を遮断するので、制御系のＣＰＵ、回路が暴走したようなときでもモータ自体は比較的安全に停止できる（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１４２３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の方法では次のような問題が生じる。
【０００５】
先ず、駆動系の電源が遮断されても短時間ではあるが駆動回路に挿入された電解コンデンサに蓄積された電荷によって回路は動作を継続しようとする。
【０００６】
また、キャリッジにしても用紙搬送部にしても、可動部の重量等の関係で、慣性モーメントが大きいと、電源遮断後もより長く動き続ける。その結果、記録動作中にプリンタカバーが開かれたときに、キャリッジや用紙搬送部の駆動を停止しても、キャリッジのは思いの外進んでしまうことがある。これにより、キャリッジ等が移動を継続しユーザが危険に遭遇する可能性が懸念される（特に大判の記録装置ではキャリッジも大型で重量がある）。
【０００７】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、記録動作中にカバーが開かれたときに、モータで動作する可動部を急激に減速停止させることができる記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による記録装置は、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モータの速度を指示するキャリッジモータ速度指示手段と、前記キャリッジの移動方向に対して直角の方向に用紙を搬送する搬送モータの速度を指示する搬送モータ速度指示手段と、前記キャリッジと前記用紙搬送部を保護するカバーと、前記カバーの開閉を検知するカバー検知手段と、前記カバー検知手段によりカバー開が検知された場合、前記キャリッジモータ速度指示手段および前記搬送モータ速度指示手段の少なくとも一方がその指示速度を低減するよう制御を行う制御手段とを備える。すなわち、モータを停止させるような速度制御を行うことにより、可動部を急激に減速停止させることが可能となる。
【０００９】
前記カバー検知手段によりカバー開が検知されたとき、前記駆動電源遮断手段により、前記キャリッジモータおよび搬送モータの駆動電源を遮断することにより、安全性が確保される。
【００１０】
前記カバー検知手段と前記駆動電源遮断手段とは同一機構で構成することができる。
【００１１】
前記指示速度の低減の態様としては、前記カバー検知手段によりカバー開が検知されたとき、前記キャリッジモータ速度指示手段および前記搬送モータ速度指示手段の少なくとも一方は、指示速度を零にすることができる。
【００１２】
前記キャリッジモータおよび搬送モータの駆動回路の駆動電圧供給部に接続されたコンデンサを有する場合、前記駆動電源の遮断後、前記キャリッジモータおよび搬送モータは、前記コンデンサに蓄積された電荷を駆動電力として動作する。これによって、モータの駆動電源を遮断して大局的な安全を保証しつつ、コンデンサの蓄積電荷を利用して短時間に積極的にモータを停止させるような速度制御を行うことにより、可動部を急激に減速停止させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記録装置の記録動作中にカバーが開かれても、モータで動作する可動部を急激に減速停止させることができるので、より安全性の高い記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明が適用される記録装置のキャリッジおよび用紙搬送部周辺の外観構成を示す図である。
【００１６】
記録ヘッド１０３を搭載するキャリッジ１０２は、キャリッジモータ１０１を駆動源として、モータ軸に結合されたガイドプーリ１０５およびキャリッジベルト１０６を介して図の左右の印字方向に移動可能である。
【００１７】
キャリッジ１０２の移動は、ガイドシャフト１０７に沿ってガイド部１０８によりガイドされる。また、キャリッジ１０２は、移動中、スライダ部材１０９に沿ってスライドする。
【００１８】
用紙１１０は、搬送モータ１１３を駆動源として紙送りローラ１１４の回転によって矢印前後方向に移動可能で、キャリッジ１０２と用紙１１０は両者同時に移動されることもある。用紙１１０上には、既に印字が終了しているエリア１１１を示している。
【００１９】
リニアスケール１０４は、キャリッジ１０２上にある不図示の発光素子および受光素子を含むリニアエンコーダ２１２と協働する部材であり、キャリッジ１０２の移動可能範囲全体に渡って備えられる。キャリッジ１０２上にある不図示の発光素子、受光素子によってリニアスケール１０４を透過するモワレを測定することによりキャリッジ１０２の移動速度や現在位置の識別が行われる。
【００２０】
同様に、搬送モータ１１３の回転軸にはロータリエンコーダ１１５が結合され、用紙搬送速度および現在位置の識別が可能である。
【００２１】
キャリッジ１０２の移動範囲の端部には、記録ヘッド１０３の記録性能を維持または回復するためのクリーニング機構１１２が設置されている。
【００２２】
とりわけ大判の記録装置等では、可動部の慣性が大きく、安全性の確保は重要である。
【００２３】
図２は、本発明が適用された記録装置の制御ハードウェアを示すブロック図である。
【００２４】
外部のホストＰＣ(Personal Computer)２００から記録装置のシステムコントローラ２０１に受信された画像データは、ほぼ同時に記録装置エンジン部のインタフェースコントローラ２０３に転送される。ＣＰＵ２０４はインタフェースコントローラ２０３を制御し、印字データ生成部２０６を介してこの画像データを画像メモリ２０７にビットマップデータとして一時的に記憶させる。ＣＰＵ２０４は、プログラムに基づいて、記録装置内を制御する。かかる実行プログラムはＲＯＭ２０５に記憶されている。ＲＯＭ２０５に記憶されている実行プログラムは、例えば、図１０に示す手順を実行するプログラムである。更にＲＯＭ２０５には、図４および図５に示す位置エラー〜指示速度変換テーブル等が設けられている。ＣＰＵ２０４の作業用メモリとしてＲＡＭ２０６も用意されている。ＲＡＭ２０６には種々のデータを記憶するエリアが設けられている。尚、システムコントローラ２０１は操作パネル２０２からのキー入力の受け付け、ＬＣＤ等の表示装置の制御も行う。本発明におけるキャリッジモータ速度指示手段、前記搬送モータ速度指示手段および制御手段はＣＰＵ２０４により構成される。
【００２５】
必要な印字データが画像メモリ２０７にセットされると、ＣＰＵ２０４はまず搬送モータ１１３を、サーボロジック２０９およびモータドライバ２１０を介して駆動開始し、用紙１１０を印字開始位置まで搬送する。搬送方向の印字開始位置は、搬送モータ１１３に結合されたロータリエンコーダ１１５および不図示の用紙検知センサとにより、正確な位置決めが可能である。
【００２６】
続いて同じくサーボロジック回路２０９およびモータドライバ２１０を介してキャリッジモータ１０１の駆動開始する。本実施の形態では、搬送モータ１１３およびキャリッジモータ１０１としては共にサーボモータを使用する。より具体的には、電機子回転位置から複数相巻線への転流タイミングを制御するためのホール素子２１１を内蔵するブラシレスモータを使用する。ホール素子２１１の出力は例えば３[bit]のデジタル信号で構成され、サーボロジック回路２０９にもフィードバックされる。
【００２７】
本実施の形態ではブラシレスサーボモータを使用したものを説明しているが、ブラシ付ＤＣモータを使用したものでも同様の効果が得られる。
【００２８】
キャリッジ１０２の動きによってリニアスケール１０４の透過光から得られるエンコーダ２１２の出力はサーボロジック回路２０９にフィードバックされる。
【００２９】
エンコーダ２１２の出力に同期し、キャリッジ１０２が用紙１１０上の記録開始位置に到達後、画像メモリ２０７の読み出しが開始される。読み出されたデータは印字データ生成部２０６に入力され、生成された記録データに従って記録ヘッドドライバ２０８が駆動され、記録ヘッド１０３から記録データに従ったインクが吐出される。
【００３０】
カバースイッチ２１５は後述するプリンタカバーの開閉を検知するメカ的なスイッチであり、その出力は入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２１４を介してＣＰＵ２０４がほぼリアルタイムに読み出し可能である。
【００３１】
図３は、本発明の特徴的な部分である、キャリッジモータ１０１と搬送モータ１１３用のモータドライバ２１０への駆動電圧供給経路を示す。図２に示した要素と同じものには同じ参照符号を付してある。図２に示したカバースイッチ２１５は、入出力ポート２１４に接地情報を入力するスイッチ２１５ａと、モータドライバ２１０に駆動電圧ＶＭを接続するスイッチ２１５ｂから構成されている。すなわち、このカバースイッチ２１５は、カバー検知手段と駆動電源遮断手段とを兼ねる同一機構を構成している。両スイッチ２１５ａ，２１５ｂはプリンタカバー７０１（図７で後述）の開閉に従って連動するようになっている。通常状態ではモータドライバ２１０には駆動電圧（ＶＭ：例えば＋２４Ｖ）がカバースイッチ２１５経由で供給されている。プリンタカバーが開かれると、カバースイッチ２１５がオープンとなり、駆動電圧は遮断される。このような機構はインターロック機構と呼ばれ、プリンタカバーが開いた状態では、たとえＣＰＵ２０４や制御回路が暴走したとしてもユーザに決してダメージを与えることがないように配慮した安全回路である。なお、スイッチ２１５ａは、ＣＰＵ２０４がカバーの状態を読み込むために用意されたものである。
【００３２】
モータドライバ２１０の駆動電圧供給部には比較的大きい容量のコンデンサ３０１が挿入されている。これにより、プリンタカバーの開閉時、カバースイッチのチャタリングによるモータドライバ２１０の故障や誤動作が未然に防止される。このコンデンサ３０１の存在により、プリンタカバーが開かれてカバースイッチ２１５が開放されても、駆動電圧は瞬時に零とはならない。
【００３３】
次に、キャリッジ、用紙搬送の移動指示を行う場合の一般的な速度制御について図４〜図６を用いて説明する。
【００３４】
キャリッジ１０２および搬送モータ１１３の現在位置は、ＣＰＵ２０４から不図示のキャリッジ位置カウンタおよび搬送位置カウンタの値として常に読み出し可能である。キャリッジ１０２および搬送モータ１１３の目的位置はＲＡＭ２０６の記憶エリアに書き込まれているが、キャリッジ目的位置に対して現在位置は通常同じか、或いは近傍位置に静止している。但し、搬送部の停止位置精度は厳しく管理されるので搬送モータ１１３の停止時には不図示の微小位置制御回路にてサーボロックされる。
【００３５】
移動指示を行う場合、ＣＰＵ２０４はＲＡＭ２０６のキャリッジ目的位置、或いは用紙搬送位置を更新した後、移動速度制御を開始する。以降、これら２種類のモータのサーボ制御は類似の方法で制御されるので、ここでは代表してキャリッジの移動制御について説明する。
【００３６】
図４は、キャリッジ１０２の現在位置の目的位置に対する位置エラーＮを横軸にとった場合の指示速度Ｖを決めるための位置エラー〜指示速度変換テーブル４０１（データテーブル）を模式的にグラフで示したものである（後続の他の変換テーブルについても同様である）。この位置エラー〜指示速度変換テーブル４０１はＲＯＭ２０５に記憶されている。
【００３７】
キャリッジ１０２の最大指示速度４０２の領域から、目的位置（Ｎ＝０）迄は等加速度となるように指示速度４０１は設計される。尚、目的位置が現在位置より右ならば指示速度に（＋）、目的位置が現在位置より左なら（−）の極性を付与する。
【００３８】
図５に、キャリッジ１０２の現在速度（移動速度）を求めるパルス間隔〜速度変換テーブル５０１を示す。このパルス間隔〜速度変換テーブル５０１はＲＯＭ２０５に記憶されている。ここでパルス間隔とは、キャリッジの移動により、リニアスケール１０４を介してエンコーダ２１２から得られる互いに９０度位相がずれ、且つ各々のパルスのＨｉｇｈ（１）、Ｌｏｗ（０）の比率はほぼ１：１となる２種類の出力パルスの変化点から変化点迄の時間を示す。例えば、リニアスケールのスリット間隔は１／３００[inch]で設計したならば、各１／３００[inch]毎に４つの変化点が得られるので、１／１２００[inch]進む毎のパルス間隔を測定できることになる。
【００３９】
例えば、本実施の形態の記録装置ではパルス間隔の零（速度：無限大）近傍は禁止領域５０２であり、一方、パルス間隔がある所定値以上では速度は零とみなす。既に説明した通り、パルス間隔測定用パルスは１／１２００[inch]の移動毎に発生するので図５の変換テーブル５０１によってパルス間隔の実速度への変換が可能である。
【００４０】
キャリッジ１０２の移動方向はエンコーダ２１２から出力される２つの信号の位相関係から判別でき、１／１２００[inch]の移動毎に最新の移動方向が得られる。
【００４１】
尚、パルス間隔〜速度変換テーブル５０１は、キャリッジ１０２および搬送モータ１１３のいずれにも、共通の変換テーブルを用いることができる。但し、両者の通常使用する速度領域が異なるので各々独立した速度変換テーブルを用意してもよい。
【００４２】
次に、パルス間隔〜速度変換テーブル５０１で求めた現在速度を指示速度から減算すると、極性を含めた速度エラーが求められる。そこで、最終的に例えば図６の速度エラー〜ＰＷＭ値変換テーブル６０１を参照し、ＣＰＵ２０４はサーボロジック回路２０９内部のＰＷＭ回路（不図示）に書き込む。尚、このとき駆動すべき回転方向を指示する回転方向指示信号（不図示）もあわせて書き込む。サーボロジック２０９はモータドライバ２１０の回転方向と、駆動部ＯＮデューティを決めるＰＷＭ波形を出力する。これらのフィードバック制御は、キャリッジモータ１０１および搬送モータ１１３の各々について独立に行う。
【００４３】
図７は、本実施の形態における記録装置にプリンタカバー７０１を装着した様子を示す斜視図である。プリンタカバー７０１は奥側を支点にして図の前方から矢印上方向に開く構造になっており、その開閉はカバースイッチ２１５にてメカ的に検知できる。プリンタカバー７０１が開くとカバースイッチ２１５がオープンになり、図３で説明した通りモータドライバ２１０への駆動電圧は遮断される。図７からわかる通り、プリンタカバー７０１が開かれたときキャリッジモータや搬送モータは即座に停止することが安全面で好ましいが、コンデンサ３０１が挿入されているのでモータの駆動電圧は瞬時で零とはならない。
【００４４】
本発明の実施の形態における、プリンタカバー７０１が開いたときの処理を図８にて説明する。
【００４５】
ＣＰＵ２０４は、プリンタカバー７０１が開いたことを検知すると（Ｓ８０１-Ｙｅｓ）、キャリッジ１０２が移動中か否かをチェックし、もし移動中ならば（Ｓ８０２-Ｙｅｓ）、キャリッジモータ１０１の指示速度を零に設定し、直ちに減速開始させる（Ｓ８０３）。
【００４６】
次に、搬送モータ１１３が動作中（用紙搬送中）か否かをチェックし、もし動作中なら（Ｓ８０４-Ｙｅｓ）、搬送モータ１１３の指示速度も零に設定し（Ｓ８０５）、キャリッジモータと同様、即座に減速させる。
【００４７】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、プリンタカバーを開けられたときの処置として、記録装置はモータドライバ部に挿入されたコンデンサの電荷が残っているかぎり、むしろこれを積極的に利用してフィードバック制御によりモータを減速しようとするので、慣性力にも抵抗してモータを減速させる力が働く。したがって、より短時間にモータを停止させることができる。これにより、記録装置の安全面で非常に好ましい結果を得られる。カバー開の検知時の指示速度は直ちに零としたが、複数段階で指示速度を落としていくようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は高速で生産性の高い記録装置に利用可能であり、とりわけ大判の記録装置に利用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明を適用した記録装置のキャリッジと用紙搬送部を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した記録装置の電気的なブロック図である。
【図３】本発明を適用したカバースイッチとモータ駆動系の関係を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態において位置エラーに対するモータへの指示速度を定めた変換テーブルを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態においてパルス間隔を速度に変換する変換テーブルを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態において速度エラーに対するモータドライバへのＰＷＭ値を定めた変換テーブルを示す図である。
【図７】本発明を適用した記録装置にプリンタカバーを装着した様子を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態においてプリンタカバーが開いたときの処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０１    キャリッジモータ
１０２    キャリッジ
１０３    記録ヘッド
１０４    リニアスケール
１１０    記録媒体
１１１    印字済みエリア
１１３    搬送モータ
１１５    ロータリエンコーダ
２０１    システムコントローラ
２０４    ＣＰＵ
２０５    ＲＯＭ
２０９    サーボロジック回路
２１０    モータドライバ
２１５    カバースイッチ
３０１    コンデンサ
７０１    プリンタカバー
【図１】
2006035521.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006035521.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006035521.tif 000007
【図６】
2006035521.tif 000008
【図７】
2006035521.tif 000009
【図８】
2006035521.tif 000010