(57)【要約】【課題】プリンタ装置の紙送り機構において、フィード駆動にＤＣモータを用いながら、安価な構成で印刷用紙の停止位置の精度を高める。【解決手段】印刷開始時、モータ制御回路は、所定数のパルス信号をカウントした後、時間Ｔ１において、パルス信号がローからハイに切り替わったことを検出することにより、用紙が決められた停止位置の手前に達したことを知り、ＤＣモータにブレーキ電圧をかけ、時間Ｔ２において紙送りローラの回転が停止する。その後、時間Ｔ３において、モータ制御回路は、ＤＣモータを最低駆動電圧で駆動し、時間Ｔ１以降、さらに所定数のパルス信号をカウントしてパルス信号がローからハイに切り替わったとき（時間Ｔ４）、ＤＣモータの駆動を停止して紙送りローラの回転を停止させる。【選択図】  図３
2004307163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用紙をフィードする紙送りローラと、この紙送りローラを回転駆動するＤＣモータと、前記紙送りローラの回転を検出するエンコーダと、このエンコーダの出力信号に基づいて前記ＤＣモータを制御するモータ制御部とを備えた印刷装置の紙送り機構において、
前記エンコーダは前記紙送りローラの回転角に応じた所定のデジタル信号を出力し、
前記モータ制御部は、
印刷装置の電源投入時に、前記ＤＣモータの駆動電圧を徐々に増加させて、前記紙送りローラが回り始めるときの最低駆動電圧を検出し、その最低駆動電圧を記憶し、
前記最低駆動電圧よりも高い所定の駆動電圧で前記ＤＣモータを駆動し、印刷用紙のフィードを停止する時に、決められた停止位置の手前で該ＤＣモータにブレーキ電圧をかけて、前記紙送りローラの回転を一旦停止させ、
その後、前記最低駆動電圧で前記ＤＣモータを駆動して、前記紙送りローラを最低速度で回転させ、
前記エンコーダが出力するデジタル信号から印刷用紙が前記停止位置に到達したことを検知したとき、前記最低駆動電圧によるＤＣモータの駆動を停止して前記紙送りローラの回転を停止させることを特徴とする印刷装置の紙送り機構。
【請求項２】
印刷用紙をフィードする紙送りローラと、この紙送りローラを回転駆動するＤＣモータと、前記紙送りローラの回転を検出するエンコーダと、このエンコーダの出力信号に基づいて前記ＤＣモータを制御するモータ制御部とを備えた印刷装置の紙送り機構において、
前記モータ制御部は、
印刷用紙のフィードを停止する時に、決められた停止位置の手前で前記ＤＣモータにブレーキ電圧をかけて、前記紙送りローラの回転を一旦停止させ、
その後、前記ＤＣモータが回転する最低駆動電圧で前記ＤＣモータを駆動して、前記紙送りローラを最低速度で回転させ、
前記エンコーダの出力信号から印刷用紙が前記停止位置に到達したことを検知したとき、前記最低駆動電圧によるＤＣモータの駆動を停止して前記紙送りローラの回転を停止させることを特徴とする印刷装置の紙送り機構。
【請求項３】
前記モータ制御部は、印刷装置の電源投入時に、前記ＤＣモータの駆動電圧を徐々に増加させて、前記紙送りローラが回り始めるときの最低駆動電圧を検出し、その最低駆動電圧を記憶することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置の紙送り機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷装置の紙送り機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェットプリンタ装置の紙送り機構においては、紙送りローラの回転駆動用モータとして、パルス信号により回転制御されるステッピングモータを使用している。近年のプリンタ装置では、印刷速度の高速化の要請から、ステッピングモータに替えてＤＣモータが採用されるようになってきた。また同時に、印刷品質の向上も強く望まれ、印刷解像度を高めることにより、この要望に対応している。
【０００３】
印刷解像度を高めるためには、紙送りの停止位置の精度を上げることが不可欠とされるが、一般にＤＣモータは、ステッピングモータと比較して正確な回転制御が困難であり、正確な停止位置で紙送りローラを停止させるのが困難である。そこで、ＤＣモータを使用する従来のプリンタ装置は、アナログ方式のロータリーエンコーダを用いて紙送りローラの回転を検出し、このエンコーダから出力されるアナログ信号をＡＤ変換の分解能を上げることによって紙送りローラの回転を正確に検出し、ＤＣモータにブレーキをかけるタイミングを正確に制御するように構成されている。
【０００４】
図５は、上述したアナログ方式のロータリーエンコーダから出力される信号の波形を示している。このアナログ信号の波形は、ロータリーエンコーダの受光部が受光した光信号を光電変換して得られた電気信号を増幅することにより得られるものである。同図に示される波形のアナログ信号がＡＤコンバータによってデジタル信号に変換され、このデジタル信号がモータ制御回路に入力される。アナログ方式のロータリーエンコーダでは、ＡＤ変換の際に、例えば、波形のボトム値からピーク値までのアナログ信号を１０分割する等の処理を行って、ＡＤ変換の分解能を上げることにより、紙送りローラの回転を正確に検出することが可能となる。
【０００５】
ところで、タイムレコーダにおいては、停止目標位置手前の一定区間を低速度でＤＣモータを回転させ、その後、ＤＣモータを停止させるようにして、ＤＣモータの停止位置精度と耐久性の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、エンコーダから得られたパルス信号に基づいてＨ型ドライブ回路をドライブチョッピング動作させる一方、さらにはドライブチョッピング動作を切り替えて、ブレーキチョッピング動作させるモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらにまた、現像装置においては、複数の現像装置の駆動開始から所定のプロセス速度に達するまでの時間をカウントし、その時間に基づいて各現像装置を起動制御することにより、駆動負荷に関わらず現像装置のずれを防止するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１４９３１８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７５３７４号公報
【特許文献３】
特開２００３−５４８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＤＣモータを用いたプリンタ装置では、アナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡＤコンバータ及びＡＤコンバータを制御するためのファームウェアが必要であるので、装置が高価になる。また、ＡＤ変換の分解能を高めてＤＣモータのブレーキの開始タイミングを正確に制御できたとしても、ローラを正確な停止位置で停止できる保証はない。
【０００８】
また、上記特許文献１に示されるタイムレコーダに関する技術をプリンタ装置に適用した場合、ＤＣモータを通常の回転速度から一気に停止させる場合と比較すれば、ＤＣモータの停止位置の精度をある程度まで高めることが可能であるが、高解像度のプリンタ装置に対応できる程度まで上記精度を高めることができない。さらにまた、特許文献２及び特許文献３に示される技術を適用しても上述した問題点を解決することができない。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、フィード駆動にＤＣモータを用いながら、安価な構成で印刷用紙の停止位置の精度を高めることができるプリンタ装置の紙送り機構を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、印刷用紙をフィードする紙送りローラと、この紙送りローラを回転駆動するＤＣモータと、紙送りローラの回転を検出するエンコーダと、このエンコーダの出力信号に基づいてＤＣモータを制御するモータ制御部とを備えた印刷装置の紙送り機構において、エンコーダは紙送りローラの回転角に応じた所定のデジタル信号を出力し、モータ制御部は、印刷装置の電源投入時に、ＤＣモータの駆動電圧を徐々に増加させて、紙送りローラが回り始めるときの最低駆動電圧を検出し、その最低駆動電圧を記憶し、最低駆動電圧よりも高い所定の駆動電圧でＤＣモータを駆動し、印刷用紙のフィードを停止する時に、決められた停止位置の手前でＤＣモータにブレーキ電圧をかけて、紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、最低駆動電圧でＤＣモータを駆動して、紙送りローラを最低速度で回転させ、エンコーダが出力するデジタル信号から印刷用紙が停止位置に到達したことを検知したとき、最低駆動電圧によるＤＣモータの駆動を停止して紙送りローラの回転を停止させるものである。
【００１１】
この構成においては、フィードを停止する時に、決められた停止位置の手前で紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、電源投入時に予め検出した最低駆動電圧でＤＣモータを駆動する。これにより、紙送りローラは、停止位置での停止に備えて最低速度で回転され、印刷用紙が停止位置に到達したことを検知したとき、ＤＣモータの駆動を停止すれば瞬時に用紙のフィードが停止される。しかも、最低駆動電圧は電源投入時に予め検出されて記憶されるので、ＤＣモータの回転特性が経年によって変化しても、ＤＣモータがその時の最低駆動電圧で駆動される。従って、上述した用紙の停止位置の精度は良好に維持される。また、エンコーダから出力されるデジタル信号は、ＡＤコンバータを介することなく、モータ制御回路に入力され、処理される。
【００１２】
請求項２の発明は、印刷用紙をフィードする紙送りローラと、この紙送りローラを回転駆動するＤＣモータと、紙送りローラの回転を検出するエンコーダと、このエンコーダの出力信号に基づいてＤＣモータを制御するモータ制御部とを備えた印刷装置の紙送り機構において、モータ制御部は、印刷用紙のフィード停止時に決められた停止位置の手前でＤＣモータにブレーキ電圧をかけて紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、ＤＣモータが回転する最低駆動電圧でＤＣモータを駆動して、紙送りローラを最低速度で回転させ、エンコーダの出力信号から印刷用紙が停止位置に到達したことを検知したとき、最低駆動電圧によるＤＣモータの駆動を停止して紙送りローラの回転を停止させるものである。
【００１３】
この構成においては、フィードを停止する時に、決められた停止位置の手前で紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、最低駆動電圧でＤＣモータを駆動する。これにより、紙送りローラは、停止位置での停止に備えて最低速度で回転され、印刷用紙が停止位置に到達したことを検知したとき、ＤＣモータの駆動を停止すれば瞬時に用紙のフィードが停止される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の印刷装置の紙送り機構において、モータ制御部は、印刷装置の電源投入時に、前記ＤＣモータの駆動電圧を徐々に増加させて、前記紙送りローラが回り始めるときの最低駆動電圧を検出し、その最低駆動電圧を記憶するものである。この構成においては、最低駆動電圧は電源投入時に予め検出されて記憶されるので、ＤＣモータの回転特性が経年によって変化しても、ＤＣモータがその時の最低駆動電圧で駆動される。従って、上述した用紙の停止位置の精度は良好に維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態による紙送り機構を備えたインクジェットプリンタ装置について図面を参照して説明する。図１はインクジェットプリンタ装置を示している。プリンタ装置１は、ＤＣモータ２の出力を受け、給紙トレイ３に載置された印刷用紙Ｐを装置本体内にフィードする紙送り機構４と、ＤＣモータ２の回転をＰＷＭ制御するモータ制御回路５（モータ制御部）と、フィードされた用紙Ｐ１にインクを吐出するヘッド６を有するインクカートリッジ７と、インクカートリッジ７を挿脱自在に収容するキャリッジ８等によって構成される。キャリッジ８はシャフト９によって走査方向にスライド移動自在に支持され、ヘッド駆動モータ１０によって駆動されてスライド移動する。ヘッド駆動モータ１０の出力は、ベルト１１を介してキャリッジ８に伝達される。
【００１６】
紙送り機構４は、用紙Ｐ１をフィードするための紙送りローラ２１，２２，２３と、用紙Ｐ１を紙送りローラ２２，２３に密着させるための押えローラ２４，２５と、ギア２６を介して紙送りローラ２３を駆動するＤＣモータ２と、紙送りローラ２３に装着される円盤状のロータ２７と、ロータ２７の回転を検出するエンコーダ２８等によって構成される。用紙Ｐ１は、当初、紙送りローラ２１によって送り出される。用紙Ｐ１が紙送りローラ２２に接触する位置まで送り出されると紙送りローラ２１は後退し、以後、用紙Ｐ１は、紙送りローラ２２又は紙送りローラ２３によって、ヘッド６の走査に同期してフィードされる。
【００１７】
モータ制御回路５は、ＰＷＭ制御によってＤＣモータ２を制御する。ＤＣモータ２の駆動電圧を上げることにより、ＰＷＭ  Ｄｕｔｙが増加し、ＤＣモータ２の回転数が上昇する。逆に、ＤＣモータ２の駆動電圧を下げることにより、ＰＷＭ  Ｄｕｔｙが減少し、ＤＣモータ２の回転数が下降する。
【００１８】
ところで、プリンタ装置１の印刷画像の解像度を高めるためには、ヘッド６に形成されたインクノズルを微細化して高い密度で集約すると共に、ヘッド６を走査する際、用紙Ｐ１をフィード停止位置に合わせて正確に停止させることが不可欠となる。プリンタ装置１では、ロータ２７とエンコーダ２８とによって構成されるロータリーエンコーダから出力される信号によって紙送りローラ２３の回転角を検出し、モータ制御回路５がＤＣモータ２の回転を制御することにより、用紙Ｐ１を所定の停止位置で停止させる。
【００１９】
図２は、ロータリーエンコーダを示している。ロータ２７の直径は、紙送りローラ２３の回転角の検出精度を高めるために、紙送りローラ２３の直径の４倍程度とされ、ロータ２７の外周近傍には、エンコーダ２８の発光部３１から出射された光を透過するためのスリット３２が周方向に等間隔で形成されている。エンコーダ２８は、光を出射するための発光部３１と、発光部３１から出射され、スリット３２を透過した光を受光して光電変換する受光部３３等によって構成される。発光部３１とスリット３２とは、互いにスリット３２を挟んで対向する位置に配置されている。紙送りローラ２３が回転すると、発光部３１から出射された光が断続的にスリット３２を透過し、受光部３３によって受光される。受光部３１によって光電変換された電気信号は、コンパレータを介してデジタル信号としてエンコーダ２８から出力される。
【００２０】
一般的に、エンコーダ２８の分解能は、スリット３２の密度及びロータ２７の径によって定められる。従って、エンコーダ２８から出力されるデジタル信号を用いて紙送りローラ２３の回転角を検出する場合、紙送りローラの回転を精度よく停止させるためには、スリット３２の密度を高め、ロータ２７の径を大きくしなければならない。スリット３２の高密度化はロータ２７の製造コストの高騰を招き、ロータ２７の大径化はプリンタ装置１の小型化を阻害する。本実施形態の紙送り機構４は、停止位置の手前から紙送りローラ２３を最低速度で回転させるようにＤＣモータ２を制御することにより、紙送りローラ２３の停止位置の精度を保証し、プリンタ装置１の製造コストやサイズを抑制しながら高解像度な印刷を可能としている。
【００２１】
図３は、用紙Ｐ１のフィード途中から停止に至るまでの時間において、エンコーダ２８から出力されるデジタル信号の波形を示している。このデジタル信号は、ＡＤコンバータ等の信号変換回路を介することなく、直接、モータ制御回路５に入力される。
【００２２】
以下、同図を参照して、プリンタ装置１の紙送り機構４の印刷時におけるフィード動作について説明する。印刷開始時、用紙Ｐ１は紙送りローラ２３によって等速度でフィードされ、エンコーダ２８からは周期が等しい方形波パルス信号が出力される。このパルス信号をカウントすることにより紙送りローラ２３の回転角が検知され、用紙Ｐ１の位置が検知される。
【００２３】
モータ制御回路５は、所定数のパルス信号をカウントした後、時間Ｔ１において、パルス信号がローからハイに切り替わったことを検出することにより、用紙Ｐ１が決められた停止位置より所定の距離だけ手前に達したことを知ることができる。このとき、モータ制御回路５は、ＤＣモータ２にブレーキ電圧をかけ、紙送りローラ２３の回転を減速させる。これに伴い、図３に示されるように、エンコーダ２８から出力されるパルス信号の周期が漸増し、時間Ｔ２において紙送りローラ２３の回転が停止する。
【００２４】
その後、モータ制御回路５は、時間Ｔ３において、ＤＣモータ２を最低駆動電圧で駆動し、紙送りローラ２３はＤＣモータ２の最低速度で回転駆動される。これに伴い、エンコーダから周期の長いパルス信号が出力される。ここで、最低駆動電圧とは、停止しているＤＣモータ２の駆動電圧を徐々に増加させたとき、紙送りローラ２３が回り始める時の電圧をいい、この最低駆動電圧は、プリンタ装置１の電源投入時（初期動作時）に検出され、モータ制御回路５内のメモリに記憶される。なお、時間Ｔ３は時間Ｔ２と同時であってもよい。
【００２５】
モータ制御回路５は、時間Ｔ１以降、さらに所定数のパルス信号をカウントしてパルス信号がローからハイに切り替わったことを検出したとき（時間Ｔ４）、用紙Ｐ１が停止位置に達したことを検知し、最低駆動電圧によるＤＣモータ２の駆動を停止する。時間Ｔ３以降、紙送りローラ２３は最低速度で回転しているので、ＤＣモータ２の駆動を停止すると、瞬時に紙送りローラ２３の回転が停止し、用紙Ｐ１が決められた停止位置に正確に停止する。
【００２６】
次に、電源投入から印刷終了に至るモータ制御回路５の処理について、図４を参照して説明する。プリンタ装置１の電源が投入されると（＃１）、ＤＣモータ２の電圧を徐々に増加させ、最低ＰＷＭ  Ｄｕｔｙを検出し（＃２）、その最低ＰＷＭ  Ｄｕｔｙを記憶する（＃３）。そして、プリンタ装置１に印刷開始指令が入力されると（＃４においてＹＥＳ）、ＤＣモータ２を駆動して用紙Ｐ１をフィードする（＃５）。用紙Ｐ１が停止直前位置に達すると（＃６においてＹＥＳ）、ＤＣモータ２の駆動を一旦停止する（＃７）。その後、＃３において記憶した最低ＰＷＭ  ＤｕｔｙでＤＣモータ２を駆動し、紙送りローラ２３を最低速度で回転させる（＃８）。そして、用紙Ｐ１が停止位置に到達したことを検知すると（＃９）、ＤＣモータ２を停止させて用紙Ｐ１のフィードを停止し（＃１０）、ヘッド駆動モータ１０を駆動してヘッド６をスキャンさせて１行程プリントする（＃１１）。この＃４〜＃１１の処理は、印刷終了まで（＃１２においてＹＥＳ）繰り返される。なお、＃６においてＮＯのときは＃５に、＃９においてＮＯのときは＃８にそれぞれ戻る。
【００２７】
以上のように動作するプリンタ装置１の紙送り機構４によれば、モータ制御回路５は、決められた停止位置の手前で紙送りローラ２３の回転を一旦停止させ、その後、紙送りローラ２３を最低速度で回転させ、停止位置に到達したときＤＣモータ２の駆動を停止させるので、用紙Ｐ１は決められた停止位置に正確に停止する。これにより、解像度を高めた印刷に対応させて用紙Ｐ１を正確にフィードさせることができ、プリンタ装置１の印刷品質の向上を図ることができるようになる。
【００２８】
しかも、紙送りローラ２３を最低速度で回転させるときの最低駆動電圧は電源投入時に予め検出されて記憶されるので、長期にわたる使用によってＤＣモータ２の回転特性が微妙に変化しても、用紙Ｐ１の停止位置の精度は良好に維持される。
【００２９】
また、デジタル信号を出力するエンコーダ２８を用いているので、従来のＤＣモータによって駆動される紙送り機構において必要とされていたＡＤコンバータが不要となると共に、モータ制御回路５のファームウェアを簡素な構成とすることができ、プリンタ装置１の製造コストを安価にすることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能であり、例えば、最低駆動電圧は電源投入時に検出されて記憶される形態に限られることなく、プリンタ装置１の工場出荷時に設定するようにしてもよい。また、エンコーダとしてアナログ信号を出力するものを採用し、それをＡＤコンバータと併用する構成としても構わない。また、図３において、時間Ｔ１及び時間Ｔ４は、パルス信号がローからハイに切り替わる時間に限られることなく、パルス信号がハイからローに切り替わる時間であってもよい。さらにまた、紙送り機構４は、インクジェット方式のプリンタ装置１に限られることなく、レーザプリンタ装置や画像複写装置等の高解像度が要求される印刷装置に幅広く適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、決められた停止位置の手前で紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、紙送りローラを最低速度で回転させ、停止位置に到達したときＤＣモータの駆動を停止させるので、印刷用紙は決められた停止位置に正確に停止する。これにより、解像度を高めた印刷に対応させて用紙を正確にフィードさせることができ、プリンタ装置の印刷品質の向上を図ることができるようになる。しかも、紙送りローラを最低速度で回転させるときの最低駆動電圧は電源投入時に予め検出されて記憶されるので、ＤＣモータの回転特性が経年によって変化しても、用紙の停止位置の精度は良好に維持される。また、デジタル信号を出力するエンコーダを用いているので、従来のＤＣモータによって駆動される紙送り機構で必要とされていたＡＤコンバータが不要となると共に、モータ制御回路のファームウェアを簡素な構成とすることができ、プリンタ装置の製造コストを安価にすることができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、決められた停止位置の手前で紙送りローラの回転を一旦停止させ、その後、紙送りローラを最低速度で回転させ、停止位置に到達したときＤＣモータの駆動を停止させるので、印刷用紙は決められた停止位置に正確に停止する。これにより、解像度を高めた印刷に対応させて用紙をフィードさせることができ、プリンタ装置の印刷品質の向上を図ることができるようになる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、紙送りローラを最低速度で回転させるときの最低駆動電圧は電源投入時に予め検出されて記憶されるので、ＤＣモータの回転特性が経年によって変化しても、用紙の停止位置の精度は良好に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による紙送り機構を備えたインクジェットプリンタ装置の構成を示す図。
【図２】同機構のロータリーエンコーダを示す斜視図。
【図３】同エンコーダから出力されるデジタル信号の波形を示す図。
【図４】同機構のモータ制御回路の動作を示すフローチャート。
【図５】従来の紙送り機構のエンコーダから出力されるアナログ信号の波形を示す図。
【符号の説明】
１  プリンタ装置
２  ＤＣモータ
４  紙送り機構
５  モータ制御回路（モータ制御部）
２３  紙送りローラ
２７  エンコーダ
【図１】
2004307163.tif 000003
【図２】
2004307163.tif 000004
【図３】
2004307163.tif 000005
【図４】
2004307163.tif 000006
【図５】
2004307163.tif 000007