(57)【要約】【課題】ＤＣモーターのトルクのばらつきや、駆動体の駆動負荷のばらつきを低減して、度当たりを判定するために用いる閾値の精度を高める必要がある。【解決手段】駆動体を駆動させるためのモーターと、駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部７と、を備える。閾値設定部７は、モーターの特性を示す特性定数の実測値とモーターの特性が標準的な特性であるとした場合における特性定数の理論値との比を算出し、算出した比とモーターの特性が標準的な特性であるとした場合における閾値の理論値とに基づいて閾値を設定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置であって、
前記駆動体を駆動させるためのモーターと、
前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部と、を備え、
前記閾値設定部は、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定すること特徴とするプリンター装置。
【請求項２】
前記モーターによって駆動される駆動プーリーと、
前記駆動プーリーと従動回転可能な従動プーリーと、
前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに張架された無端ベルトと、を備え、
前記駆動体は、前記無端ベルトに接続されて、前記駆動プーリーの正逆回転によって前記駆動プーリー側と前記従動プーリー側との間を往復移動可能であり、
前記閾値設定部は、前記駆動体が前記従動プーリー側に移動する際に、前記算出した比と前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載のプリンター装置。
【請求項３】
駆動体を駆動させるためのモーターを備え、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置の制御方法であって、
前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定工程、を有し、
前記閾値設定工程において、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することを特徴とするプリンター装置の制御方法。
【請求項４】
駆動体を駆動させるためのモーターを備え、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置の制御プログラムであって、
前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定機能、を有し、
前記閾値設定機能において、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することをコンピューターに実行させることを特徴とするプリンター装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター装置、プリンター装置の制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター装置において、キャリッジなどの駆動体を所定の位置（ホームポジション等）に移動させるために、駆動体をフレームなどの固定物に当てる度当たりの方法がある。この度当たりを判定する方法として、例えば、駆動体を動作させるＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ、直流）モーターのトルクを検知し、検知したトルクが設定した閾値以上である場合に、度当たりしていると判定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、ＤＣモーターのトルクのばらつきや、駆動体の駆動負荷のばらつき等により、度当たりとなる時点でのＤＣモーターのトルクが異なっている。そのため、度当たりを判定するためのＤＣモーターのトルクの閾値は、トルクのばらつきや、駆動負荷のばらつき等を考慮して、実際に駆動体を動作させるために必要なトルクよりも大きなトルクを閾値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えばトルクを閾値とした場合、必要なトルクよりも大きなトルクを閾値とした結果、駆動体がフレームなどの固定物に当たった際に、フレームのゆがみや破壊、また、駆動体を動作させるためのベルトと歯車との間での歯飛びに繋がってしまう。このため、ＤＣモーターのトルクのばらつきや、駆動体の駆動負荷のばらつき等を低減して、度当たりを判定するために用いる閾値の精度を高める必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置であって、前記駆動体を駆動させるためのモーターと、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部と、を備え、前記閾値設定部は、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定すること特徴とするプリンター装置。
【０００８】
上記したプリンター装置によれば、駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うための閾値について、閾値設定部が、モーターの特性定数の実測値と理論値との比を算出し、算出した比とモーターの閾値の理論値とに基づいて設定する。モーターの特性定数の実測値を閾値の算出に用いることから、モーターの制御ばらつきを低減することができ、閾値の精度を高めることができる。この結果、駆動体がフレームなどの固定物に当たった際におけるフレームのゆがみや破壊、また、駆動体を動作させるためのベルトと歯車との間での歯飛びを抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］前記モーターによって駆動される駆動プーリーと、前記駆動プーリーと従動回転可能な従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに張架された無端ベルトと、を備え、前記駆動体は、前記無端ベルトに接続されて、前記駆動プーリーの正逆回転によって前記駆動プーリー側と前記従動プーリー側との間を往復移動可能であり、前記閾値設定部は、前記駆動体が前記従動プーリー側に移動する際に、前記算出した比と前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することを特徴とする上記プリンター装置。
【００１０】
上記したプリンター装置によれば、駆動体が従動プーリー側に移動する際に、算出した比と閾値の理論値とに基づいて閾値を設定する。駆動体が従動プーリー側に移動するときには、従動プーリーと無端ベルトとの間で歯飛びが発生し易くなる。このとき、精度の高い閾値を設定できることにより、歯飛びの発生を抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］駆動体を駆動させるためのモーターを備え、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置の制御方法であって、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定工程、を有し、前記閾値設定工程において、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することを特徴とするプリンター装置の制御方法。
【００１２】
上記したプリンター装置の制御方法によれば、駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うための閾値について、閾値設定工程において、モーターの特性定数の実測値と理論値との比を算出し、算出した比とモーターの閾値の理論値とに基づいて設定する。モーターの特性定数の実測値を閾値の算出に用いることから、モーターの制御ばらつきを低減することができ、閾値の精度を高めることができる。この結果、駆動体がフレームなどの固定物に当たった際におけるフレームのゆがみや破壊、また、駆動体を動作させるためのベルトと歯車との間での歯飛びを抑制することができる。
【００１３】
［適用例４］駆動体を駆動させるためのモーターを備え、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うプリンター装置の制御プログラムであって、前記駆動体が所定の位置に存在するか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定機能、を有し、前記閾値設定機能において、前記モーターの特性を示す特性定数の実測値と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記特性定数の理論値との比を算出し、前記算出した比と前記モーターの特性が標準的な特性であるとした場合における前記閾値の理論値とに基づいて前記閾値を設定することをコンピューターに実行させることを特徴とするプリンター装置の制御プログラム。
【００１４】
上記したプリンター装置の制御プログラムによれば、駆動体が所定の位置に存在するか否かの判定を行うための閾値について、閾値設定機能により、モーターの特性定数の実測値と理論値との比を算出し、算出した比とモーターの閾値の理論値とに基づいて設定する。モーターの特性定数の実測値を閾値の算出に用いることから、モーターの制御ばらつきを低減することができ、閾値の精度を高めることができる。この結果、駆動体がフレームなどの固定物に当たった際におけるフレームのゆがみや破壊、また、駆動体を動作させるためのベルトと歯車との間での歯飛びを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るプリンターの概略図。
【図２】キャリッジの往復移動の動作の説明図。
【図３】（ａ）正転時の出力パルスを示す図、（ｂ）逆転時の出力パルスを示す図。
【図４】度当たりの判定を行う度当たり判定部の構成図。
【図５】トルク閾値の設定の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態に係るプリンター装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
＜プリンター装置の概略＞
最初に、本実施形態に係るプリンター装置の概略について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンター装置としてのプリンター１００の概略図である。同図に示すプリンター１００は、インクジェット方式のプリンター装置であり、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０等を備えている。
【００１８】
搬送ユニット２０は、用紙Ｓ等の媒体を印刷可能な位置に送り込み、印刷時に搬送方向に所定の搬送量で用紙Ｓ等を搬送させるためのものである。搬送ユニット２０は、搬送モーター２１（ＰＦモーターとも言う）、プラテン２２、各種ローラー（図示せず）等を備えている。搬送モーター２１は、用紙Ｓ等を搬送方向に搬送するために用いられるＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ、直流）モーターである。プラテン２２は、印刷中の用紙Ｓ等を支持する。各種ローラーは、紙挿入口に挿入された用紙Ｓ等に対して、プリンター１００内への給紙、印刷可能な領域までの搬送及びプリンター１００から外部への排紙を行う。
【００１９】
キャリッジユニット３０は、ヘッドユニット４０を用紙Ｓ等の搬送方向と交差する方向（走査方向）に移動させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１及びキャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）を備えている。キャリッジモーター３２は、駆動体としてのキャリッジ３１を走査方向に移動するために用いられるＤＣモーターである。また、キャリッジモーター３２の駆動力をキャリッジ３１へ伝達するために、キャリッジモーター３２の出力軸に設けられる駆動プーリー３３と、走査方向の反対側に設けられる従動プーリー３４とに歯付き無端ベルト３５が張架されている。
【００２０】
ヘッドユニット４０は、用紙Ｓ等にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、ヘッド４１を備えている。ヘッド４１は、インク吐出部であるノズルを複数有し、各ノズルから断続的にインクを吐出する。ヘッド４１は、キャリッジ３１に設けられており、キャリッジ３１が走査方向に移動すると、ヘッド４１も共に走査方向に移動する。そして、ヘッド４１が走査方向に移動中にインクを断続的に吐出することにより、走査方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が用紙Ｓ等の上に形成される。
【００２１】
また、プリンター１００は、キャリッジ３１の移動領域内であって印刷領域よりも外側（図中右側）の領域に、ホームポジション６１を設定し、キャリッジ３１がホームポジション６１に対して進退可能となるように構成されている。プリンター１００の内部のうちホームポジション６１側には、ホームポジション６１に停止しているキャリッジ３１の移動を規制するキャリッジロック機構５２を備えている。さらに、キャリッジ３１の走査方向の両端には、ホームポジション６１側にフレーム６２、その反対側にフレーム６３が設けられている。
【００２２】
さらに、プリンター１００は、リニアエンコーダー５（図４参照）、図示しないロータリーエンコーダー及び各種センサー等を備えている。リニアエンコーダー５は、長尺状のリニアスケール５１を用いてキャリッジ３１の走査方向における位置を検出する。ロータリーエンコーダーは、搬送モーター２１の回転量を検出する。各種センサーは、用紙Ｓ等の有無や用紙Ｓ等の端部の位置等を検出する。
【００２３】
＜キャリッジの往復移動＞
次に、キャリッジ３１の往復移動の動作について説明する。
図２は、キャリッジ３１の往復移動の動作の説明図である。同図に示すように、キャリッジ３１は歯付き無端ベルト３５に接続されており、キャリッジモーター３２の正回転又は逆回転に伴い、歯付き無端ベルト３５が時計回り又は反時計回りに周回運動をする。この周回運動により、キャリッジ３１は、駆動プーリー３３側と従動プーリー３４側との間を往復移動する。
【００２４】
キャリッジ３１に設けられたリニアエンコーダー５は、図３に示すようなパルスを出力する。同図では、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。具体的には、キャリッジモーター３２が正転、即ちキャリッジ３１が駆動プーリー３３側から従動プーリー３４側へ移動しているときは、図３（ａ）に示すようにパルスＥＮＣ−ＡがパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が進む。一方、キャリッジモーター３２が逆転、即ちキャリッジ３１が従動プーリー３４側から駆動プーリー３３側へ移動しているときは、図３（ｂ）に示すようにパルスＥＮＣ−ＡがパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れる。
【００２５】
ここでは、キャリッジ３１をホームポジション６１に移動させる方法として、キャリッジ３１を、走査方向の両端に位置するフレーム６２，６３及びキャリッジロック機構５２に当接させる度当たりを行っている。図２において、キャリッジ３１が、キャリッジロック機構５２の図中左側に位置している場合、キャリッジ３１が従動プーリー３４側から駆動プーリー３３側へ移動する際、キャリッジロック機構５２（ロック状態）又はフレーム６２と当接する。一方、キャリッジ３１が、キャリッジロック機構５２の図中右側に位置している場合、キャリッジ３１が駆動プーリー３３側から従動プーリー３４側へ移動する際、キャリッジロック機構５２（ロック状態）又はフレーム６３と当接する。このときの度当たりの判定は、キャリッジモーター３２のトルクを検知し、検知したトルクが設定した閾値以上である場合に、度当たりであると判定する。
【００２６】
＜度当たり判定部の構成＞
次に、プリンター１００において度当たりの判定を行う度当たり判定部の構成について説明する。
図４は、度当たりの判定を行う度当たり判定部の構成図である。同図に示すように、度当たり判定部は、モーター制御部１、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）回路２、ドライバー３、キャリッジモーター３２、リニアエンコーダー５、速度検出部６、閾値設定部７、記憶部８、トルク検出部９、判定部１０等を備えている。
【００２７】
モーター制御部１は、ＰＷＭ回路２とドライバー３を介して、キャリッジモーター３２の制御を行う。リニアエンコーダー５は、キャリッジ３１の走査方向における位置を検出するために、キャリッジ３１が動作した量を検出して速度検出部６に検出結果を出力する。速度検出部６は、リニアエンコーダー５の出力に基づいて、キャリッジ３１の速度を検出する。閾値設定部７は、度当たりの判定のために使用するトルク閾値を設定する。記憶部８は、度当たり判定部において使用する情報等を記憶する。トルク検出部９は、モーター制御部１の出力に基づいて、キャリッジモーター３２のトルクを検出する。判定部１０は、キャリッジ３１の度当たり（キャリッジ３１が所定の位置に存在するか否か）を判定する。
【００２８】
ここで、キャリッジ３１の度当たりの判定手順については次の通りである。閾値設定部７において後述する方法によって設定されたトルク閾値を記憶部８が記憶している。その状態で、トルク検出部９は、キャリッジ３１を動作させるキャリッジモーター３２のトルクを検知する。そして、判定部１０において、トルク検出部９が検出したキャリッジモーター３２のトルクが、記憶部８が記憶しているトルク閾値以上の場合にキャリッジ３１が度当たりしたと判定する。
【００２９】
＜閾値の設定方法＞
次に、閾値設定部７におけるトルク閾値の設定方法について説明する。
図５は、トルク閾値の設定の手順を示すフローチャートである。同図に示すように、最初に、ステップＳ１では、製造後の調整工程等にて個々のプリンター１００に対してメジャメントを行い、キャリッジモーター３２の特性定数（実測値）を求める。このメジャメントでは、キャリッジモーター３２に所定のＤｕｔｙを印加したときの電流値を測定し、そのときのキャリッジモーター３２の回転速度をリニアエンコーダー５から求める。そして、これらの実測値に基づいてキャリッジモーター３２の特性定数（実測値）を求める。
【００３０】
具体的には、キャリッジモーター３２をＰＷＭ制御するとき、電源電圧をＶ、逆起電圧定数をＫｅ、キャリッジモーター３２の抵抗をＲ、キャリッジモーター３２の駆動周期をＴ、ＰＷＭにおけるＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ値）をＤｕｔｙとすると、キャリッジモーター３２に流れる電流値Ｉは、以下の計算式で求められる。
Ｉ＝（Ｖ／ＰＷＭ周期×Ｄｕｔｙ−Ｋｅ／Ｔ）／Ｒ  ・・・・・（１）
上記（１）式において、キャリッジモーター３２の特性定数となるＶ／ＰＷＭ周期／Ｒを「Ａ」、Ｋｅ／Ｒを「Ｂ」とすると、以下の計算式で表される。
Ｉ＝Ａ×Ｄｕｔｙ−Ｂ／Ｔ  ・・・・・（２）
また、上記（２）式において、Ｂ／Ｔの値は、度当たり時には０と見做せるので、以下の計算式が得られる。
Ｉ≒Ａ×Ｄｕｔｙ  ・・・・・（３）
【００３１】
上記（３）式に基づいて、メジャメントの際の実測値である電流値Ｉ及びＤｕｔｙを用いて、キャリッジモーター３２の特性定数Ａ（実測値）を求めることができる。
【００３２】
次に、ステップＳ２では、ステップＳ１において求めたキャリッジモーター３２の特性定数Ａ（実測値）を用いて、度当たりの判定のために使用するトルク閾値を計算する。キャリッジモーター３２の特性が標準的な特性であるとした場合におけるトルク閾値をトルク閾値（理論値）とし、そのときのキャリッジモーター３２の特性定数を特性定数Ａ（理論値）とすると、トルク閾値は以下の計算式で求められる。
トルク閾値＝トルク閾値（理論値）／（特性定数Ａ（実測値）／特性定数Ａ（理論値））  ・・・・・（４）
【００３３】
＜トルクのばらつき比較＞
次に、トルクのばらつきについて、従来における電流値の計算方法の場合と、本実施形態における電流値の計算方法の場合とを比較して説明する。
トルクをＴｒとし、トルク定数をＫｔとし、電流値Ｉとすると、トルクＴｒは以下の計算式で求められる。
Ｔｒ＝Ｋｔ×Ｉ  ・・・・・（５）
上記（５）式に、従来の電流値Ｉの計算式である上記（１）式を代入すると、以下の計算式で表される。
Ｔｒ＝Ｋｔ×（Ｖ／ＰＷＭ周期×Ｄｕｔｙ−Ｋｅ／Ｔ）／Ｒ  ・・・・・（６）
ここで、本実施形態においては、電源電圧Ｖのばらつき±５％、キャリッジモーター３２の抵抗Ｒのばらつき±１０％、トルク定数Ｋｔのばらつき±８％となっている。したがって、上記（６）式の場合、トルクＴｒのばらつきは±２３％となる。
【００３４】
一方、上記（５）式に、本実施形態における電流値Ｉの計算式である上記（３）式を代入すると、以下の計算式で表される。
Ｔｒ≒Ｋｔ×Ａ×Ｄｕｔｙ  ・・・・・（７）
ここで、本実施形態においては、特性定数Ａ（実測値）のばらつきは、単純和で算出した場合±１３％（モンテカルロ法を用いて算出した場合±７％）となっている。したがって、上記（７）式の場合、トルクＴｒのばらつきは、単純和で算出した場合±２１％（モンテカルロ法を用いて算出した場合±１５％）となり、ばらつきを低減することができる。
【００３５】
上述したように、本実施形態に係るプリンター１００では、メジャメントによって特性定数Ａ（実測値）を求めて、この特性定数Ａ（実測値）と特性定数Ａ（理論値）との比に基づいてトルク閾値を算出している。これにより、トルクのばらつきを低減することができ、精度の高いトルク閾値を設定することができる。
この結果、キャリッジ３１が走査方向の両端のフレーム６２，６３及びキャリッジロック機構５２等の固定物に当たった際に、これら固定物のゆがみや破壊、また、キャリッジ３１を動作させるための歯付き無端ベルト３５における歯飛び等の問題を抑制することができる。
【００３６】
なお、上述した実施形態におけるトルク閾値の算出方法を、キャリッジ３１が駆動プーリー３３側から従動プーリー３４側へ移動しているときのみに適用し、逆方向となる従動プーリー３４側から駆動プーリー３３側へ移動しているときは従来のトルク閾値の算出方法を適用しても良い。
キャリッジ３１が駆動プーリー３３側から従動プーリー３４側へ移動しているときに、歯付き無端ベルト３５における歯飛びが発生し易く、逆方向では歯飛びが発生しにくい。このため、一方向のみに本実施形態におけるトルク閾値の算出方法を適用することにより、プリンター１００におけるトルク閾値の算出を少ない動作で効率的に行うことができる。
【００３７】
また、上述した実施形態では、キャリッジ３１の度当たりの判定のためにキャリッジモーター３２のトルク閾値を使用したが、トルク閾値に限られず、例えば、キャリッジ３１の速度閾値等に基づいて度当たりを判定するようにしても良い。
【００３８】
また、上述した実施形態では、インクジェット方式のプリンター装置の例を説明したが、インクジェット方式のプリンター装置に限られず、トナー方式のプリンター装置、ドットインパクト方式のプリンター装置等、種々のプリンター装置に対して適用しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１…モーター制御部、２…ＰＷＭ回路、３…ドライバー、５…リニアエンコーダー、６…速度検出部、７…閾値設定部、８…記憶部、９…トルク検出部、１０…判定部、２０…搬送ユニット、２１…搬送モーター、２２…プラテン、３０…キャリッジユニット、３１…キャリッジ、３２…キャリッジモーター、３３…駆動プーリー、３４…従動プーリー、３５…歯付き無端ベルト、４０…ヘッドユニット、４１…ヘッド、５１…リニアスケール、５２…キャリッジロック機構、６１…ホームポジション、６２，６３…フレーム、１００…プリンター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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