JP2008001449A - プリンタおよび印刷媒体の有無の判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取込ローラの摩耗を抑制するとともに、簡易な構成で前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる構成を備えたプリンタを提供すること。
【解決手段】印刷用紙に印刷を行うプリンタは、前面側から内部に供給される印刷用紙がセットされるとともに、印刷用紙の重送を防止するための摩擦部材が底面に取り付けられている前面給紙カセット１４と、摩擦部材に対向可能に配置され前面給紙カセット１４にセットされた印刷用紙をプリンタの内部に取り込む取込ローラ１５と、取込ローラ１５を駆動するＡＳＦモータ２９と、ＡＳＦモータ２９の負荷に基づいて前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙の有無を判定する判定手段を有する制御部３５とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタおよび印刷媒体の有無の判定方法に関する。

印刷用紙等の所定の印刷媒体へ印刷を行うインクジェットプリンタとして、プリンタの後面側から内部へ印刷用紙が供給されるいわゆる後面給紙型のプリンタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のプリンタは、内部に印刷用紙が供給された否かを判断するための紙検出装置を備えている。この紙検出装置は、印刷ヘッドが搭載されるキャリッジと、印刷用紙を内部に供給するための給紙ローラとの間に配置されている。また、後面側に配置される給紙ホッパにセットされる印刷用紙の有無は、この紙検出装置で検出される。すなわち、給紙ローラの回転開始後の所定時間内に、紙検出装置が印刷用紙を検出しない場合には、給紙ホッパ上に印刷用紙がないと判定される。

また、印刷用紙へ印刷を行うインクジェットプリンタとして、プリンタの前面側から印刷用紙が供給可能に構成されたいわゆる前面給紙型のプリンタが知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のプリンタは、後面側からの印刷用紙の供給も可能に構成されている。そして、前面側から供給される印刷用紙は一旦、後面側に向かって搬送され、その後、搬送方向が反転されて、後面側から供給される印刷用紙と共通の経路で搬送される。また、前面給紙型のプリンタでは一般に、前面側から供給される印刷用紙は、前面側の給紙カセット（前面給紙カセット）にセットされ、この給紙カセットにセットされた印刷用紙は、所定の力で圧接された取込ローラによって、内部に取り込まれる。

特開２００５−２１２１０１号公報 特開２００６−８９１４７号公報

上述のように、前面給紙型のプリンタでは一般に、前面側から供給される印刷用紙は一旦、後面側に向かって搬送され、その後、搬送方向が反転されて、前面側に向かって搬送される。そのため、キャリッジと給紙ローラとの間に配置された特許文献１に記載の紙検出装置が前面給紙型のプリンタに用いられる場合、後面側の給紙ホッパから紙検出装置まで印刷用紙の搬送距離に比べ、前面給紙カセットから紙検出装置までの印刷用紙の搬送距離が長くなる。したがって、特許文献１に記載の紙検出装置を用いて、前面給紙カセット内の印刷用紙の有無を判定する構成とした場合、前面給紙カセットに印刷用紙がないと判定されるまでの取込ローラの回転時間は、後面側の給紙ホッパに印刷用紙がないと判定されるまでの給紙ローラの回転時間よりも長くなる。

このように、特許文献１に記載の紙検出装置を前面給紙型のプリンタに用い、この紙検出装置で前面給紙カセット内の印刷用紙の有無を検出する構成とした場合、前面給紙カセットに印刷用紙がないときには、取込ローラは印刷用紙がない状態でより長い時間回転する。また、印刷用紙がない場合には、取込ローラは前面給紙カセットの底面に圧接した状態で回転する。そのため、取込ローラの摩耗が問題となる。

そこで、本発明の課題は、取込ローラの摩耗を抑制するとともに、簡易な構成で前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる構成を備えたプリンタを提供することにある。また、本発明の課題は、取込ローラの摩耗を抑制するとともに、簡易な構成で前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる印刷媒体の有無の判定方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、印刷媒体に印刷を行うプリンタにおいて、プリンタの前面側からプリンタの内部に供給される印刷媒体がセットされるとともに、印刷媒体の重送を防止するための摩擦部材が底面に取り付けられている前面給紙カセットと、摩擦部材に対向可能に配置され前面給紙カセットにセットされた印刷媒体をプリンタの内部に取り込む取込ローラと、取込ローラを駆動するモータと、モータの負荷に基づいて前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定する判定手段を有する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明のプリンタでは、取込ローラに対向する摩擦部材が前面給紙カセットに取り付けられている。また、取込ローラを駆動するモータの負荷に基づいて前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定している。そのため、前面給紙カセットに印刷媒体がない場合には、取込ローラが摩擦部材に圧接して回転することで大きく変動するモータの負荷に基づいて早期に、前面給紙カセットに印刷媒体がないことを検出できる。したがって、前面給紙カセットに印刷媒体がない場合には早期に、取込ローラを停止できる。その結果、取込ローラの摩耗を抑制しながら、前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる。また、取込ローラに摩耗が生じないようにトルクリミッタを取込ローラに取り付けたり、別途、印刷媒体の有無を検出する検出装置を設ける等の複雑な構成を採用しなくても、モータの負荷を用いた簡易な構成で前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる。

本発明において、判定手段は、所定の時間間隔でモータの負荷値と所定の設定値との比較を行い、負荷値がＮ回連続（Ｎは２以上の整数）で設定値に達するまたは設定値を超える場合に、前面給紙カセットに印刷媒体がないと判定することが好ましい。このように構成すると、前面給紙カセット内の印刷媒体が１枚のみである場合等であっても、この印刷媒体の取込が可能になる。すなわち、前面給紙カセット内に複数枚の印刷媒体がセットされている場合には、取込ローラで内部に取り込まれる印刷媒体に生じる摩擦抵抗は、印刷媒体と印刷媒体との間の摩擦係数に基づいて生じるのに対し、前面給紙カセット内の印刷媒体が１枚のみである場合には、内部に取り込まれる印刷媒体に生じる摩擦抵抗は、印刷媒体と摩擦部材との間の摩擦係数に基づいて生じる。そのため、前面給紙カセット内の印刷媒体が１枚のみである場合には、モータの負荷値が一時的に高くなることもあるが、このように構成することで、モータの負荷値が一時的に高くなっても直ちに印刷媒体がないとの判定がされなくなる。その結果、前面給紙カセット内の印刷媒体が１枚のみである場合等であっても、この印刷媒体の取込が可能になる。

本発明において、制御部は、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせてモータの現行回転速度を目標回転速度に収束させる制御であるＰＩＤ制御を行う速度制御部を備え、判定手段は、モータを一定速で回転させるための定速制御時に、負荷値がＮ回連続で設定値に達するまたは設定値を超える場合に、前面給紙カセットに印刷媒体がないと判定することが好ましい。ＰＩＤ制御でモータが制御される場合、通常の動作では、モータの加速制御時にモータ負荷値が急激に上昇することはあまりない。そのため、このように構成すると、前面給紙カセット内の印刷媒体の有無を適切に判定できる。

本発明において、判定手段は、モータを加速させるための加速制御時に、負荷値が設定値に達するまたは設定値を超える場合に、内部で異常が発生したと判定することが好ましい。上述のように、ＰＩＤ制御でモータが制御される場合、通常の動作では、モータの加速制御時にモータ負荷値が急激に上昇することはあまりない。そのため、このように構成すると、プリンタ内部に異常が発生したことを適切に検出できる。

また、上記の課題を解決するため、本発明の印刷媒体の有無の判定方法は、前面側からプリンタの内部に供給される印刷媒体が、印刷媒体の重送を防止するための摩擦部材が底面に取り付けられている前面給紙カセットにセットされる場合、前面給紙カセットにセットされた印刷媒体を内部に取り込むために摩擦部材に対向可能に配置される取込ローラを駆動するモータの負荷に基づいて、前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定する判定ステップを備えることを特徴とする。

本発明の印刷媒体の有無の判定方法は、取込ローラに対向する摩擦部材が前面給紙カセットに取り付けられた前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を取込ローラを駆動するモータの負荷に基づいて判定する判定ステップを備えている。そのため、取込ローラの摩耗を抑制するとともに、モータの負荷を用いた簡易な構成で前面給紙カセットにセットされる印刷媒体の有無を判定できる。

以下、本発明の実施の形態にかかるプリンタおよび印刷媒体の有無の判定方法を図面に基づいて説明する。

（プリンタの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるプリンタ１の主要部の概略構成を示す側面図である。図２は、図１に示す前面給紙カセット１４の構成を示す斜視図である。図３は、図１に示す取込ローラ１５に関連する部分の構成を模式的に示す図である。

本形態のプリンタ１は、印刷媒体となる印刷用紙Ｐ等に対してインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタであり、図１に示すように、前面側（図１の左側）および後面側（図１の右側）の両面側からの印刷用紙Ｐの供給が可能となるように構成されている。このプリンタ１は、図１に示すように、インク滴を吐出する印刷ヘッド２が搭載されたキャリッジ３と、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳへ搬送するためのＰＦ駆動ローラ５、ＰＦ従動ローラ６、排紙駆動ローラ７および排紙従動ローラ８と、印刷ヘッド２のインク吐出面（図１の下面）と対向するプラテン９とを備えている。なお、本形態における印刷媒体には、通常の文書印刷に使用される普通紙、写真の印刷に使用される写真用紙、普通紙や写真用紙よりも厚い厚紙等の印刷用紙Ｐの他に、シールやＯＨＰシート等の透明フィルム等が含まれる。

キャリッジ３は、図示を省略するＣＲモータに連結されており、このＣＲモータで駆動されるとともにガイドシャフト４に案内されて主走査方向（図１の紙面垂直方向）へ移動する。ＰＦ駆動ローラ５および排紙駆動ローラ７は、図示を省略するＰＦモータに連結されている。ＰＦ従動ローラ６、排紙従動ローラ８は、それぞれＰＦ駆動ローラ５、排紙駆動ローラ７に当接するように付勢されている。

また、本形態のプリンタ１は、図１に示すように、印刷用紙Ｐを後面側から供給するための構成として、後面側から供給される印刷用紙Ｐが載置される後面給紙ホッパ１０と、後面給紙ホッパ１０に載置された印刷用紙Ｐをプリンタ１の内部へ供給する給紙ローラ１１と、印刷用紙Ｐの重送（複数枚の印刷用紙Ｐがプリンタ１の内部へ1度に給紙されること）を防止するためのリタードローラ１２とを備えている。これらの構成は、図１に示すように、キャリッジ３よりも後面側に配置されている。また、リタードローラ１２は、後面側から給紙が行われる場合に、図１に示すように、給紙ローラ１１に圧接し、後面側から給紙が行われない場合には、給紙ローラ１１から離れる。

また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを前面側から供給するための構成として、前面側から供給される印刷用紙Ｐがセットされる前面給紙カセット１４と、前面給紙カセット１４にセットされた印刷用紙Ｐをプリンタ１の内部に取り込む取込ローラ１５と、取込ローラ１５を回転可能に保持するアーム１６と、取込ローラ１５によって取り込まれる印刷用紙Ｐが通過する搬送路１７と、搬送路１７を通過する印刷用紙Ｐを搬送するための搬送駆動ローラ１８および搬送従動ローラ１９とを備えている。これらの構成は、図１に示すように、キャリッジ３および後面給紙ホッパ１０等の下方に配置されている。

本形態では、図１に示すように、後面側から供給される印刷用紙Ｐは、そのまま前面側に向かって搬送される。また、前面側から供給される印刷用紙Ｐはまず、後面側に向かって搬送を開始され、その後、略円弧状に形成された搬送路１７で搬送方向が反転されて、後面側から供給される印刷用紙Ｐと共通の経路で前面側に向かって搬送される。

前面給紙カセット１４は、図２に示すように、印刷用紙Ｐの幅方向の端部、長さ方向の端部をそれぞれ案内するための端部ガイド２２、２３を備えている。また、前面給紙カセット１４の後面側には、前面給紙カセット１４にセットされた印刷用紙Ｐの先端が当接するとともにプリンタ１の内部へ取り込まれる印刷用紙Ｐの先端が摺接する摺接部２４が形成され、前面給紙カセット１４の底面には、コルク等の摩擦係数の比較的大きな材料で形成された摩擦部材２５が２個取り付けられている。この摩擦部材２５は、前面給紙カセット１４の後面側に取り付けられ、印刷用紙Ｐの重送を防止する機能を果たしている。

取込ローラ１５は、アーム１６の先端に取り付けられている。アーム１６は、基端側に取り付けられた揺動軸１６ａを中心に揺動可能となっている。そして、前面側から給紙が行われる場合には、図１の実線で示すように、取込ローラ１５は、印刷用紙Ｐの上面に圧接し、前面側から給紙が行われない場合には、図１の二点鎖線で示すように、印刷用紙Ｐの上面から離れる。本形態では、この取込ローラ１５は、印刷用紙Ｐの先端がＰＦ駆動ローラ５およびＰＦ従動ローラ６に到達するまで、印刷用紙Ｐをプリンタ１の内部へ搬送する。そして、印刷用紙Ｐの先端がＰＦ駆動ローラ５等に到達すると、取込ローラ１５は図１の二点鎖線で示す状態となる。すなわち、印刷時の印刷用紙Ｐは、ＰＦ駆動ローラ５等によって搬送され、印刷時には、取込ローラ１５は、印刷用紙Ｐの上面に圧接していない。なお、取込ローラ１５は、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないときに、摩擦部材２５に圧接可能となる位置に配置されている。

また、取込ローラ１５は、図３に示すように、遊星歯車列２６、複数のベルト２７および複数のプーリ２８を介してＡＳＦモータ２９に連結されている。また、給紙ローラ１１も、遊星歯車列２６等を介してＡＳＦモータ２９に連結されている（図３では、給紙ローラ１１の図示を省略）。本形態では、ＡＳＦモータ２９が一方向へ回転すると、遊星歯車列２６の作用によって、取込ローラ１５が回転して、前面側から印刷用紙Ｐがプリンタ１の内部に取り込まれる。また、ＡＳＦモータ２９が他方向へ回転すると、遊星歯車列２３の作用によって、給紙ローラ１１が回転して、後面側から印刷用紙Ｐがプリンタ１の内部に取り込まれる。

ＡＳＦモータ２９の回転軸には、図３に示すように、ロータリスケール３２が取り付けられている。このロータリスケール３２とフォトセンサ３３とから構成されるロータリエンコーダ３４によって、ＡＳＦモータ２９の回転速度や回転位置の検出が行われる。また、ロータリエンコーダ３４からの出力信号は、制御部３５に入力される。なお、本形態のＡＳＦモータ２９は、ＤＣ（直流）モータである。また、本形態では、ＡＳＦモータ２９の制御方法として、電圧制御の１つであるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が採用されるとともに、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせてＡＳＦモータ２９の現行回転速度を目標回転速度に収束させる制御であるＰＩＤ制御が採用されている。

搬送駆動ローラ１８および搬送従動ローラ１９は、図１に示すように、搬送路１７の途中に配置されている。搬送駆動ローラ１８は図示を省略するモータに連結されている。また、搬送従動ローラ１９は、取込ローラ１５によって前面側から印刷用紙Ｐが取り込まれる場合に、図１の実線で示すように、搬送駆動ローラ１８に圧接し、前面側から給紙が行われない場合には、図１の二点鎖線で示すように、搬送駆動ローラ１８から離れる。

さらに、本形態のプリンタ１は、内部へ取り込まれた印刷用紙Ｐの通過等を検出するための紙検出装置３７を備えている。本形態の紙検出装置３７は、図示を省略する発光素子と受光素子とを備える光学式の検出装置であり、印刷用紙Ｐの幅方向の一端部分を検出する。また、紙検出装置３７は、キャリッジ３よりも後面側に配置されるＰＦ駆動ローラ５と給紙ローラ１１との間に配置されている。

（制御部の概略構成）
図４は、図３に示す制御部３５とその周辺部の概略構成を示すブロック図である。図５は、図４に示すＰＩＤ制御部４３から出力される制御信号ＳＧの波形の一例を示す図である。図６は、図３に示すＡＳＦモータ２９の回転速度とデューティ値との関係を説明するための図であり、（Ａ）はＡＳＦモータ２９の目標速度曲線の一例を示し、（Ｂ）は前面給紙カセット１４に印刷用紙ＰがセットされていないときのＡＳＦモータ２９のデューティ値の変化の一例を示し、（Ｃ）は前面給紙カセット１４に印刷用紙ＰがセットされていないときのＡＳＦモータ２９の現行回転速度の変化の一例を示す。図７は、図１に示す印刷用紙Ｐが前面給紙カセット１４に適切にセットされていない状態を示す図である。なお、図４には、ＡＳＦモータ２９に関連する制御部３５の構成のみが図示されている。

制御部３５は、図４に示すように、ＡＳＦモータ２９に関連する構成として、ＡＳＦモータ２９の速度制御（具体的には、ＰＩＤ制御）を行う速度制御部３７と、ＡＳＦモータ２９を駆動するＡＳＦモータ駆動部３８とを備えている。また、本形態の制御部３５は、ＡＳＦモータ２９の負荷に基づいて前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定する判定手段としての用紙有無判定部３９を備えている。また、制御部３５には、図示を省略する入出力手段を介して制御指令部４０が接続されている。なお、速度制御部３７および用紙有無判定部３９は、実際には、制御部３５を構成するＣＰＵ等の演算手段と、ＲＯＭやＲＡＭ、不揮発性メモリ等の記憶手段と、ＩＯポート等の入出力手段と等によって実現されている。

上述のように、本形態のＡＳＦモータ２９はＰＩＤ制御されている。そのため、速度制御部３７は、速度演算部４１と、位置演算部４２と、ＰＩＤ制御部４３とを備えている。速度演算部４１は、ロータリエンコーダ３４から入力される信号に基づいてＡＳＦモータ２９の現行の回転速度（現行回転速度）を算出し、この回転速度に対応する信号をＰＩＤ制御部４３へ出力する。位置演算部４２は、ロータリエンコーダ３４から入力される信号に基づいてＡＳＦモータ２９の現行の回転位置を算出し、この回転位置に対応する信号をＰＩＤ制御部４３へ出力する。なお、位置演算部４２から出力される信号は、用紙有無判定部３９にも入力される。

ＰＩＤ制御部４３は、速度演算部４１および位置演算部４２から入力される信号に基づいて所定の演算を行い、この演算結果に基づいた制御信号ＳＧをＡＳＦモータ駆動部３８に対して出力する。具体的には、本形態のＡＳＦモータ２９はＰＷＭ制御されているため、制御信号ＳＧは、図５に示すように、スイッチング周期Ｔで、オンオフを繰り返すパルス状の信号である。すなわち、ＡＳＦモータ駆動部３８は、ＡＳＦモータ２９に対して、オン時間Ｔ１の間だけ電圧を印加する。ここで、本明細書では、スイッチング周期Ｔに対するオン時間Ｔ１の割合を「デューティ」と定義する。

ＡＳＦモータ２９は、図６（Ａ）に示す目標速度曲線に沿うように速度制御される。すなわち、各回転位置での目標回転速度に現行回転速度を収束させるＰＩＤ制御で制御される。そのため、目標回転速度と現行回転速度との差が大きければ、デューティが大きくなり、目標回転速度と現行回転速度との差が小さければ、デューティが小さくなる。すなわち、ＡＳＦモータ２９の負荷が大きく、目標回転速度と現行回転速度との差が大きければ、デューティが大きくなり、ＡＳＦモータ２９の負荷が軽く、目標回転速度と現行回転速度との差が小さければ、デューティが小さくなる。換言すると、本形態では、デューティの値（デューティ値）が間接的にＡＳＦモータ２９の負荷値を示している。

なお、図６（Ａ）に示すように、目標速度曲線は、ＡＳＦモータ２９を加速させるための加速制御が行われる加速領域と、ＡＳＦモータ２９を一定速で回転させるための定速制御が行われる定速領域と、ＡＳＦモータ２９を減速させるための減速制御が行われる減速領域とから構成されている。

用紙有無判定部３９には、位置演算部４２の出力信号および制御信号ＳＧが入力され、これらの信号に基づいて用紙有無判定部３９は、前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定する。具体的には、用紙有無判定部３９では、図６（Ｂ）に示すように、予め、印刷用紙Ｐの有無を判定するためのデューティ値の上限値Ｕが設定されている。この上限値Ｕは、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがない状態で、ＡＳＦモータ２９を駆動させたときのデューティ値に基づいて算出される。そして、用紙有無判定部３９は、ＰＩＤ制御の制御周期のたびに入力される制御信号ＳＧのデューティ値と上限値Ｕとの比較を行い（すなわち、ＰＩＤ制御の制御周期で、デューティ値と上限値Ｕとの比較を行い）、デューティ値がＮ回連続（Ｎは、２以上の整数）で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定する。すなわち、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがない場合には、取込ローラ１５と摩擦部材２５とが圧接しているため、ＡＳＦモータ２９の負荷が高くなり、その結果、デューティ値が高くなる。したがって、デューティ値と上限値Ｕとの比較を行うことで、印刷用紙Ｐの有無の判定が可能になる。なお、本形態のＰＩＤ制御の制御周期はたとえば、１５０μｓｅｃである。また、連続到達回数Ｎは５０回程度であることが好ましく、本形態の連続到達回数Ｎは５０回である。

ここで、本形態の用紙有無判定部３９において、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定されるのは、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐが１枚のみである場合であっても、この印刷用紙Ｐの取込を可能とするためである。すなわち、前面給紙カセット１４内に複数枚の印刷用紙Ｐがセットされている場合には、取込ローラ１５で内部に取り込まれる印刷用紙Ｐに生じる摩擦抵抗は、印刷用紙Ｐ間の摩擦係数に基づいて生じるのに対し、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐが１枚のみである場合には、内部に取り込まれる印刷用紙Ｐに生じる摩擦抵抗は、印刷用紙Ｐと摩擦部材２５との間の摩擦係数に基づいて生じる。そのため、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐが１枚のみである場合には、デューティ値が一時的に高くなることもあるが、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定するように構成することで、デューティ値が一時的に高くなっても直ちに印刷用紙Ｐがないとの判定がされなくなる。その結果、最後の１枚の印刷用紙Ｐの取込が可能になる。

また、本形態では、図７に示すように、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐが適切にセットされず、最後の１枚の印刷用紙Ｐの先端側の一部のみが取込ローラ１５に接している場合であっても、この印刷用紙Ｐの取込が可能となるように、上限値Ｕや連続到達回数Ｎが設定される。なお、本形態では、取込ローラ１５と印刷用紙Ｐとの接触面積と、取込ローラ１５と摩擦部材２５との接触面積との割合が３対７程度であれば、印刷用紙Ｐの取込が可能であるが、取込ローラ１５と摩擦部材２５との接触面積の割合がこれ以上大きくなると印刷用紙Ｐの取込は難しくなる。

また、本形態の用紙有無判定部３９は、図６（Ｂ）の実線で示すように、定速領域で、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定する。これは、ＡＳＦモータ２９がＰＩＤ制御で制御される場合、通常の動作において、加速領域でデューティ値が上限値Ｕに達する程、急激に上昇することはあまりないからである。なお、図６（Ｂ）には、定速領域でデューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達した後にＡＳＦモータ２９が停止したときのデューティ値の変化が図示されている。また、図６（Ｃ）には、図６（Ｂ）に示すデューティ値の変化に対応するＡＳＦモータ２９の現行回転速度の変化が図示されている。

ここで、本形態の用紙有無判定部３９は、図６（Ｂ）の二点鎖線で示すように、加速領域でデューティ値が上限値Ｕに達する場合には、プリンタ１に異常が発生したと判定する。すなわち、遊星歯車列２６やベルト２７等に損傷が生じる等の異常が発生すると、加速領域であってもデューティ値が上限値Ｕに達する程、急激に上昇するため、加速領域でデューティ値が上限値Ｕに達する場合に、用紙有無判定部３９はプリンタ１に異常が発生したと判定する。なお、用紙有無判定部３９では、ＡＳＦモータ２９が加速領域、定速領域または減速領域のいずれの領域で制御されているかは、位置演算部４２からの信号に基づいて判断される。

（印刷用紙の有無の判定方法）
図８は、図４に示す用紙有無判定部３９での印刷用紙Ｐの有無の判定方法を示すフローチャートである。以下、用紙有無判定部３９における前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐの有無の判定方法を説明する。

図８に示すように、まず、前面給紙カセット１４にセットされた印刷用紙Ｐをプリンタ１の内部に取り込むため、ＡＳＦモータ２９を駆動する（ステップＳ０）。その後、ＰＩＤ制御の制御周期であるか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、用紙有無判定部３９に制御信号ＳＧが入力されたか否かによって判断する。制御周期でない場合には、ステップＳ１に戻り、制御周期である場合には、ＡＳＦモータ２９が減速領域で制御されているか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、位置演算部４２から入力される信号に基づいて判断する。ＡＳＦモータ２９が減速領域で制御されている場合には、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐの有無の判定フローは終了する。一方、ＡＳＦモータ２９が減速領域で制御されていない場合には、ＡＳＦモータ２９が定速領域で制御されているか否かを判断する（ステップＳ３）。具体的には、位置演算部４２から入力される信号に基づいて判断する。

ＡＳＦモータ２９が定速領域で制御されていない場合（すなわち、ＡＳＦモータ２９が加速領域で制御されている場合）には、デューティ値が上限値Ｕに達しているか否かを判断する（ステップＳ４）。デューティ値が上限値Ｕに達していない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、図６（Ｂ）の二点鎖線で示すように、デューティ値が上限値Ｕに達している場合には、プリンタ１に異常が発生したと判定し（ステップＳ５）、ＡＳＦモータ２９を停止するとともに、異常信号を出力する（ステップＳ６）。具体的には、用紙有無判定部３９は、ＡＳＦモータ駆動部３８に対して停止信号を出力するとともに、制御指令部４０に対して異常信号を出力する。異常信号が入力された制御指令部４０からの制御指令で、たとえば、所定の表示部に異常が発生した旨の表示が行われる。

ステップＳ３で、ＡＳＦモータ２９が定速領域で制御されていると判断すると、デューティ値が上限値Ｕに達しているか否かを判断する（ステップＳ７）。デューティ値が上限値Ｕに達していない場合には、デューティ値の上限値Ｕへの到達回数ｎが０であるか否かを判断する（ステップＳ８）。到達回数ｎが０である場合にはそのままステップＳ１に戻り、到達回数ｎが０でない場合には、到達回数ｎが０にリセットされ（ステップＳ９）、その後、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ７で、デューティ値が上限値Ｕに達していると判断すると、デューティ値の上限値Ｕへの到達回数ｎに１を加えて新たな到達回数ｎとする（ステップＳ１０）。その後、新たな到達回数ｎが連続到達回数Ｎであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。新たな到達回数ｎが連続到達回数Ｎでない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、図６（Ｂ）の実線で示すように、新たな到達回数ｎが連続到達回数Ｎである場合（すなわち、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達した場合）には、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判断し（ステップＳ１２）、ＡＳＦモータ２９を停止するとともに、用紙なし信号を出力する（ステップＳ１３）。具体的には、用紙有無判定部３９は、ＡＳＦモータ駆動部３８に対してＡＳＦモータ２９の停止信号を出力するとともに、制御指令部４０に対して用紙なし信号を出力する。用紙なし信号が入力された制御指令部４０からの制御指令で、たとえば、所定の表示部に用紙なしの表示が行われる。

なお、本形態では、ステップＳ１からステップＳ１３によって、前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定する判定ステップが構成されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、取込ローラ１５に対向可能な摩擦部材２５が前面給紙カセット１４に取り付けられ、ＡＳＦモータ２９の負荷（具体的にはデューティ）に基づいて前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定している。そのため、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがない場合には、取込ローラ１５が摩擦部材２５に圧接して回転することで大きく変動するデューティ値に基づいて早期に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないことを検出でき、取込ローラ１５を早期に停止できる。たとえば、本形態では、５０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃで、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないことを検出できる。その結果、取込ローラ１５の摩耗を抑制しながら、デューティ値を用いる簡易な構成で前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定できる。また、取込ローラ１５に圧接する摩擦部材２５の摩耗も抑制できる。

本形態では、用紙有無判定部３９が、ＰＩＤ制御の制御周期で、デューティ値と上限値Ｕとの比較を行い、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定している。そのため、上述のように、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐが１枚のみである場合であっても、この印刷用紙Ｐの取込が可能になる。また、特に、図７に示すように、前面給紙カセット１４に最後の１枚の印刷用紙Ｐが適切にセットされない場合であっても、この印刷用紙Ｐの取込が可能になる。

本形態では、用紙有無判定部３９は、定速領域でデューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定している。また、用紙有無判定部３９は、加速領域でデューティ値が上限値Ｕに達する場合に、プリンタ１に異常が発生したと判定している。上述のように、通常の動作では、加速領域でデューティ値が急激に上昇することはあまりない。そのため、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐの有無の判定を定速領域で行うことで、前面給紙カセット１４内の印刷用紙Ｐの有無の適切な判定が可能になる。また、プリンタ１の内部に異常が発生したことを適切に検出できる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形実施が可能である。すなわち、上述した形態では、用紙有無判定部３９は、ＰＩＤ制御の制御周期で、デューティ値と上限値Ｕとの比較を行っている。この他にもたとえば、図４に示すように、制御部３５内に設けられたクロック発生部５０を用いて、このクロック発生部５０から発生される周期的なクロック信号の周期でデューティ値と上限値Ｕとの比較を行っても良い。また、上述した形態では、ＰＩＤ制御部４３から出力される制御信号ＳＧが用紙有無判定部３９に入力されている。この他にもたとえば、図４の二点鎖線で示すように、ＡＳＦモータ駆動部３８からの出力信号が用紙有無判定部３９に入力され、この出力信号に基づいてデューティ値が算出されても良い。

さらに、上述した形態では、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定している。この他にもたとえば、連続でなくても、デューティ値がＮ回、上限値Ｕに達した場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定しても良い。また、上限値Ｕより低い設定値を設定して、デューティ値がＮ回連続で設定値を超える場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定しても良い。

さらにまた、上述した形態では、デューティ値に基づいて前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定しているが、デューティ値以外のＡＳＦモータ２９の負荷値の代替特性に基づいて、前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定しても良い。たとえば、ＡＳＦモータ２９が電圧制御でなく電流制御される場合には、ＡＳＦモータ２９に供給される電流値から、前面給紙カセット１４にセットされる印刷用紙Ｐの有無を判定しても良い。また、上述した形態では、用紙有無判定部３９は、定速領域で、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定している。この他にもたとえば、加速領域または減速領域で、デューティ値がＮ回連続で上限値Ｕに達する場合に、前面給紙カセット１４に印刷用紙Ｐがないと判定しても良い。

また、本形態の構成は、インクジェットプリンタの他、レーザプリンタ等の給紙機構を備える各種の装置に適用可能である。

本発明の実施の形態にかかるプリンタの主要部の概略構成を示す側面図。 図１の前面給紙カセットの構成を示す斜視図。 図１の取込ローラに関連する部分の構成を模式的に示す図。 図３の制御部とその周辺部の概略構成を示すブロック図。 図４のＰＩＤ制御部から出力される制御信号の波形の一例を示す図。 図３のＡＳＦモータの回転速度とデューティ値との関係を説明するための図。 図１の印刷用紙が適切にセットされていない状態を示す図。 図４の用紙有無判定部での判定方法を示すフローチャート。

符号の説明

１ プリンタ、１４ 前面給紙カセット、１５ 取込ローラ、２５ 摩擦部材、２９ ＡＳＦモータ（モータ）、３５ 制御部、３７ 速度制御部、３９ 用紙有無判定部（判定手段）、Ｐ 印刷用紙（印刷媒体）、Ｓ１〜Ｓ１３ 判定ステップ、Ｕ 上限値（設定値）。

Claims (5)

1. 印刷媒体に印刷を行うプリンタにおいて、
   上記プリンタの前面側から上記プリンタの内部に供給される上記印刷媒体がセットされるとともに、上記印刷媒体の重送を防止するための摩擦部材が底面に取り付けられている前面給紙カセットと、上記摩擦部材に対向可能に配置され上記前面給紙カセットにセットされた上記印刷媒体を上記プリンタの内部に取り込む取込ローラと、該取込ローラを駆動するモータと、該モータの負荷に基づいて上記前面給紙カセットにセットされる上記印刷媒体の有無を判定する判定手段を有する制御部とを備えることを特徴とするプリンタ。
2. 前記判定手段は、所定の時間間隔で前記モータの負荷値と所定の設定値との比較を行い、上記負荷値がＮ回連続（Ｎは２以上の整数）で上記設定値に達するまたは上記設定値を超える場合に、前記前面給紙カセットに前記印刷媒体がないと判定することを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
3. 前記制御部は、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせて前記モータの現行回転速度を目標回転速度に収束させる制御であるＰＩＤ制御を行う速度制御部を備え、
   前記判定手段は、前記モータを一定速で回転させるための定速制御時に、前記負荷値がＮ回連続で前記設定値に達するまたは前記設定値を超える場合に、前記前面給紙カセットに前記印刷媒体がないと判定することを特徴とする請求項２記載のプリンタ。
4. 前記判定手段は、前記モータを加速させるための加速制御時に、前記負荷値が前記設定値に達するまたは前記設定値を超える場合に、内部で異常が発生したと判定することを特徴とする請求項３記載のプリンタ。
5. 前面側からプリンタの内部に供給される印刷媒体が、該印刷媒体の重送を防止するための摩擦部材が底面に取り付けられている前面給紙カセットにセットされる場合、
   上記前面給紙カセットにセットされた上記印刷媒体を内部に取り込むために上記摩擦部材に対向可能に配置される取込ローラを駆動するモータの負荷に基づいて、上記前面給紙カセットにセットされる上記印刷媒体の有無を判定する判定ステップを備えることを特徴とする印刷媒体の有無の判定方法。

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