JP2009107219A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリンタ装置において、使用電源や筐体のサイズの制約から小型で低消費電力のモータを使用せざるをえないため、給紙動作及び排出動作時には十分に搬送スピードが上げられないという問題があった。
【解決手段】 記録用紙を搬送するモータと、前記記録用紙に記録を行う記録部と、モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、決められた時間間隔に従ってモータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第１の駆動手段と、位置センサの出力に応じてモータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第２の駆動手段と、第１の駆動手段と第２の駆動手段を切り替え可能な切り替え手段と、切り替え手段により切り替えられた駆動手段でモータの駆動を制御する制御手段と、を有し、切り替え手段は、一連の記録動作の中でいずれの動作を行うかに応じて第１の駆動手段と第２の駆動手段を切り替える。
【選択図】 図２

Description

本発明はモータを用いて紙送りを行うプリンタ装置に関する。

プリンタ装置としてよく知られているものとしてプリンタ装置がある。

従来シリアルプリンタ装置のうち装置本体上で往復運動されかつ記録手段を搭載したキャリッジの移動に対して同期を図りながら記録手段により記録をおこなうプリンタ装置は本体に固定されたモータを備えている。そして、モータの駆動力をタイミングベルトによりキャリッジに伝達することで、キャリッジを往復駆動させて記録を行っている。

図９は、従来例における、プリンタ装置の斜視外観を示した図である。

図９において、１００はプリンタ本体、１０１は記録部で例えばインクジェット方式のものがある。

１０２は記録部１０１を搭載するキャリッジである。

１０３はプリンタ本体１００に両端を固定されたガイドシャフト、１０４はキャリッジ１０２に固着されガイドシャフト１０３と摺動可能に嵌合するスライダ、１０５はプリンタ本体１００に両端を固定されたガイド補助シャフトである。

１０６はキャリッジ１０２に固着されガイド補助シャフト１０５と摺動可能に嵌合する補助スライダ、１０７はプリンタ本体１００に固定されたキャリッジ駆動モータ、１０８はキャリッジ駆動モータ１０７の出力軸に固定されたプーリーである。

１０９はプリンタ本体１００に回転可能に取り付けられたアイドラープーリ、１１０はアイドラープーリ１０９とプーリー１０８に嵌まり且つ一部がキャリッジ１０２に固定されたタイミングベルトである。

１１１は紙等の被記録媒体を搬送するための紙送りローラでありプリンタ本体１００に回転可能に取り付けられている。１１２は紙送りモータであり、紙送りローラ１１１を回転駆動させる。

１１３は記録用紙、１１４は記録用紙１１３を紙送りローラ１１１に圧接させる拍車である。

１１５は制御回路でプリンタ本体１００に取り付けられ、キャリッジ駆動モータ１０７とリード線１１７でつながれている。また、制御回路１１５は、紙送りモータ１１２とも不図示のリード線でつながれ、キャリッジ１０２に搭載された記録部１０１とはフレキシブルプリント基板１１６でつながれている。そして、制御回路１１５は、キャリッジ駆動モータ１０７、紙送りモータ１１２及び記録部１０１を駆動或いは制御する。

キャリッジ駆動モータ１０７の正転或いは逆転によりキャリッジ１０２は往復駆動される。キャリッジモータ１０７および紙送りモータ１１２は、通常の直流モータに比べ制御性の良さやコストの面から、２相のステッピングモータが用いられることが多い。

この種のプリンタ装置では、まず紙送りモータ１１２を駆動し記録媒体（紙）が所定位置、即ち、記録部１０１及びキャリッジ１０２が往復駆動される軌跡内の位置まで位置だしされることで記録が可能となる。本願明細書においては、この動作を給紙動作と表現する。

紙が所定位置にまで位置だしされると、キャリッジモータ１０７を駆動し記録部１０１及びキャリッジ１０２を往復駆動しつつ同期を図りながら紙送りモータ１１２を駆動し紙を所定ピッチごとに搬送し、記録部１０１を作動させ記録を行っていく。本願明細書においては、この動作を記録動作と表現する。この際、紙送りモータ１１２による紙の搬送は記録密度が高くなればなるほど精細なピッチでの搬送が要求される。

そして、紙への記録が完了するとキャリッジモータ１０７を停止させまた記録部１０１を作動も停止させ紙送りモータ１１２を駆動し紙を搬送しプリンタ装置から排出する。本願明細書においては、この動作を排出動作と表現する。
特開平０５−１６１３３３号公報

上記特許文献１に記載のプリンタ装置において、高精細な記録を行おうとすると、以下のような方法が考えられる。

一つは、紙送りモータ１１２として分解能の高いステッピングモータを用いる方法、もう一つは、ステッピングモータの出力段から紙送りローラ１１１までの間の動力伝達の減速比を高める方法である。

しかしながら、こういった方法をとった場合は、紙送りモータを高速で駆動させることが困難となり、給紙動作及び排出動作に時間を要してしまうことなる。操作性の面から考えると、給紙動作及び排出動作に時間が掛かってしまうのは望ましくない。

また、一般的にステッピングモータは、使用している回転数での出力トルクよりも大きな駆動負荷が加わると脱調現象を起こし、プルアウト出力領域で使用している場合には自動的には再起動することができない。そのため、ステップモータの出力特性に対し想定される負荷は十分余裕を持ったものとしなければならない。

つまり、紙送りモータとしてステッピングモータを使う際には、必要以上に減速し十分駆動力を大きくして紙送りローラ１１１を駆動する必要がある。

特に、コンパクト性が重視されるポータブルなプリンタ装置においては、使用電源の制約や筐体のサイズの制約から小型で低消費電力のモータを使用せざるをえない。そのため給紙動作及び排出動作時には十分に搬送スピードが上げられないという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明のプリンタ装置は、記録媒体を搬送するモータと、前記記録媒体に記録を行う記録部と、前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、決められた時間間隔に従って前記モータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第１の駆動手段と、前記位置センサの出力に応じて前記モータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を切り替え可能な切り替え手段と、前記切り替え手段により切り替えられた駆動手段でモータの駆動を制御する制御手段と、を有し、前記切り替え手段は、前記記録媒体の給紙の開始から該記録媒体の排出完了までの記録動作の中でいずれの動作を行うかに応じて前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を切り替え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、高精細な記録動作時に必要となる高精細なピッチでの紙の搬送を可能にしつつも給紙動作及び排出動作の際には高速な動作が可能な、プリンタ装置を提供することが可能となる。

以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
図１は本実施形態における、プリンタ装置の斜視外観図、図２は本実施形態で用いるモータと位置センサの構成を示す斜視図である。

図１において、紙送りモータ１３以外は従来例のプリンタ装置と同じであるため、その説明は省略する。

図１における紙送りモータ１３の役割自体は、従来例のプリンタ装置における紙送りモータ１１２と同一である。しかし、紙送りモータ１３の動作は大きく異なる。その動作については後述する。

図２において、紙送りモータ１３は、マグネット２０１を有するロータ２０２、第１のコイル２０３ａ、第２のコイル２０３ｂ、第１のヨーク２０４ａ、第２のヨーク２０４ｂ、第１の位置センサ１０７、第２の位置センサ１０８によって構成される。

このうち、第１のコイル２０３ａ、第２のコイル２０３ｂ、第１のヨーク２０４ａ、第２のヨーク２０４ｂ、第１の位置センサ１８、第２の位置センサ１９でステータを構成している。

マグネット２０１は、外周が多極着磁された円筒形状の永久磁石であり、角度位置に対し、径方向の磁力の強さが正弦波状に変化する着磁パターンを有する。

ロータ２０２は、ステータに対して回転可能に支持され、マグネット２０１と一体に固定されている。

第１のヨーク２０４ａは、第１のコイル２０３ａに励磁される磁極歯を複数有しており、励磁される極を切り替えることで、ロータに与えるトルクを変化させることができる。

第１の位置センサ１８、第２の位置センサ１９はマグネット２０１の磁束を検出し、電気角で９０°ずつ位相のずれた信号を出力するホール素子である。なお、ここでいう電気角とはこの正弦波の１周期を３６０°として表したものであり、マグネット２０１の極数をｎとすると、電気角の１°は（２×実際の角度／ｎ）にあたる。

図３は、本実施形態に係るプリンタ装置のブロック図である。

５１は、紙送りモータ１３の回転方向に応じて、紙送りモータ１３の駆動に用いるドライバを選択して、駆動信号Ａまたは駆動信号Ｂを出力することで、後述するように紙送りモータ１３の駆動方式を切り替える制御回路である。

駆動信号Ａ、駆動信号Ｂは、制御回路５１から出力される駆動信号をもとに、後述するフィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４と後述するステップ駆動ドライバ５５の仕様に応じて決定される。

５２は記録部１０１を駆動する記録部駆動回路である。

５３は、紙送りモータ１３を駆動する際に後述するフィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４と後述するステップ駆動ドライバ５５を切り替える、切り替え回路である。

５４はフィードバック通電切り替え駆動ドライバであり、切り替え回路５３から出力される駆動信号Ａに応じて、後述するように紙送りモータ１３を駆動するための駆動パルスを出力する。その際、後述する第１の位置センサ１８と第２の位置センサ１９が出力する位置信号に応じて駆動パルスの出力タイミングを制御する。

５５はステップ駆動ドライバであり、切り替え回路５３から出力される駆動信号Ｂに応じて、後述するように紙送りモータ１３を駆動するための駆動パルスを出力する。その際、駆動信号Ｂによって決められた駆動パルス間隔（駆動周波数）に応じて駆動パルスの出力タイミングを制御する。

紙送りモータ１３は、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４またはステップ駆動ドライバ５５から出力される駆動パルスによって駆動され、紙送りローラ１１１を回転駆動させ紙等の記録媒体を搬送する。

位置検出手段としての第１の位置センサ１８、と第２の位置センサ１９は、紙送りモータ１３のロータ位置信号を出力する。本発明において位置センサの種類は限定されず、ホール素子を用いてもよいし、光学センサを用いてもよい。

５６はキャリッジ駆動モータ１０７を駆動するキャリッジ駆動モータドライバーである。

上述した制御回路５１、切り替え回路５３、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４、ステップ駆動ドライバ５５、キャリッジ駆動モータドライバー５６、記録部駆動回路５２等から図１に記載された電気制御回路１５は構成されている。

紙送りモータ１３は、ステップ駆動ドライバ５５を用いてステップ駆動を行うことができる。すなわち、ステップ駆動ドライバ５５は、入力された駆動パルス間隔（駆動周波数）と回転方向に従って、第１のコイル２０３ａと第２のコイル２０３ｂの通電を順次切り替えることで、ロータ２０２を所望の速度で回転させることが可能である。また、入力された駆動パルス数に従って、ロータ２０２を所望の角度だけ回転させることが可能である。

以下に、本実施形態における、モータの駆動方式のひとつである、ステップ駆動についての説明を行う。

ステップ駆動は入力される駆動パルス間隔によって速度制御が可能な駆動方式である。また、低速でも正確な駆動が可能である。つまり、ステップ駆動とは、決められた時間間隔に従ってモータのコイルの通電状態を切り替える駆動のことであり、本実施形態においては、第１の駆動モードとする。

しかしながら、駆動パルス間隔を小さく（駆動周波数を大きく）すると、コイル通電の切り替えに対してロータが応答できなくなり、脱調現象をひきおこす可能性が高くなる。このため、安定的な駆動を考えた場合には、駆動パルス間隔に下限を加えるとともに、実際の負荷に対して所定の安全率を見込む必要があり、結果として高速での駆動が制限される。

以下に、本実施形態における、モータの駆動方式のひとつである、フィードバック通電切り替え駆動についての説明を行う。

本実施形態における、紙送りモータ１３は、上述したステップ駆動に加え、フィードバック通電切り替え駆動を行うことが可能である。

フィードバック通電切り替え駆動とは、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４を用いて、第１の位置センサ１８と第２の位置センサ１９の出力する信号により通電タイミングを切り替える駆動のことである。つまり、フィードバック通電切り替え駆動とは、ロータの位置を検出する位置センサの出力に応じてモータのコイルの通電状態を切り替える駆動のことであり、本実施形態においては、第２の駆動モードとする。

図４は駆動装置におけるヨークと位置センサとロータの位相関係を示す図であり、図５は駆動装置におけるフィードバック通電切り替え駆動を行うモードの動作を示す図である。

図４及び５においては、時計回りを正の方向とする。なお、本実施形態では、マグネットの極数は８極、着磁角Ｐは４５°である。また、第１のヨーク２０４ａを基準として、第２のヨーク２０４ｂの位相Ｐ／２は−２２．５°、第１の位置センサ１８の位相β１は＋２２．５°、第２のセンサ１９の位相β２は−４５°である。

以下に、電気角を用いてフィードバック通電切り替え駆動を行うモードの動作を説明する。電気角とは、マグネット磁力の１周期を３６０°として表したものであり、ロータの極数をＭ、実際の角度をθ０とすると、電気角θは以下の式で表せる。
θ＝（２×θ０／Ｍ）
第１のヨーク２０４ａと第２のヨーク２０４ｂの位相差、第１の位置センサ１８と第２の位置センサ１９の位相差、第１のヨーク２０４ａと第１の位置センサ１８の位相差は全て電気角で９０°である。なお、図４において、第１のヨーク２０４ａの磁極歯中心とマグネットのＮ極中心が対向している。この状態をロータの初期状態とし、電気角０°とする。

図６は、コイルに通電した時に発生するモータトルクとロータの回転角度とセンサ信号との関係を示した図である。

図６（１）はコイルに通電をしたときに発生するモータトルクとロータ回転角度の関係を示す図である。横軸は電気角を、縦軸はモータトルクを示す。モータトルクは、ロータを時計回りに回転させるトルクを正とする。

第１のコイル２０３ａに正方向の電流を流すと、第１のヨーク２０４ａがＮ極に磁化し、マグネット２０１の磁極との間に電磁気力が発生する。また、第２のコイル２０３ｂに正方向の電流を流すと、第２のヨーク２０４ｂがＮ極に磁化し、マグネット２０１の磁極との間に電磁気力が発生する。２つの電磁気力を合成すると、ロータの回転にともなって概略正弦波状のトルクが得られる（トルク曲線Ａ＋Ｂ＋）。他の通電状態においても、同様に、概略正弦波状のトルクが得られる（トルク曲線Ａ＋Ｂ−、Ａ−Ｂ−、Ａ−Ｂ＋）。また、第１のヨーク２０４ａは第２のヨーク２０４ｂに対して電気角で９０°の位相をもって配置されるため、４つのトルクは互いに電気角で９０°の位相差を持っている。

図６（２）はロータの回転角度と位置センサの出力との関係を示すグラフであり、横軸は電気角を、縦軸は位置センサの出力を示す。

マグネット２０１の径方向磁力の強さは、電気角に対しておおよそ正弦波状になるように着磁している。そのため、第１の位置センサ１８からは概略正弦波状の信号が得られる（図６（２）のセンサ信号Ａ）。なお、本実施形態では、第１の位置センサ１８は、マグネット２０１のＮ極と対向するときに正の値を出力する。

また、第２の位置センサ１９は第１の位置センサ１８に対して電気角で９０°の位相をもって配置されるため、第２の位置センサ１９からは余弦波状の信号が得られる（図６（２）のセンサ信号Ｂ）。

なお、本実施形態では、第２の位置センサ１９は、第１の位置センサ１８に対して極性を反転してあるため、マグネット２０１のＳ極と対向するときに正の値を出力する。

図６（２）における、センサ信号Ａ及びセンサ信号Ｂに対して２値化を行った信号が、２値化信号Ａ及び２値化信号Ｂである。

フィードバック通電切り替え駆動を行うモードでは、２値化信号Ａをもとに第１のコイル２０３ａの通電を切り替え、２値化信号Ｂをもとに第２のコイル２０３ｂの通電を切り替える。すなわち、２値化信号Ａが正の値を示すとき第１のコイル２０３ａに正方向の電流を流し、負の値を示すとき第１のコイル２０３ａに逆方向の電流を流す。

また、２値化信号Ｂが正の値を示すとき第２のコイル２０３ｂに正方向の通電を流し、負の値を示すとき第２のコイル２０３ｂに逆方向の通電を流す。

図５（ａ）はロータ２０２が電気角で１３５°回転した状態を示している。

第１の位置センサ１８及び第２の位置センサ１９の出力は、図６（２）の（ａ）で示した値を示しており、２値化信号Ａは正、２値化信号Ｂは負の値を示している。

従って、第１のコイル２０３ａには正方向の電流が流れて、第１のヨーク２０４ａはＮ極に磁化し、第２のコイル２０３ｂには逆方向の電流が流れて、第２のヨーク２０４ｂはＳ極に磁化する。

このとき、図６（１）のトルク曲線Ａ＋Ｂ−に対応する時計回りのトルクがはたらき、ロータ２０２はθ方向（時計回り）の回転力を受けて回転する。

図５（ｂ）はロータ２０２が電気角で１８０°回転した状態を示している。第１の位置センサ１８はマグネット２０１のＮ極とＳ極の境界に位置する。そのため、電気角１８０°を境に２値化信号Ａは正の値から負の値に切り換わり、第１のコイル２０３ａの通電方向が正方向から逆方向へ切り換わる。この電気角は、トルク曲線Ａ＋Ｂ−とトルク曲線Ａ−Ｂ−との交点の電気角と一致する。

図５（ｂ’）はロータ２０２が電気角で１８０°回転し、第１のコイル２０３ａの通電方向が切り換わった状態を示している。第１のコイル２０３ａには逆方向の電流が流れて第１のヨーク２０４ａはＳ極に磁化し、第２のコイル２０３ｂには逆方向の電流が流れて第２のヨーク２０４ｂはＳ極に磁化する。

このとき、図６（１）のトルク曲線Ａ−Ｂ−に対応する時計回りのトルクがはたらき、ロータ２０２はθ方向（時計回り）の回転力を受けて回転する。

図５（ｃ）はロータ２０２が電気角で２２５°回転した状態を示している。

第１の位置センサ１８及び第２の位置センサ１９の出力は図６（２）の（ｃ）で示した値を示しており、２値化信号Ａは負、２値化信号Ｂは負の値を示している。

従って、第１のコイル２０３ａには負方向の電流が流れて第１のヨーク２０４ａはＳ極に磁化し、第２のコイル２０３ｂには逆方向の電流が流れて第２のヨーク２０４ｂはＳ極に磁化する。このとき、図６（１）のトルク曲線Ａ−Ｂ−に対応する時計回りのトルクがはたらき、ロータ２０２はθ方向（時計回り）の回転力を受けて回転する。

図５（ｄ）はロータ２０２が電気角で２７０°回転した状態を示している。第２の位置センサ１９はマグネット２０１のＮ極とＳ極の境界に位置する。そのため、電気角２７０°を境に２値化信号Ｂは負の値から正の値に切り換わり、第２のコイル２０３ｂの通電方向が逆方向から正方向へ切り換わる。この電気角は、トルク曲線Ａ−Ｂ−とトルク曲線Ａ−Ｂ＋との交点の電気角と一致する。

図５（ｂ’）はロータが電気角で２７０°回転し、第２のコイル２０３ｂの通電方向が切り換わった状態を示している。第２のコイル２０３ｂには正方向の電流が流れて第２のヨーク２０４ｂはＳ極に磁化し、第１のコイル２０３ａには逆方向の電流が流れて第１のヨーク２０４ａはＳ極に磁化する。このとき、図６（１）のトルク曲線Ａ−Ｂ＋に対応する時計回りのトルクがはたらき、ロータはθ方向（時計回り）の回転力を受けて回転する。

以上の動作を繰り返すことで、ロータを連続的に回転させることが可能となる。また、２値化信号Ａまたは２値化信号Ｂの正負を反転させれば、逆回転も可能である。

上述した、フィードバック通電切り替え駆動するモードでは、進角αを変えることでモータの出力特性を変化させることが可能である。フィードバック通電切換駆動モードにおいてモータを高速で回転させると、通電切り替えの周期が短くなる。通電切り替えの周期が短いと、コイルのインダクタンスの影響により、通電切り替えの周期に比べて電流値の立ち上がりが遅くなり、トルクが低くなる。しかし、進角αを大きくして２値化信号を進めることで、電流値の立ち上がりが遅くなるのを防ぎ、高速でのトルク低下を抑えることが可能である。

フィードバック通電切り替え駆動するモードでは、ロータの位置を検出しながら通電を切り替えるため、適切な制御を行えば脱調現象が起こることはない。従って、脱調現象を避けるために、ステップ駆動するモードのように駆動速度に制限を加える必要や、安全率を見込む必要はない。

また、フィードバック通電切り替え駆動するモードでのモータの駆動は、ステップ駆動するモードでのモータの駆動に対して高速度・高効率で駆動することが可能である。

しかしながら、電流によって速度制御を行った場合は、低速駆動時に電流が低くなりトルクが低下するため、低速での位置決め精度が低下する。

ここで、モータの出力特性とステップ駆動時のモータの出力特性の関係について図面を用いて説明する。

図７は、モータの出力特性とステップ駆動時のモータの出力特性の関係を示した図である。なお、縦軸には回転数（単位はｐｐｓ）、横軸には負荷（ｇｃｍ）をとり、ａ、ｂはともに正の整数とする。

ステップ駆動時において、コイルへの通電切り替えを理想的なタイミングで行い脱調現象が発生しない状態ではモータそのものの出力特性を活かしきった制御が可能である。

図７においてＡは脱調現象が起こらない場合のモータの出力特性を表している。しかし、上述したようにステップ駆動においては、入力される駆動パルス間隔を小さく（駆動周波数を大きく）すると、コイル通電の切り替えに対してロータが応答できなくなり、脱調現象をおこす可能性が高くなってしまう。

このため、駆動パルス間隔に下限を加えるとともに、実際の負荷に対して所定の安全率を見込む必要があり、本来のモータ出力であるＡに対しある安全率をもったステップ駆動時の出力特性であるＢを満たす範囲内で使用することになる。つまり、本来モータが備えている出力を使い切れないということである。

一方、上述した、フィードバック通電切り替え駆動では、ロータの位置を検出しながら通電を切り替えるため、適切な制御を行えば脱調現象が起こることはない。そのため、ステップ駆動で駆動される場合よりも大きな出力を安定的に取り出すことが可能になる。

なお、本実施形態では、マグネット２０１の磁束を位置センサによって検出することで、通電タイミングを制御している。しかしながら、ロータの位置を検出する方式には上述したものに限られるわけではない。ロータの回転にともなって変位する検出用マグネットを配置して検出してもよいし、遮光板やパターン面を光学センサによって読み取ってもよい。

また、位置センサの取り付け位置も、モータと一体に固定されていてもよいし、モータとは別部材に固定されていてもよい。

次に、図８のフローチャートを用いて、制御回路５１の動作について説明する。図８は、本実施形態における、プリンタ装置の動作を示すフローチャートである。

ユーザーによってプリンタ装置の電源が入れられると、プリンタ装置はステップＳ１０１から始まる記録動作に備える。

ステップＳ１０１では、制御回路５１は、記録開始の信号を受けると、まずは給紙動作を開始する為に切り替え回路５３を介して、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４で紙送りモータ１３を駆動させる第２の駆動モードを設定する。

ステップＳ１０２では、制御回路５１は、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４を介して紙送りモータ１３を駆動させる第２の駆動モードにて、モータの駆動制御を行う。

そして、制御回路５１は、記録媒体である記録用紙を所定位置即ち記録手段２及びキャリッジ３が往復駆動される軌跡内の位置まで位置だしするよう搬送を開始する。

ここで、紙送りモータ１３はフィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４によって駆動されているので上述したようにロータ２０２の位置を検出しながら通電を切り替えるため、脱調現象が起こらないようにモータを駆動可能である。結果として、モータをステップ駆動させる場合に比べて、給紙動作を高速で行うことができる。

ステップＳ１０３では、記録用紙が所定位置即ち記録手段２及びキャリッジ３が往復駆動される軌跡内の位置まで位置だしされたか否かを公知の手段により検出する。

ここでいう、公知の手段とは、例えば、不図示のフォトセンサーで記録用紙の位置を読み取る方法や、記録用紙の端面で機械的スイッチを切り替えたりする方法等が考えられる。

そして、ステップＳ１０３にて、記録用紙が所定位置即ち記録手段２及びキャリッジ３が往復駆動される軌跡内の位置まで位置だしされたことが検出されると、処理をステップＳ１０４に進め、制御回路５１は、紙送りモータ１３の駆動を一端停止させる。

ステップＳ１０５では、制御回路５１は、切り替え回路５３を介して、ステップ駆動ドライバ５５で紙送りモータ１３を駆動させる第１の駆動モードを設定する。

ステップＳ１０６では、キャリッジモータ駆動ドライバ５６介してキャリッジモータ１０７を駆動し記録部１０１及びキャリッジ３を往復駆動しつつ同期を図りながら紙送りモータ１３をステップ駆動する。そして、記録用紙を所定ピッチごとに搬送し、また記録部駆動回路５２を介し記録部１０１を作動させ記録を行っていく。

この記録動作においては、記録密度が高いほど紙送りモータ１３による記録用紙の搬送ピッチの細かさと低速での安定した駆動が要求される。本ステップにおいては、紙送りモータ１３は第１の駆動モード即ちステップ駆動で駆動されているので、それらの要求を満たすことが可能となっている。

ステップＳ１０７では、記録用紙に対して記録が終了したか否かの判定を行い、記録が終了したと判定されると、制御回路５１は、処理をステップＳ１０８に進める。

ステップＳ１０８では、制御回路５１は、キャリッジモータ駆動ドライバ５６介してキャリッジモータ１０７の駆動を停止し、記録部駆動回路５２を介し記録部１０１の作動を停止する。そして、制御回路５１は、ステップ駆動ドライバ５５を介し紙送りモータ１３の駆動を停止する。

ステップＳ１０９では、制御回路５１は、切り替え回路５３を介して、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４で紙送りモータ１３を駆動させる第２の駆動モードを設定する。

ステップＳ１１０では、制御回路５１は、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４を介して紙送りモータ１３を駆動させ、記録用紙をプリンタ装置から排出するために搬送を開始する。

ここで、紙送りモータ１３はフィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４によって駆動されているので上述したようにロータ２０２の位置を検出しながら通電を切り替えるため、脱調現象が起こらないようにモータを駆動可能である。結果として、モータをステップ駆動させる場合に比べて、排出動作を高速で行うことができる。

ステップＳ１１１では、制御回路５１は、記録用紙が機器から排出完了したか否かを公知の手段により検出する。ここでいう、公知の手段とは、たとえば、不図示のフォトセンサーで記録用紙の位置を読み取る方法や、記録用紙の端面で機械的スイッチを切り替えたりする方法等が考えられる。

そして、記録用紙が機器から排出完了したことが検出されると、制御回路５１は、処理をステップ１１２へ進め、紙送りモータ１３の駆動を停止させる。
これにより、プリンタ装置における記録媒体の給紙の開始から記録媒体の排出完了までの記録動作が完了する。

以上のように本発明によれば、プリンタ装置が記録媒体の給紙の開始から記録媒体の排出完了までの記録動作の中でいずれの動作を行うかに応じて、紙送りモータ１３の駆動を切り替えている。そうすることで、高速度かつ高精細な記録を可能にしている。ここで言う、記録媒体の給紙の開始から記録媒体の排出完了までの記録動作とは、記録用紙の給紙開始から始まり、記録用紙への記録が行われ、記録用紙の排出完了するまでの動作のことである。

具体的には、記録用紙が記録部１０１により記録されていくのに同期して搬送される時は、制御回路５１は、切り替え回路５３を介して、ステップ駆動ドライバ５５で紙送りモータ１３を駆動する第１の駆動モードを設定する。この際には、紙送りモータ１３はステップ駆動するので、細かなピッチでの記録用紙の搬送と低速での安定した駆動を実現し、高精細な記録動作を可能にしている。

また、記録用紙が給紙又は排出される時は、制御回路５１は、切り替え回路５３を介して、フィードバック通電切り替え駆動ドライバ５４で紙送りモータ１３を駆動する第２の駆動モードを設定する。この際には、紙送りモータ１３は、フィードバック通電切り替え駆動するので、高速な給紙動作および排出動作を可能にしている。

本実施形態における、プリンタ装置の斜視外観図である。 本実施形態で用いるモータと位置センサの構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るプリンタ装置のブロック図である。 駆動装置におけるヨークと位置センサとロータの位相関係を示す図である。 駆動装置におけるフィードバック通電切り替え駆動を行うモードの動作を示す図である。 コイルに通電した時に発生するモータトルクとロータの回転角度とセンサ信号との関係を示した図である。 モータの出力特性とステップ駆動時のモータの出力特性の関係を示した図である。 本実施形態における、プリンタ装置の動作を示すフローチャートである。 従来例における、プリンタ装置の斜視外観を示した図である。

符号の説明

１３、１１２ 紙送りモータ
１８ 第１の位置センサ
１９ 第２の位置センサ
５１、１１５ 制御回路
５２ 記録部駆動回路
５３ 切り替え回路
５４ フィードバック通電切り替え駆動ドライバ
５５ ステップ駆動ドライバ
１００ プリンタ本体
１０１ 記録部
１０２ キャリッジ
１０３ ガイドシャフト
１０４ スライダ
１０５ ガイド補助シャフト
１０６ 補助スライダ
１０７ キャリッジ駆動モータ
１０８ プーリー
１０９ アイドラープーリ
１１０ タイミングベルト
１１１ 紙送りローラ
１１３ 記録用紙
１１４ 拍車
１１６ フレキシブルプリント基板

Claims (3)

1. 記録媒体を搬送するモータと、
   前記記録媒体に記録を行う記録部と、
   前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、
   決められた時間間隔に従って前記モータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第１の駆動手段と、
   前記位置センサの出力に応じて前記モータのコイルの通電状態を切り替え駆動する第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を切り替え可能な切り替え手段と、
   前記切り替え手段により切り替えられた駆動手段でモータの駆動を制御する制御手段と、を有し、
   前記切り替え手段は、前記記録媒体の給紙の開始から該記録媒体の排出完了までの記録動作の中でいずれの動作を行うかに応じて前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を切り替え可能であることを特徴とするプリンタ装置。
2. 前記切り替え手段は、前記記録媒体が前記記録部により記録されていくのに同期して搬送される時は、前記第１の駆動手段に前記モータの駆動を切り替え、
   記録用紙が給紙又は排出される時は、前記第２の駆動手段に該モータの駆動を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 前記記録媒体の給紙の開始から該記録媒体の排出完了までの記録動作とは、少なくとも、記録用紙の給紙、記録用紙の排出、記録用紙への記録、の何れかを含むことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。

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