JP2013215891A - 液体噴射装置及び液体噴射装置における媒体端部位置検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャリッジに設けられた紙幅センサーの感度切替え時期を決める感度判定値を取得するために用いられる基準反射面に光を照射しその反射光を受光した受光部の出力電圧を取得し、電源電圧から出力電圧を差し引いて、基準面電圧Vsを測定する(S1)。基準面電圧Vsとその初期値Vs0との比(Vs/Vs0比)を計算し(S4)、Vs/Vs0比を基にテーブルデータを参照して補正量dxを求める(S5)。出力電圧が閾値を横切ったときの位置を端部検出位置として取得し、端部検出位置を補正量dxで補正することで用紙の端部位置を取得する。
【選択図】図15
Description
上記構成によれば、測定値と測定値の初期値との比を一定値にしうるパラメーターが取得されるので、光学式センサーをパラメーターに基づいて感度調整することで、光学式センサーを測定値の初期値を取得したときの感度と同程度の感度にすることができる。
以下、本発明の液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化した第1実施形態を、図1〜図17を用いて説明する。
図9(a)は、紙幅センサー48の発光部58及び受光部59を用いた発光・受光の様子を模式的に描いたものである。図9(a)では、発光部58から照射された光が基準反射面76で反射し、その反射光が最終的に受光部59に受光されるまでの光の経路及び光量を模式的に示している。このため、この図における照射光の光量(以下「照射光量Pd」という。)は、発光部58から照射される照射光のうち基準反射面76で反射して最終的に受光部59に受光される一部の照射光を示している。また、この図において基準反射面76で反射した反射光は、そのうち受光部59により受光される一部の反射光の光量(以下「反射光量Pi」という。)を示している。よって、この反射光量Piは、受光部59により受光される光量(受光量)に等しい。
Pd=Vcc/Rd×D×d …(1)
ここで、素子係数Dは、発光ダイオードLDを流れる電流と発光量との関係を示す係数である。汚れ係数dは、単位面積当たりの汚れによる光の減衰率を示す係数であり、0≦d≦1の値をとる。
Pi=Pd×K×S×d …(2)
ここで、反射率Kとは、基準反射面76へ照射された照射光量Pdに対する反射光量Piの割合を規定する値である。
Ic=t×Pi …(3)
この式は、紙幅センサー48が汚れて受光量Piが減少すると、光電流Icが倍数的に減少することを示している。また、受光部側の抵抗R2(プルアップ抵抗)の抵抗値Rとすると、出力電圧Voは、以下の式で与えられる。
Vo=Vcc−Ic×R …(4)
紙幅センサー48が汚れて受光量Piが減少し、光電流Icが倍数的に減少すると、出力電圧Voが著しく増加することになる。
Vo=Vcc−Vcc×(K×S×t×D×R/Rd)×d2 …(4)
本実施形態では、抵抗R1,R2の各抵抗値Rd,Rは、紙幅センサー48の感度調整により変更される。抵抗R1,R2の各抵抗値Rd,Rは、それぞれ初期値Rd0に対する変化率A(但しA>0),B(但しB>0)を用いて、初期値Rd0のA倍(Rd=A×Rd0)、初期値R0のB倍(R=B×R0)でそれぞれ表される。これらの関係から上記(4)式は以下の式で表される。
Vo=Vcc−Vcc×(K×S×t×D×B×R0/(A×Rd0))×d2 …(5)
ここで、Vcc,K,S,t,D,R0,Rd0が一定値であることから、上記(5)式中のVcc×(K×S×t×D×R0/Rd0)を、メカパラメーターMpとおくと(Mp1=Vcc×(K×S×t×D×R0/Rd0))、出力電圧Voは次式で表される。
Vo=Vcc−Mp×B/A×d2 …(6)
ここで、抵抗R1,R2の抵抗値Rd,Rの変化率A,Bの比B/Aを、抵抗変化率ΔR(=B/A)とおき、汚れ係数の二乗d2を汚れ率dc(但し0≦dc≦1)とおく。この抵抗変化率ΔR(=B/A)は、紙幅センサー48の感度の初期感度に対する倍率(以下「感度倍率ΔR」ともいう。)を表している。また、汚れ率dcは、紙幅センサー48の発光から受光までの光経路における汚れによる光量減衰率を表している。ここで、基準面電圧Vs=Vcc−Voと定義すると、基準面電圧Vsは、上記(6)式の関係を用いて、次式で表される。
Vs=Mp×ΔR×dc …(7)
図9(c)に示すグラフは、基準反射面76における紙幅センサー48の移動方向における位置xと、基準面電圧Vsとの関係を示している。電源電圧Vccから、基準反射面76を検出対象とした際の出力電圧Vo(=VL)を引いた基準面電圧Vsは、メカパラメーターMpと感度倍率ΔRと汚れ率dcとの積で表わされる。このため、汚れ率dcの変化率は基準面電圧Vsの変化率として表現可能である。
Vs0=Mp …(8)
上記(7),(8)式から、基準面電圧Vsとその初期値Vs0との比であるVs/Vs0比は、次式で与えられる。
Vs/Vs0=ΔR×dc…(9)
このようにVs/Vs0比は、紙幅センサー48の感度調整により変化する感度倍率ΔR(=B/A)に応じて変化し、紙幅センサー48の汚れにより変化する汚れ率dcに応じて変化する。つまり、Vs/Vs0比は、汚れの変化の要因と感度の変化の要因で変化する。すなわち、紙幅センサー48の汚れ率dcの変化率及び感度倍率ΔRの変化率も含めて一律の比(Vs/Vs0比)として検出することが可能である。なお、本実施形態では、基準面電圧Vsが測定値の一例に相当し、基準面電圧の初期値Vs0が測定値の初期値の一例に相当する。
制御部50は、図16にフローチャートで示す用紙端部位置検出処理ルーチン及びそのサブルーチンに相当する図15に示す感度設定処理ルーチンのプログラムを実行する。プリンター11を購入後初めて電源を投入した初期状態では、受光部59の感度は第1感度にある。第1感度は相対的に低めの感度であるため、受光部59の感度が高過ぎることに起因する誤検出が抑制される。
ステップS14では、閾値VSを設定する。すなわち、閾値VSを、VS=a・VHに設定する。本実施形態では一例としてa=0.5を採用しているが、定数aは、0<a<1の範囲内の適宜な値を採用できる。
まずステップS21では、紙幅センサー48が上流側支持面71に対向する位置になるようにキャリッジ18を移動する。すなわち、制御部50は、キャリッジモーター35を駆動し、キャリッジ18を例えばホーム位置から反ホーム位置へ向かって移動させる。このキャリッジ18の移動過程において制御部50は紙幅センサー48を作動させる。
次のステップS26では、紙幅センサー48の劣化判定(汚れ判定)を行う。詳しくは、感度調整部64は、出力電圧VHと出力電圧VLとの差分で示される感度判定値ΔV(=VH−VL)が設定値b未満(ΔV<b)であるか否かを判断する。ΔV<bが不成立であって、紙幅センサー48の感度が、感度切替えが必要な程度に低下していなければ、紙幅センサー48の感度を切り替えることなく当該ルーチンを終了する。一方、ΔV<bが成立し、紙幅センサー48の感度が、感度切替えが必要な程度に低下していると判定すると、ステップS27に進む。なお、本実施形態では、このステップS26の判定処理を実行するCPU51により、感度が許容限界値を超えたか否かを判定する判定部の一例が構成される。
(1)基準反射面76を検出した際の出力電圧VLを電源電圧Vccから差し引いた電圧Vsをその初期値Vs0で割ってVs/Vs0比を求め、Vs/Vs0比と補正量(位置ずれ量)との対応関係を示すテーブルデータTDを参照して、Vs/Vs0比に対応する補正量dxを取得する。そして、出力電圧VPと閾値VSとの比較により検出した用紙Pの端部検出位置Xdを、補正量dxを用いて補正することにより用紙Pの端部位置を取得する。このため、例えば特許文献2、3に記載の技術のように、支持台のリブとリブ以外の部分(溝部)との各検出電圧の比に基づいて閾値を設定する構成に比べ、用紙Pの端部位置Xeを比較的精度高く検出できる。
次に第2実施形態を図18及び図19に基づいて説明する。本実施形態では、Vs/Vs0比が、Vs/Vs0=1になるように紙幅センサー48の感度を調整する。
本実施形態では、第1実施形態と同様に図16に示す用紙端部位置検出処理を実行する。このとき、ステップS11における感度設定処理の内容が異なり、本実施形態では図19に示す感度設定処理を実行することにより紙幅センサー48の感度設定を行う。図16の用紙端部位置検出処理については第1実施形態と同様なので詳細な説明は省略し、以下に、図19の感度設定処理を説明する。
一方、初期測定ではない(つまり2回目以降の測定である)場合は、ステップS34において、Vs/Vs0比を計算する。Vs/Vs0比は紙幅センサー48の汚れ度が極めて低いうちはVs/Vs0≒1(但しVs/Vs0≦1)となり、初期段階から紙幅センサー48の汚れが進むに連れて、Vs/Vs0比は1未満の値をとりながら徐々に小さくなる。ここまでのステップS31〜S34の各処理は、第1実施形態の図15におけるステップS1〜S4の各処理に同じである。
ステップS38では、抵抗値R=Rmaxとし、この条件下で、Vs/Vs0=1になるような抵抗値Rdを計算する。詳しくは、抵抗値Rmax=Bmax×R0で表される。前記(9)式の関係から、ΔR=Bmax/Aであることを用いて、Vs/Vs0=ΔR×dc=Bmax/A×dcであるので、Vs/Vs0=1にするためには、Bmax/A×dc=1を満たすAを算出する。よって、A=Bmax×dcと求められ、抵抗R1の抵抗値Rdは、Rd=Bmax×dc×Rd0とする。
次のステップS39では、抵抗値R,Rdを設定して紙幅センサー48の感度を調整する。つまり、感度調整部80は、発光量切替回路68に抵抗値Rdに応じた制御信号を出力して抵抗R1を抵抗値Rdに設定するとともに、感度切替回路69に抵抗値Rに応じた制御信号を出力して抵抗R2を抵抗値Rに設定する。この結果、発光部58が抵抗値Rdに応じた発光量に調整されるとともに、受光部59が抵抗値Rに応じた感度に調整される。こうして紙幅センサー48の感度が調整される。このときの感度は、Vs/Vs0=1を満たす。つまり、基準面電圧Vsがその初期値Vs0と同じ値になる感度に調整される。
(7)Vs/Vs0比が「1」になるような抵抗値Rを求め、求めた抵抗値Rを設定して紙幅センサー48の感度を調整する。よって、端部検出位置Xdから端部位置Xeを算出する際に使用する補正量dxを一定とすることができる。このため、テーブルデータTDを用意する必要がないうえ、補正量設定処理を省くことができる。このため、補正量dxが汚れ度に応じて変化する第1実施形態のような構成に比べ、用紙端部位置検出処理を比較的簡単な処理とすることができる。
・Vs/Vs0比が「1」になるような定数J(=Vs0/Vs)を算出し、用紙Pの端部位置を検出する際に紙幅センサー48から取得した出力電圧VoをJ倍して出力電圧Vrに補正する。そして、補正後の出力電圧Vrが閾値VSを横切ったときの端部検出位置Xdを検出する。この構成でも、常に補正量dxを一定にできるので、端部検出位置Xdを一定の補正量dxで補正すれば端部位置Xeを取得できる。なお、VsとVs0の比は、Vs/Vs0比の逆数のVs0/Vs比としてもよい。
・基準反射面は支持台に一体形成される構成に限定されず、カバーが開くとその下側奥からキャリッジに接近する方向へ上昇する構成でもよい。さらに基準反射面は、紙幅センサーが用紙等の媒体と対向する方向と同じ方向に対向しうる位置に配置されることに限定されない。例えばキャリッジ18に紙幅センサーを角度変更可能に設け、支持台以外の位置、例えばプリンターの本体フレームの側壁面上に鉛直面となる基準反射面を設けてもよい。この場合、紙幅センサーの向きを変更して基準反射面からの反射光を受光した受光部の出力電圧VLを取得すればよい。
・プリンター(印刷装置)は、シリアルプリンターに限定されず、ラテラル式プリンター、ラインプリンター、ページプリンターでもよい。例えばラインプリンターの場合、キャリッジは小型で発光部又は受光部を備えた光学式センサー移動用のもので、液体噴射ヘッドは固定位置調整用に多少の移動は可能であっても、基本的に固定されている。つまり、液体噴射ヘッドはキャリッジに設けられておらず、光学式センサーがキャリッジに設けられている。このようなラインプリンターの場合も、第1実施形態においては適切な補正量で端部検出位置を補正でき、第2実施形態においては光学式センサーを適切な感度に調整して端部位置を簡単に検出できる。
Claims (9)
- 媒体に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記媒体の搬送方向と交差する移動方向に往復移動するキャリッジに設けられると共に発光部と受光部とを有し前記受光部の受光量に応じた出力値を出力する光反射式の光学式センサーと、
前記光学式センサーに測定用の光を反射させるために用いられる反射部と、
前記発光部が照射した光が前記反射部によって反射された反射光を受光した前記受光部の第1出力値に基づき当該受光部の受光量に応じた測定値を取得する測定部と、
前記測定値の初期値を記憶する記憶部と、
前記測定部が取得した前記測定値と前記測定値の初期値との比に基づいて補正量を取得する補正量取得部と、
前記光学式センサーによる検出が可能な位置まで前記媒体が搬送された状態で、前記移動方向に移動する前記光学式センサーの前記発光部が照射した光の反射光を受光した前記受光部によって出力される第2出力値を用いて、当該媒体の端部検出位置を取得する端部位置検出部と、
前記端部検出位置を前記補正量で補正して前記媒体の端部位置を取得する補正部と
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記光学式センサーの感度が許容限界値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記感度が前記許容限界値を超えたと判定された場合に、前記光学式センサーを前記許容限界値以内に収まる感度に調整する感度調整部とを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記補正量取得部は、前記測定値と前記測定値の初期値との比と前記補正量との対応関係を示すテーブルデータ、又は前記比から当該比に対応する前記補正量を演算するための演算式を記憶し、前記測定値と前記測定値の初期値との比を基に前記テーブルデータを参照し、あるいは前記演算式を用いた演算を行って、当該比に対応する補正量を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射装置。
- 媒体に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記媒体の搬送方向と交差する移動方向に往復移動するキャリッジに設けられると共に発光部と受光部とを有し前記受光部が受光量に応じた出力値を出力する光反射式の光学式センサーと、
前記光学式センサーの感度調整用のパラメーターを取得するために用いられる反射部と、
前記発光部が照射した光が前記反射部によって反射された反射光を受光した前記受光部の第1出力値に基づき当該受光部の受光量に応じた測定値を取得する測定部と、
前記測定値の初期値を記憶する記憶部と、
前記測定部が取得した前記測定値と前記測定値の初期値との比に基づいて感度調整用のパラメーターを取得するパラメーター取得部と、
前記パラメーターに基づいて前記光学式センサーの感度を調整する感度調整部と、
前記光学式センサーによる検出が可能な位置まで前記媒体が搬送された状態で、前記移動方向に移動する前記光学式センサーの前記発光部が照射した光の反射光を受光した前記受光部によって出力される第2出力値を用いて、当該媒体の端部位置を検出する端部位置検出部と
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記パラメーターが感度上限値に対応する許容限界値を超えたか否かを判定する判定部を更に備え、
前記感度調整部は、前記パラメーターが許容限界値を超えないうちは前記受光部の感度調整を優先して行い、前記パラメーターが許容限界値を超えた後は前記発光部の発光量を調整することを特徴とする請求項4に記載の液体噴射装置。 - 前記パラメーター取得部は、前記比を一定値にしうる前記パラメーターを取得することを特徴とする請求項4又は5に記載の液体噴射装置。
- 前記感度調整部は、前記比を一定値にしうる定数を算出し、前記第2出力値に当該定数を乗じることにより前記第2出力値を調整することを特徴とする請求項4又は5に記載の液体噴射装置。
- 光学式センサーの発光部が照射した光が光測定用の反射部によって反射された反射光を受光した受光部の受光量に応じた第1出力値を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで取得した前記第1出力値と前記第1出力値の初期値との比に基づいて補正量を取得する補正量取得ステップと、
前記光学式センサーによる検出が可能な位置まで媒体が搬送された状態で、前記媒体の搬送方向と交差する移動方向に移動する前記光学式センサーの前記発光部が照射した光の反射光を受光した前記受光部によって出力される第2出力値を用いて、当該媒体の端部検出位置を取得する端部位置検出ステップと、
前記端部検出位置を前記補正量で補正して前記媒体の端部位置を取得する補正ステップと
を備えたことを特徴とする液体噴射装置における媒体端部位置検出方法。 - 光学式センサーの発光部が照射した光が反射部によって反射された反射光を受光した受光部の第1出力値を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで取得した前記第1出力値と前記第1出力値の初期値との比に基づいて感度調整用のパラメーターを取得するパラメーター取得ステップと、
前記パラメーターに基づいて前記光学式センサーの感度を調整する感度調整ステップと、
前記光学式センサーによる検出が可能な位置まで媒体が搬送された状態で、前記媒体の搬送方向と交差する移動方向に移動する前記光学式センサーの前記発光部が照射した光の反射光を受光した前記受光部によって出力される第2出力値を用いて、当該媒体の端部位置を検出する端部位置検出ステップと
を備えたことを特徴とする液体噴射装置における媒体端部位置検出方法。
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