JP2015146671A - 印刷装置及び用紙搬送用ステッピングモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙搬送用ステッピングモータの相決定を行う際に、複数の位置の相を順次励磁することによって、各相の励磁に対応するロータの変位角度を小さくし、給紙方向と反対方向へのロータの回転が発生することを防止することができ、用紙の給紙を安定的に適切に行うことができるようにする。
【解決手段】用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段を駆動するステッピングモータと、前記用紙を検出する用紙検出センサと、前記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、該制御部は、前記用紙がセットされたことを用紙検出センサ２１が検出すると、前記ステッピングモータにおける正の回転方向に第１の所定角度よりも小さな第２の所定角度ずつ離れた複数の位置の相を順次励磁して、前記ステッピングモータのロータの磁極を正の回転方向に停止状態よりも前記第１の所定角度だけ変位させて相決定を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置及び用紙搬送用ステッピングモータの制御方法に関するものである。

従来、印刷装置においては、印刷用紙等の用紙を搬送するための搬送ローラ等の搬送手段を駆動させる用紙搬送用モータとして、ステッピングモータが使用されている。停止している搬送手段の駆動を開始させる際には、ステッピングモータに対する起動命令により相励磁を開始し、第１段においてあらかじめ選択された相を励磁してロータの磁極を移動させ、第２段において第１段で励磁された相以外で、かつ、第１段で励磁された相の位置に対して１８０〔゜〕離れた位置にある相以外の相を励磁することによって、ロータの磁極を移動させて相決定を行うようになっている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−２７６７９３号公報

しかしながら、前記従来の印刷装置においては、用紙が単票用紙である場合、オペレータが用紙をセットしても、手を離すと駆動を開始した搬送手段によって用紙がはじき出されてしまうことがある。

図２は従来の印刷装置における用紙搬送用ステッピングモータの相決定動作を説明する第１の図、図３は従来の印刷装置における用紙搬送用ステッピングモータの相決定動作を説明する第２の図である。

図において、１１４は、従来の印刷装置に給紙される用紙として単票用紙である。また、１１３ａ及び１１３ｂは、従来の印刷装置が備える上側搬送ローラ及び下側搬送ローラであり、図示されないステッピングモータによって駆動されて回転し、前記単票用紙１１４を搬送する。さらに、１２１は、従来の印刷装置が備える用紙検出センサであり、前記単票用紙１１４がオペレータによって所定の位置にセットされたことを検出する。

ここでは、前記単票用紙１１４がセットされる前の状態、すなわち、状態Ａにおける用紙搬送用ステッピングモータのロータの励磁された相がIII −IV相の位置にあり、ロータの磁極もIII −IV相の位置にあるものとする。

そして、用紙検出センサ１２１によって単票用紙１１４がセットされたことが検出されると、第１段において、あらかじめ選択されたIV−Ｉ相が励磁される。すると、ロータの磁極がIII −IV相の位置からIV−Ｉ相に向かう正の回転方向（図３における時計回り方向）に変位するが、状態Ｂのように、オーバーシュートした状態となり、励磁された相の位置を通り越してしまう。

そこで、励磁された相の位置を通り越したロータの磁極は、負の回転方向（図３における反時計回り方向）に変位するが、今度は、状態Ｃのように、負の回転方向にオーバーシュートした状態となり、励磁された相の位置を負の回転方向に向けて通り越してしまう。そのため、次に、ロータの磁極は、正の回転方向に変位する。

そして、ロータの磁極は、このような正及び負の回転方向への変位、すなわち、振動を繰り返した後、振幅が徐々に減衰し、状態Ｄのように、IV−Ｉ相の位置で停止する。

続いて、第２段において、第１段で励磁された相の位置に対して１８０〔゜〕離れた位置にある相以外の相、すなわち、Ｉ−II相が励磁されると、ロータの磁極は、図２に示されるように、第１段と同様に、振動を繰り返した後、Ｉ−II相の位置で停止する。これにより、用紙搬送用ステッピングモータの相決定の動作が完了する。

しかし、上側搬送ローラ１１３ａ及び下側搬送ローラ１１３ｂは、用紙搬送用ステッピングモータのロータの磁極が正及び負の回転方向へ変位するのに伴われて、正及び負の回転方向へ回転するようになっている。そのため、例えば、状態Ｃのように、用紙搬送用ステッピングモータのロータの磁極の負の回転方向へのオーバーシュートが大きい場合には、上側搬送ローラ１１３ａ及び下側搬送ローラ１１３ｂが負の方向へ大きく回転するので、所定の位置にセットされた単票用紙１１４は、負の搬送方向、すなわち、排出方向に搬送され、はじき出されてしまう。

このように、前記従来の印刷装置においては、オペレータが単票用紙１１４をセットしても、ステッピングモータの相決定の動作が完了する前に、単票用紙１１４から手を離すと、単票用紙１１４の給紙が適切に行われないという問題があった。

本発明は、前記従来の印刷装置における問題点を解決して、用紙搬送用ステッピングモータの相決定を行う際に、複数の位置の相を順次励磁することによって、各相の励磁に対応するロータの変位角度を小さくし、給紙方向と反対方向へのロータの回転が発生することを防止することができ、用紙の給紙を安定的に適切に行うことができる印刷装置及び用紙搬送用ステッピングモータの制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の印刷装置においては、用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段を駆動するステッピングモータと、前記用紙を検出する用紙検出センサと、前記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、該制御部は、前記用紙がセットされたことを用紙検出センサが検出すると、前記ステッピングモータにおける正の回転方向に第１の所定角度よりも小さな第２の所定角度ずつ離れた複数の位置の相を順次励磁して、前記ステッピングモータのロータの磁極を正の回転方向に停止状態よりも前記第１の所定角度だけ変位させて相決定を行う。

本発明によれば、印刷装置は、用紙がセットされた際に行われる用紙搬送モータの相決定動作において、複数の位置の相を順次励磁する。これにより、各相の励磁に対応するロータの変位角度を小さくし、給紙方向と反対方向へのロータの回転が発生することを防止することができ、用紙の給紙を安定的に適切に行うことができる。

本発明の実施の形態における印刷装置の要部を示す側面透視図である。 従来の印刷装置における用紙搬送用ステッピングモータの相決定動作を説明する第１の図である。 従来の印刷装置における用紙搬送用ステッピングモータの相決定動作を説明する第２の図である。 本発明の実施の形態における印刷装置の斜視透視図である。 本発明の実施の形態における印刷装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における用紙搬送モータの相決定動作を説明する第１の図である。 本発明の実施の形態における用紙搬送モータの相決定動作を説明する第２の図である。 本発明の実施の形態における印刷装置の単票用紙をセットしたときの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態における印刷装置の要部を示す側面透視図、図４は本発明の実施の形態における印刷装置の斜視透視図である。

図において、１０は本実施の形態におけるプリンタ、すなわち、印刷装置であり、印刷用紙等の用紙に印刷を行う装置であり、いかなる方式で印刷を行う装置であってもよく、例えば、インクジェット方式、電子写真方式、感熱方式、熱転写方式等の印刷装置であるが、ここでは、ワイヤドット方式で印刷を行う装置であるものとして説明する。また、前記用紙は、印刷可能な用紙であればいかなる種類のものであってもよく、例えば、カットシート、ロール紙等の印刷用紙であるが、ここでは、カットシートとしての単票用紙１４であるものとして説明する。

本実施の形態において、印刷装置１０は、いわゆるシリアルインパクト水平プリンタであって、図４に示されるように、キャリッジシャフト１６を軸に後述されるキャリッジモータ２４によって左右に移動するキャリッジ１５に実装された印刷ヘッドとしての印字ヘッド１１と、印刷用紙を搬送するための搬送手段である第１ローラとしての一対の上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂと、印刷用紙を搬送するための搬送手段である第２ローラとしての一対の上側リア搬送ローラ２２ａ及び下側リア搬送ローラ２２ｂと、左右方向に延在する板状のプラテン１２と、上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂの搬送方向上流側における搬送経路の下方に配設された用紙検出センサ２１とを有する。なお、前記上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂ、並びに、上側リア搬送ローラ２２ａ及び下側リア搬送ローラ２２ｂを統合的に説明する場合には、それぞれ、フロント搬送ローラ１３及びリア搬送ローラ２２として説明する。

そして、単票用紙１４は、オペレータの手によって、図４に示されるように、Ａとして示されるテーブルに載せられ、その先端がフロント搬送ローラ１３に突き当たるまで挿入される。単票用紙１４がフロント搬送ローラ１３に突き当たってセットされたこと、すなわち、単票用紙１４が手差しでセットされたことを用紙検出センサ２１が検出すると、後述される用紙搬送モータ２３によってフロント搬送ローラ１３及びリア搬送ローラ２２が駆動され、前記単票用紙１４は、上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂによって上下から挟持され、矢印Ｂで示される方向である給紙方向、すなわち、搬送方向（副走査方向）に搬送される。また、前記印字ヘッド１１は、複数のワイヤ、すなわち、ドットピンを備え、左右方向（主走査方向）に移動して前記ドットピンを選択的に駆動し、該ドットピンの先端でインクリボンを叩（たた）くことによって単票用紙１４に印刷を行う。なお、前記プラテン１２は、印字ヘッド１１のドットピンの衝撃を吸収する部材であって、単票用紙１４の搬送経路を挟んで、印字ヘッド１１と平行となるように配設されている。

次に、前記印刷装置１０の機能構成について説明する。

図５は本発明の実施の形態における印刷装置の機能構成を示すブロック図である。

図において、３０は、印刷装置１０の動作を制御する制御部であり、印字ヘッド１１、用紙検出センサ２１、用紙搬送モータ２３、及び、キャリッジモータ２４と接続されているとともに、印刷装置１０の電源部としての電源ユニット３６と接続されている。前記キャリッジモータ２４は、キャリッジ１５を移動させるためのモータでありステッピングモータであることが望ましい。また、前記用紙搬送モータ２３は、上側フロント搬送ローラ１３ａ、下側フロント搬送ローラ１３ｂ、上側リア搬送ローラ２２ａ及び下側リア搬送ローラ２２ｂを回転させるための用紙搬送用ステッピングモータとしてのステッピングモータであり、より具体的には、２相励磁によって駆動される４相のステッピングモータであるものとする。さらに、前記電源ユニット３６は、ＡＣ電流をＤＣ電流に変換して印刷装置１０の各部に供給する電源として機能する。

そして、前記制御部３０は、印刷装置１０全体の動作を制御するプロセッサとしてのＣＰＵ３１、該ＣＰＵ３１を制御するためのプログラム等を格納する不揮発性メモリであるプログラムＲＯＭ３２、前記印字ヘッド１１を駆動するための印字ヘッド駆動回路３３、前記用紙搬送モータ２３を駆動するための用紙搬送駆動回路３４、及び、前記キャリッジモータ２４を駆動するためのキャリッジ駆動回路３５を有する。

次に、前記構成の印刷装置１０の動作について説明する。なお、ここでは、オペレータの手によって単票用紙１４がセットされたときの動作についてのみ説明する。

図６は本発明の実施の形態における用紙搬送モータの相決定動作を説明する第１の図、図７は本発明の実施の形態における用紙搬送モータの相決定動作を説明する第２の図、図８は本発明の実施の形態における印刷装置の単票用紙をセットしたときの動作を示すフローチャートである。

まず、制御部３０は、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出したか否かを判断する。制御部３０は、この判断を、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出するまで、繰り返して行う。

そして、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出すると、すなわち、オペレータの手によって単票用紙１４がＡとして示されるテーブルに載せられ、その先端がフロント搬送ローラ１３に突き当たるまで挿入されたことが検出されると、制御部３０は、ステッピングモータである用紙搬送モータ２３の相決定動作を行う。

該相決定動作が開始されると、制御部３０は、マイクロステップ励磁を行い、まず、保持相＋２２．５〔゜〕相励磁を行う。具体的には、用紙搬送モータ２３のロータが停止状態で保持されている相よりも、正の回転方向（矢印Ｂで示される単票用紙１４の搬送方向に対応する回転方向）に＋２２．５〔゜〕だけ回転した位置の相を励磁する。

ここでは、図６及び７に示されるように、用紙搬送モータ２３のロータの磁極は、単票用紙１４がセットされるまでは、励磁された相がIII −IV相の位置で保持されている、すなわち、III 相へ７０．７〔％〕の電流／IV相へ７０．７〔％〕の電流で励磁された位置で停止状態にあるものとする（図７における状態Ａ）。この状態Ａで、III 相へ３８．３〔％〕の電流／IV相へ９２．４〔％〕の電流を供給すると、保持相＋２２．５〔゜〕相励磁が行われる。

続いて、制御部３０は、保持相＋４５〔゜〕相励磁を行う。具体的には、IV相へ１００〔％〕の電流を供給する。これにより、状態Ａにおける励磁された相の位置よりも、正の回転方向に＋４５〔゜〕だけ回転した位置の相が励磁される。

続いて、制御部３０は、保持相＋６７．５〔゜〕相励磁を行う。具体的には、IV相へ９２．４〔％〕の電流／Ｉ相へ３８．３％の電流を供給する。これにより、状態Ａにおける励磁された相の位置よりも、正の回転方向に＋６７．５〔゜〕だけ回転した位置の相が励磁される。

相決定動作の最後に、制御部３０は、保持相＋９０〔゜〕相励磁を行う。具体的には、IV相へ７０．７〔％〕の電流／Ｉ相へ７０．７〔％〕の電流を供給する。これにより、状態Ａにおける励磁された相の位置よりも、正の回転方向に＋９０〔゜〕だけ回転した位置の相が励磁され、図７における状態Ｂとなる。

これにより、用紙搬送モータ２３のロータは所定量だけ回転し、停止させられる。具体的には、保持されていた位置から正の回転方向に＋９０〔゜〕だけ回転させられて停止させられる。また、フロント搬送ローラ１３も、矢印Ｂで示される単票用紙１４の搬送方向に対応する回転方向に、前記所定量に対応する量だけ回転し、停止させられる。

続いて、制御部３０は、用紙搬送モータ２３のロータが停止した位置で前記ロータの磁極を保持する。そして、制御部３０は、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出したか否かを判断し、以降の動作を繰り返す。

このように、相決定動作においては、マイクロステップ励磁を行い、正の回転方向に＋９０〔゜〕より小さな角度、すなわち、＋２２．５〔゜〕ずつ回転した位置の相を励磁する動作を複数回（具体的には、４回）繰り返して、最終的に、ロータが停止状態で保持されている相よりも正の回転方向に＋９０〔゜〕だけ回転した位置の相を励磁する。つまり、ステッピングモータである用紙搬送モータ２３における正の回転方向に第１の所定角度（９０〔゜〕）よりも小さな第２の所定角度（２２．５〔゜〕）ずつ離れた複数の位置の相を順次励磁して、用紙搬送モータ２３のロータの磁極を正の回転方向に停止状態よりも第１の所定角度だけ変位させて相決定を行う。したがって、図２及び３に示されるような従来の印刷装置の場合と比較すると、状態Ｂにおけるロータの磁極のオーバーシュートが小さくなっている。

そして、励磁された相の位置を通り越したロータの磁極は、負の回転方向（矢印Ｂで示される単票用紙１４の搬送方向と反対の方向に対応する回転方向）に変位し、状態Ｃのように、負の回転方向にオーバーシュートした状態となる。また、フロント搬送ローラ１３も、用紙搬送モータ２３のロータに伴われて回転するので、負の回転方向に回転する。

しかし、図２及び３に示されるような従来の印刷装置の場合と比較すると、状態Ｂにおけるロータの磁極のオーバーシュートが小さくなっているので、状態Ｃにおけるロータの磁極の負の回転方向へのオーバーシュートも小さくなっている。したがって、状態Ｃにおけるフロント搬送ローラ１３の負の回転方向への回転量も小さくなっている。

その結果、単票用紙１４は、搬送方向と反対の方向、すなわち、排出方向に搬送されてはじき出されてしまうことがない。つまり、手差しでセットされ、上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂによって上下から挟持された単票用紙１４は、上側フロント搬送ローラ１３ａ及び下側フロント搬送ローラ１３ｂの間から外れてしまうことがない。

また、ロータの磁極は、正及び負の回転方向への変位、すなわち、振動を繰り返した後、振幅が徐々に減衰し、状態Ｄのように、IV−Ｉ相の位置で停止するが、図２及び３に示されるような従来の印刷装置の場合と比較すると、振幅が小さく、かつ、減衰に要する時間が短くなっている。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 制御部３０は、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出したか否かを判断する。用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出した場合はステップＳ２に進み、用紙検出センサ２１が単票用紙１４のセットを検出しない場合は判断を繰り返し行う。
ステップＳ２ 制御部３０は、保持相＋２２．５〔゜〕相励磁を行う。
ステップＳ３ 制御部３０は、保持相＋４５〔゜〕相励磁を行う。
ステップＳ４ 制御部３０は、保持相＋６７．５〔゜〕相励磁を行う。
ステップＳ５ 制御部３０は、保持相＋９０〔゜〕相励磁を行う。
ステップＳ６ 用紙搬送モータ２３のロータは、所定量だけ回転し、停止させられる。
ステップＳ７ 制御部３０は、ロータの磁極を保持して、ステップＳ１に戻る。

このように、本実施の形態においては、単票用紙１４が印刷装置１０にセットされた際に行われる用紙搬送モータ２３の相決定動作でマイクロステップ励磁を行うので、用紙搬送モータ２３のロータの振幅を小さくすることができ、かつ、振動を速やかに減衰させることができる。したがって、用紙搬送モータ２３のロータは、単票用紙１４の給紙方向、すなわち、正の回転方向にのみ回転し、負の回転方向に回転しないので、用紙搬送モータ２３の相決定動作完了前にオペレータが単票用紙１４から手を離しても、印刷装置１０にセットされた単票用紙１４がフロント搬送ローラ１３から外れてしまうことがなく、安定した単票用紙１４の給紙が可能となる。

また、相決定動作における用紙搬送モータ２３のロータの振幅が小さくなり、振動／騒音が低下する。

なお、本実施の形態においては、２２．５〔゜〕刻みで相の励磁を複数回繰り返す例についてのみ説明したが、従来の印刷装置のような９０〔゜〕刻みよりも細かい角度で相の励磁を複数回繰り返すようにすれば、従来の印刷装置よりもロータの振幅を小さくすることができる。

さらに、２２．５〔゜〕よりも細かい角度刻みで相の励磁を複数回繰り返すようにすれば、ロータの振幅を更に小さくすることが可能である。

また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明は、印刷装置及び用紙搬送用ステッピングモータの制御方法に利用することができる。

１０ 印刷装置
１３ フロント搬送ローラ
１３ａ 上側フロント搬送ローラ
１３ｂ 下側フロント搬送ローラ
１４ 単票用紙
２１ 用紙検出センサ
２３ 用紙搬送モータ
３０ 制御部

Claims (6)

1. 用紙を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段を駆動するステッピングモータと、
   前記用紙を検出する用紙検出センサと、
   前記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、
   該制御部は、前記用紙がセットされたことを用紙検出センサが検出すると、前記ステッピングモータにおける正の回転方向に第１の所定角度よりも小さな第２の所定角度ずつ離れた複数の位置の相を順次励磁して、前記ステッピングモータのロータの磁極を正の回転方向に停止状態よりも前記第１の所定角度だけ変位させて相決定を行うことを特徴とする印刷装置。
2. 前記ステッピングモータは、２相のステッピングモータである請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記第１の所定角度は９０〔゜〕であり、前記第２の所定角度は２２．５〔゜〕である請求項１に記載の印刷装置。
4. 前記搬送手段は一対の搬送ローラを含み、前記用紙は前記搬送ローラに挟持されて搬送される請求項１〜３のいずいれか１項に記載の印刷装置。
5. 前記用紙は単票用紙であり、前記用紙検出センサは前記単票用紙の先端が前記搬送ローラに突き当てられると、前記単票用紙がセットされたことを検出する請求項４に記載の印刷装置。
6. 印刷装置に用紙がセットされたことが検出されると、
   ステッピングモータにおける正の回転方向に第１の所定角度よりも小さな第２の所定角度ずつ離れた複数の位置の相を順次励磁して、前記ステッピングモータのロータの磁極を正の回転方向に停止状態よりも前記第１の所定角度だけ変位させて相決定を行うことを特徴とする用紙搬送用ステッピングモータの制御方法。

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