JP2019043119A - ３ｄプリンタの開始位置校正補償方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】シュミットトリガ回路又はコンパレータ回路を増設する解決策が引き起こす回路コストの増大、制御回路設計の複雑化及び検出回路据付に必要な大きな空間等の問題を解決する３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の提供。【解決手段】３Ｄプリンタが提供する移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）の移動位置に応じて、制御電圧（Ｖｍ）をマイクロコントローラに印加し、移動機構が開始位置方向（Ｄｈ）への移動Ｓ３１と、マイクロコントローラが制御電圧遷移に対応する第１の論理レベル信号を受け取ったかどうかの判断Ｓ３２と、受け取った場合、移動機構が開始位置方向の反対方向に移動Ｓ３３と、マイクロコントローラが制御電圧遷移に対応する第２の論理レベル信号を受け取ったかどうかの判断Ｓ３４と、受け取った場合、移動機構が開始位置方向にステップ数補償量に対応する補償距離だけ移動Ｓ３５と、を含む開始位置補正方法。【選択図】図８Ａ

Description

本発明は校正補償方法に関し、特に３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法に関する。
３Ｄプリンタは、電源投入後および３Ｄプリント成形を行う前に、通常はまず３軸ゼロリセット動作（ａｕｔｏ Ｈｏｍｅ）を実行し、３Ｄプリンタの３軸を開始位置（Ｈｏｍｅ位置、または原点位置ともいう）に復帰させる。３軸がゼロリセットを完了すると、開始位置は、３Ｄモデルスライス分析によって生成されたＧ−ｃｏｄｅ内座標情報の相対参照（基準）位置を提供する。
言い換えれば、Ｈｏｍｅ位置が決定すれば、３Ｄプリンタのプリント操作中の３軸移動は、すべてＨｏｍｅ位置を参照基準とし、Ｇ−ｃｏｄｅによって指定された位置に移動して作業を行う。このため、３Ｄプリンタの３軸の内いずれか１軸のＨｏｍｅ位置が正確であるかどうかが、プリント成形後の完成品の精密度に影響を及ぼすことになる。
３Ｄプリンタは、機械的構造そのもの、または外力によって生じる振動（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）、揺動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）もしくは干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）などの不確定要素の影響によって、３軸のＨｏｍｅ位置を正確にゼロリセットすることができなくなりやすいためである。例をあげれば、Ｚ軸（またはＸ軸、Ｙ軸）がゼロリセット過程にある場合、振動、揺動または干渉の影響を受けるため、Ｚ軸がゼロリセットを完了した後に到達するＨｏｍｅ位置は本当のＨｏｍｅ位置でなくなる。
このため、プリント成形後は、（たとえ残りの２軸を正確にゼロリセットしたとしても、）完成品の精密度に影響が及ぶ。それだけにとどまらず、３軸すべてにＨｏｍｅ位置ゼロリセットの誤差が生じた場合、軽微なときにはプリント成形後の完成品は明らかに粗雑になり、ひどいときにはプリント製作をやり直す必要があり、時間や手間がかかる。
したがって、より正確に位置決めするため、通常は開始位置検出回路の出力側にシュミットトリガ回路（Ｓｃｈｍｉｔｔ ｔｒｉｇｇｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）またはコンパレータ回路を外付けし、電圧閾値の比較を設計することによって、開始位置ゼロリセットの正確度を高める。しかし、シュミットトリガ回路またはコンパレータ回路を増設する解決策は、回路コストの増大、制御回路設計の複雑化および開始位置検出回路に必要な大きな据付空間などの問題を招くことになる。
本発明は、３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法を提供し、シュミットトリガ回路またはコンパレータ回路を増設する解決策が引き起こす回路コストの増大、制御回路設計の複雑化および検出回路据付に必要な大きな空間などの問題を解決する。
本発明の一実施例において、３Ｄプリンタは、検知スイッチを提供し、それによってモーターが駆動する移動機構の移動位置を検知し、かつ検知スイッチは、移動位置に対応する制御電圧をマイクロコントローラに印加する。開始位置校正補償方法は、移動機構が開始位置方向に移動することと、マイクロコントローラが制御電圧遷移に対応する論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断することと、遷移した論理レベル信号を受け取った場合、移動機構が開始位置方向に最大でステップ数補償量に対応する補償距離だけさらに移動することとを含む。
ここで取り上げた３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法によれば、回路コストを削減し、制御回路設計を簡略化し、より正確な開始位置校正を実現することができる。
本発明の一実施例において、本発明で取り上げた３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法は、３Ｄプリンタが検知スイッチを提供し、それによってモーターが駆動する移動機構の移動位置を検知し、かつ検知スイッチは、移動位置に対応する制御電圧をマイクロコントローラに印加する。開始位置校正補償方法は、移動機構が開始位置方向に移動することと、マイクロコントローラが制御電圧遷移に対応する第１の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断することと、遷移した第１の論理レベル信号を受け取った場合、移動機構が開始位置方向の反対方向に移動することと、マイクロコントローラが制御電圧遷移に対応する第２の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断し、ここで第２の論理レベル信号のレベルと第１の論理レベル信号のレベルとが反対であることと、遷移した第２の論理レベル信号を受け取った場合、移動機構が開始位置方向にステップ数補償量に対応する補償距離だけ移動することと、を含む。
ここで取り上げた３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法によれば、回路コストを削減し、制御回路設計を簡略化し、より正確な開始位置校正を実現することができる。
本発明が所定の目的を達成するために用いる技術、手段および効果をさらに理解することができるように、以下の本発明に関する詳細な説明および図面を参照されたい。本発明の特徴および特色は、これによってさらに深くかつ具体的に理解することができるはずであると信じる。しかしながら、添付した図面は参考および説明のために提供したにすぎず、本発明に制限を加えるためのものではない。
本発明３Ｄプリンタの開始位置検出回路の第１の実施例の回路図である。 本発明３Ｄプリンタの開始位置検出回路の第２の実施例の回路図である。 本発明３Ｄプリンタの立体外観図である。 本発明３Ｄプリンタの開始位置検出の概略図である。 本発明３Ｄプリンタに使用する非接触型スイッチの正面図である。 本発明３Ｄプリンタに使用する非接触型スイッチの側面図である。 本発明の非接触型スイッチの光軸長さの概略図である。 本発明の非接触型スイッチの遅延特性の曲線グラフである。 本発明３Ｄプリンタの移動機構が第１の操作状態にあるときの概略図である。 本発明３Ｄプリンタの移動機構が第２の操作状態にあるときの概略図である。 本発明３Ｄプリンタの移動機構が第３の操作状態にあるときの概略図である。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第１の実施例のフローチャートである。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償の第１の実施例の概略図である。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第２の実施例のフローチャートである。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第３の実施例のフローチャートである。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償の第３の実施例の概略図である。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第４の実施例のフローチャートである。 本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第５の実施例のフローチャートである。
ここで、本発明の技術内容および詳細な説明に関して、図面を組み合わせて以下のように説明する。
図１Ａを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置検出回路の第１の実施例の回路図である。３Ｄプリンタの開始位置検出回路は、検知スイッチを有し、図１Ａに示されたように、検知スイッチは非接触型スイッチであり、具体的には、光遮断スイッチである。本発明において、検知スイッチは非接触型スイッチに限定されない。言い換えれば、検知スイッチは接触型スイッチであってもよい。具体的には、非接触型スイッチは、光遮断スイッチ（ｐｈｏｔｏ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）、近接スイッチ（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｓｗｉｔｃｈ）であってもよい。
近接スイッチ（接近スイッチ、無接点リミットスイッチともいう）は、以下の種類であってもよい。（１）渦電流式近接スイッチ（インダクタンス型近接スイッチともいう）：導電物体が渦電流式近接スイッチに近づいた場合、導電物体が電磁場を発生し、その物体内部に渦電流を発生させることを利用する。さらに、発生した渦電流が渦電流式近接スイッチに反作用し、渦電流式近接スイッチ内部回路パラメータを変化させ、これによって導電物体接近の有無を検知（識別）し、さらに渦電流式近接スイッチの導通（ｔｕｒｎｅｄ ｏｎ）または遮断（ｔｕｒｎｅｄ ｏｆｆ）を制御する。
（２）ホール効果近接スイッチ（マグネットスイッチともいう）：磁性物体がホール効果近接スイッチに近づいた場合、ホール効果近接スイッチに設置されたホール効果素子がホール効果を生じるため、ホール効果近接スイッチ内部回路状態を変化させ、これによってその付近に磁性物体が存在することを識別し、さらにホール効果近接スイッチの導通または遮断を制御する。
（３）インダクタンス型近接スイッチ：インダクタンスコイルおよびキャパシタならびにトランジスタから発振器を構成すると、交流の磁場を発生するため、金属物体が交流の磁場に近づいた場合、金属物体内に渦電流を発生し、それによって発振器に発振を停止させ、さらにインダクタンス型近接スイッチの導通または遮断を制御する。
以上をまとめて説明すれば、本発明は、被検知物体の種別に応じて、適した非接触型スイッチを使用することができる。例をあげれば、被検知物体が導電物体である場合、渦電流式近接スイッチを使用することができ、被検知物体が磁性物体である場合、ホール効果近接スイッチを使用することができ、被検知物体が金属物体である場合、インダクタンス型近接スイッチを使用することができ、それによって正確な移動位置検知を実現する。
また、接触型スイッチは、マイクロスイッチ（ｍｉｃｒｏ ｓｗｉｔｃｈ）、リミットスイッチ（ｌｉｍｉｔ ｓｗｉｔｃｈ）、圧力スイッチ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｗｉｔｃｈ）、圧電スイッチ（ｐｉｅｚｏ ｓｗｉｔｃｈ）であってもよい。接触型スイッチは、被検知物体を接触型スイッチ上に接触させて受けた力を電気パラメータ（電圧、電流または電気抵抗など）に変換して出力するため、出力される電気パラメータ値の大きさまたは変化量の大きさに応じて被検知物体が移動した距離を検知することができる。
さらに、使用する検知スイッチが非接触型であっても、接触型スイッチであっても、出力される電気パラメータに応じて被検知物体が移動した距離またはそれが移動した距離変化量を検知することができる。例えば、電圧を電気パラメータとする場合、各検知スイッチは、出力される（もしくは変換後出力される）電圧値の大きさと被検知物体が移動した距離との正の相関関係、または電圧変化率と被検知物体が移動した距離変化率との正の相関関係に基づくことができ、これによって被検知物体が移動した距離および移動した位置を検知することができる。
しかし、上記電圧値（または電圧変化率）と被検知物体が移動した距離（または移動した距離変化率）は正の相関関係に限定されず、負の相関関係である場合でも、被検知物体が移動した距離および移動した位置を軽易に計算して検知することができる。また、本発明は電圧パラメータに限定されず、電流または電気抵抗パラメータであってもよく、同様に正確な移動位置検知効果を達成することができ、その差異は電気パラメータの間の変換のみにあるため、ここではこれ以上贅述しない。
以下では、光遮断スイッチを検知スイッチとした場合を例にして、本発明の創作理念および実質的技術方策を説明する。図２Ａを合わせて参照されたい。開始位置検出回路９０は、３Ｄプリンタの台上に据付られ、対応する各軸に開始位置の検出を行う。開始位置検出回路９０は、主に光遮断スイッチ９１を含み、ここで光遮断スイッチ９１の入力側に、発光ダイオードなどの発光素子９１Ａを有し、光遮断スイッチ９１の出力側に、フォトトランジスタなどの受光素子９１Ｂを有する。
発光素子９１Ａは、赤外光線を発することによって受光素子９１Ｂが受け取ることができるようにするとともに、受光素子９１Ｂが赤外光線を受け取ったかどうかによって、赤外光線を遮断する物体の有無を判断する。すなわち、受光素子９１Ｂが赤外光線を受け取らない場合、発光素子９１Ａと受光素子９１Ｂとの間の光路は物体によって遮断されたと判断し、反対に、受光素子９１Ｂが赤外光線を受け取った場合、発光素子９１Ａと受光素子９１Ｂとの間の光路は遮断されていないと判断する。
図２Ａおよび図２Ｂを参照されたい。それぞれ本発明３Ｄプリンタの立体外観図および本発明３Ｄプリンタの開始位置検出の概略図であり、ここで図２Ｂの視野角は、図２Ａに示された立体外観の俯瞰方向である。３Ｄプリンタのいずれかの軸方向の移動機構、例えばＺ軸方向の移動機構（以下「Ｚ軸移動機構」という）を例にとれば、Ｚ軸移動機構Ｚａは、バリアプレート（ｂａｒｒｉｅｒ ｐｌａｔｅ）Ｚｂまたはそれに近い作用のものを延伸設置するが、説明の便を図るため、ここでＺ軸移動機構Ｚａは、駆動を受けて上、下移動可能な部品全体の総称とする。
合わせて図１Ａを参照されたい。Ｚ軸移動機構Ｚａが開始位置方向Ｄｈの開始位置に向かって移動したが、バリアプレートＺｂ前端がまだ光遮断スイッチ９１に伸入していない場合、光遮断スイッチ９１は、切断（ｔｕｒｎｅｄ ｏｆｆ）の状態であり、このとき開始位置検出回路９０は、マイクロコントローラ（図示せず）に印加する制御電圧Ｖｍとして０ボルトを出力する。ここで、マイクロコントローラの製造工程は、ＴＴＬ（トランジスタ−トランジスタ論理）またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）などのトランジスタ回路によって実現することができる。
さらに、Ｚ軸移動機構Ｚａが開始位置方向Ｄｈの開始位置に向かって移動し続け、バリアプレートＺｂに発光素子９１Ａと受光素子９１Ｂとの間の光路を遮断させた場合、制御電圧Ｖｍの大きさは、遮光範囲の多寡に伴って異なる。例をあげれば、仮に開始位置検出回路９０の電源電圧（バイアス電圧ともいう）の最大値ＶＤＤが３．３ボルトであれば、バリアプレートＺｂが発光素子９１Ａと受光素子９１Ｂとの間の光線を完全に遮断した場合、開始位置検出回路９０は、制御電圧Ｖｍの大きさ３．３ボルト、すなわち電源電圧ＶＤＤの最大値を出力する。
図１Ｂを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置検出回路の第２の実施例の回路図である。第２の実施例と図１Ａに示された第１の実施例との最大の差異は、開始位置検出回路９０が逆相ユニット９３をさらに含むことにある。逆相ユニット９３は、制御電圧Ｖｍとマイクロコントローラとの間を接続し、逆相ユニット９３によって、制御電圧Ｖｍを逆相制御電圧Ｖｎに逆相変換することができる。
図１Ｂに示された実施例においては、電気抵抗と双極性トランジスタ（ＢＪＴ）とからなる逆相回路によって、制御電圧Ｖｍの逆相変換を実現しているが、これに限定してはならない。すなわち、逆相ユニット９３は、電気抵抗と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とからなる逆相回路、電気抵抗とトランジスタ−トランジスタ論理（ＴＴＬ）とからなる逆相回路、または逆相論理ゲートとして実現されてもよい。
逆相ユニット９３が制御電圧Ｖｍを受け取った場合、逆相ユニット９３は、制御電圧Ｖｍを逆相変換する。図１Ａの対応する説明を受けて、バリアプレートＺｂが発光素子９１Ａと受光素子９１Ｂとの間の光線を完全に遮断した場合、開始位置検出回路９０は、制御電圧Ｖｍの大きさ３．３ボルトを出力し、逆相ユニット９３によって逆相変換した後、逆相制御電圧Ｖｎは０ボルトになる。
反対に、バリアプレートＺｂが光遮断スイッチ９１に遮光操作を形成させない場合、開始位置検出回路９０は、制御電圧Ｖｍの大きさ０ボルトを出力し、逆相ユニット９３によって逆相変換した後、逆相制御電圧Ｖｎは３．３ボルトになる。言い換えれば、逆相ユニット９３によって逆相変換を実行した後、制御電圧Ｖｍと逆相制御電圧Ｖｎとの電圧レベルは反対になる。
制御電圧Ｖｍと逆相制御電圧Ｖｎとの電圧レベルが反対の状態であるため、マイクロコントローラについていえば、制御する方式と反対の設計であるにすぎないと判断したため、以下では制御電圧Ｖｍをマイクロコントローラに応用した例のみを説明し、逆相制御電圧Ｖｎに関する応用については、当業者が軽易に推理し知ることができるため、これ以上贅述しない。
図３Ａおよび図３Ｂを参照されたい。それぞれ本発明３Ｄプリンタに使用する非接触型スイッチの正面図および側面図である。ここで非接触型スイッチは、光遮断スイッチ（ｐｈｏｔｏ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）９１である。光遮断スイッチ９１は、第１の開口９２Ａおよび第２の開口９２Ｂを開設した本体と、発光素子９１Ａ（図１Ａを合わせて参照のこと）と、受光素子９１Ｂ（図１Ａを合わせて参照のこと）とを有する。
発光素子９１Ａは本体内に収容され、第１の開口９２Ａを介して光源を提供する。受光素子９１Ｂは本体内に収容され、第２の開口９２Ｂを介して光源を受け取る。第２の開口９２Ｂは光軸長さＬｏｐを有し、かつ第１の開口９２Ａとアライメントされて対向配置される。ここで光軸長さＬｏｐは、光遮断スイッチ９１が光検知を提供するための有効な長さおよび領域である。
図４を参照されたい。本発明の非接触型スイッチの光軸長さの概略図である。図４に示されたＬｏｐは光軸長さであり、受光素子９１Ｂが有効に遮光する長さ範囲を表す。ＶＬは、マイクロコントローラに使用するトランジスタ（以下「トランジスタ」という）の低レベル入力電圧である。すなわちトランジスタの入力電圧がＶＬ以下である場合、論理低レベル（すなわち論理０）を受け取る。
低レベル入力電圧は、トランジスタ固有特性と相関し、通常は電源電圧の最大値の０．３倍、すなわち０．３×ＶＤＤに設定される。ＶＨはトランジスタの高レベル入力電圧である。すなわちトランジスタの入力電圧がＶＨ以上である場合、論理高レベル（すなわち論理１）を受け取る。高レベル入力電圧は、トランジスタ固有特性と相関し、通常は電源電圧の最大値の０．７倍、すなわち０．７×ＶＤＤに設定される。
低レベル入力電圧ＶＬと高レベル入力電圧ＶＨとの間の関係については、図５に示された非接触型スイッチの遅延特性の曲線グラフを合わせて参照することができる。本実施例において、トランジスタの低レベル入力電圧ＶＬは電源電圧の最大値の０．３倍、すなわち０．３×ＶＤＤに設定され、例えば電源電圧の最大値が３．３ボルトの場合、トランジスタの低レベル入力電圧ＶＬは０．９９ボルトである。
また、トランジスタの高レベル入力電圧ＶＨは電源電圧の最大値の０．７倍、すなわち０．７×ＶＤＤに設定され、例えば電源電圧の最大値が３．３ボルトである場合、トランジスタの低レベル入力電圧ＶＬは２．３１ボルトである。Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ３Ｄプリンタの移動機構（Ｚ軸移動機構Ｚａなど）が上から下に移動した光軸長さＬｏｐに対応する移動距離である。Ｐ１〜Ｐ３は、それぞれ移動機構が移動した場合、移動機構を駆動して距離Ｌ１〜Ｌ３を移動するモーターに必要なステップ数値である。
さらにいえば、Ｚ軸移動機構Ｚａが上から下にＬ１およびＬ２の距離を移動通過した場合、マイクロコントローラ（トランジスタ）に開始位置制御を行う制御電圧Ｖｍを印加し、トランジスタの高レベル入力電圧ＶＨに到達すれば、マイクロコントローラに論理高レベルを受け取らせる。反対に、Ｚ軸移動機構Ｚａが下から上にＬ３およびＬ２の距離を移動通過した場合、マイクロコントローラ（トランジスタ）に開始位置制御を行う制御電圧Ｖｍを印加し、トランジスタの低レベル入力電圧ＶＬに到達すれば、マイクロコントローラに論理低レベルを受け取らせる。
下表（表１）および（表２）に列挙された実施例を合わせて参照されたい。ここで表１に記載されているのは、光軸長さＬｏｐが１．２ｍｍであり、対応するモーターに必要な総ステップ数値Ｐｍが１１５２ステップであり、かつ電源電圧の最大値ＶＤＤが３．３ボルトである場合のＬ１〜Ｌ３およびＰ１〜Ｐ３に対応する数値である。同様に、表２に記載されているのは、光軸長さＬｏｐが１．２ｍｍであり、対応するモーターに必要な総ステップ数値Ｐｍが１１５２ステップであり、かつ電源電圧の最大値ＶＤＤが５．０ボルトである場合のＬ１〜Ｌ３およびＰ１〜Ｐ３に対応する数値である。
Figure 2019043119
Figure 2019043119
本発明を明確に説明するため、以下ではさまざまな実施例によって説明する。図６Ａ〜図６Ｃを参照されたい。それぞれ本発明３Ｄプリンタの移動機構が第１〜第３の操作状態にあるときの概略図である。図６Ａに示されたように、Ｚ軸移動機構Ｚａに設置されたバリアプレートＺｂは、開始位置方向Ｄｈの開始位置に向かって移動するが、まだ光遮断スイッチ９１に遮光操作を形成させていないため、開始位置検出回路９０がマイクロコントローラに印加する制御電圧Ｖｍは０ボルトであり、したがってマイクロコントローラは論理低レベルを受け取る。
図６Ｂに示されたように、バリアプレートＺｂは、開始位置方向Ｄｈの開始位置に向かって移動し続けるが、その過程において、バリアプレートＺｂは光遮断スイッチ９１に一部遮光を形成させ、かつ遮光範囲は徐々に増大するため、開始位置検出回路９０がマイクロコントローラに印加する制御電圧Ｖｍは、０ボルトから徐々に増大する。しかし、マイクロコントローラの入力電源電圧はまだマイクロコントローラの高レベル入力電圧ＶＨ（本実施例においては２．３１ボルト）に到達していないため、マイクロコントローラが受け取る論理レベル信号はまだ遷移せず、論理低レベルのままである。
図６Ｃに示されたように、バリアプレートＺｂは、開始位置方向Ｄｈの開始位置に向かって移動し、バリアプレートＺｂの光遮断スイッチ９１に対する遮光範囲が増大し続けた場合、開始位置検出回路９０がマイクロコントローラに印加する入力電源電圧をマイクロコントローラの高レベル入力電圧ＶＨに到達させるため、マイクロコントローラは遷移した論理レベル信号を受け取り、論理低レベルから論理高レベル（すなわち論理１）に遷移する。マイクロコントローラによって論理高レベルの信号を受け取り、さらにＺ軸移動機構Ｚａが開始位置に到達したと判断することによって、Ｚ軸移動機構Ｚａを駆動して移動させるモーターを制御して回転を停止させ、ゼロリセット動作を完了する。
上記図６Ａ〜図６Ｃおよび対応する記載内容が述べているのは、Ｚ軸が開始位置に復帰到達する過程において正常に、安定して、振動がない状態であることであり、このためマイクロコントローラは、電圧レベルの遷移を受け取ることによって、Ｚ軸移動機構Ｚａが開始位置に到達したと判断して、開始位置復帰の制御を完了することができる。しかしながら実際の操作においては、３Ｄプリンタは、機械的構造そのもの、または外力によって生じる振動、揺動もしくは干渉などの不確定要素の影響により、３軸の開始位置をゼロリセットする正確度が低下しやすい。
図７Ａを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第１の実施例のフローチャートである。３Ｄプリンタは、光軸（ｏｐｔｉｃａｌ ａｘｉｓ）長さを有する非接触型スイッチを提供し、それによってモーターが駆動する移動機構の移動位置を検知し、かつ非接触型スイッチは、移動位置に対応する電源電圧をマイクロコントローラに出力する。さらに、３Ｄプリンタのプリントヘッド（ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ）は、移動機構上に据付られる。
ここで、光軸長さ、非接触型スイッチ、モーター、移動機構、電源電圧およびマイクロコントローラの説明は、前述の記載を合わせて参照し、ここではこれ以上贅述しない。また、図７Ｂを合わせて参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償の第１の実施例の概略図である。
開始位置校正補償方法の第１の実施例に含まれるステップは以下のとおりである。まず、移動機構が開始位置方向に移動する（Ｓ１１）。移動機構は、３ＤプリンタのＸ軸移動機構Ｘａ、Ｙ軸移動機構ＹａおよびＺ軸移動機構Ｚａのいずれか１つであってもよい。言い換えれば、本発明で取り上げた校正補償方法は、３ＤプリンタのＸ軸移動機構Ｘａ、Ｙ軸移動機構ＹａおよびＺ軸移動機構Ｚａのいずれか１つの開始位置校正補償に適用される。
すなわち、Ｚ軸移動機構Ｚａの開始位置校正補償のみに限って用いられるものではない。また、本発明で取り上げた校正補償方法は、共軸（２軸以上）の開始位置校正補償を行うこともできるため、単軸用に限定されない。本実施例においては、Ｚ軸移動機構Ｚａを移動機構の例とし、モーターは、Ｚ軸移動機構Ｚａを駆動して、Ｚ軸方向の開始位置（Ｈｏｍｅ）に復帰する開始位置方向に移動させる。
その後、マイクロコントローラが遷移した論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断する（Ｓ１２）。マイクロコントローラは、非接触型スイッチが出力した移動位置に対応する電源電圧を受け取り、前の記載を受け、電源電圧の大きさは、非接触型スイッチ遮光範囲と相関する。具体的には、移動機構が非接触型スイッチに対して遮光しない範囲または非接触型スイッチに対して遮光する範囲が十分でない場合、マイクロコントローラに給電する電源電圧の大きさは、マイクロコントローラに遷移した論理レベル信号を受け取らせることができない。
本実施例において、論理レベル信号は論理高レベル信号であり、すなわち論理レベル信号は、論理低レベル信号から論理高レベル信号に遷移することができない。ライジングエッジ（ポジティブエッジ）トリガ遷移不能ともいう。ここで、論理高レベル信号は、電源電圧の最大値の０．７倍に対応し、すなわち、電源電圧の最大値が３．３ボルトである場合、論理高レベル信号は、電源電圧の大きさ２．３１ボルトに対応する。このため、ステップ（Ｓ１２）で判断を実行した後、ステップ（Ｓ１１）の実行に戻る。すなわち、移動機構は、モーターが駆動して開始位置方向に移動し続ける。
移動機構が非接触型スイッチに対して遮光する範囲を増大して、マイクロコントローラに遷移した論理レベル信号を受け取らせるまで、すなわち、論理低レベルからライジングエッジトリガによって論理高レベルに遷移し、ステップ（Ｓ１２）の判断が「はい」になれば、このとき、移動機構が開始位置（Ｈｏｍｅ）に到達したと判断する。３Ｄプリンタは、動作過程において振動、揺動または干渉などの不確定要素の影響を受けて、３軸のＨｏｍｅ位置を正確にゼロリセットすることができなくなる可能性がある。
例をあげれば、バリアプレートＺｂがまだ開始位置に到達していない場合、振動の影響を受けるため、バリアプレートＺｂは、開始位置方向Ｄｈに予想外の偏移を形成し、開始位置決定の制御をトリガする。実際、バリアプレートＺｂは振動を受けて偏移した後、元の位置に復帰するが、その位置は本当の開始位置ではない。
しかしながら、開始位置決定をトリガしたため、バリアプレートＺｂが最終的に停止した位置が誤って開始位置であると判断され、それによってＺ軸移動機構Ｚａがゼロリセットを完了した後、到達した開始位置は本当の開始位置ではなくなり、開始位置ゼロリセットの誤差を招く。このため、ステップ（Ｓ１２）で「はい」と判断した場合、移動機構が停止した位置（図７Ｂに示された白丸記号のある位置）は本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）ではない可能性がある。さらに、ステップ（Ｓ１３）を実行し、開始位置の校正補償を行う。
ステップ（Ｓ１３）において、モーターは移動機構を駆動して、開始位置方向にステップ数補償量に対応する補償距離だけさらに移動させる。移動機構が「補償距離だけさらに移動」することによって、振動、揺動または干渉の影響によって引き起こされた誤差を補償し、それによって移動機構が停止する位置をより本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）に近づけるよう校正し、さらには本当の開始位置に到達させて、正確な開始位置校正を実現する。
このように、上述の非接触型スイッチまたは接触型スイッチに関する説明の内、電圧を電気パラメータとする例によれば、各検知スイッチは、出力される（もしくは変換後出力される）電圧値の大きさと被検知物体が移動する距離との正の相関関係、または電圧変化率と被検知物体が移動する距離変化率との正の相関関係に基づくことができ、これによって被検知物体が移動した距離および移動した位置を検知することができる。すなわち、制御電圧Ｖｍの電圧変化率は移動位置の位置変化率に対応する。このことは述べておく価値がある。具体的には、ステップ（Ｓ１３）に記載のステップ数補償量Ｓｃは以下（数１）のようになってもよい。
Figure 2019043119
上式中、Ｓｃはステップ数補償量であり、ΔＶは制御電圧の電圧変化率であり、Ｖｘは制御電圧の最大値であり、Ｐｍは検知スイッチが移動機構の移動位置を完全に検知した場合のモーターの回転に必要な総ステップ数値である。
それに対応して、光遮断スイッチ９１を検知スイッチとする場合、ステップ（Ｓ１３）に記載のステップ数補償量Ｓｃは以下（数２）のようになる。
Figure 2019043119
上式中、Ｓｃはステップ数補償量であり、ＶＨは電源電圧の最大値の０．７倍であり、ＶＬは電源電圧の最大値の０．３倍であり、ＶＤＤは電源電圧の最大値であり、Ｐｍは移動機構が非接触型スイッチの光軸長さ（１．２ｍｍ）の全行程を移動通過する場合のモーターの回転に必要な総ステップ数値で、１１５２ステップである。
前述の表１のデータを例にとれば、電源電圧の最大値ＶＤＤは３．３ボルトであり、ＶＨは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．７倍で、２．３１ボルトであり、ＶＬは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．３倍で、０．９９ボルトであり、モーターの回転に必要な総ステップ数値Ｐｍは１１５２ステップであるため、ステップ数補償量Ｓｃは計算によって４６０ステップであることが得られる。
言い換えれば、移動機構の１．２ｍｍの移動がモーターの回転に必要な総ステップ数値１１５２ステップに対応する関係に基づいて計算すれば、ステップ数補償量（４６０ステップ）に対応する補償距離が０．４７９２ｍｍであることが求められる。すなわち、移動機構がさらに開始位置方向Ｄｈに０．４７９２ｍｍだけ移動することによって、それが停止する位置をより本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）に近づけ、さらには本当の開始位置（図７Ｂに示された黒丸記号のある位置）に到達させ、誤差を校正補償し、それによって正確な開始位置校正を実現する。
図７Ｃを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第２の実施例のフローチャートである。図７Ｃに示された第２の実施例のステップ（Ｓ２１）、ステップ（Ｓ２２）と、図７Ａに示された第２の実施例のステップ（Ｓ１１）、ステップ（Ｓ１２）とは同一であるため、ステップ（Ｓ２１）およびステップ（Ｓ２２）の操作はこれ以上贅述しない。ステップ（Ｓ２２）の後、さらにステップ（Ｓ２３）を実行し、開始位置の校正補償を行う。
ステップ（Ｓ２３）において、モーターは移動機構を駆動して、開始位置方向にステップ数補償量の修正係数値に対応する補償距離だけさらに移動させる。ここで、修正係数値は１未満の正の数である。言い換えれば、第１の実施例の補償距離と比較して、第２の実施例の補償距離のほうが短い。第１の実施例より正確な誤差補償を提供するため、第２の実施例においては修正係数値の微調整を導入した。すなわち、ステップ（Ｓ２３）に記載のステップ数補償量Ｓｃ’は以下（数３）のようになる。
Figure 2019043119
上式中、Ｓｃ’はステップ数補償量であり、ＶＨは電源電圧の最大値の０．７倍であり、ＶＬは電源電圧の最大値の０．３倍であり、ＶＤＤは電源電圧の最大値であり、Ｐｍは移動機構が非接触型スイッチの光軸長さ（１．２ｍｍ）の全行程を移動通過する場合のモーターの回転に必要な総ステップ数値で、１１５２ステップであり、Ｃｍは修正係数値で、１未満の正の数である。
本実施例において、修正係数値Ｃｍの典型値は０．８であるが、これに限定されるわけではなく、３Ｄプリンタの実際の操作の必要に応じて、例えば振動、揺動または干渉の強度を検出することによって、適宜修正係数値を変更してもよい。すなわち振動、揺動または干渉の強度が大きい場合、移動機構は距離を補償する前には本当の開始位置から遠く離れ、修正係数値Ｃｍは大きくなるが、反対に、振動、揺動または干渉の強度が小さい場合、移動機構は距離を補償する前には本当の開始位置に近く、修正係数値Ｃｍは小さくなる。
同様に、前述の表１のデータを例にとれば、電源電圧の最大値ＶＤＤは３．３ボルトであり、ＶＨは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．７倍で、２．３１ボルトであり、ＶＬは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．３倍で、０．９９ボルトであり、モーターの回転に必要な総ステップ数値Ｐｍは１１５２ステップであり、修正係数値Ｃｍは０．８である。
このため、ステップ数補償量Ｓｃ’は計算によって３６８ステップであることが得られる。言い換えれば、移動機構の１．２ｍｍの移動がモーターの回転に必要な総ステップ数値１１５２ステップに対応する関係に基づいて計算すれば、ステップ数補償量（３６８ステップ）に対応する補償距離が０．３８３４ｍｍであることが求められる。すなわち、移動機構がさらに開始位置方向Ｄｈに０．３８３４ｍｍだけ移動することによって、それが停止する位置をより本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）に近づけ、さらには本当の開始位置に到達させ、誤差を校正補償し、それによって正確な開始位置校正を実現する。
図８Ａを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第３の実施例のフローチャートである。開始位置校正補償方法の第３の実施例に含まれるステップは以下のとおりである。まず、移動機構が開始位置方向に移動する（Ｓ３１）。例えば、Ｚ軸移動機構を移動機構とする場合、モーターはＺ軸移動機構を駆動して、Ｚ軸方向の開始位置（Ｈｏｍｅ）に復帰する開始位置方向に移動させる。また、図８Ｂを合わせて参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償の第３の実施例の概略図である。
その後、マイクロコントローラが遷移した第１の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断する（Ｓ３２）。マイクロコントローラは、非接触型スイッチが出力した移動位置に対応する電源電圧を受け取る。移動機構が非接触型スイッチに対して遮光しない範囲または非接触型スイッチに対して遮光する範囲が十分でない場合、マイクロコントローラに給電する電源電圧の大きさは、マイクロコントローラに遷移した第１の論理レベル信号を受け取らせることができない。
本実施例において、第１の論理レベル信号は論理高レベル信号である。すなわち、第１の論理レベル信号は、論理低レベル信号から論理高レベル信号に遷移することができない。ライジングエッジトリガ遷移不能ともいう。ここで、論理高レベル信号は、電源電圧の最大値の０．７倍に対応する。すなわち、電源電圧の最大値が３．３ボルトである場合、論理高レベル信号は電源電圧の大きさ２．３１ボルトに対応する。このため、ステップ（Ｓ３２）で判断を実行した後、ステップ（Ｓ３１）の実行に戻る。すなわち、移動機構は、モーターが駆動して開始位置方向に移動し続ける。
移動機構が、非接触型スイッチに対して遮光する範囲が増大して、マイクロコントローラに遷移した第１の論理レベル信号を受け取らせるまで、すなわち、論理低レベルからライジングエッジトリガによって論理高レベルに遷移し、ステップ（Ｓ３２）の判断が「はい」であれば、このとき、移動機構が開始位置（Ｈｏｍｅ）に到達したと判断する。
前の記載を受け、３Ｄプリンタは動作の過程において、振動、揺動または干渉などの不確定要素の影響を受けて、３軸のＨｏｍｅ位置は正確にゼロリセットすることができなくなるため、ステップ（Ｓ３２）で「はい」と判断した場合、移動機構が停止する位置（図８Ｂに示された１つ目の（最も左側の）白丸記号のある位置）は本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）ではない。さらに、ステップ（Ｓ３３）〜ステップ（Ｓ３５）を実行し、開始位置の校正補償を行う。
マイクロコントローラが遷移した第１の論理レベル信号を受け取ったと判断した場合、モーターは移動機構を駆動して、開始位置方向の反対方向に移動させる（Ｓ３３）。すなわち移動機構は開始位置から遠ざかる方向に移動する。その後、マイクロコントローラが遷移した第２の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断する（Ｓ３４）。本実施例において、第２の論理レベル信号は論理低レベル信号である。ここで、論理低レベル信号は、電源電圧の最大値の０．３倍に対応する。
すなわち、電源電圧の最大値が３．３ボルトである場合、論理低レベル信号は、電源電圧の大きさ０．９９ボルトに対応する。受け取ったものが遷移した第２の論理レベル信号である場合、論理高レベル信号から論理低レベル信号に遷移することができない（フォーリングエッジ（ネガティブエッジ）トリガ遷移不能ともいう）場合、ステップ（Ｓ３３）の実行に戻る。すなわち、移動機構は、モーターが駆動して開始位置方向の反対方向に移動し続ける。
移動機構が非接触型スイッチに対して遮光する範囲を減少して、マイクロコントローラに遷移した第２の論理レベル信号を受け取らせるまで、すなわち、論理高レベルからフォーリングエッジトリガによって論理低レベル（図８Ｂに示された３つ目の（最も右側の）白丸記号のある位置）に遷移し、ステップ（Ｓ３４）の判断が「はい」であれば、このとき、モーターは、移動機構を駆動して、開始位置方向にステップ数補償量に対応する補償距離だけ移動させる（Ｓ３５）。
移動機構がライジングエッジトリガ遷移後、また反対方向のフォーリングエッジトリガ遷移時の位置に戻り、その位置（フォーリングエッジトリガ遷移位置）を参照位置とし、さらに開始位置方向Ｄｈに補償距離だけ移動することによって、振動、揺動または干渉の影響によって引き起こされた誤差を補償し、移動機構がその停止する位置をより本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）に近づけるように校正させ、さらには本当の開始位置（図８Ｂに示された黒丸記号のある位置）に到達させて誤差を校正補償し、それによって正確な開始位置校正を実現する。
このように、上述の非接触型スイッチまたは接触型スイッチに関する説明の内、例えば電圧を電気パラメータとする場合、各検知スイッチは、出力される（もしくは変換後出力される）電圧値の大きさと被検知物体が移動する距離との正の相関関係、または電圧変化率と被検知物体が移動する距離変化率との正の相関関係に基づくことができ、これによって被検知物体が移動した距離および移動した位置を検知することができる。すなわち、制御電圧Ｖｍの電圧変化率は、移動位置の位置変化率に対応する。このことは述べておく価値がある。具体的には、ステップ（Ｓ３５）に記載のステップ数補償量Ｓｃは以下（数４）のようになってもよい。
Figure 2019043119
上式中、Ｓｃはステップ数補償量であり、ΔＶは制御電圧の電圧変化率であり、Ｖｘは制御電圧の最大値であり、Ｐｍは検知スイッチが移動機構の移動位置を完全に検知した場合のモーターの回転に必要な総ステップ数値である。
それに対応して、光遮断スイッチ９１を検知スイッチとする場合、ステップ（Ｓ３５）に記載のステップ数補償量Ｓｃは以下（数５）のようになる。
Figure 2019043119
上式中、Ｓｃはステップ数補償量であり、ＶＨは電源電圧の最大値の０．７倍であり、ＶＬは電源電圧の最大値の０．３倍であり、ＶＤＤは電源電圧の最大値であり、Ｐｍは移動機構が非接触型スイッチの光軸長さ（１．２ｍｍ）の全行程を移動通過する場合のモーターの回転に必要な総ステップ数値で、１１５２ステップである。
前述の表１のデータを例にとれば、電源電圧の最大値ＶＤＤは３．３ボルトであり、ＶＨは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．７倍で、２．３１ボルトであり、ＶＬは電源電圧の最大値ＶＤＤの０．３倍で、０．９９ボルトであり、モーターの回転に必要な総ステップ数値Ｐｍは１１５２ステップであるため、ステップ数補償量Ｓｃは計算によって４６０ステップであることが得られる。
言い換えれば、移動機構の１．２ｍｍの移動がモーターの回転に必要な総ステップ数値１１５２ステップに対応する関係に基づいて計算すれば、ステップ数補償量（４６０ステップ）に対応する補償距離が０．４７９２ｍｍであることが求められる。すなわち、移動機構がフォーリングエッジトリガ遷移位置から開始位置方向Ｄｈに０．４７９２ｍｍだけ移動することによって、それが停止する位置をより本当の開始位置（Ｈｏｍｅ）に近づけ、さらには本当の開始位置に到達させ、誤差を校正補償し、それによって正確な開始位置校正を実現する。
図８Ｃを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第４の実施例のフローチャートである。図８Ｃに示された第４の実施例のステップ（Ｓ４１）〜ステップ（Ｓ４５）と、図８Ａに示された第３の実施例のステップ（Ｓ３１）〜ステップ（Ｓ３５）とは同一であるため、ステップ（Ｓ４１）〜ステップ（Ｓ４５）の操作はこれ以上贅述しない。
しかし、図８Ｃに示された第４の実施例を図８Ａに示された第３の実施例と比べた場合の差異は、ステップ（Ｓ４４）の後に、移動機構がステップ数補償量に対応する補償距離を超えて移動したかどうかを判断するステップ（Ｓ４４’）をさらに含むことにある。
移動機構がライジングエッジトリガ遷移後、反対方向のフォーリングエッジトリガ遷移位置に復帰する過程において、フォーリングエッジトリガ遷移位置にまだ到達せず、すなわちステップ（Ｓ４４）の判断が「いいえ」であり、移動機構がすでに補償距離を超えて移動し、すなわち移動機構がフォーリングエッジトリガ遷移位置に向かって０．４７９２ｍｍを超えて移動した（ステップ数補償量が４６０ステップを超えた）場合、移動機構はフォーリングエッジトリガ遷移位置に復帰したと判断する。このため、ステップ（Ｓ４５）を実行し続け、さらに開始位置方向Ｄｈに補償距離だけ移動する。
言い換えれば、ステップ（Ｓ４４）とステップ（Ｓ４４’）の二重判断機制を提供することによって、移動機構をフォーリングエッジトリガ遷移位置に復帰させる過程において、フォーリングエッジトリガ遷移が発生したと判断すれば、すなわちステップ（Ｓ４４）の判断が「はい」であれば、または移動機構の補償距離超過移動が発生したと判断すれば、すなわちステップ（Ｓ４４’）の判断が「はい」であれば、移動機構が参照位置としてのフォーリングエッジトリガ遷移位置に到達したことを確認する。
これによって、振動、揺動または干渉などの不確定要素によって引き起こされる影響を大幅に軽減し、フォーリングエッジトリガ遷移位置をより正確な参照位置にすることができる。
図８Ｄを参照されたい。本発明３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法の第５の実施例のフローチャートである。図８Ｄに示された第５の実施例のステップ（Ｓ５１）〜ステップ（Ｓ５５）と、図８Ｃに示された第４の実施例のステップ（Ｓ４１）〜ステップ（Ｓ４５）とは同一であるため、ステップ（Ｓ５１）〜ステップ（Ｓ５５）の操作はこれ以上贅述しない。
しかし、図８Ｄに示された第５の実施例を図８Ｃに示された第４の実施例と比べた場合の差異は、ステップ（Ｓ５４）の前に、移動機構がステップ数補償量に対応する補償距離を超えて移動したかどうかを判断するステップ（Ｓ５４’）をさらに含むことにあり、すなわち図８Ｃに示された第４の実施例のステップ（Ｓ４４）とステップ（Ｓ４４’）の順序の入れ替えに対応する。
ステップ（Ｓ５４）とステップ（Ｓ５４’）の二重判断機制を提供することによって、移動機構をフォーリングエッジトリガ遷移位置に復帰させる過程において、フォーリングエッジトリガ遷移が発生したと判断すれば、すなわちステップ（Ｓ５４）の判断が「はい」であれば、または移動機構の補償距離超過移動が発生したと判断すれば、すなわちステップ（Ｓ５４’）の判断が「はい」であれば、移動機構が参照位置としてのフォーリングエッジトリガ遷移位置に到達したことを確認する。
これによって、振動、揺動または干渉などの不確定要素によって引き起こされる影響を大幅に軽減し、フォーリングエッジトリガ遷移位置をより正確な参照位置にすることができる。上記説明は、第１の論理レベル信号を論理高レベル信号とし、第２の論理レベル信号を論理低レベル信号として説明したが、当業者なら、本発明実施例を第１の論理レベル信号が論理低レベル信号であり、第２の論理レベル信号が論理高レベル信号である論理関係にも適用することができることを理解することができる。
以上をまとめれば、本発明は以下の特徴および長所を有する。
（１）シュミットトリガ回路またはコンパレータ回路を増設しなくても、回路コストを削減し、制御回路設計を簡略化することができ、余分な据付空間の必要がなく完成品の寸法を縮小することができる。
（２）移動機構が補償距離を移動することによって、振動、揺動または干渉の影響によって引き起こされる誤差を解消し、移動機構を校正して、それが停止する位置をより本当の開始位置に近づけ、さらには本当の開始位置に到達させ、それによって正確な開始位置校正を実現する。
（３）３Ｄプリンタの実際の操作の必要に応じて、適宜修正係数値を変更し、より正確な開始位置校正を実現することができる。
（４）二重判断機制によって、移動機構をフォーリングエッジトリガ遷移位置に復帰させる過程において、フォーリングエッジトリガ遷移が発生したと判断すれば、または移動機構の補償距離超過移動が発生したと判断すれば、移動機構が参照位置としてのフォーリングエッジトリガ遷移位置に到達したことを確認し、これによって、振動、揺動または干渉などの不確定要素によって引き起こされる影響を大幅に軽減し、フォーリングエッジトリガ遷移位置をより正確な参照位置にすることができる。
（５）本発明は、非接触型検知方式に限定されず、接触型検知方式で検知を行い、弾力的な本発明の校正補償方法の応用を実現することもでき、さまざまな被検知物体の種別に対して、適した検知スイッチ素子を使用して、正確な移動位置検知を実現することもできる。
以上で述べたものは本発明の好適な具体的実施例の詳細な説明および図面にすぎないが、本発明の特徴はこれに限定されるものではなく、本発明を制限するためのものでもない。本発明のすべての範囲は下記の特許請求の範囲を基準とし、本発明特許請求の範囲の精神に合致する、およびそれに類似する変化が施された実施例にあたるものはすべて、本発明の範疇に含まれるべきであり、この技術を熟知する者が本発明の領域内で容易に想到することができるいかなる変化または修飾も、すべて以下の本案の特許範囲に網羅することができる。
９０ 開始位置検出回路
９１ 光遮断スイッチ
９１Ａ 発光素子
９１Ｂ 受光素子
９２Ａ 第１の開口
９２Ｂ 第２の開口
９３ 逆相ユニット
Ｚａ Ｚ軸移動機構
Ｚｂ バリアプレート
Ｘａ Ｘ軸移動機構
Ｙａ Ｙ軸移動機構
Ｌｏｐ 光軸長さ
Ｄｈ 開始位置方向
ＶＤＤ 電源電圧の最大
Ｖｍ 制御電圧
Ｖｎ 逆相制御電圧
ＶＬ 低レベル入力電圧
ＶＨ 高レベル入力電圧
Ｌ１〜Ｌ３ 移動機構移動距離
Ｐ１〜Ｐ３ モーターステップ数値
Ｐｍ モーター総ステップ数値
Ｓ１１〜Ｓ１３ ステップ
Ｓ２１〜Ｓ２３ ステップ
Ｓ３１〜Ｓ３５ ステップ
Ｓ４１〜Ｓ４５ ステップ
Ｓ５１〜Ｓ５５ ステップ

Claims (15)

  1. ３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法であって、前記３Ｄプリンタは検知スイッチを提供し、それによってモーターが駆動する移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）の移動位置を検知し、かつ前記検知スイッチは、前記移動位置に対応する制御電圧（Ｖｍ）をマイクロコントローラに印加し、前記開始位置校正補償方法は、
    前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が開始位置方向（Ｄｈ）に移動することと、
    前記マイクロコントローラが前記制御電圧（Ｖｍ）遷移に対応する論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断することと、
    遷移した前記論理レベル信号を受け取った場合、前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記開始位置方向（Ｄｈ）にステップ数補償量に対応する補償距離だけ移動することと、を含む、開始位置校正補償方法。
  2. 前記制御電圧（Ｖｍ）の電圧変化率は、前記移動位置の位置変化率に対応する、請求項１に記載の開始位置校正補償方法。
  3. 前記ステップ数補償量は以下（数６）のとおりであり、
    Figure 2019043119
     式中、Ｓｃは前記ステップ数補償量であり、ΔＶは前記制御電圧（Ｖｍ）の電圧変化率であり、Ｖｘは前記制御電圧（Ｖｍ）の最大値であり、Ｐｍは前記検知スイッチが前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）の移動位置を完全に検知した場合の前記モーターの回転に必要なステップ数値である、請求項２に記載の開始位置校正補償方法。
  4. 前記補償距離は、前記ステップ数補償量の修正係数値に対応し、かつ前記修正係数値は１未満の正の数である、請求項１に記載の開始位置校正補償方法。
  5. 前記論理レベル信号は論理高レベル信号であり、前記遷移した前記論理レベル信号は論理低レベル信号が前記論理高レベル信号に遷移したものである、請求項１に記載の開始位置校正補償方法。
  6. 前記論理レベル信号は論理低レベル信号であり、前記遷移した前記論理レベル信号は論理高レベル信号が前記論理低レベル信号に遷移したものである、請求項１に記載の開始位置校正補償方法。
  7. ３Ｄプリンタの開始位置校正補償方法であって、前記３Ｄプリンタは検知スイッチを提供し、それによってモーターが駆動する移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）の移動位置を検知し、かつ前記検知スイッチは、前記移動位置に対応する制御電圧（Ｖｍ）をマイクロコントローラに印加し、前記開始位置校正補償方法は、
    前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が開始位置方向（Ｄｈ）に移動することと、
    前記マイクロコントローラが前記制御電圧（Ｖｍ）遷移に対応する第１の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断することと、
    遷移した前記第１の論理レベル信号を受け取った場合、前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記開始位置方向（Ｄｈ）の反対方向に移動することと、
    前記マイクロコントローラが前記制御電圧（Ｖｍ）遷移に対応する第２の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断し、ここで前記第２の論理レベル信号のレベルと前記第１の論理レベル信号のレベルとは反対であることと、
    遷移した前記第２の論理レベル信号を受け取った場合、前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記開始位置方向（Ｄｈ）にステップ数補償量に対応する補償距離だけ移動することと、を含む、開始位置校正補償方法。
  8. 前記マイクロコントローラが前記制御電圧（Ｖｍ）遷移に対応する第２の論理レベル信号を受け取ったかどうかを判断するステップの後または前に、
    前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記ステップ数補償量に対応する前記補償距離を超えて移動したかどうかを判断することと、
    前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記ステップ数補償量に対応する前記補償距離を超えて移動した場合、前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）が前記開始位置方向（Ｄｈ）に前記補償距離だけ移動することと、をさらに含む、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  9. 前記制御電圧（Ｖｍ）の電圧変化率は前記移動位置の位置変化率に対応する、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  10. 前記ステップ数補償量は以下（数７）のとおりであり、
    Figure 2019043119
     式中、Ｓｃは前記ステップ数補償量であり、ΔＶは前記制御電圧（Ｖｍ）の電圧変化率であり、Ｖｘは前記制御電圧（Ｖｍ）の最大値であり、Ｐｍは前記検知スイッチが前記移動機構（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）の移動位置を完全に検知した場合の前記モーターの回転に必要な総ステップ数値である、請求項９に記載の開始位置校正補償方法。
  11. 前記第１の論理レベル信号は論理高レベル信号であり、前記遷移した前記第１の論理レベル信号は論理低レベル信号が前記論理高レベル信号に遷移したものである、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  12. 前記第１の論理レベル信号は論理低レベル信号であり、前記遷移した前記第１の論理レベル信号は論理高レベル信号が前記論理低レベル信号に遷移したものである、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  13. 前記第２の論理レベル信号は論理低レベル信号であり、前記遷移した前記第２の論理レベル信号は論理高レベル信号が前記論理低レベル信号に遷移したものである、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  14. 前記第２の論理レベル信号は論理高レベル信号であり、前記遷移した前記第２の論理レベル信号は論理低レベル信号が前記論理高レベル信号に遷移したものである、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
  15. 前記検知スイッチは光遮断スイッチ（９１）、渦電流式近接スイッチ、ホール効果近接スイッチ、インダクタンス型近接スイッチ、マイクロスイッチ、リミットスイッチ、圧力スイッチまたは圧電スイッチである、請求項７に記載の開始位置校正補償方法。
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