JP5031107B2

JP5031107B2 - プリンタ装置

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Publication number: JP5031107B2
Application number: JP2010547362A
Authority: JP
Inventors: 隆志宮沢
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JPWO2010084606A1; US20110187782A1; EP2319701A4; CN102171053A; WO2010084606A1; EP2319701A1; US8141978B2; KR20110058830A

Description

本発明は、プリンタヘッドを保持するキャリッジを印刷媒体に対して相対移動させながら印刷媒体の印刷対象面に所定の印刷を行うプリンタ装置に関する。

プリンタ装置は、多数のノズルが形成されたプリンタヘッドを印刷媒体に対して相対移動させながらプリンタヘッドのノズルからインク粒を印刷媒体に吐出して印刷対象面に文字や図形、模様、写真等の情報を描画する装置である。このように、プリンタ装置では、プリンタヘッドからのインク粒を印刷媒体の印刷対象面に正確に着弾させて高精細な描画を行う構成上、プリンタヘッドの下面（ノズル開口面）と印刷媒体の印刷対象面との間が所定のギャップに適正調整されていることが重要である。そのため、本来は印刷媒体の印刷対象面がプリンタヘッドの下面に対して平行な水平面内に位置するよう媒体支持部で保持されていることが必要であるが、印刷媒体に巻き癖などが生じていると印刷媒体が媒体支持部から大きく浮き上がった状態となることがある。このような状態で所定の印刷を行うためプリンタヘッドを印刷媒体上で移動させると、プリンタヘッドが印刷媒体の浮き上がり部分に衝突し印刷媒体に乗り上げてしまうようなジャムが発生するおそれがあり、ジャムの発生を認識できずそのままプリンタヘッドの移動が続行されるとプリンタヘッドが印刷媒体との摩擦などにより損傷を受けるという問題がある。

これに対処し得る技術として、プリンタヘッドを走査移動させるキャリッジにおいて移動方向である左右の両側部に印刷媒体の浮き上がりを検出する接触式の検出機構が配設され、印刷媒体にプリンタヘッドの下面の高さを超える浮き上がり部分があった場合に、キャリッジとともに左右移動する検出機構がこの浮き上がり部分に接触することでジャムの発生を検出し、キャリッジの移動を停止させてプリンタヘッドの損傷等を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００１−３２８２４６号公報

しかしながら、上記のような従来のプリンタ装置における検出機構は、検出機構の接触片が印刷媒体の浮き上がり部分に実際に接触することでジャムの発生を検出するところ、このような検出動作が繰り返し行われると、印刷媒体との接触による振動や摩擦によって検出機構の駆動部が位置ずれしたり接触片が摩耗を起こすことにより、ジャムの検出精度が低下し、結果的にプリンタヘッドと印刷媒体との衝突によりプリンタヘッドの破損を引き起こしてしまうという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、プリンタヘッドと印刷媒体との接触による振動の加速度を迅速かつ正確に捉えることで、ジャム発生の検出精度を向上させることができるプリンタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプリンタ装置は、印刷媒体を支持する媒体支持手段（例えば、実施形態におけるプラテン２０）と、インクを吐出するノズルを有したプリンタヘッドを保持するキャリッジと、媒体支持手段に支持された印刷媒体の印刷対象面に沿ってキャリッジを相対移動させるキャリッジ移動機構とを備え、キャリッジ移動機構によりキャリッジを印刷媒体に対して相対移動させながら印刷媒体の印刷対象面にノズルからインクを吐出させることにより所定の印刷を行うように構成されるプリンタ装置において、キャリッジに作用する振動の加速度を検出する加速度検出手段（例えば、実施形態における加速度センサ７０）と、加速度検出手段により検出された加速度の大きさと予め設定された所定のしきい値とを比較して、加速度が所定のしきい値を超えると判断したときに、キャリッジ移動機構によるキャリッジの相対移動を規制する制御を行う制御手段（例えば、実施形態におけるコントロールユニット８０の制御部９０）とを備えて構成される。

なお、上記本発明に係るプリンタ装置において、加速度検出手段が、キャリッジに作用する少なくとも２以上の方向の振動の加速度を検出し、所定のしきい値が、２以上の方向の各方向に対してそれぞれ設定されており、制御手段が、加速度検出手段により検出される各方向の加速度のうち少なくとも１つが、その対応する方向のしきい値を超える場合に、しきい値を超えることとなった加速度の方向に応じてキャリッジに発生した異常の状態を判定し、異常の状態に対応して定められた規制内容に従って、キャリッジ移動機構によるキャリッジの相対移動を規制する制御を行うことが好ましい。

また、上記の制御手段が、制御手段による判定結果に基づいて異常の状態の内容を報知する報知手段（例えば、実施形態における操作パネル８３）を更に備えて構成されることが好ましい。

さらに、キャリッジ移動機構によるキャリッジの相対移動に基づいてキャリッジに作用する加速度と、キャリッジが印刷媒体に接触した振動に基づいてキャリッジに作用する加速度とを判別する加速度判別手段（例えば、実施形態におけるコントロールユニット８０のフィルタ処理部９５）を更に備え、加速度判別手段により判別されたキャリッジの相対移動に基づく加速度については、制御手段による所定のしきい値との比較対象から除外されることが好ましい。

上記のように構成された本発明に係るプリンタ装置によれば、加速度検出手段により検出される加速度が所定のしきい値を超えたことをもってプリンタヘッドが印刷媒体に接触したことを判断することでジャムの発生を直ちに予見もしくは検知することが可能になり、小型でコンパクトな構成によりジャム発生の検出精度を向上させることができる。このため、相対移動中のキャリッジに作用する加速度が所定のしきい値を超えたときに、キャリッジの相対移動を規制する制御が行われることにより、プリンタヘッドが印刷媒体に接触したままの状態でキャリッジが相対移動してプリンタヘッドが印刷媒体との摩擦等によって破損するのを確実に防止することができる。

また、上記プリンタ装置において、しきい値を超えることとなった加速度の方向に応じてキャリッジに発生した異常の状態を判定し、異常の状態に対応して定められた規制内容に従ってキャリッジの相対移動が規制される構成であることが好ましい。このように構成した場合、その加速度の方向性に応じた特有の異常が発生したものと判定することで、その異常の内容に応じた規制制御をキャリッジの相対移動に対して行うことができる。より具体的には、軽微な接触を示す判定が得られた場合には、キャリッジを１スキャン分終了させた時点で停止させる規制制御を行い、ジャム発生を示す判定が得られた場合には、キャリッジを緊急停止させる規制制御を行うことで、キャリッジの相対移動に対して異常の状態に応じた適切な規制制御を行うことができる。

さらに、上記プリンタ装置において、制御手段による判定結果に基づいて異常の状態の内容を報知する報知手段を更に備えた構成であることが好ましい。このように構成した場合、異常の内容や復旧の方法をオペレータに迅速に報知させることができる。これにより、オペレータはキャリッジの相対移動における異常の原因を明確に認識することが可能になり、異常を復旧させるための適切な処置を行うことが可能になる。

また、上記プリンタ装置において、加速度判別手段により判別されたキャリッジの相対移動に基づく加速度については、制御手段による所定のしきい値との比較対象から除外される構成であることが好ましい。このように構成した場合、キャリッジに作用する加速度のうち、キャリッジの加減速以外の特異な加速度が検出されたことをトリガとして、ジャム等の異常の発生をより確実に検出することが可能になる。

本発明を適用したプリンタ装置における概要ブロック図である。上記プリンタ装置を斜め前方から見た斜視図である。上記プリンタ装置を斜め後方から見た斜視図である。上記プリンタ装置を構成する装置本体の要部構成を示す正面図である。キャリッジの通常の走査移動時における速度および加速度の特性を説明するための図であり、（Ａ）はキャリッジの速度変化を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加速度センサの出力値の変化を示す図である。軽微なメディア接触の発生によりキャリッジを１スキャン動作後に停止したときの速度および加速度の特性を説明するための図であり、（Ａ）はキャリッジの速度変化を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加速度センサの出力値の変化を示す図である。軽微なメディア接触の発生によりキャリッジを緊急停止したときの速度および加速度の特性を説明するための図であり、（Ａ）はキャリッジの速度変化を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加速度センサの出力値の変化を示す図である。メディアジャムが発生したときのキャリッジの速度および加速度の特性を説明するための図であり、（Ａ）はキャリッジの速度変化を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加速度センサの出力値の変化を示す図である。キャリッジの駆動系に異常が発生したときのキャリッジの速度および加速度の特性を説明するための図であり、（Ａ）はキャリッジの速度変化を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加速度センサの出力値の変化を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明を適用したインクジェットプリンタ（以下、プリンタ装置と称する）の一例として、Ｘ−Ｙ二軸のうち、一軸（Ｘ軸）を印刷媒体移動、他の一軸（Ｙ軸）をプリンタヘッド移動としたタイプのプリンタ装置Ｐを斜め前方から見た斜視図及び斜め後方から見た斜視図をそれぞれ図２および図３に示すとともに、このプリンタ装置Ｐにおける装置本体１の要部構成を図４に示しており、まず、これらの図面を参照してプリンタ装置Ｐの全体構成について説明する。なお、以降の説明において、図２中に付記する矢印Ｆ，Ｒ，Ｕの指す方向をそれぞれ、前方、右方、上方、もしくは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と称して説明する。

プリンタ装置Ｐは、大別的には、メディアと称される塩ビシートやターポリン、ポリエステルフィルム等のシート状の印刷媒体Ｍの印刷対象面に対して文字や図形等の印刷加工を行う横長矩形箱状の装置本体１と、この装置本体１を作業容易な高さ位置に支持する支持部２とからなり、支持部２を構成する左右の脚部２ａの前後には、ロール状に巻かれた未加工状態の印刷媒体Ｍを装置本体１に送り出す送り出し機構３、及び印刷が終了した印刷媒体Ｍを巻き取る巻き取り機構４が設けられている。

装置本体１は、各機構の取り付けベースとなるボディ１０と、印刷媒体Ｍを支持するプラテン２０と、プラテン２０に支持された印刷媒体Ｍを前後に移動させるメディア移動機構３０と、プラテン２０の上方に位置して左右に移動自在に支持されたキャリッジ４０と、プラテン２０に支持された印刷媒体Ｍに対してキャリッジ４０を左右に相対移動させるキャリッジ移動機構５０と、印刷媒体Ｍの印刷対象面に対して所定ギャップを隔ててキャリッジ４０に保持された複数のプリンタヘッド６０と、メディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの前後移動、キャリッジ移動機構５０によるキャリッジ４０の左右移動、及びプリンタヘッド６０の各ノズルからのインク吐出など、プリンタ装置Ｐの各部の作動を制御するコントロールユニット８０とを主体に構成される。

ボディ１０は、プラテン２０やメディア移動機構３０の送りローラ３１等が設けられる下部フレーム１１Ｌと、メディア移動機構３０のローラアッセンブリ３５やキャリッジ４０の支持構造が設けられる上部フレーム１１Ｕとからなる本体フレーム１１を備え、上部フレーム１１Ｕと下部フレーム１１Ｌとの間に印刷媒体Ｍが前後に挿通可能な横長窓状のメディア挿通部１５が形成される。ボディ１０は、本体フレーム１１の中央部を覆うフロントカバー１３ａ及び本体フレーム１１の左右を覆うサイドカバー１３ｂに囲まれて全体として横長矩形の箱状に構成される。

プラテン２０は、ボディ１０の左右中央部に位置しメディア挿通部１５の下側を前後に延びて下部フレーム１１Ｌに設けられており、プリンタヘッド６０による左右帯状の描画領域には、その上面に印刷媒体Ｍを水平に支持するメディア支持部２１が形成されている。メディア支持部２１には、小径の吸着孔が多数開口形成されてその下側に設けられた減圧室（不図示）に繋がっており、この減圧室を負圧にすることで、印刷媒体Ｍがメディア支持部２１に吸着保持され、印刷やカッティング等の加工中に印刷媒体Ｍの位置がずれないようになっている。また、プラテン２０の前端側及び後端側は滑らかな曲面を介して下方に延び、前方の排紙領域には印刷直後の印刷媒体Ｍを加熱してインクを乾燥させるヒータが内蔵されている。

メディア移動機構３０は、左右に延びる回動軸廻りに回動可能に設けられ上部周面がプラテン２０のメディア支持部２１に露出して配設された円筒状の送りローラ３１と、送りローラ３１を回転駆動するサーボモータ３３と、送りローラ３１の軸端に結合された従動プーリとサーボモータ３３の軸端に結合された駆動プーリとの間に掛け渡されたタイミングベルト３２と、各々前後に回動自在なピンチローラ３６を有し送りローラ３１の上方に左右所定間隔をおいて配設された複数のローラアッセンブリ３５とを主体に構成される。

ローラアッセンブリ３５は、ピンチローラ３６を送りローラ３１に弾性的に係合させたクランプ位置と、ピンチローラ３６を送りローラ３１の上方に離隔させたアンクランプ位置とに変位設定可能に構成されており、ローラアッセンブリ３５をクランプ位置に設定して印刷媒体Ｍを上下のローラ３６，３１間に挟み込んだ状態でサーボモータ３３を回転駆動することにより、印刷媒体Ｍが送りローラ３１の回転角度に応じた送り量、すなわちコントロールユニット８０からサーボモータ３３に出力される駆動制御値に応じた送り量で前後に搬送される。なお、図４では、ローラアッセンブリ３５をクランプ位置に設定した状態とアンクランプ位置に設定した状態との両方を併記している。

メディア挿通部１５の上方に位置する上部フレーム１１Ｕに、送りローラ３１と平行に左右に延びてガイドレール４５が取り付けられ、このガイドレール４５に複数のプリンタヘッド６０を保持するキャリッジ４０が左右に移動自在に支持される。ガイドレール４５は、直動ガイドあるいはリニアガイドとも称される直動軸受の支持レールであり、このガイドレール４５に嵌合支持されたスライドブロック（ボールハウジング等とも称される）にキャリッジ４０が固定され、これによりキャリッジ４０がプラテン２０の上方に左右にスライド移動自在に支持されて、次述するキャリッジ移動機構５０により左右に移動される。

キャリッジ移動機構５０は、それぞれガイドレール４５の左右の側端近傍に設けられた駆動プーリ５１および従動プーリ５２と、駆動プーリ５１を回転駆動するサーボモータ５３、駆動プーリ５１と従動プーリ５２とに掛け渡された無端ベルト状のタイミングベルト５５などからなり、キャリッジ４０がタイミングベルト５５に連結固定されて構成される。サーボモータ５３の回転はコントロールユニット８０により制御され、コントロールユニット８０からサーボモータ５３に出力される駆動制御値に応じた送り量でキャリッジ４０が左右に移動される。

プリンタヘッド６０は、キャリッジ４０の下面にプラテン２０のメディア支持部２１上に水平に支持された印刷媒体Ｍと所定ギャップを隔てて設けられる。プリンタヘッド６０の配置構成には種々の構成形態があり適宜な構成を用いることができるが、本実施形態では、各々微細なインク粒を吐出する多数のノズルが前後方向に直線状に整列したノズル列が二列平行に並んで形成されたプリンタヘッド６０を、左右に４つ並べて計８列のノズル列を配置したヘッド構成を例示する。

ここで、プリンタ装置Ｐの概要ブロック図を図１に示す。コントロールユニット８０は、プリンタ装置Ｐの各部の作動を制御する制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ８１、印刷媒体Ｍに描画する印刷プログラム等を一時記憶するＲＡＭ８２、ＲＡＭ８２から読み込まれた印刷プログラムや操作パネル８３から入力された操作信号等について演算処理を行い、制御プログラムに従って各部の作動を制御する制御部９０、プリンタ装置Ｐの作動状態等を表示する表示パネルおよび各種操作スイッチが設けられた操作パネル８３などを備え、メディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの前後移動、キャリッジ移動機構５０によるキャリッジ４０の左右移動、プリンタヘッド６０の各ノズルからのインク吐出などを制御する。

具体的には、コントロールユニット８０は、メディア移動機構３０により印刷媒体Ｍを所定の基準位置まで送り出してプラテン２０のメディア支持部２１に吸着保持したうえ、キャリッジ移動機構５０によりキャリッジ４０を左右に移動させながら、印刷プログラムに基づいた左右方向位置に加工プログラムに基づいた色彩および大きさのインク粒を４つのプリンタヘッド６０の各ノズルから吐出させて横長帯状のインク吐着領域を形成させ、この動作をメディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの前後移動と組み合わせて交互に行うことで、印刷媒体Ｍの印刷対象面に印刷プログラムに基づいた文字、図形、画像等の所定の情報を生成する。

さて、以上のように構成されるプリンタ装置Ｐでは、プリンタヘッド６０の下面と印刷媒体Ｍの印刷対象面との間が所定ギャップを隔てた状態でキャリッジ４０を左右に移動（片道または往復移動）させながら、プリンタヘッド６０の各ノズルからインク粒を印刷媒体Ｍの印刷対象面に向けて吐出させるようになっている。

しかし、プリンタ装置Ｐを用いて印刷を施すとき、印刷媒体Ｍの巻き癖（カール）の影響や、メディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの搬送不良、プラテン２０による印刷媒体Ｍの吸着不良などの様々な不具合により、印刷対象たる印刷媒体Ｍの一部がプラテン２０のメディア支持部２１から浮き上がった状態、すなわち印刷媒体Ｍの印刷対象面（の当該浮き上がり部分）がプリンタヘッド６０の下面を超える高さに位置することとなり、キャリッジ４０の左右移動に伴ってプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの当該浮き上がり部分（突出部分）に乗り上げてしまう、所謂メディアジャムが発生する場合がある。このようにプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げプリンタヘッド６０と印刷媒体Ｍとが接触した状態でキャリッジ４０の左右移動が続行されると、印刷媒体Ｍとの摩擦によりプリンタヘッド６０が損傷を受けるおそれがある。

そこで、本実施形態におけるプリンタ装置Ｐでは、キャリッジ４０と印刷媒体Ｍとの接触をいち早く検出してプリンタ装置Ｐにおける印刷作動を中断（停止）させるメディアジャム検出機能を有し、コントロールユニット８０が各部の作動を制御するように構成されている。

メディアジャム検出機能を実現するための制御構成は、図１に示すように、大別的には、キャリッジ４０に作用する加速度を検出する加速度センサ７０と、コントロールユニット８０の制御部９０と、制御部９０から出力される指令信号に基づいて所定の作動を実行するメディア移動機構３０、キャリッジ移動機構５０、およびプリンタヘッド６０とを有して構成される。

加速度センサ７０は、キャリッジ４０内の不図示のプリント基板上に実装されており（図４を参照）、キャリッジ４０に作用する振動を加速度の変化として検出する。この加速度センサ７０は、キャリッジ４０に作用する３方向の各振動成分の加速度を単一のセンサで検出が可能な３軸加速度センサにより構成されており、検出可能な上記３方向が、キャリッジ４０が往復移動する左右方向（Ｙ方向）、印刷媒体Ｍの送り方向である前後方向（Ｘ方向）、プリンタヘッド６０の高さ方向である上下方向（Ｚ方向）に合致するように配設されている。

プリンタ装置Ｐにおける印刷作動時において、加速度センサ７０はキャリッジ移動機構５０によってキャリッジ４０内に固定された状態でキャリッジ４０とともに左右に移動するようになっており、キャリッジ４０の走査移動による移動速度の変動（加減速）に伴ってキャリッジ４０に作用する左右方向（Ｙ方向）の加速度の変化を検出する。同様に、加速度センサ７０は、キャリッジ４０の走査移動中にプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの浮き上がり部分（突出部分）に接触したような場合に、キャリッジ４０に生じる振動を加速度の変化として検出する。加速度センサ７０はキャリッジ４０に作用する加速度をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各成分ごとに一定の微小時間間隔で検出をしており、検出した加速度の大きさに比例したアナログの電圧信号をコントロールユニット８０の制御部９０に順次出力するようになっている。

コントロールユニット８０の制御部９０は、メディア移動機構３０やキャリッジ移動機構５０等の駆動を制御する移動制御部９１、プリンタヘッド６０によるインク粒の吐出を制御する吐出制御部９２、信号増幅部９３、Ａ／Ｄ変換部（アナログディジタル変換部）９４、フィルタ処理部９５、および演算処理部９６を有している。

加速度センサ７０から出力されるアナログの電圧信号は、コントロールユニット８０の信号増幅部９３により増幅処理された後、Ａ／Ｄ変換部９４によりディジタル信号（ディジタル値）に変換され、フィルタ処理部９５に入力されるようになっている。

ここで、図５（Ａ）は、キャリッジ４０の走査移動（片道の走査区間）におけるキャリッジ４０のＹ方向の速度変化を示し、図５（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、これに対応して加速度センサ７０により検出されたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度センサ出力値（ディジタル変換されたもの）の変化を示す。キャリッジ４０の走査領域は、図５（Ａ）に示すように、加速領域、定常領域、および減速領域の３つの領域に区分けすることができる。加速領域は、キャリッジ４０が左右方向（Ｙ方向）に移動（加速）を開始したときからプリンタヘッド６０による印刷動作のための所定の移動速度に到達するまでの領域である。定常領域は、キャリッジ４０の加速が終了し、キャリッジ４０が所定の移動速度（等速度）で移動しながらプリンタヘッド６０により印刷プログラムに応じた情報を印刷媒体Ｍに描画を行う領域である。このようにキャリッジ４０を等速度で移動させるのは、プリンタヘッド６０の各ノズルから印刷媒体Ｍに吐出させるインク粒の飛行軌跡を安定させることにより、インク粒を印刷対象面の所望の位置に的確に着弾させることができるからである。減速領域は、プリンタヘッド６０による描画が終了し、キャリッジ４０が所定の移動速度から減速されて停止するまでの領域である。なお、図５（Ａ）中のグラフの傾きがキャリッジ４０のＹ方向の加速度を表しており、加速度センサ７０がこの加速度を検出して、検出信号がコントロールユニット８０の信号増幅部９３およびＡ／Ｄ変換部９４により信号処理されることで図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示す加速度センサ出力値の波形が得られることになる。

フィルタ処理部９５は、ディジタルフィルタとしての機能を有し、Ａ／Ｄ変換部９４からの加速度信号（ディジタル信号）のうち、キャリッジ４０の印刷動作における加速領域および減速領域でのＹ方向（キャリッジ４０の走査方向）の検出信号の重みを下げ、もしくは無視して、通常の印刷動作以外の影響に起因して作用する振動の加速度信号成分のみを抽出するフィルタ処理を行う。すなわち、図５（Ｂ）に示すキャリッジ４０の通常の印刷動作時に作用する加速度の情報（加速度センサ出力値）はフィルタ処理部９５で除去（もしくは、検出値が低下）されることとなる。

演算処理部９６は、フィルタ処理部９５から時々刻々出力されるキャリッジ４０のＸ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度センサ出力値と、各方向ごとに設定された所定のしきい値とを比較して、加速度センサ出力値が所定のしきい値を超える場合にキャリッジ４０の左右移動に伴ってプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの浮き上がり部（突出部）に接触したものと判断し、移動制御部９１および吐出制御部９２に規制信号を出力し、キャリッジ移動機構５０によるキャリッジ４０の移動、メディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの搬送、およびプリンタヘッド６０によるインク粒の吐出を強制的に停止させる制御が行われる。

演算処理部９６による加速度センサ出力値との比較の対象となる所定のしきい値は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向ごとに演算処理部９６に予め設定されており、その一例として、Ｘ方向の加速度センサ出力値に対するしきい値Ｃｘ、Ｙ方向の加速度センサ出力値に対するしきい値Ｃｙ、Ｚ方向の加速度センサ出力値に対するしきい値Ｃｚ１，Ｃｚ２がそれぞれ設定される。なお、このようにしきい値Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ１，Ｃｚ２を設定することで、プリンタ装置Ｐの印刷作動時においてキャリッジ４０に作用する微弱な機械振動がＸ，Ｙ，Ｚの各方向の加速度として検出された場合でも、しきい値を超えることがないため無視することができる。

ここで、図６〜図９を追加参照して、キャリッジ４０による走査移動中にプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの浮き上がり部（突出部）に接触する場合について３つの例を挙げて説明する。図６，７は軽微なメディア接触を検出する場合、図８はプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げるようなメディアジャムの発生を検出する場合、図９はキャリッジ４０の駆動系に機械的な障害が起こり得る程度のメディアジャムの発生を検出する場合を示し、図中（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、キャリッジ４０のＹ方向の速度変化、およびこれに対応して得られるＸ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度センサ出力値の変化を示す。

まず、キャリッジ４０の走査移動中にプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの浮き上がり部分（突出部分）に接触するような軽微なメディア接触が発生した場合には、図６および図７に示すように、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、主にＹ方向およびＺ方向の反応が大きく検出されることが想定される。これは、メディア接触により印刷媒体Ｍの浮き上がり部分（突出部分）がキャリッジ４０に対してＹ方向およびＺ方向に大きな抵抗力を作用させるからである。したがって、演算処理部９６は適正調整されたしきい値Ｃｙを超えるＹ方向の加速度センサ出力値、もしくは、しきい値Ｃｚ１を超えるＺ方向の加速度センサ出力値が入力されることにより、軽微なメディア接触の発生を検出する。このとき、演算処理部９６は移動制御部９１および吐出制御部９２に規制信号を出力し、プリンタ装置Ｐの印刷作動を停止させる制御を行うが、軽微なメディア接触のため緊急停止する必要性が比較的低いため、その停止方法については操作パネル８３に入力されるユーザ設定で選択可能としている。すなわち、この場合にはキャリッジ４０を１スキャン分（片道）だけ走査移動させてから一旦停止させ操作待ち状態とするか（図６を参照）、メディア接触を検出した時点でキャリッジ４０を緊急停止させるか（図７を参照）を選択できるようになっている。

なお、キャリッジ４０が加速もしくは減速中に印刷媒体Ｍに接触した場合にも、主にＹ方向およびＺ方向の加速度が検出されることが想定されるが、このときＹ方向の加速度センサ出力値はキャリッジ４０の加減速に伴う加速度センサ出力値と重なってしまい、フィルタ処理部９５によるディジタルフィルタ処理によって無視（もしくは検出値が低下）されるため適切な判定ができないので、このような場合には、Ｚ方向の加速度センサ出力値がしきい値Ｃｚ１を超えることに基づき軽微なメディア接触を検出し、プリンタ装置Ｐの印刷作動の停止処理を行うようになっている。

次いで、キャリッジ４０の走査移動中にプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍの浮き上がり部分（突出部分）に乗り上げて印刷媒体Ｍが折り重なるようなメディアジャムが発生した場合には、図８に示すように、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、主にＺ方向の反応が大きく検出されることが想定される。これは、プリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げることにより、印刷媒体Ｍの折り重なり部分がプリンタヘッド６０の下面に対してＺ方向に大きな抵抗力を作用させるからである。したがって、演算処理部９６は適正調整されたしきい値Ｃｚ１，Ｃｚ２を超えるＺ方向の加速度センサ出力値が入力されることにより、プリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げるメディアジャムの発生を検出する。このとき、キャリッジ４０の移動を続行させるとプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍとの摩擦により大きな損傷を受けるおそれがあるため、演算処理部９６は上記のようなメディアジャムの発生を検出したときには移動制御部９１および吐出制御部９２に規制信号を出力し、プリンタ装置Ｐの印刷作動を緊急停止させる制御を行う。なお、プリンタ装置Ｐが緊急停止された後は、演算処理部９６からの規制信号の出力が中断されることにより、障害（メディア詰まり）が取り除かれることを条件にプリンタ装置Ｐの印刷作動を再び実行可能なようになっている。

次に、メディアジャムの発生によってキャリッジ４０を走査移動させるキャリッジ移動機構５０が、その駆動系の耐え得る強度を超えた負荷を印刷媒体Ｍとの衝突で受けた場合には、図９に示すように、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、主にＸ方向の反応が大きく検出されることが想定される。これは、プリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げても緊急停止すれば重大な駆動系の障害を引き起こす事態とは通常はならないが、不測の事態で駆動系に障害を与えるような負荷がキャリッジ４０に掛かったときには、キャリッジ４０に作用するＸ方向の加速度が通常のレベルとは大きく外れたものになるからである。したがって、演算処理部９６は適正調整されたしきい値Ｃｘを超えるＸ方向の加速度センサ出力値が入力されることにより、メディアジャムに起因するキャリッジ４０の駆動系の異常を検出する。演算処理部９６は上記のような異常を検出することで復旧困難な装置故障が発生したものと判断して、移動制御部９１および吐出制御部９２に規制信号を出力し、プリンタ装置Ｐの印刷作動を緊急停止させる制御を行う。

コントロールユニット８０の演算処理部９６は、上記のように移動制御部９１および吐出制御部９２を介してプリンタ装置Ｐの印刷作動を規制する制御を行うとともに、異常発生による検出信号を操作パネル８３に出力し、検出内容に応じたメッセージを操作パネル８３に表示させる。例えば、操作パネル８３には、図６，７に示すように加速度センサ出力値がしきい値Ｃｙ，Ｃｚ１を超えるケースのときには「ワーニング：メディア接触発生：確認要求」、図８に示すように加速度センサ出力値がしきい値Ｃｚ２を超えるケースのときには「エラー：メディアジャム発生：メディア詰まり除去」、図９に示すように加速度センサ出力値がしきい値Ｃｘを超えるケースのときには「エラー：負荷異常発生：サービスコール」等のメッセージ内容（異常原因および復旧方法）が表示される。

以上ここまで、プリンタ装置Ｐの全体構成について説明してきたが、以下において、プリンタ装置Ｐによるメディアジャム検出機能が実行されるときの作動について説明する。

印刷対象物たる印刷媒体Ｍは、プラテン２０上を後方から前方に搬送されるようにプリンタ装置Ｐに取り付けられており、プラテン２０上において上下のローラ３６，３１間に挟み込まれた状態で送りローラ３１を回動させることにより前方に搬送される。このとき、プラテン２０上に載置された印刷媒体Ｍに対して、キャリッジ移動機構５０によりガイドレール４５に沿ってキャリッジ４０を左右に往復移動させながら、各プリンタヘッド６０の下面のノズル開口からインク粒を吐出させることにより、所望のパターンで印刷媒体Ｍに付着させる。そして、印刷媒体Ｍを所定ピッチだけ前方に搬送した後、再びキャリッジ４０を左右に往復移動させながらプリンタヘッド６０のノズル開口からインク粒を吐出させることが繰り返し行われる。

このようなプリンタ装置Ｐにおける印刷作動時においては、キャリッジ４０に実装された加速度センサ７０によりキャリッジ４０に作用する加速度が時々刻々と検出されており、検出された加速度の情報（加速度センサ出力値）がコントロールユニット８０の演算処理部９６で所定のしきい値と比較されることによりメディアジャム発生の有無が監視されている。ここで、加速度センサ７０により検出される加速度のうちキャリッジ４０の通常動作において検出される加速度については、その出力信号が増幅・ディジタル信号処理された後、コントロールユニット８０のフィルタ処理部９５で重み付けが下げられ、もしくは無視されることで、演算処理部９６でのメディアジャム発生の判断対象からは除外され（プリンタ装置Ｐにおいて異常は発生していないものと判断され）、プリンタ装置Ｐの印刷作動は継続して実行されることになる。

一方、キャリッジ４０の走査移動中に加速度センサ７０によりキャリッジ４０の加速度の変動が検出され、フィルタ処理部９５で抽出された（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の）その加速度センサ出力値が、演算処理部９６により所定のしきい値を超えていると判断されると、メディアジャムの発生が予見され、移動制御部９１および吐出制御部９２に規制信号が出力されることでキャリッジ移動機構５０によるキャリッジ４０の移動、メディア移動機構３０による印刷媒体Ｍの搬送、およびプリンタヘッド６０によるインク粒の吐出が強制的に停止される制御が行われるとともに、加速度センサ出力値が超えることとなったしきい値Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ１，Ｃｚ２に応じた異常の内容が操作パネル８３に表示されることでオペレータにその内容が報知されることになる。

例えば、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、Ｙ方向の加速度センサ出力値がしきい値Ｃｙを超えている場合（もしくは、Ｚ方向の加速度センサ出力値がしきい値Ｃｚ１を超えている場合）は、演算処理部９６により軽微なメディア接触が発生したものと判断され、操作パネル８３によるユーザ設定に応じた停止方法（キャリッジ４０を１スキャン分だけ走査移動して停止、もしくは検出時点で緊急停止させる）でプリンタ装置Ｐの印刷作動が停止される。また、操作パネル８３には、「ワーニング：メディア接触発生：確認要求」のメッセージが表示される。これにより、オペレータはプリンタヘッド６０やキャリッジ４０、印刷媒体Ｍなどの状態を確認し、問題がなければ所定の操作手順により印刷を再開させることができる。なお、上記ユーザ設定によりキャリッジ４０を緊急停止させた場合には、当該停止位置での繋ぎの部分において印刷品質が低下するのを防止するために、印刷媒体Ｍを新品に交換してから再度最初から印刷を開始させることが望ましい。

また、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、Ｚ方向の加速度センサ出力値がしきい値Ｃｚ２を超えている場合は、演算処理部９６によりプリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに乗り上げるようなメディアジャムが発生したものと判断され、直ちにプリンタ装置Ｐの印刷作動が緊急停止される。また、操作パネル８３には、「エラー：メディアジャム発生：メディア詰まり除去」のメッセージが表示される。これにより、緊急停止後においてオペレータは障害（メディア詰まり）を取り除き、印刷媒体Ｍを新品に交換することで再度最初から印刷を開始させることができる。

また、キャリッジ４０に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度のうち、Ｘ方向の加速度センサ出力値がしきい値Ｃｘを超えている場合は、演算処理部９６によりメディアジャムの影響によってキャリッジ４０の駆動系に負荷異常が発生したものと判断され、直ちにプリンタ装置Ｐの印刷作動が緊急停止される。また、操作パネル８３には、「エラー：負荷異常発生：サービスコール」のメッセージが表示される。これにより、オペレータは復旧が困難な故障が発生したことを了知でき、この機械的な故障に対してプリンタ装置Ｐを復旧するための適切な処置を行うことができる。

このように構成されたプリンタ装置Ｐによれば、加速度センサ７０により検出される加速度センサ出力値が所定のしきい値を超えたことをもって直ちにメディアジャムの発生を予見または検知し、プリンタ装置Ｐの印刷作動を停止させることにより、プリンタヘッド６０が印刷媒体Ｍに接触した状態のままキャリッジ４０の走査移動が続行されてプリンタヘッド６０が損傷を受けるのを防止することができる。

また、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各振動成分の加速度に対して各方向毎にしきい値をそれぞれ別個に設定し、しきい値を超える振動成分の加速度センサ出力値が出力された場合には、その加速度の方向性に応じた特有の異常が発生したものと判断することで、その異常の内容に応じた規制制御をプリンタ装置Ｐの印刷作動に対して行うことができるとともに、異常の内容や復旧の方法をオペレータに迅速に報知させることができる。これにより、オペレータはキャリッジ４０の走査移動における異常の原因を明確に認識することが可能になり、プリンタ装置Ｐを復旧させるための適切な処置を行うことができる。

さらに、加速度センサ７０により時々刻々と検出されるキャリッジ４０に作用する加速度のうち、キャリッジ４０の通常動作時（加減速時）における加速度と、メディアジャム等からの外力によりキャリッジ４０に作用する振動の加速度とをフィルタ処理部９５により正確に判別することで、キャリッジ４０に作用する加速度のうち、キャリッジ４０の加減速以外の特異な加速度が検出されたことをトリガとして、メディアジャム等の異常の発生をより確実に検出することが可能になる。

なお、以上説明した実施形態では、キャリッジ４０に作用する加速度検出用の加速度センサ７０が、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度を単一のセンサで検出が可能な３軸加速度センサからなりキャリッジ４０内のプリント基板（不図示）に実装された構成を例示したが、例えば、１方向の加速度のみを検出可能な（１軸の）加速度センサを３個用いてそれぞれの検出方向がＸ，Ｙ，Ｚの各方向に合致するようにキャリッジ４０に設けられるように構成してもよい。このとき、メディアジャム等の発生を高精度に検出するためには、加速度センサは印刷媒体Ｍの近傍位置となるキャリッジ４０の下部（例えば、プリンタヘッド６０が搭載されている面）に設けられることが好ましい。

また、上述の実施形態では、プリンタ装置の一例として、一軸印刷媒体移動、一軸プリンタヘッド移動タイプのインクジェットプリンタを示したが、本発明は他の形態のインクジェットプリンタ、例えば、二軸プリンタヘッド移動タイプのインクジェットプリンタ等に適用することも可能である。

符号の説明

Ｍ印刷媒体
Ｐプリンタ装置
Ｃしきい値
２０プラテン（媒体支持手段）
３０メディア移動機構
４０キャリッジ
５０キャリッジ移動機構
６０プリンタヘッド
７０加速度センサ（加速度検出手段）
８０コントロールユニット
８３操作パネル（報知手段）
９０制御部（制御手段）
９５フィルタ処理部（加速度判別手段）
９６演算処理部（制御手段）

Claims

印刷媒体を支持する媒体支持手段と、
インクを吐出するノズルを有したプリンタヘッドを保持するキャリッジと、
前記媒体支持手段に支持された前記印刷媒体の印刷対象面に沿って前記キャリッジを相対移動させるキャリッジ移動機構と、を備え、
前記キャリッジ移動機構により前記キャリッジを前記印刷媒体に対して相対移動させながら前記印刷媒体の印刷対象面に前記ノズルからインクを吐出させることにより所定の印刷を行うように構成されるプリンタ装置であって、
前記キャリッジに作用する少なくとも２以上の方向の振動の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された２以上の方向の振動の加速度の大きさと当該２以上の方向の各方向に対して予め設定された所定のしきい値とを比較して前記加速度が前記所定のしきい値を超えたと判断したときに前記キャリッジ移動機構による前記キャリッジの相対移動を規制する制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は前記加速度検出手段により検出される各方向の加速度のうち少なくとも１つが対応する方向の前記しきい値を超える場合に、前記しきい値を超えることとなった加速度の方向に応じて前記キャリッジに発生した異常の状態を判定し、前記異常の状態に対応して定められた規制内容にしたがって前記キャリッジ移動機構による前記キャリッジの相対移動を規制する制御を行うことを特徴とするプリンタ装置。
前記キャリッジは走査開始から走査停止するまで加速領域、定常領域及び減速領域に区分けされた走査領域を有し、当該区分けされた走査領域に応じて異なるしきい値が各々設定されていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。
前記制御手段による判定結果に基づいて前記異常状態の内容を報知する報知手段を更に備えて構成されることを特徴とする請求項２記載のプリンタ装置。
前記キャリッジ移動機構による前記キャリッジの相対移動に基づいて前記キャリッジに作用する加速度と、前記キャリッジが前記印刷媒体に接触した振動に基づいて前記キャリッジに作用する加速度と、前記キャリッジが前記印刷媒体に接触した振動に基づいて前記キャリッジに作用する加速度とを判別する加速度判別手段を更に備え、前記加速度判別手段により判別された前記キャリッジの相対移動に基づく加速度については、前記制御手段による前記所定のしきい値との比較対象から除外されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリンタ装置。