回転検出装置、回転検出方法及びプリンタ
【課題】巻き取り器に巻き取られる用紙が少ない場合でも巻き取り器の回転方向を検出できる回転検出装置、回転検出方法、及びプリンタを提供する。
【解決手段】回転体１２と、回転体に伴って回転する回転板１３と、回転板から透過した光を検出する光検出部１４と、検出した光の強度の増減に基づいて回転体の回転方向を検出する回転方向検出部１５と、を備え、回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリット１３１を有する。
【解決手段】回転体１２と、回転体に伴って回転する回転板１３と、回転板から透過した光を検出する光検出部１４と、検出した光の強度の増減に基づいて回転体の回転方向を検出する回転方向検出部１５と、を備え、回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリット１３１を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出装置、回転検出方法及びプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタには、用紙やインクリボン（以下、用紙等）を巻き取りながら印刷を行う構成を備えるものがある。このような構成を備えるプリンタは、用紙等に緩みや巻取りむらが生じないように、その用紙等を引っ張る力（張力、テンション）を制御する。しかし、用紙等を引っ張る力の一時的な低下、等の場合には、巻取り器が印刷時とは逆方向に回転（逆転）することがある。巻取り器が逆転すると、用紙等が緩んで印字品質が低下したり、巻取りむらが発生することがある。また、用紙等が切れた場合には、直ちに印刷を停止しなければならない。そのため、巻き取り器の回転方向を検出する技術が提案されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の発明は、回転スリット板に設けたスリットの通過を検出するスリット検出器からなり、回転スリット板は、回転方向の幅が少なくとも３種類のスリットを同一順序で繰り返し配置する。当該発明は、スリット検出器からのスリット幅検出信号に基づいて、回転速度及び回転方向を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、上述の少なくとも３種類のスリットを通過するように十分な長さの用紙等が巻き取られないと回転方向を検出できない。印字される用紙の長さが同じ場合、巻き取り器に巻き取られた用紙の径が増加するほど、通過するスリットの個数が減少する。従って、このように回転方向を検出できない現象は、巻き取り器に巻き取られた用紙の径が増加するほど頻繁に発生する。このため、回転方向が検出されるまでの間に生じうる不具合、例えば、巻き取りむら、巻き緩みに対処できない。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明は、巻き取り器に巻き取られる用紙が短い場合でも巻き取り器の回転方向を検出できる回転検出装置、回転検出方法、及びプリンタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の回転検出装置は、回転体と、前記回転体に伴って回転する回転板と、前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、を備え、前記回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有すること、を特徴としている。
【０００８】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転板は、２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一であるようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転方向検出部は、３つ以上の異なる時刻の光の強度を検出し、前記検出した３つ以上の異なる時刻の光の強度が単調に変化することに基づいて前記回転方向を検出するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の回転検出装置において、前記３つ以上の異なる時刻は、予め定められた時間間隔の連続する時刻であるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御するようにしてもよい。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の回転検出方法は、回転体、前記回転体に伴って回転する回転板、及び前記回転板から透過した光を検出する光検出器を備え、前記回転板が、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する回転検出装置において、前記回転検出装置は、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する過程を有すること、を特徴としている。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明のプリンタは、回転体と、前記回転体に伴って回転する回転板と、前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と
を備え、前記回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のプリンタにおいて、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一つの回転方向に対して検出された光の強度が単調に増減するスリットを回転板に備え、このスリットによる光の強度を検出して回転方向を検出するようにしたので、短い用紙等を巻き取るときでも回転体の回転方向を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態に係る回転体の構成を示す概略図である。
【図３】同実施形態に係る回転板の構成を示す概略図である。
【図４】同実施形態に係る回転検出装置の構成を示す概略図である。
【図５】同実施形態に係る相対光強度の一例を示す図である。
【図６】同実施形態に係る回転板が回転検出センサを通過する位置の一例を示す図である。
【図７】同実施形態に係る回転板が回転検出センサを通過する位置毎の信号強度の一例を示す図である。
【図８】同実施形態に係る回転方向検出部が回転体の回転方向を判定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の構成を示す概略図である。
図１に示すように、プリンタ１は、基台１１、回転体１２、回転板１３、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５、モータ１６、減速用歯車１７、減速用歯車１８、電源供給部１９、プラテンローラ２１、サーマルヘッド２２、及び制御部３０を備える。
【００１８】
基台１１は、プリンタ１の筐体（図示せず）に固定されている。基台１１は、回転体１２、回転板１３、減速用歯車１７及び減速用歯車１８それぞれの回転軸を支持する軸受（図示せず）を固定する。基台１１はまた、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５及びモータ１６を固定する。
回転体１２は、その回転軸を中心に回転できるように、軸受（図示せず）が基台１１に固定されている。
回転板１３は、その回転軸を中心に回転できるように、一面に回転体１２が固定されている。
回転検出センサ１４は、回転体１２の回転状態を示す信号を検出し、検出された信号を回転方向検出部１５に出力する。回転検出センサ１４は、例えばフォトインタラプタである。
回転方向検出部１５は、回転検出センサ１４から入力された信号に基づき、回転体１２の回転方向を検出し、検出した回転体１２の回転方向を示す情報を制御部３０に出力する。
【００１９】
モータ１６は、図４に示す電源供給部１９から供給された電力を用いて自己が備える回転軸を回転させる。モータ１６の回転軸は、その回転軸とは方向が異なる回転軸を備える減速用歯車１７に接触している。モータ１６の回転軸が回転すると減速用歯車１７は、モータ１６の回転軸よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、モータ１６の回転軸は、減速用歯車１７に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達し、その回転方向を変更する。
減速用歯車１７は、減速用歯車１８に接触され、減速用歯車１７が回転すると減速用歯車１８は、減速用歯車１７よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、減速用歯車１７は減速用歯車１８に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達する。
減速用歯車１８は、回転体１２と回転板１３の間の接触部に接触され、減速用歯車１８が回転すると回転体１２及び回転板１３が、減速用歯車１８よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、減速用歯車１８は回転体１２及び回転板１３に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達する。
【００２０】
プラテンローラ２１は、用紙あるいは用紙と図示しないインクリボンとをサーマルヘッド２２との間に挟み込み、印刷時に回転体の回転力に引っ張られて印刷がずれないように挟持しながら順次用紙が回転体１２に巻き取られるように送り出す。プラテンローラ２１の要部の形状は、ほぼ円筒状であり、回転軸はサーマルヘッド２２と平行に配置されている。プラテンローラ２１は、制御部３０の制御により順次用紙を送り出すように回転する。プラテンローラ２１は、例えば、図示しない歯車を介して同じく図示しないプラテンローラ２１の回転制御用モータに組み付けられている。
サーマルヘッド２２は、用紙もしくは用紙と図示しないインクリボンとをプラテンローラ２１との間に挟みこみ、制御加熱により印刷を行う。
【００２１】
制御部３０は、図示しないホストから入力された印字命令に基づき、図示しないプラテンローラ２１の回転制御用モータを介し、さらに図示しない歯車を介してプラテンローラ２１を回転させるように制御する。
【００２２】
次に、回転体１２の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る回転体１２の構成を示す概略図である。
図２に示すように、回転体１２は、巻取軸１２１、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３を含んで構成される。図２において回転体１２の回転軸は一点破線で示される。回転軸回りの矢印は、印刷時に用紙を巻き取る際の回転方向（正転方向）を示す。正転方向とは逆の回転方向を逆転方向と呼ぶ。巻取軸１２１、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３は、それぞれ共通の回転軸を有する。また、用紙ガイド１２３は、用紙ガイド１２２に対向する面とは反対側の面に、軸部を挟んで回転板１３を固定している。これにより、回転体１２全体と回転板１３は、共通の回転軸を中心に一体として回転できるように構成される。
【００２３】
巻取軸１２１の形状は、ほぼ円筒状である。巻取軸１２１は、一方向に回転することによって、その側面の周囲に重ねてロール状に用紙を巻き取る。巻き取られる用紙が増加するほど、巻取られる用紙を含めた巻取り径が増加する。
印刷時において、サーマルヘッド２２が印字する際に用紙が一定速度ｖで移動するように、巻取軸１２１はプラテンローラ２１の回転トルクよりも小さなトルクで回転する。巻取軸１２１の回転速度ωは、用紙を巻き始めるとき、次式（１）で表される。
【００２４】
【数１】
【００２５】
式（１）において、ｒは巻取軸１２１の半径である。式（１）の右辺は、半径ｒの円筒の表面が速度ｖで回転するときの回転速度を示す。
他方、巻取軸１２１に用紙が巻き取られ、用紙の厚みがｄとなった場合には、巻取軸１２１の回転速度ωは、次式（２）で表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】
式（２）の右辺は、半径ｒ＋ｄの円筒の表面が速度ｖで回転するときの回転速度を示す。
従って、印刷時において用紙が一定速度ｖで移動するように、巻取軸１２１は、巻き取られた用紙の厚みｄが増加するほど、より遅く回転する。
用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３は、それぞれ巻取軸１２１に固定される。用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３の形状は、各々ほぼ円盤状である。巻き取られる用紙は、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３により、幅方向にずれないように規制され、巻取軸１２１に巻き取られる。
【００２８】
次に、回転板１３の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る回転板１３の構成を示す概略図である。図３において、太矢印は正転方向を示す。
回転板１３は、中心からの半径Ｒにスリット１３１をＮ個（Ｎは、１以上の自然数）有する。スリット１３１とは、光線を透過する領域であり、その領域以外の部分は光線を透過しない材料、例えば金属や不透明のプラスチック等で構成されている。スリット１３１は、空隙であってもよいが、光線を透過することができれば空隙である必要はなく、例えば透明の材料を用いて構成されていてもよい。
【００２９】
スリット１３１の幅ｗは、正転方向に対して単調に増加する。単調に増加とは、一端から他端までの間、一貫して増加することを指す。スリットの幅ｗは、例えば次式（３）に示すように角度θに比例する。
【００３０】
【数３】
【００３１】
式（３）において、ｗmaxは、スリットの幅ｗの最大値である。式（３）は、スリットの一端（θ＝０）から他端（θ＝θ1）まで、スリットの幅ｗがゼロからｗmaxまで一定の変化率ｗmax／θ1で増加することを示す。なお、θ2は、互いに隣接するスリット１３１間の角度である。Ｎが２以上であって、各スリットの大きさ、スリット間の間隔が等しいとき、θ1とθ2は、次式（４）で示される関係がある。
【００３２】
【数４】
【００３３】
式（４）は、円周をＮ等分した角度２π／Ｎから、１個のスリット１３１が示す角度θ1を差し引いた角度がθ2であることを示す。
スリットの個数Ｎは、少なすぎると角度θの変化に伴う幅ｗの変化の度合いが十分ではなく、多すぎると長さＲ・θ1を十分にとれなくなる。そのため、回転板１３の径により適切なＮを設定する（例えば６〜８）。
【００３４】
次に、回転検出センサ１４及び関連する機能部の構成及び機能について説明する。図４は、本実施形態に係る回転検出装置１０の構成を示す概略図である。
回転検出装置１０は、回転体１２、回転板１３、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５、制御部３０、電源供給部１９、及びモータ１６を含んで構成される。
【００３５】
回転検出センサ１４は、光源１４１及び受光センサ１４２を含んで構成される。
光源１４１の発光部は光線を放射し、回転板１３を挟んで受光センサ１４２の受光部と相対するように配置される。そのため、光源１４１と受光センサ１４２がスリット１３１を挟んだとき、受光センサ１４２は、光源１４１の光線を、スリット１３１を通して受光し、電気信号に変換する。受光センサ１４２は、受光した光量に基づく信号を検出し、検出した信号を回転方向検出部１５に出力する。
光源１４１の発光部は、スリット１３１の最大幅ｗmaxと同一又はより広い領域に光線を放射する。受光センサ１４２の受光面の幅も、ｗmaxと同一又はより広い。そのため、受光センサ１４２が受光した光線に基づく電気信号の強度は、光線を通過するスリット１３１の幅ｗに概ね比例する。従って、受光センサ１４２が受信した信号の強度は、回転板１３が受光センサ１４２を通過する位置によって異なる。
【００３６】
ここで、受光センサが受光した強度として、相対光強度の一例を示す。
図５は、本実施形態に係る相対光強度の一例を示す図である。図５において、縦軸が相対光強度を示し、横軸が移動距離を示す。
相対光強度とは、受光センサ１４２が出力する信号である電気信号を、その信号の最大値で規格化した値である。相対光強度の最大値は１００％であり、最小値は０％である。相対光強度が最大となるのは、スリット１３１の幅ｗが最大となる位置が回転検出センサ１４を通過する場合である。
移動距離とは、回転板１３が回転にするに従い、ある位置から半径Ｒの円上を移動する距離である。
なお、図５において、回転検出センサ１４は、例えば、破線で示した領域２０１のように移動距離に対して相対光強度が所定の傾き以上で変化する領域を、検出領域として使用する。
【００３７】
図５に示すように、相対光強度は移動距離−１．５ｍｍ以下では最大値１００％とほぼ一定となり、相対光強度は移動距離−１．５ｍｍから＋１．５ｍｍにかけて単調に減少する。相対光強度は移動距離１．５ｍｍ以上では最小値０％とほぼ一定となる。
上記のことは一例であり、選定するセンサによって移動距離に対する相対光強度が変わる。
図５のＰ２１、Ｐ２２及びＰ２３は、回転板１３が受光センサ１４２を通過する位置（図６参照）の一例であり、回転板１３が時計回りに回転する場合の例である。この例において、各々相対光強度は、１１％、３１％及び５１％となる。これにより、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３の順に、スリット１３１の幅ｗが大きくなる。
【００３８】
回転方向検出部１５は、受光センサ１４２から入力された信号の強度に基づき、回転板１３もしくは回転体１２の回転方向及び回転速度を検出する。
ここで、回転方向検出部１５は、その検出信号強度が回転に伴い増加する場合、回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。回転方向検出部１５は、その検出信号強度が回転に伴い減少する場合、回転体１２の回転方向が正転方向と判定する。
【００３９】
図４に戻り、制御部３０は、回転方向検出部１５から回転方向信号及び回転速度信号が入力される。電源供給部１９は、モータ１６に電力を供給する。制御部３０は、入力された回転方向信号及び回転速度信号に基づき電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を制御する。例えば、回転方向信号が回転体１２の回転方向が逆転方向であることを示すとき、すなわち、モータ１６の巻き取りトルクが弱いか、もしくはモータ１６が回転せず、その結果、回転体１２が逆転しまう場合等、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を増加させる。この結果、回転体１２は正転方向に回転し、用紙が回転体１２に巻き取られるように引っ張られる。これにより、用紙の緩みや巻取りむらを解消することができる。
【００４０】
また、回転体１２の正転時に回転速度が予め設定された回転速度よりも遅いとき、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を増加させる。この結果、回転体１２の正転方向への回転速度が速くなる。
また、回転速度が予め設定された回転速度よりも速いとき、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を減少させる。この結果、回転体１２の回転速度が遅くなる。これにより回転体１２が設定された回転速度で回転でき、印刷時に予め設定された速度で用紙を移動させ、印刷むら等の発生を防止できる。
【００４１】
電源供給部１９は、その他、プリンタ１の各構成部分、例えば図１に示すサーマルヘッド２２やプラテン駆動用のモータ等に電力を供給する。制御部３０に、入力された回転方向信号が回転体１２の回転方向が逆転方向であることを示すとき、電源供給部１９は、サーマルヘッド２２への電力の供給を停止してもよい。このとき、回転体１２が逆転方向に回転し、用紙の緩み、巻取りむら、又は用紙が切断された場合等の事象が発生したとき、サーマルヘッド２２は印刷を停止する。これにより、用紙がプリンタ１の内部でつまる場合や、サーマルヘッド２２が用紙を介さず直に他の部材に接触して損傷を与える等の場合でも、印刷が継続される問題を回避できる。
【００４２】
次に回転板１３が光センサ１４２を通過する位置の一例を示す。図６は、本実施形態に係る回転板１３が光センサ１４２を通過する位置の一例を示す図である。図６において、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。時刻は、Ｔ１、Ｔ２及びＴ３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。太矢印は、正転方向を示す。図６において、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３が逆転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ１からＴ３の期間、回転板１３が正転方向に回転していることを示す。また、スリット１３１の幅ｗは、正転方向に広くなるため、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の順にスリット１３１の幅ｗが狭くなる。
【００４３】
図６において、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。また、時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。図６において、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１３が逆転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ１１からＴ１３の期間、回転板１３が正転方向に回転していることを示す。また、Ｐ１１はスリット１３１の一端に近くスリット１３１の幅ｗがゼロとなる位置に近い。Ｐ１２はスリット１３１が対面せずに光線が透過しない位置にある。Ｐ１３はスリット１３１の他端に近くスリット１３１の幅ｗが最大ｗmaxとなる位置に近い。
【００４４】
図６において、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。また、時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。図６において、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３が正転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ２１からＴ２３の期間、回転板１３が逆転方向に回転していることを示す。また、スリット１３１の幅ｗは、正転方向に広くなるため、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３の順にスリット１３１の幅ｗが広くなる。
【００４５】
ここで、回転板１３が回転検出センサ１４を通過する位置毎に光センサ１４２が出力する信号の強度の一例を示す。図７は、本実施形態に係る回転板１３が回転検出センサ１４を通過する位置毎の相対光強度の一例を示す図である。
図７において、横軸は時刻、縦軸は相対光強度を示す。図７に示すように、時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において、相対光強度はそれぞれ、８７％、６７％及び４７％となり、スリットの幅ｗの減少に伴って相対光強度が減少する。つまり、時刻Ｔ１からＴ３の期間、相対光強度は単調に減少する。
図７に示すように、時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３において、相対光強度はそれぞれ、９％、０％及び９３％である。つまり、スリットの幅ｗがゼロに減少し、スリットの間の領域が回転検出センサ１４を通過すると、相対光強度はゼロに減少する。再度スリットの領域が回転検出センサ１４を通過すると、相対光強度は再度増加する。つまり、時刻Ｔ１１−Ｔ１３の間、相対光強度は単調に変化しない。
図７に示すように、時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３において、相対光強度はそれぞれ、１１％、３１％及び５１％である。つまり、スリットの幅ｗの増加に伴って相対光強度が増加する。つまり、時刻Ｔ２１からＴ２３の期間、相対光強度は単調に増加する。
従って、回転方向検出部１５は、相対光強度が単調に減少するとき回転体１２の回転方向が正転方向と判定し、相対光強度が単調に増加するとき回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。回転方向検出部１５は、判定した回転方向を示す回転方向信号を制御部３０に出力する。
【００４６】
次に、回転方向検出部１５が、回転体１２の回転方向を判定する処理について説明する。図８は、本実施形態に係る回転方向検出部１５が回転体１２の回転方向を判定する処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）
回転方向検出部１５は、受光センサ１４２から相対光強度Ｉ１を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０１終了後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴ後に受光センサ１４２から相対光強度Ｉ２を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０２終了後、ステップＳ１０３に進む。
【００４７】
（ステップＳ１０３）
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴ後に受光センサ１４２から相対光強度Ｉ３を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０３終了後、ステップＳ１０４に進む。
（ステップＳ１０４）
回転方向検出部１５は、自己が備える記憶領域から記憶した信号を読み出し、読み出した信号が示す相対光強度の値が単調に増加しているか否か判断する。単調に増加しているとは、この例では相対光強度Ｉ１が相対光強度Ｉ２未満且つ相対光強度Ｉ３未満の値であり、相対光強度Ｉ２が相対光強度Ｉ３未満の値である（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）ことである。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、ステップＳ１０６に進む。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していないと判断した場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、ステップＳ１０５に進む。
【００４８】
（ステップＳ１０５）
回転方向検出部１５は、読み出した信号が示す相対光強度の値が単調に減少しているか否か判断する。単調に減少しているとは、この例では相対光強度Ｉ１が相対光強度Ｉ２とＩ３より大きな値であり、相対光強度Ｉ２が相対光強度Ｉ３より大きな値である（Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）ことである。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に減少していると判断した場合（ステップＳ１０５；Ｙ）、ステップＳ１０７に進む。回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していないと判断した場合（ステップＳ１０５；Ｎ）、ステップＳ１０８に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０６）
回転方向検出部１５は、相対光強度の値が単調に増加していると判断したため、回転体１２の回転方向は逆転方向と判定し、逆転方向であることを示す回転方向信号を制御部３０に出力する。その後、処理を終了する。
（ステップＳ１０７）
回転方向検出部１５は、相対光強度の値が単調に減少していると判断したため、回転体１２の回転方向は正転方向と判定し、正転方向であることを示す回転方向信号を制御部３０に出力する。その後、処理を終了する。
【００５０】
（ステップＳ１０８）
回転方向検出部１５は、自己が備える記憶領域に記憶されたＩ１を示す信号を消去し、Ｉ２、Ｉ３を示す信号をそれぞれシフトさせ、Ｉ１、Ｉ２を示す信号とする。これにより、回転方向検出部１５は相対光強度の値を観測する時刻の区間を時間間隔ΔＴ後にシフトする。ステップＳ１０８終了後、ステップＳ１０３に戻る。
【００５１】
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴを、次式（５）で示されるように設定しておく。
【００５２】
【数５】
【００５３】
式（５）において、ωは印刷時における回転体１２の回転速度である。式（５）は、回転速度ωがスリット１３１の間を回転検出センサ１４が通過する時間よりも大きいことを示す。これにより、回転検出センサ１４を通過する位置が、スリット１３１の間となる位置、つまり光を透過しない位置となること、が繰り返されずに済む。よって、回転検出センサ１４は、効率よく回転体１２の回転方向を判定できる。
また、回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴを、次式（６）で示されるように設定しておく。
【００５４】
【数６】
【００５５】
式（６）において、Ｍは、回転検出センサ１４が回転方向を判断するために要する信号値（上述の例では相対光強度）の個数（上述の例では３）である。式（６）は、回転方向を判断するための観測時間（Ｍ−１）ΔＴが、角度θ1の１個のスリット１３１を回転速度ωで通過する時間よりも小さいことを示す。
【００５６】
なお、回転方向検出部１５は、回転体１２の回転方向が正転方向と判定したとき、検出された相対光電流の変化率に基づき回転体１２の回転速度ωを算出する。例えば、スリット１３１の幅ｗが、角度θにより一定の変化率で増加するとき、回転方向検出部１５は、次式（７）を用いて回転速度ωを算出することができる。
【００５７】
【数７】
【００５８】
式（７）において、相対光強度Ｉ１、Ｉ３は、パーセント（％）値である。式（７）は、回転速度ωが、長さθ1のスリット１３１を観測時間２ΔＴで通過する速度を、観測された相対光電流の変化Ｉ３−Ｉ１の１００％に対する割合を乗じた値であることを示す。即ち、式（７）は、相対光電流が最大（１００％）となるときのスリット１３１の幅ｗがｗmax、最小（ゼロ％）となるときのｗがゼロであることに基づく。
回転方向検出部１５は、算出した回転速度ωを示す回転速度信号を制御部３０に出力する。
【００５９】
なお、上述の説明では、プリンタ１がサーマルヘッド２２を用いて印刷する熱転写プリンタおよび感熱式プリンタである例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、他の印字方式を採用するプリンタ、例えば、インクジェットプリンタ、ドットインパクト式プリンタ、レーザービームプリンタ、であってもよい。
上述の説明では、回転体１２が用紙を巻き取る例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、他の部材、例えばインクリボンを巻き取る例であってもよい。
【００６０】
上述の説明では、スリット１３１の幅ｗが、正転方向に単調に増加する例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、逆転方向であってもよい。その場合、回転方向検出部１５は、信号（例えば、相対光強度）の値が単調に増加するとき、回転体１２の回転方向が正転方向と判定し、信号の値が単調に減少するとき、回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。
【００６１】
以上のように、本実施形態の一態様によれば、検出した光の強度が単調に増減することに基づきスリットの幅が増減する回転方向が検出できるので、短い用紙等を巻き取るときでも回転体の回転方向を検出できる。
また、本実施形態の他の態様によれば、回転板は、２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一である。そのため、光の強度の増減が著しくなるため、回転方向を精度よく検出することができる。
また、本実施形態の他の態様によれば、回転方向検出部は、回転板１３に形成されるスリット内で少なくとも光の強度を３回繰り返して検出し、検出した強度が単調に変化することに基づいて回転方向を検出する。これにより、回転体の回転方向を安定して検出することができる。
【００６２】
なお、上述した実施形態におけるプリンタ１、回転検出装置１０の一部、例えば、回転方向検出部１５をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、プリンタ１又は回転検出装置１０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における回転方向検出部１５の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。回転方向検出部１５の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【００６３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…プリンタ、１０…回転検出装置、１１…基台、
１２…回転体、１２１…巻取軸、１２２…用紙ガイド、１２３…用紙ガイド、
１３…回転板、１３１…スリット、
１４…回転検出センサ、１４１…光源、１４２…受光センサ、１５…回転方向検出部
１６…モータ、１７…減速用歯車、１８…減速用歯車、１９…電源供給部、
２１…プラテンローラ、２２…サーマルヘッド、３０…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出装置、回転検出方法及びプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタには、用紙やインクリボン（以下、用紙等）を巻き取りながら印刷を行う構成を備えるものがある。このような構成を備えるプリンタは、用紙等に緩みや巻取りむらが生じないように、その用紙等を引っ張る力（張力、テンション）を制御する。しかし、用紙等を引っ張る力の一時的な低下、等の場合には、巻取り器が印刷時とは逆方向に回転（逆転）することがある。巻取り器が逆転すると、用紙等が緩んで印字品質が低下したり、巻取りむらが発生することがある。また、用紙等が切れた場合には、直ちに印刷を停止しなければならない。そのため、巻き取り器の回転方向を検出する技術が提案されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の発明は、回転スリット板に設けたスリットの通過を検出するスリット検出器からなり、回転スリット板は、回転方向の幅が少なくとも３種類のスリットを同一順序で繰り返し配置する。当該発明は、スリット検出器からのスリット幅検出信号に基づいて、回転速度及び回転方向を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、上述の少なくとも３種類のスリットを通過するように十分な長さの用紙等が巻き取られないと回転方向を検出できない。印字される用紙の長さが同じ場合、巻き取り器に巻き取られた用紙の径が増加するほど、通過するスリットの個数が減少する。従って、このように回転方向を検出できない現象は、巻き取り器に巻き取られた用紙の径が増加するほど頻繁に発生する。このため、回転方向が検出されるまでの間に生じうる不具合、例えば、巻き取りむら、巻き緩みに対処できない。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明は、巻き取り器に巻き取られる用紙が短い場合でも巻き取り器の回転方向を検出できる回転検出装置、回転検出方法、及びプリンタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の回転検出装置は、回転体と、前記回転体に伴って回転する回転板と、前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、を備え、前記回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有すること、を特徴としている。
【０００８】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転板は、２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一であるようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転方向検出部は、３つ以上の異なる時刻の光の強度を検出し、前記検出した３つ以上の異なる時刻の光の強度が単調に変化することに基づいて前記回転方向を検出するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の回転検出装置において、前記３つ以上の異なる時刻は、予め定められた時間間隔の連続する時刻であるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の回転検出装置において、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御するようにしてもよい。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の回転検出方法は、回転体、前記回転体に伴って回転する回転板、及び前記回転板から透過した光を検出する光検出器を備え、前記回転板が、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する回転検出装置において、前記回転検出装置は、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する過程を有すること、を特徴としている。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明のプリンタは、回転体と、前記回転体に伴って回転する回転板と、前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と
を備え、前記回転板は、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のプリンタにおいて、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一つの回転方向に対して検出された光の強度が単調に増減するスリットを回転板に備え、このスリットによる光の強度を検出して回転方向を検出するようにしたので、短い用紙等を巻き取るときでも回転体の回転方向を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態に係る回転体の構成を示す概略図である。
【図３】同実施形態に係る回転板の構成を示す概略図である。
【図４】同実施形態に係る回転検出装置の構成を示す概略図である。
【図５】同実施形態に係る相対光強度の一例を示す図である。
【図６】同実施形態に係る回転板が回転検出センサを通過する位置の一例を示す図である。
【図７】同実施形態に係る回転板が回転検出センサを通過する位置毎の信号強度の一例を示す図である。
【図８】同実施形態に係る回転方向検出部が回転体の回転方向を判定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の構成を示す概略図である。
図１に示すように、プリンタ１は、基台１１、回転体１２、回転板１３、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５、モータ１６、減速用歯車１７、減速用歯車１８、電源供給部１９、プラテンローラ２１、サーマルヘッド２２、及び制御部３０を備える。
【００１８】
基台１１は、プリンタ１の筐体（図示せず）に固定されている。基台１１は、回転体１２、回転板１３、減速用歯車１７及び減速用歯車１８それぞれの回転軸を支持する軸受（図示せず）を固定する。基台１１はまた、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５及びモータ１６を固定する。
回転体１２は、その回転軸を中心に回転できるように、軸受（図示せず）が基台１１に固定されている。
回転板１３は、その回転軸を中心に回転できるように、一面に回転体１２が固定されている。
回転検出センサ１４は、回転体１２の回転状態を示す信号を検出し、検出された信号を回転方向検出部１５に出力する。回転検出センサ１４は、例えばフォトインタラプタである。
回転方向検出部１５は、回転検出センサ１４から入力された信号に基づき、回転体１２の回転方向を検出し、検出した回転体１２の回転方向を示す情報を制御部３０に出力する。
【００１９】
モータ１６は、図４に示す電源供給部１９から供給された電力を用いて自己が備える回転軸を回転させる。モータ１６の回転軸は、その回転軸とは方向が異なる回転軸を備える減速用歯車１７に接触している。モータ１６の回転軸が回転すると減速用歯車１７は、モータ１６の回転軸よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、モータ１６の回転軸は、減速用歯車１７に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達し、その回転方向を変更する。
減速用歯車１７は、減速用歯車１８に接触され、減速用歯車１７が回転すると減速用歯車１８は、減速用歯車１７よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、減速用歯車１７は減速用歯車１８に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達する。
減速用歯車１８は、回転体１２と回転板１３の間の接触部に接触され、減速用歯車１８が回転すると回転体１２及び回転板１３が、減速用歯車１８よりも低い回転速度で回転するように配置されている。これにより、減速用歯車１８は回転体１２及び回転板１３に動力をより低い回転速度かつ大きいトルクで伝達する。
【００２０】
プラテンローラ２１は、用紙あるいは用紙と図示しないインクリボンとをサーマルヘッド２２との間に挟み込み、印刷時に回転体の回転力に引っ張られて印刷がずれないように挟持しながら順次用紙が回転体１２に巻き取られるように送り出す。プラテンローラ２１の要部の形状は、ほぼ円筒状であり、回転軸はサーマルヘッド２２と平行に配置されている。プラテンローラ２１は、制御部３０の制御により順次用紙を送り出すように回転する。プラテンローラ２１は、例えば、図示しない歯車を介して同じく図示しないプラテンローラ２１の回転制御用モータに組み付けられている。
サーマルヘッド２２は、用紙もしくは用紙と図示しないインクリボンとをプラテンローラ２１との間に挟みこみ、制御加熱により印刷を行う。
【００２１】
制御部３０は、図示しないホストから入力された印字命令に基づき、図示しないプラテンローラ２１の回転制御用モータを介し、さらに図示しない歯車を介してプラテンローラ２１を回転させるように制御する。
【００２２】
次に、回転体１２の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る回転体１２の構成を示す概略図である。
図２に示すように、回転体１２は、巻取軸１２１、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３を含んで構成される。図２において回転体１２の回転軸は一点破線で示される。回転軸回りの矢印は、印刷時に用紙を巻き取る際の回転方向（正転方向）を示す。正転方向とは逆の回転方向を逆転方向と呼ぶ。巻取軸１２１、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３は、それぞれ共通の回転軸を有する。また、用紙ガイド１２３は、用紙ガイド１２２に対向する面とは反対側の面に、軸部を挟んで回転板１３を固定している。これにより、回転体１２全体と回転板１３は、共通の回転軸を中心に一体として回転できるように構成される。
【００２３】
巻取軸１２１の形状は、ほぼ円筒状である。巻取軸１２１は、一方向に回転することによって、その側面の周囲に重ねてロール状に用紙を巻き取る。巻き取られる用紙が増加するほど、巻取られる用紙を含めた巻取り径が増加する。
印刷時において、サーマルヘッド２２が印字する際に用紙が一定速度ｖで移動するように、巻取軸１２１はプラテンローラ２１の回転トルクよりも小さなトルクで回転する。巻取軸１２１の回転速度ωは、用紙を巻き始めるとき、次式（１）で表される。
【００２４】
【数１】
【００２５】
式（１）において、ｒは巻取軸１２１の半径である。式（１）の右辺は、半径ｒの円筒の表面が速度ｖで回転するときの回転速度を示す。
他方、巻取軸１２１に用紙が巻き取られ、用紙の厚みがｄとなった場合には、巻取軸１２１の回転速度ωは、次式（２）で表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】
式（２）の右辺は、半径ｒ＋ｄの円筒の表面が速度ｖで回転するときの回転速度を示す。
従って、印刷時において用紙が一定速度ｖで移動するように、巻取軸１２１は、巻き取られた用紙の厚みｄが増加するほど、より遅く回転する。
用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３は、それぞれ巻取軸１２１に固定される。用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３の形状は、各々ほぼ円盤状である。巻き取られる用紙は、用紙ガイド１２２及び用紙ガイド１２３により、幅方向にずれないように規制され、巻取軸１２１に巻き取られる。
【００２８】
次に、回転板１３の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る回転板１３の構成を示す概略図である。図３において、太矢印は正転方向を示す。
回転板１３は、中心からの半径Ｒにスリット１３１をＮ個（Ｎは、１以上の自然数）有する。スリット１３１とは、光線を透過する領域であり、その領域以外の部分は光線を透過しない材料、例えば金属や不透明のプラスチック等で構成されている。スリット１３１は、空隙であってもよいが、光線を透過することができれば空隙である必要はなく、例えば透明の材料を用いて構成されていてもよい。
【００２９】
スリット１３１の幅ｗは、正転方向に対して単調に増加する。単調に増加とは、一端から他端までの間、一貫して増加することを指す。スリットの幅ｗは、例えば次式（３）に示すように角度θに比例する。
【００３０】
【数３】
【００３１】
式（３）において、ｗmaxは、スリットの幅ｗの最大値である。式（３）は、スリットの一端（θ＝０）から他端（θ＝θ1）まで、スリットの幅ｗがゼロからｗmaxまで一定の変化率ｗmax／θ1で増加することを示す。なお、θ2は、互いに隣接するスリット１３１間の角度である。Ｎが２以上であって、各スリットの大きさ、スリット間の間隔が等しいとき、θ1とθ2は、次式（４）で示される関係がある。
【００３２】
【数４】
【００３３】
式（４）は、円周をＮ等分した角度２π／Ｎから、１個のスリット１３１が示す角度θ1を差し引いた角度がθ2であることを示す。
スリットの個数Ｎは、少なすぎると角度θの変化に伴う幅ｗの変化の度合いが十分ではなく、多すぎると長さＲ・θ1を十分にとれなくなる。そのため、回転板１３の径により適切なＮを設定する（例えば６〜８）。
【００３４】
次に、回転検出センサ１４及び関連する機能部の構成及び機能について説明する。図４は、本実施形態に係る回転検出装置１０の構成を示す概略図である。
回転検出装置１０は、回転体１２、回転板１３、回転検出センサ１４、回転方向検出部１５、制御部３０、電源供給部１９、及びモータ１６を含んで構成される。
【００３５】
回転検出センサ１４は、光源１４１及び受光センサ１４２を含んで構成される。
光源１４１の発光部は光線を放射し、回転板１３を挟んで受光センサ１４２の受光部と相対するように配置される。そのため、光源１４１と受光センサ１４２がスリット１３１を挟んだとき、受光センサ１４２は、光源１４１の光線を、スリット１３１を通して受光し、電気信号に変換する。受光センサ１４２は、受光した光量に基づく信号を検出し、検出した信号を回転方向検出部１５に出力する。
光源１４１の発光部は、スリット１３１の最大幅ｗmaxと同一又はより広い領域に光線を放射する。受光センサ１４２の受光面の幅も、ｗmaxと同一又はより広い。そのため、受光センサ１４２が受光した光線に基づく電気信号の強度は、光線を通過するスリット１３１の幅ｗに概ね比例する。従って、受光センサ１４２が受信した信号の強度は、回転板１３が受光センサ１４２を通過する位置によって異なる。
【００３６】
ここで、受光センサが受光した強度として、相対光強度の一例を示す。
図５は、本実施形態に係る相対光強度の一例を示す図である。図５において、縦軸が相対光強度を示し、横軸が移動距離を示す。
相対光強度とは、受光センサ１４２が出力する信号である電気信号を、その信号の最大値で規格化した値である。相対光強度の最大値は１００％であり、最小値は０％である。相対光強度が最大となるのは、スリット１３１の幅ｗが最大となる位置が回転検出センサ１４を通過する場合である。
移動距離とは、回転板１３が回転にするに従い、ある位置から半径Ｒの円上を移動する距離である。
なお、図５において、回転検出センサ１４は、例えば、破線で示した領域２０１のように移動距離に対して相対光強度が所定の傾き以上で変化する領域を、検出領域として使用する。
【００３７】
図５に示すように、相対光強度は移動距離−１．５ｍｍ以下では最大値１００％とほぼ一定となり、相対光強度は移動距離−１．５ｍｍから＋１．５ｍｍにかけて単調に減少する。相対光強度は移動距離１．５ｍｍ以上では最小値０％とほぼ一定となる。
上記のことは一例であり、選定するセンサによって移動距離に対する相対光強度が変わる。
図５のＰ２１、Ｐ２２及びＰ２３は、回転板１３が受光センサ１４２を通過する位置（図６参照）の一例であり、回転板１３が時計回りに回転する場合の例である。この例において、各々相対光強度は、１１％、３１％及び５１％となる。これにより、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３の順に、スリット１３１の幅ｗが大きくなる。
【００３８】
回転方向検出部１５は、受光センサ１４２から入力された信号の強度に基づき、回転板１３もしくは回転体１２の回転方向及び回転速度を検出する。
ここで、回転方向検出部１５は、その検出信号強度が回転に伴い増加する場合、回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。回転方向検出部１５は、その検出信号強度が回転に伴い減少する場合、回転体１２の回転方向が正転方向と判定する。
【００３９】
図４に戻り、制御部３０は、回転方向検出部１５から回転方向信号及び回転速度信号が入力される。電源供給部１９は、モータ１６に電力を供給する。制御部３０は、入力された回転方向信号及び回転速度信号に基づき電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を制御する。例えば、回転方向信号が回転体１２の回転方向が逆転方向であることを示すとき、すなわち、モータ１６の巻き取りトルクが弱いか、もしくはモータ１６が回転せず、その結果、回転体１２が逆転しまう場合等、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を増加させる。この結果、回転体１２は正転方向に回転し、用紙が回転体１２に巻き取られるように引っ張られる。これにより、用紙の緩みや巻取りむらを解消することができる。
【００４０】
また、回転体１２の正転時に回転速度が予め設定された回転速度よりも遅いとき、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を増加させる。この結果、回転体１２の正転方向への回転速度が速くなる。
また、回転速度が予め設定された回転速度よりも速いとき、制御部３０は電源供給部１９からモータ１６へ供給する電力値を減少させる。この結果、回転体１２の回転速度が遅くなる。これにより回転体１２が設定された回転速度で回転でき、印刷時に予め設定された速度で用紙を移動させ、印刷むら等の発生を防止できる。
【００４１】
電源供給部１９は、その他、プリンタ１の各構成部分、例えば図１に示すサーマルヘッド２２やプラテン駆動用のモータ等に電力を供給する。制御部３０に、入力された回転方向信号が回転体１２の回転方向が逆転方向であることを示すとき、電源供給部１９は、サーマルヘッド２２への電力の供給を停止してもよい。このとき、回転体１２が逆転方向に回転し、用紙の緩み、巻取りむら、又は用紙が切断された場合等の事象が発生したとき、サーマルヘッド２２は印刷を停止する。これにより、用紙がプリンタ１の内部でつまる場合や、サーマルヘッド２２が用紙を介さず直に他の部材に接触して損傷を与える等の場合でも、印刷が継続される問題を回避できる。
【００４２】
次に回転板１３が光センサ１４２を通過する位置の一例を示す。図６は、本実施形態に係る回転板１３が光センサ１４２を通過する位置の一例を示す図である。図６において、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。時刻は、Ｔ１、Ｔ２及びＴ３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。太矢印は、正転方向を示す。図６において、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３が逆転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ１からＴ３の期間、回転板１３が正転方向に回転していることを示す。また、スリット１３１の幅ｗは、正転方向に広くなるため、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の順にスリット１３１の幅ｗが狭くなる。
【００４３】
図６において、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。また、時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。図６において、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１３が逆転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ１１からＴ１３の期間、回転板１３が正転方向に回転していることを示す。また、Ｐ１１はスリット１３１の一端に近くスリット１３１の幅ｗがゼロとなる位置に近い。Ｐ１２はスリット１３１が対面せずに光線が透過しない位置にある。Ｐ１３はスリット１３１の他端に近くスリット１３１の幅ｗが最大ｗmaxとなる位置に近い。
【００４４】
図６において、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３はそれぞれ、図７に示す時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３において回転検出センサ１４を通過する位置を示す。また、時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３の順序で時間が経過し、時間間隔は各々ΔＴである。図６において、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３が正転方向に順列している。このことは、時刻Ｔ２１からＴ２３の期間、回転板１３が逆転方向に回転していることを示す。また、スリット１３１の幅ｗは、正転方向に広くなるため、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３の順にスリット１３１の幅ｗが広くなる。
【００４５】
ここで、回転板１３が回転検出センサ１４を通過する位置毎に光センサ１４２が出力する信号の強度の一例を示す。図７は、本実施形態に係る回転板１３が回転検出センサ１４を通過する位置毎の相対光強度の一例を示す図である。
図７において、横軸は時刻、縦軸は相対光強度を示す。図７に示すように、時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において、相対光強度はそれぞれ、８７％、６７％及び４７％となり、スリットの幅ｗの減少に伴って相対光強度が減少する。つまり、時刻Ｔ１からＴ３の期間、相対光強度は単調に減少する。
図７に示すように、時刻Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３において、相対光強度はそれぞれ、９％、０％及び９３％である。つまり、スリットの幅ｗがゼロに減少し、スリットの間の領域が回転検出センサ１４を通過すると、相対光強度はゼロに減少する。再度スリットの領域が回転検出センサ１４を通過すると、相対光強度は再度増加する。つまり、時刻Ｔ１１−Ｔ１３の間、相対光強度は単調に変化しない。
図７に示すように、時刻Ｔ２１、Ｔ２２及びＴ２３において、相対光強度はそれぞれ、１１％、３１％及び５１％である。つまり、スリットの幅ｗの増加に伴って相対光強度が増加する。つまり、時刻Ｔ２１からＴ２３の期間、相対光強度は単調に増加する。
従って、回転方向検出部１５は、相対光強度が単調に減少するとき回転体１２の回転方向が正転方向と判定し、相対光強度が単調に増加するとき回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。回転方向検出部１５は、判定した回転方向を示す回転方向信号を制御部３０に出力する。
【００４６】
次に、回転方向検出部１５が、回転体１２の回転方向を判定する処理について説明する。図８は、本実施形態に係る回転方向検出部１５が回転体１２の回転方向を判定する処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）
回転方向検出部１５は、受光センサ１４２から相対光強度Ｉ１を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０１終了後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴ後に受光センサ１４２から相対光強度Ｉ２を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０２終了後、ステップＳ１０３に進む。
【００４７】
（ステップＳ１０３）
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴ後に受光センサ１４２から相対光強度Ｉ３を示す信号を入力され、自己が備える記憶領域に入力された信号を記憶する。ステップＳ１０３終了後、ステップＳ１０４に進む。
（ステップＳ１０４）
回転方向検出部１５は、自己が備える記憶領域から記憶した信号を読み出し、読み出した信号が示す相対光強度の値が単調に増加しているか否か判断する。単調に増加しているとは、この例では相対光強度Ｉ１が相対光強度Ｉ２未満且つ相対光強度Ｉ３未満の値であり、相対光強度Ｉ２が相対光強度Ｉ３未満の値である（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）ことである。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、ステップＳ１０６に進む。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していないと判断した場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、ステップＳ１０５に進む。
【００４８】
（ステップＳ１０５）
回転方向検出部１５は、読み出した信号が示す相対光強度の値が単調に減少しているか否か判断する。単調に減少しているとは、この例では相対光強度Ｉ１が相対光強度Ｉ２とＩ３より大きな値であり、相対光強度Ｉ２が相対光強度Ｉ３より大きな値である（Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）ことである。
回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に減少していると判断した場合（ステップＳ１０５；Ｙ）、ステップＳ１０７に進む。回転方向検出部１５が、相対光強度の値が単調に増加していないと判断した場合（ステップＳ１０５；Ｎ）、ステップＳ１０８に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０６）
回転方向検出部１５は、相対光強度の値が単調に増加していると判断したため、回転体１２の回転方向は逆転方向と判定し、逆転方向であることを示す回転方向信号を制御部３０に出力する。その後、処理を終了する。
（ステップＳ１０７）
回転方向検出部１５は、相対光強度の値が単調に減少していると判断したため、回転体１２の回転方向は正転方向と判定し、正転方向であることを示す回転方向信号を制御部３０に出力する。その後、処理を終了する。
【００５０】
（ステップＳ１０８）
回転方向検出部１５は、自己が備える記憶領域に記憶されたＩ１を示す信号を消去し、Ｉ２、Ｉ３を示す信号をそれぞれシフトさせ、Ｉ１、Ｉ２を示す信号とする。これにより、回転方向検出部１５は相対光強度の値を観測する時刻の区間を時間間隔ΔＴ後にシフトする。ステップＳ１０８終了後、ステップＳ１０３に戻る。
【００５１】
回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴを、次式（５）で示されるように設定しておく。
【００５２】
【数５】
【００５３】
式（５）において、ωは印刷時における回転体１２の回転速度である。式（５）は、回転速度ωがスリット１３１の間を回転検出センサ１４が通過する時間よりも大きいことを示す。これにより、回転検出センサ１４を通過する位置が、スリット１３１の間となる位置、つまり光を透過しない位置となること、が繰り返されずに済む。よって、回転検出センサ１４は、効率よく回転体１２の回転方向を判定できる。
また、回転方向検出部１５は、時間間隔ΔＴを、次式（６）で示されるように設定しておく。
【００５４】
【数６】
【００５５】
式（６）において、Ｍは、回転検出センサ１４が回転方向を判断するために要する信号値（上述の例では相対光強度）の個数（上述の例では３）である。式（６）は、回転方向を判断するための観測時間（Ｍ−１）ΔＴが、角度θ1の１個のスリット１３１を回転速度ωで通過する時間よりも小さいことを示す。
【００５６】
なお、回転方向検出部１５は、回転体１２の回転方向が正転方向と判定したとき、検出された相対光電流の変化率に基づき回転体１２の回転速度ωを算出する。例えば、スリット１３１の幅ｗが、角度θにより一定の変化率で増加するとき、回転方向検出部１５は、次式（７）を用いて回転速度ωを算出することができる。
【００５７】
【数７】
【００５８】
式（７）において、相対光強度Ｉ１、Ｉ３は、パーセント（％）値である。式（７）は、回転速度ωが、長さθ1のスリット１３１を観測時間２ΔＴで通過する速度を、観測された相対光電流の変化Ｉ３−Ｉ１の１００％に対する割合を乗じた値であることを示す。即ち、式（７）は、相対光電流が最大（１００％）となるときのスリット１３１の幅ｗがｗmax、最小（ゼロ％）となるときのｗがゼロであることに基づく。
回転方向検出部１５は、算出した回転速度ωを示す回転速度信号を制御部３０に出力する。
【００５９】
なお、上述の説明では、プリンタ１がサーマルヘッド２２を用いて印刷する熱転写プリンタおよび感熱式プリンタである例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、他の印字方式を採用するプリンタ、例えば、インクジェットプリンタ、ドットインパクト式プリンタ、レーザービームプリンタ、であってもよい。
上述の説明では、回転体１２が用紙を巻き取る例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、他の部材、例えばインクリボンを巻き取る例であってもよい。
【００６０】
上述の説明では、スリット１３１の幅ｗが、正転方向に単調に増加する例を用いたが、本実施形態では、それには限られず、逆転方向であってもよい。その場合、回転方向検出部１５は、信号（例えば、相対光強度）の値が単調に増加するとき、回転体１２の回転方向が正転方向と判定し、信号の値が単調に減少するとき、回転体１２の回転方向が逆転方向と判定する。
【００６１】
以上のように、本実施形態の一態様によれば、検出した光の強度が単調に増減することに基づきスリットの幅が増減する回転方向が検出できるので、短い用紙等を巻き取るときでも回転体の回転方向を検出できる。
また、本実施形態の他の態様によれば、回転板は、２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一である。そのため、光の強度の増減が著しくなるため、回転方向を精度よく検出することができる。
また、本実施形態の他の態様によれば、回転方向検出部は、回転板１３に形成されるスリット内で少なくとも光の強度を３回繰り返して検出し、検出した強度が単調に変化することに基づいて回転方向を検出する。これにより、回転体の回転方向を安定して検出することができる。
【００６２】
なお、上述した実施形態におけるプリンタ１、回転検出装置１０の一部、例えば、回転方向検出部１５をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、プリンタ１又は回転検出装置１０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における回転方向検出部１５の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。回転方向検出部１５の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【００６３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…プリンタ、１０…回転検出装置、１１…基台、
１２…回転体、１２１…巻取軸、１２２…用紙ガイド、１２３…用紙ガイド、
１３…回転板、１３１…スリット、
１４…回転検出センサ、１４１…光源、１４２…受光センサ、１５…回転方向検出部
１６…モータ、１７…減速用歯車、１８…減速用歯車、１９…電源供給部、
２１…プラテンローラ、２２…サーマルヘッド、３０…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体に伴って回転する回転板と、
前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、
前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、
を備え、
前記回転板は、
一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有すること、
を特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記回転板は、
２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記回転方向検出部は、
３つ以上の異なる時刻の光の強度を検出し、前記検出した３つ以上の異なる時刻の光の強度が単調に変化することに基づいて前記回転方向を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記３つ以上の異なる時刻は、
予め定められた時間間隔の連続する時刻である
ことを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部
を備え、
前記制御部は、
前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項６】
回転体、前記回転体に伴って回転する回転板、及び前記回転板から透過した光を検出する光検出器を備え、前記回転板が、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する回転検出装置において、
前記回転検出装置は、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する過程を有すること、
を特徴とする回転検出方法。
【請求項７】
回転体と、
前記回転体に伴って回転する回転板と、
前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、
前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と
を備え、
前記回転板は、
一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する
ことを特徴とするプリンタ。
【請求項８】
前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部
を備え、
前記制御部は、
前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のプリンタ。
【請求項１】
回転体と、
前記回転体に伴って回転する回転板と、
前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、
前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、
を備え、
前記回転板は、
一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有すること、
を特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記回転板は、
２以上のスリットを有し、各スリットの幅が増減する方向が同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記回転方向検出部は、
３つ以上の異なる時刻の光の強度を検出し、前記検出した３つ以上の異なる時刻の光の強度が単調に変化することに基づいて前記回転方向を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記３つ以上の異なる時刻は、
予め定められた時間間隔の連続する時刻である
ことを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部
を備え、
前記制御部は、
前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項６】
回転体、前記回転体に伴って回転する回転板、及び前記回転板から透過した光を検出する光検出器を備え、前記回転板が、一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する回転検出装置において、
前記回転検出装置は、前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する過程を有すること、
を特徴とする回転検出方法。
【請求項７】
回転体と、
前記回転体に伴って回転する回転板と、
前記回転板から透過した光を検出する光検出部と、
前記検出した光の強度の増減に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と
を備え、
前記回転板は、
一つの回転方向に対して幅が単調に変化するスリットを有する
ことを特徴とするプリンタ。
【請求項８】
前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する制御部
を備え、
前記制御部は、
前記回転方向検出部が検出した前記回転体の回転方向に基づき、前記回転体の回転方向と回転速度とを制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のプリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９８０４２（Ｐ２０１２−１９８０４２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０７７３（Ｐ２０１１−６０７７３）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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