JPH0138645Y2 - - Google Patents

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JPH0138645Y2
JPH0138645Y2 JP1984192111U JP19211184U JPH0138645Y2 JP H0138645 Y2 JPH0138645 Y2 JP H0138645Y2 JP 1984192111 U JP1984192111 U JP 1984192111U JP 19211184 U JP19211184 U JP 19211184U JP H0138645 Y2 JPH0138645 Y2 JP H0138645Y2
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signal
motor
circuit
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displacement
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

本考案はシリアルプリンタにおける活字選択装
置に関する。 シリアルプリンタは逐次打字方式の印刷装置で
あり、各種伝票、通張等に所望の文字、記号等を
印字するものである。例えば、現在急速に普及し
始めている統一伝票等に印字してOCR処理する
のに十分な高い印字品質、複写能力を実現してい
る。この場合、印字速度もまたシリアルプリンタ
が有すべき重要な要素である。従来、シリアルプ
リンタはタイプバー式であり、20字/秒程度の印
字速度を実現していた。然し、コンピユータによ
るオンライン処理が導入されるようになると、上
記の印字速度では十分でなく、近年サーボ式のシ
リアルプリンタが提案され40字/秒程度の印字速
度が確保されるようになつた。然し、上記の40
字/秒なる印字速度が、従来の2倍に及ぶ印字速
度に達するものであるとは言え、サーボ式シリア
ルプリンタにおいて理論的に確保し得る最高の印
字速度までには到達し得ていない。さて、高速印
字を実現するには、シリアルプリンタ内の機構あ
るいは動作に関しあらゆる改良手段が総合的に実
現されなければならない。本考案は、これらのう
ち特に印字ヘツドにおける活字選択装置に関して
改良を加えようとするものである。 すなわち本考案の目的は、現存のシリアルプリ
ンタで実現し得る印字速度よりも十分に高い印字
速度を確保し得る、印字ヘツドの活字選択装置を
提供することである。 上記目的に従い本考案は、印字ヘツドをある回
転角だけ回転させて所望の活字を選択する場合、
その選択操作時間tの中間時間t/2まである正の トルク+Tで加速してその後ある負のトルク−T
で減速するという、いわゆるバング・バング制御
が活字選択の最適制御であることに着目し、この
バング・バング制御を基礎として、従来は階段状
の波形をもつて回転変位指定信号を送出していた
のを改め、これを平滑な波形となし、特に活字選
択工程の後半で生じがちであつた、前記階段状の
波形に沿う線形動作を減少させ実質的に活字選択
時間を短縮している。又、本考案におけるサーボ
制御においては、印字ヘツドの回転量θとその速
度θ〓からθ+Kθ〓=0で規定される切換関数のゲ
インKを回転変位指定量の大きさに応じて変化さ
せ、前記の回転変位指定信号の平滑化に伴う選択
時間の短縮効果が、いかなる回転変位指定量につ
いても同様に得られるようにし、これによつて活
字選択時間を一層短縮可能であるようにしたこと
を特徴とするものである。 第1図は本考案が適用されるシリアルプリンタ
の一部を取出して示す概略構造図である。本図に
おいて、11は所望の活字が横一列に何行かに亘
つて印刷される印字媒体であり、ロール紙、通張
等である。印字媒体11は、印字媒体を支持する
機構(プラテン)12により支持されながら間欠
送りされる。印字媒体11に、所望の活字をイン
クパクトさせるのが印字ユニツト13であり、上
下各2段に64文字合計128文字の活字をクラウン
形に配列してなる印字ヘツド13−1と、これを
回転駆動させる活字選択用モータ(図示せず)、
1つの活字を媒体11に向つてインパクトさせる
ハンマリング用モータ(図示せず)等を収納した
駆動機構部13−2とからなる。13−3は赤黒
のインクリボンを収納したリボンカートリツジで
ある。印字ユニツト13は移動軸14に乗つて図
中矢印A方向に移動しスペース動作を行なう。な
お、移動軸14はスペースモータ15によつて回
転せしめられ、且つ該移動軸14にはラセン溝が
形成されているので、前記の回転に伴う該ラセン
溝の送り動作によつて印字ユニツト13が全体に
スペーシングを行なう。そして横1ラインの印字
が終了する毎に図中矢印A′方向に復帰する。又、
図示しない制御回路は、前記活字選択用モータと
協働して第1の電気サーボ装置を構成し、該装置
は活字選択手段として機能する。スペースモータ
15はその背面に該スペースモータの回転軸と連
動するポテンシヨメータ17を備える。これらス
ペースモータ15ならびにポテンシヨメータ17
は上記制御回路に協働して第2の電気サーボ装置
を構成する。本考案は、前記第1および第2の電
気サーボ装置のうち、第1の電気サーボ装置に関
して述べるものである。 第2図は、第1図の構成のうち本考案に係る部
分のみを取出して拡大して示す斜視図であり、前
記第1の電気サーボ装置により駆動される。第2
図において、21が直流モータであり、印字ヘツ
ド13−1を矢印RまたはR′方向に回転せしめ、
所望の活字22を選択してプラテン12の前面ま
で移動させる。この場合、直流モータ21の回転
軸には、ホトカプラ等からなる位置検出器23が
付設され、各活字22の位置検出信号が出力され
る。所望の活字が選択されたとき印字ヘツド13
−1は、ハンマー手段24,24′により矢印S
方向にハンマーされ、所望の活字22がプラテン
12上に印字媒体にインパクトされる。 第2図における駆動線25は制御回路基板に接
続し、直流モータ21を駆動制御する。一方、制
御線26は制御回路基板に接続し、位置検出器2
3からの制御信号を該制御回路基板に供給し、直
流モータ21を制御する。ここに、前記の第1の
電気サーボ装置が形成される。 第3図は、本考案に基づく第1の電気サーボ装
置の概略回路構成を示すブロツク図である。本図
において、21は既に述べた直流モータであり、
印字ヘツド13−1を所定量だけ回転させ所望の
活字をプラテン前面まで案内する。また直流モー
タ21の下方には、既に述べた位置検出器23が
あり、その出力は後述する速度検出回路等の入力
となる。 先ず、演算回路部(図示せず)において所望の
活字が指定されたとする。演算回路部は、現在の
印字ヘツド13−1の回転位置を見て、当該所望
の活字を何ステツプ回転させるべきかを決定す
る。これが図中の変位指定信号である。印字ヘツ
ド13−1に64文字が配列されるものとすると、
該印字ヘツド13−1は正逆いずれかに回転可能
であり、最大32ステツプの変位が指定されるの
で、この場合、前記変位指定信号は6ビツトのデ
イジタル信号で構成されることになる。前記所望
の活字をプラテンまで案内するのに最短時間で行
なわれるべきであり、演算回路部は印字ヘツド1
3−1の回転方向をも指令する。これが図中の方
向制御信号である。変位指定信号および方向制御
信号が、演算回路部から与えられた後の概略動作
を説明すると、変位指定信号は速度指定回路31
を通して階段状のアナログ信号に変換され後述す
るスムーザ回路32を経て、後述するゲインコン
トロールド差動増幅器33に導かれる。差動増幅
器33はアナログ化された変位指定信号を入力と
すると共に、速度検出回路34からの出力をも入
力としこれら入力の差を演算する。前述した位置
検出器23は、印字ヘツド13−1が回転するの
に伴つて各活字位置毎に振幅のピーク値が現われ
る正弦波を出力し、この正弦波の周波数、すなわ
ち印字ヘツドの回転速度が速度検出回路34によ
り電圧に変換される。この速度検出回路34の出
力は印字ヘツド13−1の回転と共に増大する信
号であり、一方アナログ化された変位指定信号は
その回転と共に減少する信号である。従つて、こ
れらの信号の差を表わす増幅器33の出力は当初
は正であり、両者が一致して零となつたのちは負
である。この正→零→負なるシーケンスにより、
直流モータ21が制御され、所定の回転位置まで
コース(粗)コントロールされる。この場合、方
向制御回路35により、直流モータ21の回転方
向が指定される。また、方向制御回路35を経由
した、前記の信号の差を表わす増幅器33の出力
は前記コースコントロールの間、スイツチSWの
接点aを通過し、クランプ回路36を通して直流
モータ21に印加される。クランプ回路36は、
直流モータ21に印加される電圧レベルを所定値
に抑制する。 前記コースコントロールの期間中、演算回路部
において、変位指定信号により与えられた指定の
変位分だけ変位したことが判別されたとき、図示
するロツク信号が供給され、スイツチSWの接点
をb側に切換え、正弦波の位置検出信号そのもの
に案内されて、極めて微細に、直流モータ21は
目標位置まで到達する。前記ロツク信号が送出さ
れるタイミングは通常、正弦波が目標位置に到達
する1/4サイクル前とされている。この動作は、
コースコントロールに対してフアインコントロー
ルと称される。 上述の制御は、いわゆるコースコントロールお
よびフアインコントロールのデユアルモードから
なり、精度の高い活字選択が確保される。又、前
述の活字選択は、かなりバング・バング制御方式
に近似した方式で行なわれており、これもある変
位を最適な時間で制御するのに都合の良い方式で
あるとされている。このバング・バング制御は第
4図Aのグラフに示す如く、ある活字選択時間を
tとしたとき、最初の時間t/2では+Tなる、
あるトルクを加えて加速し、その後は−Tなるト
ルクを加えて目標位置まで減速するものである。
このことは、前述した、直流モータ21が正→零
→負なるシーケンスで制御されることに対応す
る。第4図Aのように+T,−Tなるトルクを印
加することにより、第4図Bのグラフに示す如
く、直流モータ21の回転速度Vは略三角形のル
ートに沿つて変化し、高速の活字選択が確保され
る。然し、これだけでは非線形領域で動作するこ
とが多く、外部からの負荷変動に弱いという問題
がある。この問題を解決する制御の仕方として
は、コースコントロール区間に対してはなるべく
非線形動作を行ない、フアインコントロール区間
に近づくにつれて線形動作をさせる方法が考えら
れる。これを位相面で見ると第5図Aの如くな
る。すなわち、+Tのトルクから−Tのトルクに
切換わる時点Pと停止付近Qでの動作を線形動作
させている。ただし、第5図Aの横軸は回転変位
θをとり、縦軸には速度θ〓をとつて示す。また直
線Zは切換関数であり θ+Kθ〓=0 で規定される。上述の制御方法を活字選択動作に
採り入れることにより高速化を達成することが可
能となる。そのためには、以下のことが必要であ
る。 1 現状の階段状の速度設定(既に述べた速度指
定回路31の出力)を第5図Bの様な円滑な
(階段状でない)速度プロフイルに変更する。 2 活字選択ステツプ数(前記のθに相当)に応
じて上式θ+Kθ〓=0におけるKを可変とする。 以上の2項目を満足させることにより高速化が
可能となる。そして、具体的には、第2図におけ
るスムーザ回路32が上記1)項を満たすように
動作し、ゲインコントロールド差動増幅器33が
上記2)項を満たすように動作する。なお、従来
の回路には、スムーザ回路は全く見られず、また
ゲインコントロールされる差動増幅器も見られな
い。 従来は、第3図に示したスムーザ回路32がな
く、変位指定信号による速度プロフイールは時間
と共に階段状に変化していた。このため、直流モ
ータはある領域でこの階段に応答してしまう。直
流モータがコースコントロールにあるとき、非線
形動作であるのでその階段には応答し得ない。然
し目標位置に近づくと速度検出回路出力は変位指
定信号値に近づき、線形動作に引き込まれる。こ
の結果、線形動作時、差動増幅器33の出力電圧
は階段状となつてしまう。差動増幅器33の出力
電圧が階段状となればモータ電流も階段状にな
り、又制動トルクも階段状になる。かくして、制
動が十分きかず、又モータの回転は振動的にな
り、位置決め時間が長くなるという欠陥を露呈す
る。 そこで、スムーザ回路32を導入し、階段状の
波形を円滑化すれば、階段状の変位信号は第5図
Bに示す如きなめらかな波形に変換されるので、
第4図Bに示す理想的な、バング・バング制御に
よる速度変化に近似させることが出来、活字選択
時間の短縮化が図れる。スムーザ回路32の詳細
については後述する。 第5図Aに示した切換関数θ+Kθ〓=0(直線
Z)におけるゲインKは従来固定であり、64文字
を有する印字ヘツドの最大ステツプ数(前記の回
転変位θに相当)32を選択した場合に最適とな
るように定められていた。このため、活字選択中
ステツプ数が小さくなるにつれて最適制御から外
れる。このため活字選択時間は、第6図の実線で
示すカーブの如くなり、ステツプ数が小さいとき
に不必要に時間を多く要していた。なお、第6図
においては縦軸に指令回転変位量(ステツプ数)
θをとり、横軸に活字選択時間tをとつて示して
いる。そこで、本考案においては、活字選択ステ
ツプ数すなわち指令回転変位量に応じて特性カー
ブを点線のように修正することにより、図中の
Δtだけ活字選択時間の短縮を図つている。即ち、
本考案では各活字選択ステツプに対して最適制御
が出来るように、前記Kを可変とし、切換関数を
決定する。これを行なうのが第3図のゲインコン
トロールド差動増幅器33である。 前記Kをステツプ数(θ)応じて可変とするこ
とにより、第6図に示すΔt時間だけ活字選択の
高速化が図れる。これをもう少し詳しく分析す
る。活字選択の時間を求めるには、バング・バン
グ動作を行なつているので、近似的に第5図Bの
領域における時間tを求めれば良いことにな
る。ここで前記Kをa/bとすると切換関数は aθ+bθ〓 (1) に書き換えられる。ここで第5図Bの領域にお
いてθの関数は、当該関数が2乗曲線となること
から、 θ=B(θ)−1/2At2 (2) θ〓=−At (3) で与えられるので、上記(2),(3)式を上記(1)式に代
入すると、 a(B(θ)−1/2At2)−bAt=0 (4) が得られる。このtの2次関数をtについて解く
と、
The present invention relates to a character selection device in a serial printer. A serial printer is a sequential printing device that prints desired characters, symbols, etc. on various types of slips, postage, etc. For example, it has achieved high enough print quality and copying ability to print on unified slips, which are now rapidly becoming popular, and perform OCR processing. In this case, printing speed is also an important factor that a serial printer should have. Traditionally, serial printers were type bar type and achieved printing speeds of around 20 characters/second. However, with the introduction of online processing using computers, the above printing speed was no longer sufficient, and in recent years, servo-type serial printers have been proposed and printing speeds of around 40 characters/second have been secured. However, the above 40
Although the printing speed (characters per second) is twice that of conventional printing speeds, it has not yet reached the maximum printing speed that can be theoretically secured in a servo-type serial printer. Now, in order to realize high-speed printing, it is necessary to comprehensively realize all kinds of improvements in the mechanisms and operations within the serial printer. The present invention seeks to improve the type selection device in the print head. That is, an object of the present invention is to provide a type selection device for a print head that can ensure a printing speed sufficiently higher than that which can be achieved with existing serial printers. In accordance with the above object, the present invention provides the following advantages: when selecting a desired type by rotating the print head by a certain rotation angle;
Accelerate with a certain positive torque +T until the intermediate time t/2 of the selection operation time t, and then accelerate with a certain negative torque -T
We focused on the fact that so-called bang-bang control, in which the speed is reduced by This has been changed to a smooth waveform, thereby reducing the linear movement along the step-like waveform that tends to occur especially in the latter half of the type selection process, thereby substantially shortening the type selection time. In addition, in the servo control according to the present invention, the gain K of the switching function defined by θ+Kθ=0 is changed from the rotation amount θ of the print head and its speed θ according to the magnitude of the designated amount of rotational displacement. The effect of shortening the selection time due to the smoothing of the rotational displacement designation signal can be obtained in the same way for any rotational displacement designation amount, thereby making it possible to further shorten the type selection time. That is. FIG. 1 is a schematic structural diagram showing a part of a serial printer to which the present invention is applied. In this figure, reference numeral 11 denotes a printing medium on which desired characters are printed across several lines in a horizontal row, such as roll paper or paper. The print medium 11 is intermittently fed while being supported by a mechanism (platen) 12 that supports the print medium. The printing unit 13 ink-pacts the desired type onto the print medium 11, and rotates the print head 13-1, which has a crown-shaped arrangement of 64 characters and a total of 128 characters in two upper and lower rows. a type selection motor to be driven (not shown);
It consists of a drive mechanism section 13-2 that houses a hammering motor (not shown) and the like for impacting one printed character toward the medium 11. 13-3 is a ribbon cartridge containing red and black ink ribbons. The printing unit 13 rides on the moving shaft 14 and moves in the direction of arrow A in the figure to perform a spacing operation. The moving shaft 14 is rotated by a space motor 15, and a helical groove is formed on the moving shaft 14, so that the printing unit 13 is moved by the feeding operation of the helical groove accompanying the rotation. Perform spacing throughout. Then, each time the printing of one horizontal line is completed, it returns to the direction of arrow A' in the figure. or,
A control circuit (not shown) cooperates with the type selection motor to constitute a first electric servo device, which functions as a type selection means. The space motor 15 is provided with a potentiometer 17 on its back surface that is interlocked with the rotating shaft of the space motor. These space motors 15 and potentiometers 17
constitutes a second electric servo device in cooperation with the control circuit. The present invention will be described with respect to the first electric servo device among the first and second electric servo devices. FIG. 2 is an enlarged perspective view showing only the portion of the configuration of FIG. 1 according to the present invention, which is driven by the first electric servo device. Second
In the figure, 21 is a DC motor, which rotates the printing head 13-1 in the direction of arrow R or R'.
Desired type 22 is selected and moved to the front of platen 12. In this case, a position detector 23 made of a photocoupler or the like is attached to the rotating shaft of the DC motor 21, and a position detection signal of each printed character 22 is output. When the desired type is selected, the print head 13
-1 by hammer means 24, 24' with arrow S
direction, the desired type 22 is impacted onto the print media on the platen 12. A drive line 25 in FIG. 2 is connected to a control circuit board to drive and control the DC motor 21. On the other hand, the control line 26 is connected to the control circuit board and the position detector 2
3 is supplied to the control circuit board to control the DC motor 21. Here, the first electric servo device described above is formed. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic circuit configuration of the first electric servo device based on the present invention. In this figure, 21 is the already mentioned DC motor,
The printing head 13-1 is rotated by a predetermined amount to guide desired printed characters to the front of the platen. Further, below the DC motor 21 is the position detector 23 mentioned above, the output of which becomes an input to a speed detection circuit, etc., which will be described later. First, it is assumed that desired printed characters are specified in an arithmetic circuit section (not shown). The arithmetic circuit section looks at the current rotational position of the print head 13-1 and determines how many steps the desired printed character should be rotated. This is the displacement designation signal in the figure. Assuming that 64 characters are arranged in print head 13-1,
The print head 13-1 can be rotated in either forward or reverse directions, and a maximum of 32 steps of displacement can be specified, so in this case, the displacement designation signal is composed of a 6-bit digital signal. The desired type should be guided to the platen in the shortest possible time, and the arithmetic circuit section
It also commands the rotation direction of 3-1. This is the direction control signal in the figure. To explain the general operation after the displacement designation signal and the direction control signal are given from the arithmetic circuit section, the displacement designation signal is sent to the speed designation circuit 31.
The signal is converted into a stepped analog signal through a smoother circuit 32, which will be described later, and then led to a gain controlled differential amplifier 33, which will be described later. The differential amplifier 33 inputs the analogized displacement designation signal, and also receives the output from the speed detection circuit 34, and calculates the difference between these inputs. The position detector 23 described above outputs a sine wave whose amplitude peak value appears at each character position as the print head 13-1 rotates, and the frequency of this sine wave, that is, the rotation speed of the print head is The speed detection circuit 34 converts it into a voltage. The output of the speed detection circuit 34 is a signal that increases as the print head 13-1 rotates, while the analog displacement designation signal decreases as the print head 13-1 rotates. Therefore, the output of the amplifier 33 representing the difference between these signals is initially positive and becomes negative after they become equal and become zero. Due to this positive → zero → negative sequence,
The DC motor 21 is controlled and coarsely controlled to a predetermined rotational position. In this case, the direction control circuit 35 specifies the rotation direction of the DC motor 21 . Further, the output of the amplifier 33 representing the difference in the signals, which has passed through the direction control circuit 35, passes through the contact a of the switch SW during the course control, and is applied to the DC motor 21 through the clamp circuit 36. The clamp circuit 36 is
The voltage level applied to the DC motor 21 is suppressed to a predetermined value. During the course control period, when the arithmetic circuit unit determines that the displacement has occurred by the specified displacement given by the displacement designation signal, the lock signal shown in the figure is supplied and the contact of the switch SW is switched to the b side. Guided by the sine wave position detection signal itself, the DC motor 21 very minutely reaches the target position. The timing at which the lock signal is sent is usually 1/4 cycle before the sine wave reaches the target position. This behavior is
This is called fine control as opposed to course control. The above-mentioned control consists of a dual mode of so-called course control and fine control, ensuring highly accurate type selection. Furthermore, the above-mentioned type selection is carried out using a method that is quite similar to the bang-bang control method, and this is also said to be a convenient method for controlling a certain displacement at an optimal time. As shown in the graph of FIG. 4A, this bang-bang control is such that when a certain type selection time is t, at the first time t/2, it becomes +T.
A certain torque is applied to accelerate the vehicle, and then a -T torque is applied to decelerate it to the target position.
This corresponds to the above-described DC motor 21 being controlled in the sequence of positive → zero → negative. By applying torques +T and -T as shown in FIG. 4A, the rotational speed V of the DC motor 21 changes along a substantially triangular route as shown in the graph of FIG. Choice is secured. However, this method alone often operates in a nonlinear region and is vulnerable to external load fluctuations. A conceivable control method to solve this problem is to perform non-linear operation as much as possible in the course control section, and to perform linear operation as the fine control section approaches. When this is viewed from the phase plane, it becomes as shown in FIG. 5A. That is, the operation at the time point P when the torque of +T is switched to the torque of -T and at the point Q near the stop is performed in a linear manner. However, the horizontal axis in FIG. 5A represents the rotational displacement θ, and the vertical axis represents the speed θ〓. Further, the straight line Z is a switching function and is defined by θ+Kθ=0. By applying the above-described control method to the character selection operation, it is possible to achieve higher speed. For this purpose, the following is necessary. 1. Change the current step-like speed setting (output of the speed designation circuit 31 mentioned above) to a smooth (not step-like) speed profile as shown in FIG. 5B. 2. K in the above equation θ+Kθ = 0 is made variable depending on the number of type selection steps (corresponding to θ above). By satisfying the above two items, speeding up becomes possible. Specifically, the smoother circuit 32 in FIG. 2 operates to satisfy the above item 1), and the gain controlled differential amplifier 33 operates to satisfy the above item 2). Note that in the conventional circuit, there is no smoother circuit at all, and no gain-controlled differential amplifier is also found. Conventionally, the smoother circuit 32 shown in FIG. 3 was not provided, and the speed profile based on the displacement designation signal changed stepwise with time. Therefore, the DC motor will respond to this staircase in a certain region. When the DC motor is in course control, it cannot respond to the stairs because of its non-linear operation. However, as the target position approaches, the speed detection circuit output approaches the displacement designation signal value and is drawn into linear operation. As a result, during linear operation, the output voltage of the differential amplifier 33 becomes stepwise. If the output voltage of the differential amplifier 33 becomes step-like, the motor current also becomes step-like, and the braking torque also becomes step-like. As a result, the braking is insufficient, the rotation of the motor becomes vibratory, and the positioning time becomes long. Therefore, if the smoother circuit 32 is introduced to smooth the stepped waveform, the stepped displacement signal will be converted into a smooth waveform as shown in FIG. 5B.
It is possible to approximate the speed change by the ideal bang-bang control shown in FIG. 4B, and it is possible to shorten the type selection time. Details of the smoother circuit 32 will be described later. Conventionally, the gain K at the switching function θ+Kθ=0 (straight line Z) shown in FIG. It was designed to be optimal for. Therefore, as the number of steps during character selection becomes smaller, the control deviates from optimal control. For this reason, the type selection time becomes as shown by the curve shown by the solid line in FIG. 6, and when the number of steps is small, it takes an unnecessarily long time. In addition, in Fig. 6, the vertical axis indicates the commanded rotational displacement amount (number of steps).
θ is plotted, and the horizontal axis plots the character selection time t. Therefore, in the present invention, the characteristic curve is modified as indicated by the dotted line in accordance with the number of type selection steps, that is, the amount of commanded rotational displacement, in order to shorten the type selection time by Δt in the figure. That is,
In the present invention, K is made variable and the switching function is determined so that optimal control can be performed for each character selection step. The gain controlled differential amplifier 33 shown in FIG. 3 performs this. By making K variable according to the number of steps (.theta.), the speed of character selection can be increased by the time .DELTA.t shown in FIG. Let's analyze this in a little more detail. In order to determine the time for character selection, since a bang-bang operation is performed, it is sufficient to approximately determine the time t in the area shown in FIG. 5B. Here, if K is a/b, the switching function can be rewritten as aθ+bθ〓 (1). Here, the function of θ in the region B of Figure 5 is given by θ=B(θ)−1/2At 2 (2) θ〓=−At (3) since the function is a square curve. Therefore, by substituting the above equations (2) and (3) into the above equation (1), a(B(θ)−1/2At 2 )−bAt=0 (4) is obtained. Solving this quadratic function of t for t, we get

【式】となり、 tが正であることから、 が得られる。この場合、従来はB(θ)について
一定のB(θ)=θが与えられており、ステツプ数
に応じた補正がなされていなかつた。そこで本考
案はB(θ)をB(θ)=K2(θ)/θ+K1に定め、ス
テツ プ数に応じた補正を含むようにした。つまり、上
記(5)式は として与えられる。 上述の説明では、Aは一定として取り扱つた
が、Aについても(θ)に比例する関数として定
めれば、より活字選択時間を短縮することができ
る。 そこで上記(3)式を θ〓=A(θ)t=(−K3θ+K4)t (7) とし、上記(6)式に代入すれば となる。上記(8)式のtは、上記(6)式のtより短い
ことがわかる。すなわち、上記(6)式の第2項の分
母を高次の関数にできれば、tはより短くなる。
然し、回路構成が若干複雑化することは避けられ
ない。 上述の考え方をもとに、第3図に示した本考案
のゲインコントロールド差動増幅器33は、第7
図のように構成される。本図において、入力端子
71は速度検出回路34(第3図)からの速度成
分(θ〓)を入力し、さらにθ〓に対しては上記(7)式

基づく、係数(K4−K3θ)を掛ける。一方、入力
端子72は、スムーザ回路32を経由した速度指
定回路31からの位置成分(θ)を入力し、さら
にθに対しては上記(6)式に含まれる係数K2/θ+K1 を掛ける。これら入力信号は減算回路73におい
て差がとられ、エラー信号εとなる。エラー信号
εに対して、必要な係数(例えば1)が掛けら
れ、直流モータに加えるべき駆動信号F(θ)が
得られる。F(θ)はF(θ)=B(θ)θ+A(θ)
θ〓である。第7図の具体的な構成は、第8図の如
くであり、抵抗R1,R2はθに応じて可変である。
つまりA(θ)=R3/R2(θ),B(θ)=R3/R1(θ
)で ある。抵抗R1,R2はそれぞれθを入力とするア
ナログスイツチおよび該アナログスイツチに接続
する複数の抵抗群として形成される。その1例を
示したのが第9図である。 以上、第3図のゲインコントロールド差動増幅
器33について述べたので、次に第3図のスムー
ザ回路32について述べる。第10図は本考案に
基づくスムーザ回路32の一実施例を示すブロツ
ク図であり、第11図はその動作説明のための波
形図である。第10図のスムーザ回路32は、第
3図の速度指定回路31から出力された階段状の
変位指定信号を、第5図Bの様な円滑なプロフイ
ルに変更し、線形動作時に階段状の変位指定信号
に追従することがないようにする。第10図のス
ムーザ回路は、実際の速度信号(第3図の速度検
出回路34の出力)を積分することにより変位信
号に変換し、この積分変位信号を、速度指定回路
31からの階段状の変位指定信号に帰還し、該変
位信号の円滑化を図るものである。つまり、実際
の速度信号を位置パルス(各階段毎に発せられる
パルス(第11図C参照))が得られるまで積分
し、この区間の変位の変化量θij(第11図のB参
照)を求める。この変化量θijは、当該区間の変位
量であるので速度指定回路31の出力(第11図
のAにおける波形Rを参照)から積分値Sij(第1
1図D参照)を引くことにより、階段状の波形を
変位に比例した2乗曲線に変換することができ
る。これが、第11図Aに示すスムーズ化された
変位指定信号S(点線)である。ここでは、位置
パルスが出力されるまで積分して変位量を求める
ので、位置パルスが出力されるタイミングでリセ
ツトする必要がある。このリセツト信号は第10
図のResetとして示される。第10図において、
抵抗RiおよびコンデンサCfが前述した積分の時定
数を定める。これらRi,Cfおよび演算増幅器OP
により、入力端子101から入力した実際の速度
信号(速度検出回路34(第3図)の出力)を積
分し、抵抗R1ならびにR2の比をもつて、入力端
子102から入力した階段状の速度指定回路出力
に帰還をかける。ここに出力端子103より求め
るスムーズ化された変位指定信号S(第11図A
のS参照)を得る。なお、動作の最初において
は、正確な速度が得られず、正規の積分動作を行
なえないので初期値(第10図のInt.Val)を入
力端子104に入力する。入力端子105,10
6,107はタイミング制御信号を入力する端子
であり、アナログスイツチAS1,AS2,AS3およ
びAS4の開閉を制御する。Rf,Rsは抵抗、OP′は
演算増幅器、INVはインバータである。動作手
順は、先ず積分動作の初期値設定シーケンスにお
いて、 AS1 オン AS2 オフ AS3 オフ AS4 オフ とし、 実際の積分計算時には、 AS1 オフ AS2 オフ AS3 オン AS4 オン として、 例えば第11図DのSijなる積分を行ない、求
める出力Sを得る。各階段での積分が終了する
と、リセツトシーケンスに入り AS1 オフ AS2 オン AS3 オン AS4 オフ とする。そして次の積分計算に入る。この場合、
前記の初期値設定シーケンスは不要である。 以上説明したように本考案によれば、スムーザ
回路32が導入されたので、従来、特に活字選択
工程の後半で生じがちであつた階段状の波形に沿
う線形動作を減少させ、実質的に活字選択時間を
短縮することができる。さらに又、ゲインコント
ロールド差動増幅器33も導入することにより、
一般に印字ヘツドの回転量θとその速度θ〓からθ
+Kθ〓=0で規定される切換関数のゲインKを回
転変位指定量の大きさに応じて変化させることが
でき、前記スムーザ回路32による平滑化に伴う
選択時間の短縮効果が、いかなる回転変位指定量
についても同様に得られる。これによつて活字選
択時間を一層短縮可能とし、従来のシリアルプリ
ンタに比して十分高い印字速度が確保される。
[Formula], and since t is positive, is obtained. In this case, conventionally, a constant B(θ)=θ was given for B(θ), and no correction was made in accordance with the number of steps. Therefore, in the present invention, B(θ) is set to B(θ)=K 2 (θ)/θ+K 1 and includes correction according to the number of steps. In other words, the above equation (5) is given as. In the above description, A is treated as a constant, but if A is also determined as a function proportional to (θ), the time for character selection can be further reduced. Therefore, by changing the above equation (3) to θ〓=A(θ)t=(−K 3 θ+K 4 )t (7) and substituting it into the above equation (6), we get becomes. It can be seen that t in the above equation (8) is shorter than t in the above equation (6). That is, if the denominator of the second term in the above equation (6) can be made into a higher-order function, t will be shorter.
However, it is inevitable that the circuit configuration will become somewhat complicated. Based on the above idea, the gain controlled differential amplifier 33 of the present invention shown in FIG.
It is configured as shown in the figure. In this figure, the input terminal 71 inputs the velocity component (θ〓) from the speed detection circuit 34 (Fig. 3), and for θ〓, the coefficient (K 4 - K 3 θ). On the other hand, the input terminal 72 inputs the position component (θ) from the speed specifying circuit 31 via the smoother circuit 32, and further multiplies θ by the coefficient K 2 /θ + K 1 included in the above equation (6). . The difference between these input signals is taken by a subtraction circuit 73, resulting in an error signal ε. The error signal ε is multiplied by a necessary coefficient (for example, 1) to obtain the drive signal F(θ) to be applied to the DC motor. F(θ) is F(θ)=B(θ)θ+A(θ)
θ〓. The specific configuration of FIG. 7 is as shown in FIG. 8, and the resistors R 1 and R 2 are variable according to θ.
In other words, A(θ)=R 3 /R 2 (θ), B(θ)=R 3 /R 1
). The resistors R 1 and R 2 are each formed as an analog switch that receives θ as an input, and a plurality of resistor groups connected to the analog switch. FIG. 9 shows one example. Since the gain controlled differential amplifier 33 shown in FIG. 3 has been described above, the smoother circuit 32 shown in FIG. 3 will now be described. FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the smoother circuit 32 based on the present invention, and FIG. 11 is a waveform diagram for explaining its operation. The smoother circuit 32 in FIG. 10 changes the stepped displacement designation signal outputted from the speed designation circuit 31 in FIG. 3 into a smooth profile as shown in FIG. Avoid following the specified signal. The smoother circuit in FIG. 10 converts the actual speed signal (output of the speed detection circuit 34 in FIG. 3) into a displacement signal by integrating it, and converts this integrated displacement signal into a step-like This is fed back to the displacement designation signal to smooth the displacement signal. In other words, the actual velocity signal is integrated until a position pulse (pulse emitted for each step (see Figure 11 C)) is obtained, and the amount of change in displacement θ ij (see Figure 11 B) in this section is calculated. demand. Since this amount of change θ ij is the amount of displacement in the section, it is calculated from the output of the speed designation circuit 31 (see waveform R at A in FIG. 11) to the integral value S ij (first
(see Figure 1D), the step-like waveform can be converted into a square curve proportional to the displacement. This is the smoothed displacement designation signal S (dotted line) shown in FIG. 11A. Here, since the amount of displacement is obtained by integrating until the position pulse is output, it is necessary to reset at the timing when the position pulse is output. This reset signal is the 10th
Shown as Reset in the figure. In Figure 10,
Resistor R i and capacitor C f determine the time constant of the integration described above. These R i , C f and operational amplifier OP
The actual speed signal input from the input terminal 101 (output of the speed detection circuit 34 (FIG. 3)) is integrated, and the step-like signal input from the input terminal 102 is calculated using the ratio of resistors R 1 and R 2 . Apply feedback to the speed specification circuit output. Here, the smoothed displacement designation signal S obtained from the output terminal 103 (Fig. 11A
(see S). Note that at the beginning of the operation, an accurate speed cannot be obtained and regular integral operation cannot be performed, so an initial value (Int.Val in FIG. 10) is input to the input terminal 104. Input terminals 105, 10
6, 107 is a terminal for inputting a timing control signal, and controls opening/closing of analog switches AS 1 , AS 2 , AS 3 and AS 4 . R f and R s are resistors, OP' is an operational amplifier, and INV is an inverter. The operating procedure is to first set AS 1 on, AS 2 off, AS 3 off, AS 4 off in the initial value setting sequence for integral operation, and then during actual integral calculation, AS 1 off, AS 2 off, AS 3 on, AS 4 on, etc. Integration S ij in Figure 11D is performed to obtain the desired output S. When the integration at each step is completed, a reset sequence is entered: AS 1 off, AS 2 on, AS 3 on, AS 4 off. Then we start the next integral calculation. in this case,
The initial value setting sequence described above is unnecessary. As explained above, according to the present invention, since the smoother circuit 32 is introduced, the linear operation along the step-like waveform that conventionally tends to occur especially in the latter half of the type selection process is reduced, and the type is substantially Selection time can be shortened. Furthermore, by introducing the gain controlled differential amplifier 33,
In general, the amount of rotation θ of the print head and its speed θ = θ
The gain K of the switching function defined by +Kθ = 0 can be changed according to the magnitude of the specified amount of rotational displacement, and the effect of shortening the selection time due to smoothing by the smoother circuit 32 can be applied to any rotational displacement specified. The same can be said for quantity. This makes it possible to further reduce type selection time and ensure a sufficiently high printing speed compared to conventional serial printers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案が適用されるシリアルプリンタ
の一部を取り出して示す概略構造図、第2図は第
1図の構成のうち本考案に係る部分のみを取り出
して拡大して示す斜視図、第3図は本考案が適用
される電気サーボ装置の概略回路構成を示すブロ
ツク図、第4図AおよびBは一般的なバング・バ
ング動作を説明するためのグラフ、第5図Aおよ
びBは本考案の基礎となる動作を説明するための
グラフ、第6図は活字選択ステツプ数(θ)と所
要時間との関係を表わしたカーブ、第7図は第3
図に示したゲインコントロールド差動増幅器33
の基本構成を示すブロツク図、第8図は第7図を
より具体化した回路を示す図、第9図は第8図に
示した回路を具体化した一実施例を示す図、第1
0図は本考案に基づくスムーザ回路の一実施例を
示すブロツク図、第11図A,B,CおよびDは
第10図の回路の動作を説明するための波形図で
ある。 図において、13−1は印字ヘツド、21は直
流モータ、23は位置検出器、31は速度指定回
路、32はスムーザ回路、33はゲインコントロ
ールド差動増幅器、34は速度検出回路である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram showing a part of a serial printer to which the present invention is applied; FIG. 2 is an enlarged perspective view showing only the portion of the structure of FIG. 1 according to the present invention; FIG. 3 is a block diagram showing a schematic circuit configuration of an electric servo device to which the present invention is applied, FIGS. 4A and B are graphs for explaining a general bang-bang operation, and FIGS. 5A and B are Graphs for explaining the basic operation of the present invention; Figure 6 is a curve showing the relationship between the number of character selection steps (θ) and the required time;
Gain controlled differential amplifier 33 shown in the figure
FIG. 8 is a block diagram showing the basic configuration of FIG. 7, FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of the circuit shown in FIG. 8, and FIG.
FIG. 0 is a block diagram showing one embodiment of the smoother circuit based on the present invention, and FIGS. 11A, B, C, and D are waveform diagrams for explaining the operation of the circuit of FIG. 10. In the figure, 13-1 is a print head, 21 is a DC motor, 23 is a position detector, 31 is a speed designation circuit, 32 is a smoother circuit, 33 is a gain controlled differential amplifier, and 34 is a speed detection circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 印字ヘツドを回転して活字選択を行なうモータ
と、 指令移動量と実際の移動量との偏差であつて、
階段状の位置偏差信号を発生する手段と、 前記階段状の位置偏差信号を該階段状波形のエ
ンベロープに沿つた平滑な信号に変換する手段
と、 前記モータの実速度に応じた信号を発生する手
段と、 前記位置偏差信号と該実速度との差信号を増幅
する増幅手段とを有してなり、該増幅手段からの
出力信号によつて常時前記モータを駆動し、か
つ、前記の活字選択の時間(t)のうち半分の時
間(t/2)までは正のトルク(+T)で駆動し、 その後は負のトルク(−T)で駆動するバング・
バング制御のもとで所定の活字を選択するシリア
ルプリンタにおける活字選択装置において、 前記増幅手段のゲインを前記指令移動量の大き
さに応じて変化せしめる手段を備えることを特徴
とするシリアルプリンタにおける活字選択装置。
[Scope of claim for utility model registration] A motor that rotates the print head to select type, and the deviation between the commanded movement amount and the actual movement amount,
means for generating a step-like position deviation signal; means for converting the step-like position deviation signal into a smooth signal that follows an envelope of the step-like waveform; and generating a signal corresponding to the actual speed of the motor. and an amplification means for amplifying a difference signal between the position deviation signal and the actual speed, and the motor is always driven by the output signal from the amplification means, and the type selection is The van is driven with positive torque (+T) until half the time (t/2) of the time (t), and thereafter is driven with negative torque (-T).
A type selection device for a serial printer that selects a predetermined type under bang control, comprising means for changing the gain of the amplifying means in accordance with the magnitude of the commanded movement amount. Selection device.
JP19211184U 1984-12-20 1984-12-20 Type selection device in serial printers Granted JPS60123008U (en)

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