JPS6311377A - プリンタのキヤリツジ制御方法 - Google Patents

プリンタのキヤリツジ制御方法

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JPS6311377A
JPS6311377A JP62035210A JP3521087A JPS6311377A JP S6311377 A JPS6311377 A JP S6311377A JP 62035210 A JP62035210 A JP 62035210A JP 3521087 A JP3521087 A JP 3521087A JP S6311377 A JPS6311377 A JP S6311377A
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Katsuhiko Nishizawa
克彦 西澤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、インパクトあるいけノンインパクトのシリア
ルプリンタのキャリッジ制御方法に閏する。例えばシリ
アルトソトプリンタのキャリッジ制御方法に閏する。 〔従来の技術〕 従来、プリンタのキャリッジ制御方法は、さまざまな方
法が提案されているが、いずれの方法をとるにしても、
シリアルプリンタの−1−ヤリッジの移動が、印字領域
へ移動する際、また印字をおえ、印字領域外へ移動する
際、印字領域幅に対しキャリッジの移動に要するスペー
ス(印字には)、ダなスペース)か必要であり、プリン
タの印字方向に対する幅が印字領域に比(7多く必要と
なる欠点かあった。 〔発明が解決
【7ようとする問題点〕 本発明はかかる欠点を除去し、・トヤリッジの印字領域
外での速度制御を最適に行うととによりプリンタのキャ
リッジ移動方向の幅を印字領域に比し、最小限におさえ
、プリンタの小型化、高性能化を図らんとするものであ
る。 〔問題点を解決するだめの手段〕 本発明は、キーヤリッジに印字ヘッドを搭載しキャリッ
ジの移動にjミリ印刷をおとなうプリンタのキャリッジ
制御方法において、;1−ヤリッジを加速駆動する際、
キャリッジに直接あるいは間接的に連結されたステップ
モータの相切り換えを行なった後、該ステップモータの
単位移動に同曲して11i力され該ステップモータに対
し最大の回転トルクをりえる1、7Jり換えタイミング
を匿供するモータタイミング信号(12+下、モータタ
イミング信号と略す。)が、該ステップモータの相1刀
り換えを所定時間ごとに指示する相すノリ換え指示信号
(以下、相すノリ換え指示信号と略す。)より早く発生
した場合には、該モータタイミング信号の発生時刻から
少なくともキャリッジの移動を保障する為のトルクを得
るのに必要t、1時間の間は、ステップモータに第1の
電流値を有する電流を駆動型lAEとして供給し、該時
間の経過後は、ステップモータに第1の電流値と比較し
て相対的に小さい値を有する第2の電流を駆動電流と【
7て供給し、又は、ステップモータの相切り換え後、次
に相切り換え((1不信号がモータタイミング信号より
へ1<発生した場合には、第1の電流値を有する電流を
駆り〕電流としてステップモータに供給しI、::ける
ことを特徴りする。 〔作用〕 本発明においては、モータタイミング信号が、相LJJ
り換え信号よりへ1い場合は、一定11+i間後に、ス
テップモータに供給する電流を弱くする。 〔実施例〕 本発明の詳細な説明する。 第1図及び第2図に、一実施例であるターミリ−ルプリ
ンタの制御回路プIIツクと−1−ヤリソジ41 tM
図を示す。第1図のルJ御回路プrノックにおいて、メ
インCPUI(7811)が全般のコントロールを行い
、7. レープCPIJ2 (8042) ハフl、1
7ト川ヘッドを(h載するキャリッジの駆動用ステップ
モータの制御(11用に使用される。第2図にキャリッ
ジ機構及びステップモータ201°とスリブ) 仮20
2 トM T S 信号検出基板203 ドア7) 1
.11.18合わせによるエンコーダを示す(MTS信
号とは、M o t Or  T i m i n H
S i 1rn a 1の略て、ステップモータの回転
と同期した信号である6)MTS検出ノ、(仮203に
は検出器として透過形光センサー204を用いている。 ステップモータ20+のモータ軸にモータのステップ数
と一対一に対応した分解能の−1−記エン:l−ダを直
結することにJ、り閑ループ制御を行−Jでいる。設5
31連Iσは印字モートに合わUてソフ1つエアににす
f丁;ec jこiM I)ぜされる。 第3図に示す様にステップモータの制御信号はスレーブ
CPU2から出力され、トラノジスタアレイ302 (
II P A 70 C)−e受けて、さラニ定ni 
7Af、 JTI fl II、’JJ f y ッヒ
7グT C303(S T K G ’)82)により
モータを駆動する。ステップモータは2−2相励磁され
第4図1に示す】〜4のステップシーケンスによりステ
ップNo、I、2. 3.4を順に出力し、時31回り
、反曲J1回りにそれぞれ回転される。 第3図にキャリッジモータ制御回路、第5図にドライブ
回路を示す。相切り換え信号は第3図のスレーブCP 
U 2から出力され、A相とC相のhすはインバータ4
により反転されそれぞれII相、])相の制御信号と1
7で使用している。ステップモータへの電力供給は定電
流用口励チョッピングI C303f7) E A I
) 、  E CD端子ニ接続すレタ電流検出月1抵抗
R4G、T≧42により倹山され、第5図のフッツバl
ノー夕IC51の人力喘1’ S I 2.534(第
3図参+1Q )のリファ1/ノス宙圧に従って雷lル
、か制御される。リファ1/ンス電圧は設定速度により
リノり換えられ、ある設定速度の1易合はR58と1?
(i2(R50と1セロ33)により分圧された値、他
の設定11j度の場合はR5F(とR〔(2とR61(
R5!1.REj3.R7I)にj、り分圧された値と
、スレーブCI) U 2のボー1により制御される。 相りJり換え通電後に発生ずる逆起電力は第5図ダイl
−ドI〕3.  l)4.  l) I O,1)r)
及び第3図ツェナーダイオ−F Z l) 4を通
【7
て消費され、また午ヤリソシ停止1・時にはVccから
1<41を通して:lイルに;1、−ルl’電流を流し
ている。 ;1、−ルト状態はスレーブCP LJ 2のボー1−
により制御される。 以上の制御回路構成により、下記手段に示した制御方式
を適用し、制御対象である−1−ヤリッジを安定に精度
J’! <制御できる。 ステップモータを安定に速度精度良く制御リーるため、
制御系は、ステップモータと141度検出のためのエン
フノーダを用いた閉ループ制御とする。第3図に制御回
路を示す。定速及び加減速制御はスレーブCI) U 
2によるステップモータ相IJ)り換え設定周期と第2
1121に示ずスリブ1板202と透過形光センサ20
4により構成される]−ノコーダから発生ずるへ1”F
S信号によりソソiウコーアで行っている。制御方法は
定速制御、加速制御、減d1制御の玉方法に区別して行
う。定速制御の場合第6IZ+に示す様にM T S信
す0)間の時間間l’17fか設定周期より長い場合は
へ4TS信号(1)の立」−りで相切り換えを行い(第
6図(A)、へ4TS信号(1)か設定周期より短い場
合は設定周間分の111を間か経過後に相リフり換えを
行う。(第6図(+1))MTS信号(1) トステッ
プモータのロータとの位i+v+″関係jet ステッ
プモータの静止l・ルク曲線の土で相切り換え時にトル
ク索動か最小となる(−℃に第2図にお(〕るスリット
板202と透過形光センサ20/lとの位置関係を調整
しであるので土、記の定速制御方法により速度精度の高
い速度制御か可能となる。 〔加速制御〕 1、)加速制御は、li;i則として相切り換えタイミ
ングを基QllにM T S信号と、第9図の力11中
データLDn (n=1〜12)の近い方で相切り換え
を行う。第14図に示すように、メインCP U ]よ
り印字モー1゛に応じ速度(11令N m I’ l’
 S (P u Is e  ])e r  S e 
c o n (+以下、+111 Sと略す。)  (
m = 1−3 )  (第1]図参1f<t )かス
レーブCPU2にIjえられると、スレーブCP U 
2は50の相切り換え回路により相U)り換えを行う。 同時にスレーブCP U 2は、N m PI’ Sに
応じた相切り換え周期設定データテーブル52(以下、
tDテーブルと略す。)を参照し53のタイマーを走ら
せる。その後、タイマー53からの割り込みが、エンコ
ーダ51よりのMTS信号1:11り込みか遅く来た方
の割り込みて次の相切り換えを行う。 乙の操作を加速に要するステップ数n(例えばn=1〜
12)行い加速を行う。 以」−の操作は、ステップモータのイ1する特性、すな
わちトルクが励磁相に対し回転角を変数にサインカーブ
状に発生ずる特性を利用し、ステップモータのII [
ffか遅い場合はトルクか増加するように、速度かψい
場合はトルクをl成しるように相を切り換え速度に応し
たトルクを得る操作である。 第15図はスピードか出すぎているのでステップモータ
の速度をR<tl−る場合を示している。その1111
果、+d! (a′か遅くなりタイマー値(1)に対し
てステップモータの実際の速度であるへ・1′r S 
4? V;周期Tか長くなってくる。 ここで、(a)の位置よりも(1))の位置において相
対的にトルクか多く得られる(斜線部か得られるトルり
)。さらにi中度か近くなってくると、MTS信号割り
込みての相切り換え((C)の位置)を行い、トルク曲
線の十1:1ノをなぞるようにして最大のトルクか得ら
れる。又、((1)は速度か速くなりつつある状態であ
る。第16図は、ステップモータの速度が速すぎてなか
なか減速されない場合を示している。タイマー値L l
)に対しM T S信号周間Tか短くなってくると、タ
イマー値E1)の割り込みて相を切り換えるととにより
(a)〜(e)の位置のようにトルクか減じられる。 2.)シかし、1.)の操作は、速度かVt <なり過
きた場合は最大の加i1i トルクか得られるので良い
か +N!度か【11<なり過ぎた場合、トルクの1ノ
・・℃じh【が不足となり1」標速度に戻るのに多くの
ステップ数を川する欠点かある。以下にとの欠点を補整
する方法を示す。まずステップモータの速度か〒くなり
過ぎたことを検山する手段として、第7し1に示すよう
にタイマー値t I)の出力塗中TX時間(第9図のデ
ープル参1(<i )内にてMTS信号をチェックする
。ととで、CPU2がタイマー53を監視していて、T
X時間の経過を知る。そして、TX時間内にMTS信号
を確認した時点で、(1)タイマーのかわりに時間Tv
 (第9図)タイマーを走らせる。(第7図ではT5.
TIOの所)これによりL l)による割り込みjこり
さらに遅い位置てT7割り込みかかかり、にり多くのト
ルク減が旧れる。 この制御か続くと、どんどん41度か落ちていくので、
この制御を行なった後は、所定の回数はこの処理を行な
わないようにする。 ”「X+TS’の値は、1つの速度N n P P S
にして一意に決定され、El)テーブル52に格納され
ている。そして、Tつ時間内にM ”「S信す−が来た
時には、CI”LJ2が、タイマー533に′「、・を
セットする。 又、このTX、TVによる制御は、加沖区間中常時、実
行されている。 r(、)’2)の制御と同様に、ステップモータの坤1
yか速くなり過ぎた場合の制御方法で、ラッシュ、;1
.−ルド電流の切り換えにJ、り速度の制御を行う。第
9図の加速バターノにおいて、スラップモータの駆動開
始後m回1」(第8図の場合は3回)の相すJり換えま
では、手記1.)の加速制御で加速を行い、m−1−1
回から0回までは、(第8図の場合4回から9回)相切
り換え毎に次の方法て加速する。ずなわち、tDJ−リ
MTSか先に来た場合である。相切り換え後最初のMT
S信号が発生しくこの時、ラッシュ電流を印加中である
。)、そのM T S信号立−1−りからバイアス時間
T IIか経過するJSで駆動相にラッシュ電流を加え
、その後次の相すノリ換えまではホール]・電流を加え
る。時間T nは、キャリッジの移動を保障する為のト
ルクを11する時間である。ラッシュ電流印加中に次の
相切り換えタイミングか来た場合(速度は特別に早くな
い状態)は1,1、−ルト電lALには切り換えず前記
1.)の制御を行う。また、最初のM T S信号に続
いて次のMTS信8′)かホールト電流印加中(前述の
T。経過後、ホールlに落ちた場合)に来た場合(速度
は特別に91い状態)にはMTS信号は無視され、ホー
ルト電流か継続して流れる。又、所定の区間以降は前記
1.)の加速制御を行う。このようにラッシュ・;1、
−ルl−電流すノり換えににる制御の区間を区切る(こ
の例では、T =  T 9の区間)るのは、通常速m
′のオーバーシュlかこの区間で強い為である。この制
御を第17図の静止トルク曲線でみると、(a)(C)
と同じ位置で相+J)り換えを行っているが、(C)の
方ハハイアス時間Tnてホールト電流に切り換っている
為(1))の部分のトルクが減じられる。 (ホールト“電流の部分では、トルクはほとんど0であ
る。 以上1.)〜3)の加速制御は、ステップモータのイ1
′するトルクと回転速度のかね合いにより、廂則的には
りの制御、トルク過−1−の場合は1.)+2)の制御
、トルクがさらに過−1,の場合は1.)+3)の制御
を行うと振動の少ない加速が行える。 例えば、設定速度N m I’ P Sが、最も遅い場
合に1. ) +3. )の制御を使用することか考え
られる。 バイアス時間T11は、固定的なものであり、C1)U
2が、タイマー53を監視することにより認識される。 又、ホールドと、ラッシュの切り換えは、先に示した第
3図に示したようにCI) U 2が、そのボート目)
、を操作することにより実現される。 〔定速制御〕 加速制御の1.)を用い1定の時間間隔d m s(各
速用′テーブルの到達時間間隔cl)、、にほぼ等しい
値)を(Dデータとして用いる。 〔減速制御〕 上記の定速領域は、何パルス続くかが決まっているので
、その最後の領域で、第14図で示した構成に上り、M
TSか早く来たが、αごとの信号か早(来たかを認識す
る。この場合、前記の加速領域とは、異なり、タイマー
51′3に設5JEされる値は、固定値のαである。 I)αごとの信号かMTSより6早(来た場合(第10
図) とれは、第10図に示される場合で、キャリッジが、止
まろうとしている場合である。この時、ステップモータ
脱調せず確実にステップ送りをしながら減速するように
閉ループ制御を行なう。この制御は、MTS信号を使用
した後△Tn時間経過後に相Uノリ換えを行なうことに
J、り達成される。 つまり、次の相に明り換えてやることにより、必ず次の
MTS信号か出てくるので、とれにより、4−ヤリツブ
を強制的に動かずことかできる。 ことて、△T I 、△T1、△T、(第1O図)・・
・たけMTSとずらして相を切る換えるのは、MTSで
切り換えると、トルクか強すぎるからである。 λ)αごとの信号かMTSよりもHいが、又は同時の場
合(第11図) 減速制御を開始する++’r rliiのMTS信号信
号待間1!il T aを測定する。Taは、加速、定
速制御領域においてMTS信号割辺ごとに第14図のタ
イマー54を走らせることによりCP U 2で測定で
きる。このTaの値と、開ループ制御の減速/(ター/
周間tDn (n=1.12)(第13図)を、111
1次比較し長い方の時間で相をり)り換え1威速を行う
。 ずなわち、Ta≦t; I) nの時には、キャリ・ノ
シが、減速パターンデータにのるスピード′であるから
、この1j7には、減速パターンデータt l’) n
に基づいて相を切り換え間ループで制御を行なう。 (第18図のA) 又、Ta、>CI)nは、十分に加速しないうちに減速
を指示された場合である。(例えば、キャリッジがホー
ムポジション近くに居る時等)この場合には、Taの時
間間隔て、間ループ制御を行ないTa≦t I) nと
なったら−1−記の制御に移る。(第18図の11 ’
) ここで、少なくとも減速パターンHの場合では、相切り
換えのタイミングごとに、Ta(減速に入る直前のデー
タ)とLDnを比較している。 乙の比較は、CPU2がタイマー54を用いて7111
1定したTaと、tDテーブル52より読み込んできた
データとを内部レジスター1−で比較することにより実
行される。 3)高速J−りの減速(第18図のll’l腺C91)
の場合) 2、)の制御において、減速に入るll’r前の速度が
非常に高速の場合、つまりT a < L I) +の
時、強引に減速テーブルにのせようとするとステ・ツブ
モータは脱調を起し減速制御か行なえな(なる。この場
合、閉−ループ制御により、重重トルク曲線の負の部分
を最大限に利用し減速を行い、途中減速データt l)
 nの速度に減速したらλ)の制御に移行し停止する。 第19図において減j1jに入るii’[nifのMT
S周期TaがTa<Ll)iであれば、まず最初に定速
制御と同様に6秒の53のタイマー割り込みにてCI)
 U 2は相切り換え指令を50の相切り換え回路に出
力する。この後、M ’r S信号により相を切り換え
る。又、ここては最FBIにαで切り換えて以後、MT
Sにより相切り換えしているが、最初からMTSで切り
換えをしてもよい。通常は、ステップ陽(第4図)を1
つii[めるのであるが、ここでは第19図の(a)に
示すようにステップNO,2+ No、 3の所を、ス
テップN0.2 + No、 Iのごとく1つ前の状態
に戻してやる。つJ:す、ステップモータは、ステップ
NO,lの安定点(I))の位置に向かって逆転移動を
行おうとする。しかし、実際は前記したようにステップ
モータは非常に高速で回転している為に、高慣性をイr
【7ており、逆転は行わす正転を行い第191!1(c
)の部分のように負のトルクが得られる。以降、CI’
U2はMTS信号ことにMTS信号周期Tan (n=
I〜】2)を1Jlll 5j了し、L Dテーブルの
1h表速データ[1)nと順次比較を行なっていく。T
 a n < L l) nかつTan<El)Zの間
(第18図斜1!j1部分)、CI)U2はへ41゛S
信号割り込めで相Qノり換え11′1令を出力するとと
により、第19図の(a)から((1)の斜部11部の
ように負方向の最大トルクが得られ減速か行なわれる。 ここで時間T I) Zを設5J4するのは−1−記戚
速制御中に、ステップモータの1j了度か遅くなってく
るにつれ、慣+jl力も衰え先はと述へた逆転という現
象か生ずるからである。逆転によりJ’ 7j了進行方
向とは逆のMTS信tシか発生し、CPU2は方向判別
手段をもっておら゛ずMTS信号割り込みにて次相を励
磁させる為に脱調を起としてしまう。とれを防止する為
に、逆転を起乙さない最低速度をTI’)7に設定して
おく。例えば、約2m5ec程度か考えられる。 T a n > t D nまたは、T a n 〉T
 l) Zになった時点でCI)U 2は、相切り換え
指令を2つ進めて50の相(ηり換え回路に111力す
る。ことでは第19図の(d)に示ずJ、うにステップ
NO,3→t10.1となり(f)の斜線部のように正
のトルクが得られる。以降は52のL I)データによ
り順次川辺り換えを行う開ループ制御を行い減速を終了
する。 ここて、閏ループ制御から開ループ制御Cごしlり換え
る点、第19図((I)の位置において最も脱調が起き
やすい。−1−記のにうにこの位置にて相を2つ進める
乙とにJ、す、回転方向−14の最も近い安定点(C)
を持つ相を励磁すると表になり脱調しにくくなる。 すなわち、ステップNo、 3からステップNo1に切
り換わることにより正のトルクが発生して、安定点(e
)へ向かおうとする動きとなる。 以後は、開ループ制御になり、速度も1・分遅いのて、
tDテーブル52のデータに追従してモータが動いてい
く。 以上、−1−記の実施例では、4相モータで、励磁方式
は、2−2相励磁としたか本発明はとれに限定されるも
のではなく、4相以外のモータや、2−2相以外の励磁
方式にも当然適用できる。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、・トヤリッジの加
速制御を、キャリッジに直接あるいは間接的に連結され
たステップモータの相切り換えを行なった後、モータタ
イミング信号が、相切り換え指示信号より早(発生した
場合には、該モータタイミング信号の発生時刻から少な
くと64−ヤリツクの移動を保障する為のトルクを得る
のに必要な時間の間は、ステップモータに第1の電流値
を有する電流を駆動電流として供給し、該時間の経過後
は、ステップモータに第1の電流値と比較して相対的に
小さい値を有する第2の電流を駆動電流として供給し、
又は、ステップモータの相切り換え後、次に相切り換え
指示信号がモータタイミング信号より早く発生した場合
には、第1の電流を有する電流を駆動電流としてステッ
プモータに供給し続けるというt?l成を有するので、
キャリッジが印字領域に達するまでの速度制御が最適に
行なワレ、キャリッジ移動方向のプリンタの大きさく幅
)をおさえ、小型化、及び高効率のプリンタを提供する
ことができる。 4、図面のfrir !11−な説明 第1図は本発明実施1の制御回路ブ「1ツク図。 第2図は本発明実施例1の4−ヤリッシ機構図。 第3図は本発明実施例1の制御回路図。 第4図は本発明実施例1に用いるステップモータ駆動シ
ーケンス((1)図)及び結線図((2)図)。 第5図は本発明実施例1のステップモータのドライブ回
路図。 第6図(A)、(I3)はそれぞれMTS信号の周間が
設定時間[。Cに比べ長い場合((A))、短い場との
モータ制御方法説明図。 第7.8図は、本発明の加速時を示すタイムチャート。 第9図は本発明の加速パターン図。 第10.11図は本発明の減速時を示すタイムチャート
。 第12、第13図は本発明の減速パターン図。 第14図は、本発明において相すノり換えを行なうため
の(II&成を示す図。 第15.16.17図は相切りかえのタイミングとトル
ク曲線の関係を示す図。 第18図は、各種の減速パターンを説明する図。 第19図は、超高速よりの減速の様子を示すタイムヂャ
−1・。 以  −1− 第6 図 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. キャリッジに印字ヘッドを搭載しキャリッジの移動によ
    り印刷をおこなうプリンタのキャリッジ制御方法におい
    て、キャリッジを加速駆動する際、キャリッジに直接あ
    るいは間接的に連結されたステップモータの相切り換え
    を行なった後、該ステップモータの単位移動に同期して
    出力され該ステップモータに対し最大の回転トルクを与
    える切り換えタイミングを提供するモータタイミング信
    号(以下、モータタイミング信号と略す。)が、該ステ
    ップモータの相切り換えを所定時間ごとに指示する相切
    り換え指示信号(以下、相切り換え指示信号と略す。)
    より早く発生した場合には、該モータタイミング信号の
    発生時刻から少なくともキャリッジの移動を保障する為
    のトルクを得るのに必要な時間の間は、ステップモータ
    に第1の電流値を有する電流を駆動電流として供給し、
    該時間の経過後は、ステップモータに第1の電流値と比
    較して相対的に小さい値を有する第2の電流を駆動電流
    として供給し、又は、ステップモータの相切り換え後、
    次に相切り換え指示信号がモータタイミング信号より早
    く発生した場合には、第1の電流値を有する電流を駆動
    電流としてステップモータに供給し続けることを特徴と
    するプリンタのキャリッジ制御方法。
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