DE69204490T2

DE69204490T2 - Positionsdetektionsgerät.

Info

Publication number: DE69204490T2
Application number: DE69204490T
Authority: DE
Inventors: Shigenori Ueno
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-02-21
Also published as: KR960003351B1; US5331680A; EP0500116A2; EP0500116B1; DE69204490D1; JPH04268407A; EP0500116A3; KR920016982A; JP2995097B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen seriellen Drucker mit einem Wagen zum Transportieren eines Druckkopfes und insbesondere eine Positions-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer gegenwärtigen Position des Wagens, um die Antriebszeitsteuerung des Druckkopfes zu steuern.
Ein typischer serieller Drucker ist wie folgt aufgebaut. Ein Wagen mit einem darauf angeordneten Druckkopf wird parallel zu einer Walze bewegt und der Druckkopf entsprechend Druckdaten angetrieben, während ein Papierblatt auf der Walze durch den Druckkopf abgetastet wird, welcher sich zusammen mit dem Wagen bewegt. Ein derartiger Drucker weist eine Positions-Erfassungsvorrichtung zum Steuern der Antriebs- Zeitsteuerung des Druckkopfes auf. Diese Positions-Erfassungsvorrichtung erfaßt eine gegenwärtige Position des Wagens, während der Wagen entsprechend der Drehung eines Wagenmotors vor und zurückbewegt wird und erzeugt die gegenwärtige Position des Wagens darstellende Positionsdaten. Der Druckkopf wird nach einer Aktualisierung der durch die Positions-Erfassungsvorrichtung erhaltenen Positionsdaten angetrieben.
Die Positions-Erfassungsvorrichtung weist eine lineare Kodiereinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals auf, welches sein Niveau ändert, wenn ein Wagenbereich jeden der Koordinatenpunkte durchläuft, welche auf der freitragenden Länge der Walze in einem vorgegebenen Abstand eingestellt sind, sowie einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impulses entsprechend einer Niveauänderung des Ausgangssignals von der linearen Kodiereinrichtung und eine Zähleinrichtung zum Zählen der durch den Impulsgenerator erzeugten Impulsanzahl. Während des Anfangszustandes behält die Zähleinrichtung beispielsweise "1" als Positionsdaten bei, welche die Ausgangsposition des Wagens kennzeichnen. Die Positionsdaten werden um "1" entsprechend einem durch den Impulsgenerator erzeugten Impuls erhöht, wenn der Wagen vorwärts bewegt wird, und um "1" entsprechend einem durch den Impulsgenerator erzeugten Impuls verkleinert, wenn der Wagen rückwärts bewegt wird.
Die Positions-Erfassungsvorrichtung hat den folgenden Nachteil, wenn der serielle Drucker ein Tintenstrahldrucker ist und ein Drucken in zwei Richtungen ausführt. Im allgemeinen druckt ein derartiger serieller Drucker Punkte, indem Tinte vom Druckkopf zu einem Papierblatt gespritzt wird. Da der Druckkopf, nachdem er angetrieben wurde, nicht sofort Tinte ausstoßen kann, weicht die Druckposition aufgrund der Bewegung des Wagens während der Zeitverzögerung ab.
Fig. 1 (a) zeigt die Wagenposition, bei welcher das Ausgangssignal der linearen Rodiereinrichtung ihr Niveau ändert, Fig. 1 (b) stellt den Positionsdatenausgang von der Positions-Erfassungsvorrichtung dar, wenn der Wagen vorwärts bewegt wird, und Fig. 1 (c) zeigt den Positions-Datenausgang von der Positions-Erfassungsvorrichtung, wenn der Wagen rückwärts bewegt wird. Die Positions-Erfassungsvorrichtung gibt gemeinsame Positionsdaten n aus, wenn der Wagen eine Position P1 in dessen Vorwärtsbewegung und wenn der Wagen eine Position P2 in dessen Rückwärtsbewegung durchläuft. Wenn der Drucker den Druckkopf antreibt, wenn die Positionsdaten n erhalten werden, druckt der Druckkopf Punkte an einer Position R1 oder R2. (R1 bezeichnet die Position der Punkte, welche in der Vorwärtsbewegung des Wagens gedruckt wurden und R2 kennzeichnet die Position der Punkte, welche in der Rückwärtsbewegung des Wagens gedruckt wurden.) Da ich die Druckposition der Punkte in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Wagens ändert, ist es schwierig aus den gedruckten Punkten in der Papierzuführrichtung gebildete Zeichen oder Symbole auszurichten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Positions-Erfassungsvorrichtung zu schaffen, welche einen Ausrichtungsfehler der durch Drucken in zwei Richtungen gedruckten Punkte verkleinern kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positions-Erfassungsvorrichtung mit einem Bewegungs-Erfassungsbereich zum Erzeugen eines Impulses, wenn ein Wagen jeden Koordinatenpunkt durchläuft, welche in dessen freitragender Hin- und Herbewegungslänge mit einem vorgegebenen Abstand eingestellt wurden, mit einem Zählbereich zum Speichern von Positionsdaten, welche eine anfängliche Position des Wagens vorab darstellen, zum Erhöhen der Positionsdaten entsprechend einem Impuls, welcher durch den Bewegungs-Erfassungsbereich erzeugt wird, wenn der Wagen in eine erste Richtung bewegt wird, und zum Verkleinern der Positionsdaten entsprechend einem Impuls, welcher durch den Bewegungs-Erfassungsbereich erzeugt wird, wenn der Wagen in eine zweite Richtung bewegt wird, und mit einem Positionsdaten-Korrekturbereich zum Steuern der Zähleinrichtung, um die Positionsdaten zu korrigieren, wenn der Wagen in die zweite Richtung bewegt wird, so daß die Positionsdaten eine in die erste Richtung um eine vorgegebene Größe verschobene Position darstellen und um die Korrektur zu löschen, wenn der Wagen in die erste Richtung bewegt wird.
Bei dieser Positions-Erfassungsvorrichtung wird die Druckzeitsteuerung durch die Korrektur der Positionsdaten vorverlegt, wenn sich die Bewegungsrichtung des Wagens von der ersten Richtung zur zweiten Richtung ändert. Folglich kann ein Versatz verkleinert werden, wenn ein relativ großer Versatz zwischen der Druckposition bei Bewegen des Wagens in die erste Richtung und der Druckposition bei Bewegen des Wagens in die zweite Richtung auftritt.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:
Fig. 1 (a) bis 1 (c) eine Beziehung zwischen dem Positionsdatenausgang von einer herkömmlichen Positions-Erfassungsvorrichtung und einer Wagenposition;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Positions-Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 (a) und 3 (b) Wellenformdiagramme, welche Ausgangssignale von einem in Fig. 2 dargestellten Kodiereinrichtungssensor zeigen;
Fig. 4 (a) bis 4 (e) Zeitsteuerungsdiagramme zum Erläutern eines Betriebes der in Fig. 2 dargestellten Positions-Erfassungsvorrichtung; und
Fig. 5 (a) bis 5 (c) Ansichten, welche eine Beziehung zwischen dem Positionsdatenausgang durch die in Fig. 2 dargestellte Positions-Erfassungsvorrichtung und einer Wagenposition zeigen.
Eine Positions-Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Die Positions-Erfassungsvorrichtung ist in einem Tintenstrahl-seriellen Drucker aufgenommen, welcher einen Wagen mit einem darauf angeordneten Druckkopf parallel zu einer Walze bewegt und den Druckkopf entsprechend Druckdaten antreibt, während ein Papierblatt auf der Walze durch den Druckkopf abgetastet wird, welcher sich zusammen mit dem Wagen bewegt. Die Antriebs-Zeitsteuerung des Druckkopfes wird unter Verwendung der Positions-Erfassungsvorrichtung gesteuert.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung der Positions-Erfassungsvorrichtung. Diese Vorrichtung weist eine lineare Kodiereinrichtung 1, einen Bereich 2 zur Richtungsbestimmung, einen Bereich 3 zur Impulserzeugung, einen Bereich 4 zur Positionskorrektur und einen Bereich 5 zur Positionszählung auf. Die lineare Kodiereinrichtung 1 besteht aus einer gurtförmigen Platte PL, welche entsprechend einer freitragenden Länge der Walze vorgesehen ist, und aus einem Kodiereinrichtungssensor 1a, welcher auf einem Wagen CA befestigt ist. Die Platte PL hat mehrere Schlitze, welche mit einem vorgegebenen Abstand im Hin- und Herbewegungsbereich des Wagens CA angeordnet sind und in dem Bereich eingestellte Koordinatenpunkte darstellen. Der Kodiereinrichtungssensor 1a erfaßt die Schlitze SL während der Bewegung des Wagens CA, um ein Zwei-Phasensignal mit Wellen A und B zu erzeugen, deren Niveaus alternativ, synchron mit der Erfassung eines Schlitz es SL invertiert werden. Wie aus Fig. 3 (a) ersichtlich wird die Phase der Welle A verglichen mit der Welle B vorverlegt, wenn der Wagen CA in Vorwärtsrichtung bewegt wird. Wie in Fig. 3 (b) dargestellt wird die Phase der Welle B verglichen mit der Welle A vorverlegt, wenn der Wagen CA in Rückwärtsrichtung bewegt wird. Das Zwei-Phasensignal wird von dem Kodiereinrichtungssensor 1b dem Richtungsbestimmungsbereich 2 und dem Impulserzeugungsbereich 3 zugeführt. Der Richtungsbestimmungsbereich 2 erfaßt die Bewegungsrichtung des Wagens CA vom Zwei-Phasensignal und erzeugt ein Richtungssignal, welches die erfaßte Richtung anzeigt. Das Richtungssignal wird auf "H"-Niveau gesetzt, wenn der Wagen CA sich in Vorwärtsrichtung bewegt und wird auf "L"-Niveau gesetzt, wenn der Wagen CA sich in Rückwärtsrichtung bewegt. Der Impulserzeugungsbereich 3 erzeugt einen Impuls entsprechend einer Niveauänderung jeder Welle A und B des Zwei-Phasensignals, welches vom Kodiereinrichtungssensor 1a zugeführt wurde und führt den Impuls dem Positionszählbereich 5 zu. Der Positionskorrekturbereich 4 erzeugt einen Impuls entsprechend einer Niveauänderung des vom Richtungsbestimmungsbereich 2 zugeführten Richtungssignals. Der Positionszählbereich 5 speichert Positionsdaten, welche eine anfängliche Position des Wagens CA darstellen, erhöht die Positionsdaten um "1", entsprechend einem Impuls von dem Impulserzeugungsbereich 3, wenn das Richtungssignal vom Richtungsbestimmungsbereich 2 sich auf "H"-Niveau befindet und verringert die Positionsdaten um "1", entsprechend einem Impuls vom Impulserzeugungsbereich 3, wenn das Richtungssignal vom Richtungsbestimmungsbereich 2 auf "L"-Niveau ist.
Des weiteren verringert der Positionszählbereich 4 die Positionsdaten um "1" entsprechend einem Impuls, welcher von dem Positionskorrekturbereich 4 zugeführt wurde, sofort nachdem das Richtungssignal von dem Positionsbestimmungsbereich 2 vom "H"-Niveau zum "L"-Niveau geändert wurde und erhöht die Positionsdaten um "1" entsprechend einem Impuls, welcher von dem Positionskorrekturbereich 2 zugeführt wurde, sofort nachdem sich das Richtungssignal von dem Positionsbestimmungsbereich vom "L"-Niveau auf das "H"-Niveau geändert hat. Diese Positionsdaten werden vom Positionszählbereich 5 ausgegeben, um die Antriebs-Zeitsteuerung des Wagens CA zu steuern.
Als nächstes wird der Betrieb der Positions-Erfassungsvorrichtung beschrieben.
Fig. 4 (a) zeigt ein von dem Kodiereinrichtungssensor 1a erzeugtes Zwei-Phasensignal, wenn die Bewegungsrichtung des Wagens CA umgekehrt wird. Wenn die Welle A des Zwei-Phasensignals bei Vorwärtsbewegung des Wagens CA ansteigt erzeugt der Impulserzeugungsbereich 3, wie in Fig. 4 (d) dargestellt, einen Impuls entsprechend des Anstieges der Welle A. Der Zählbereich 5 zählt die Impulse zusammen und aktualisiert deren Positionsdaten "n" bis "n+1", wie in Fig. 4 (e) dargestellt ist. Anschließend steigt die Welle A des Zwei- Phasensignals, wie in Fig. 4 (a) gezeigt wird. Der Impulserzeugungsbereich erzeugt, wie in Fig. 4 (a) dargestellt, einen Impuls entsprechend dem Anstieg der Welle B. Der Impulszählbereich 5 zählt den Impuls zusammen und aktualisiert dessen Positionsdaten "n+1" bis "n+2", wie in Fig. 4 (e) dargestellt ist.
Anschließend wird die Bewegungsrichtung des Wagens CA geändert. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Welle B des Zwei-Phasensignals vor der Welle A, wie in Fig. 4 (a) dargestellt, ab und das Richtungssignal des Richtungsbestimmungsbereiches 2 fällt, wie in Fig. 4 (b) dargestellt, ab. Der Positionskorrekturbereich 4 erfaßt diese Niveauänderung des Richtungssignals und führt einen Impuls dem Positionszählbereich 5 zu. Da das Richtungssignal auf "L"-Niveau gesetzt wird, zählt der Positionszählbereich 5 den Impuls herab und aktualisiert dessen Positionsdaten "n+2" bis "n+1". Der Positionszählbereich 5 zählt ferner den Impuls herab, welcher erzeugt wird, wenn die Welle B, wie oben beschrieben abfällt, und aktualisiert dessen Positionsdaten "n+1" bis "n". Dann fällt die Welle A, wie in Fig. 4 (a) dargestellt ist. Der Impulserzeugungsbereich 3 erzeugt einen Impuls entsprechend dem Abfall der Welle A und führt den Impuls dem Positionszählbereich 5 zu. Der Positionszählbereich 5 zählt den Impuls herab und aktualisiert seine Positionsdaten "n" bis "n-1".
Wenn die Bewegungsrichtung des Wagens CA von der Rückwärtsrichtung zur Vorwärtsrichtung geändert wird arbeitet die Positions-Erfassungsvorrichtung in der gleichen Weise wie oben beschrieben ausgenommen, daß die Positionszähleinrichtung 5 einen Impuls vom Positionskorrekturbereich 4 hochzählt.
Fig. 5 (a) zeigt die Position des Wagens CA, bei welcher das Zwei-Phasensignal der linearen Kodiereinrichtung 1 ihr Niveau ändert, Fig. 5 (b) zeigt den Positions-Datenausgang vom Positionszählbereich 5, wenn der Wagen CA vorwärts bewegt wird und Fig. 5 (c) zeigt den Positions-Datenausgang von der Positions-Erfassungsvorrichtung, wenn der Wagen CA rückwärts bewegt wird. Die Positions-Erfassungsvorrichtung gibt gemeinsame Positionsdaten "n" aus, wenn der Wagen CA die Position P1 in Vorwärtsbewegung durchläuft und wenn der Wagen CA die Position P3 in Rückwärtsbewegung durchfährt. Wenn der Drucker nach Empfang der Positionsdaten "n", welche von dem Positionszählbereich 5 ausgegeben wurden, den Druckkopf antreibt, druckt der Druckkopf Punkte an der Position R1 bei Vorwärtsbewegung und bei der Position R2 bei Rückwärtsbewegung. Die Positionen R1 und R2 sind fast identisch zu der Position P2 des Wagens CA. (Der Korrekturbetrag der Positionsdaten muß entsprechend der Zeit des Druckkopfes für das Abgeben von Tinte, nachdem der Druckkopf angetrieben wurde, geeignet geändert werden.)
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel korrigiert die Positions-Erfassungsvorrichtung die Positionsdaten, indem die Positionsdaten verkleinert werden, wenn sich die Bewegungsrichtung des Wagens CA von der Vorwärtsrichtung zur Rückwärtsrichtung ändert und die Korrektur wird annuliert, wenn sich die Bewegungsrichtung des Wagens CA von der Rückwärtsrichtung zur Vorwärtsrichtung ändert. Somit wird die Antriebs-Zeitsteuerung des Druckkopfes bei Rückwärtsbewegung des Wagens CA vorverlegt, wodurch der Abstand zwischen der Position R1 der in Vorwärtsbewegung des Wagens CA gedruckten Punkte und der Position R2 der in der Rückwärtsbewegung des Wagens CA gedruckten Punkte verkleinert wird. Entsprechend ist es möglich, aus den gedruckten Punkten in Papierzuführrichtung ausgebildete Zeichen und Symbole auszurichten.
Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart und beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß andere Ausführungsbeispiele und Modifikationen möglich sind.
Beispielsweise steuert der Positionskorrekturbereich 4 den Positionszählbereich 5, um die darin gespeicherten Positionsdaten zu korrigieren, wenn die Bewegungsrichtung des Wagens geändert wird. Jedoch kann der Positionskorrekturbereich 4 den Positionszählbereich 5 steuern, um die darin gespeicherten Positionsdaten wiederzugewinnen und um sie bei Vorwärtsbewegung des Wagens CA (oder bei Rückwärtsbewegung des Wagens CA) zu korrigieren.
Ferner ist es nicht erforderlich, den Richtungsbestimmungsbereich 2 vorzusehen, wenn das Richtungssignal, welches die Bewegungsrichtung des Wagens CA anzeigt, von einer Steuerschaltung des Druckers erzielt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Positions-Erfassungsvorrichtung in einem seriellen Tintenstrahldrucker eingesetzt. Jedoch kann die Positions-Erfassungsvorrichtung bei einem seriellen Drucker eines anderen Typs eingesetzt werden, welcher ein Zweirichtungsdrucken mit einem Druckkopf ausführt, dessen Ansprechzeit relativ lang ist.

Claims

1. Positions-Erfassungsvorrichtung mit:

Bewegungs-Erfassungeinrichtungen (1, 3) zum Erzeugen eines Impulses, wenn ein Wagen (CA) jeden Koordinatenpunkt durchläuft, welche in dessen freitragender Hinund Herbewegungslänge mit einem vorgegebenen Abstand eingestellt wurden; und

einer Zähleinrichtung (5) zum Speichern von Positionsdaten, welche eine anfängliche Position des Wagens (CA) vorab darstellen, zum Erhöhen der Positionsdaten entsprechend einem Impuls, welcher durch die Bewegungs-Erfassungseinrichtungen (1, 3) erzeugt wird, wenn der Wagen (CA) in eine erste Richtung bewegt wird, und zum Verkleinern der Positionsdaten entsprechend einem Impuls, welcher durch die Bewegungs-Erfassungseinrichtungen (1, 3) erzeugt wird, wenn der Wagen (CA) in eine zweite Richtung bewegt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Positions-Erfassungsvorrichtung ferner aufweist:

Positionsdaten-Korrektureinrichtungen (2, 4) zum Steuern der Zähleinrichtung (5), um die Positionsdaten zu korrigieren, wenn der Wagen (CA) in die zweite Richtung bewegt wird, so daß die Positionsdaten eine in die erste Richtung um eine vorgegebene Größe verschobene Position darstellen und um die Korrektur zu löschen, wenn der Wagen (CA) in die erste Richtung bewegt wird.

2. Positions-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsdaten-Korrekturbereich eine Umkehr-Erfassungseinrichtung (4) aufweist, um eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Wagens (CA) zu erfassen, wobei die Zähleinrichtung zum Verringern der Positionsdaten entsprechend einem Erfassungssignal, welches von der Umkehr-Erfassungseinrichtung (4) zugeführt wurde, wenn sich der Wagen (CA) in die zweite Richtung bewegt, und um die Positionsdaten entsprechend einem Erfassungssignal zu erhöhen, welches von der Umkehr-Erfassungseinrichtung (4) zugeführt wurde, wenn der Wagen (CA) sich in die erste Richtung bewegt, angeordnet ist.

3. Positions-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungs-Erfassungseinrichtungen eine lineare Kodiereinrichtung (1) zum Erzeugen eines Zwei-Phasensignals erster und zweiter Wellen aufweist, welche alternativ das Niveau ändern, wenn der Wagen (CA) jeden Koordinatenpunkt durchläuft, welche mit einem vorgegebenen Abstand eingestellt sind, und eine der Wellen eilt in der Phase der anderen voraus, entsprechend der Bewegungsrichtung des Wagens (CA), sowie einer Impuls-Erzeugungseinrichtung (3) zum Erzeugen eines Impulses entsprechend einer Niveauänderung in jeder ersten und zweiten Welle des Zwei-Phasensignals.

4. Positions-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Kodiereinrichtung eine Platte (PL) mit mehreren Schlitzen, welche die Koordinatenpunkte darstellen, und eine Kodiereinrichtungs- Sensor (1a) aufweist, welcher auf dem Wagen (CA) zum Erfassen der Schlitze, wenn sich der Wagen (CA) bewegt, befestigt ist.

5. Positions-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten-Korrektureinrichtung eine Richtung-Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen der Bewegungsrichtung des Wagens (CA) vom Zwei-Phasensignal aufweist, welches von der linearen Kodiereinrichtung (1a) zugeführt wurde.