JP3060178B2

JP3060178B2 - シリアルプリンタ

Info

Publication number: JP3060178B2
Application number: JP26350390A
Authority: JP
Inventors: 浩一増田; 伸二濡木; 孝昇岡安
Original assignee: セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 2000-07-10
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JPH04140099A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はシリアルプリンタに関し、特に印字ヘッドの
移送制御技術に関する。

〔従来の技術〕

従来のシリアルプリンタは印字ヘッドを印刷紙幅方向
に移送する為の移送機構を具備している。この移送機構
はステッピングモータにより駆動される。このステッピ
ングモータはモータドライバから供給される駆動パルス
に応じてステップ回転し移送機構を駆動する。モータド
ライバには制御回路が接続されており、駆動パルスレー
トを制御する事によりステッピングモータの回転速度を
適切に調整している。

〔発明が解決しようとする課題〕

シリアルプリンタの印字速度を高速化する為には、印
字ヘッド移送機構を駆動するステッピングモータを高い
駆動パルスレートで高速回転する必要がある。第５図は
一般のステッピングモータの回転トルクとパルスレート
（PPS）との関係を示すグラフである。プルイン曲線は
ステッピングモータの回転立上り時における回転トルク
とパルスレートの関係を示し、プルアウト曲線は定常回
転状態におけるモータ回転トルクとパルスレートとの関
係を示す。グラフから明らかな様に、パルスレートを大
きくしていくと、プルイン時における回転トルクがゼロ
になってしまう。従って高速印字を行なう為には、高い
パルスレートで高いプルイントルクを発生するステッピ
ングモータを用いる必要がある。しかしながら、かかる
高性能なステッピングモータは高価であり且つ大きな寸
法を有し実用的ではない。

高価で且つ寸法の大きなステッピングモータを用いる
事なく、高速印字を実現する為に、従来からステッピン
グモータの直線加速制御が行なわれている。即ち、プル
イントルクの発生可能な比較的低いパルスレートにより
ステッピングモータの起動を行ない、直線的にパルスレ
ートを増加しながらプルアウト領域で定常運転を行なう
ものである。プルアウト領域で定常運転を行なう事によ
り印字ヘッドを高速で且つ定速に移送し印字を行なう。

しかしながら、上述した直線加速制御においては、プ
ルインからプルアウトに達するまでの間に数十ステップ
を要しいわゆる前空走時間が長いという問題点があっ
た。この為、シリアルプリンタの有効印字スパンが狭く
なってしまうという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は短時間
で定常状態に加速する事のできる改良されたステッピン
グモータ加速制御方式を提供する事を目的とする。この
目的を達成する為に、本発明によれば、ステッピングモ
ータに供給される駆動パルスの駆動パルスレートは、制
御回路により、振幅が次第に増大し最大の振幅値を過ぎ
た位置までの正弦波形を時間軸に沿って等面積分割した
時得られる個々の振幅値に応じて各時間区分毎に順次制
御される。以下、かかる本発明は、制御方式を正弦波形
加速制御と呼ぶ異にする。この正弦波形加速制御方式を
用いて印字ヘッドを定格移送速度まで加速するものであ
る。

〔発明の作用〕

従来の直線加速制御方式と異なり、本発明にかかる正
弦波形加速制御方式においては、モータ始動時において
より効率的にステッピングモータを加速する事ができ、
印字ヘッドはより短時間で定格移送速度に達する事がで
きる。この結果、前空走時間が短縮される。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。第１図は本発明にかかるシリアルプリンタの構
成を示す模式的斜視図である。図示する様に、シリアル
プリンタは印字ヘッド１を有している。この印字ヘッド
１はサーマルヘッド、インクジェットヘッドあるいはワ
イヤドットヘッド等から構成されており、図示しないプ
ラテンに対して対向配置されている。印字ヘッド１はリ
ードスクリュー２からなる移送機構に搭載されており印
刷紙幅方向に移送される。リードスクリュー２の両端は
プリンタフレームの一対の側壁部３及び４によって回転
可能に軸支されている。さらに、印字ヘッド１には案内
シャフト５が挿通しており、印字ヘッド１の移送を案内
する。案内シャフト５の両端は一対のフレーム側壁部３
及び４によって保持されている。一方のフレーム側壁部
３の外面にはステッピングモータ６が搭載されている。
ステッピングモータ６のモータ軸はリードスクリュー２
に接続されておりこれを回転駆動する。リードスクリュ
ー２の回転に伴ない印字ヘッド１は印刷紙幅方向に移送
される。

印字ヘッド１にはヘッドドライバ７が電気的に接続さ
れている。ヘッドドライバ７は入力された画像情報に基
づいて印字ヘッド１に駆動信号を供給し画像印字を実行
させる為のものである。ステッピングモータ６にはモー
タドライバ８が電気的に接続されている。モータドライ
バ８はステッピングモータ６に対して駆動パルスを供給
する為のものである。モータドライバ８にはCPU9からな
る制御回路が接続されている。このCPU9はモータドライ
バ８の駆動パルスレートを制御するとともに、ヘッドド
ライバ７に画像情報を供給する。CPU9により、ステッピ
ングモータ６の駆動タイミングと印字ヘッド１の駆動タ
イミングが互いに同期される。CPU9は、ステッピングモ
ータの始動時において、正弦波形を時間軸に沿って等面
積分割した時得られる個々の振幅値に応じて、各時間区
分毎に順次駆動パルスレートを制御するよう動作する。
いわゆる正弦波形加速制御を行なう事により、印字ヘッ
ド１を定格移送速度まで短時間で加速する。

次に第２図ないし第４図を参照して本発明にかかるシ
リアルプリンタの正弦波形加速制御動作を詳細に説明す
る。第２図は正弦波形の時間軸に沿った等面積分割を説
明する為の線図である。縦軸に正弦波形の振幅をとって
おり、横軸に時間をとってある。図示する様に、正弦波
形の振幅はゼロから立上り時間の経過とともにピーク値
１に達するとともにその後減少する。正弦波形はS1ない
しS7の様に等面積分割される。各セグメントS1ないしS7
は全て等しい面積を有している。第１セグメントS1は最
大の時間区分を有しているとともに、最小の振幅値を有
している。これに対して、正弦波形のピーク付近に位置
する第５セグメントS5は最小の時間区分を有していると
ともに最大の振幅値を有している。このピークを過ぎた
位置にあるセグメント例えば第７セグメントS7は第５セ
グメントS5に比べて大きな時間区分値を有しているとと
もに小さな振幅値を有している。

第３図はモータドライバ８によって供給される駆動パ
ルスのパルスレート変化を示すグラフであり、縦軸はパ
ルスレート（PPS）を示しており、横軸は時間を示して
いる。パルスレートはCPU9によって制御されており、正
弦波形を時間軸に沿って等面積分割して得られた各セグ
メントの振幅値に応じて、各時間区分毎に段階的に順次
駆動パルスレートを変化させている。即ち、始めに第１
セグメントS1の振幅値に比例したパルスレートＳ′１を
設定する。第１セグメントS1に割り当てられた時間区分
経過後に、第２セグメントS2の振幅値に比例したパルス
レートＳ′２に切り換える。この様にして、パルスレー
トは段階的に上昇していき、第５セグメントS5に割り当
てられた時間区分において、最大のパルスレートＳ′５
に達する。本例においては、この最大パルスレートは72
0PPSに設定されている。最大パルスレートに達した後、
パルスレートは減少していき第７セグメントS7に割り当
てられた時間区分においてパルスレートＳ′７は640PPS
に設定される。以後、パルスレートはこの数値に保持さ
れる。即ち、ステッピングモータは定常回転状態に入り
以後高速且つ一定の回転速度でステップ回転駆動を行な
う。

最後に、第４図はステッピングモータの起動時におけ
る実際の回転速度の変化を示すグラフである。一点鎖線
はステッピングモータに印加される回転速度の理論的変
化を示しており、第３図に示すパルスレートの時間変化
に対応している。一点鎖線で示す曲線から明らかな様
に、回転加速力は一旦オーバーシュートした後定常状態
に達する。これに対して、実線で示すカーブはステッピ
ングモータの実際の回転速度の変化を示す。回転速度は
ステッピングモータのロータが有するイナーシャやロー
タ軸に加わる摩擦力等の影響により加速度の変化に追随
する事はできない。この結果、ステッピングモータの実
際の回転速度は振動又はオーバーシュートする事なく速
やかに定格回転速度に達する事ができる。逆に言うと、
この様な回転速度変化曲線を得る為に正弦波形加速制御
を行なうのである。

一方、点線で示すカーブは従来の直線加速制御を行な
った場合に得られるステッピングモータの回転速度変化
を示している。直線加速制御を行なった場合には、モー
タ回転速度が定常状態に至るまで多大の時間を要する。
この間、印字動作は行なわれない為空走時間として無駄
に消費されるのである。本発明にかかる正弦波形加速制
御を用いた場合には定常速度回転状態に至るまで10ステ
ップ程度で済むのに対して、従来の直線加速制御を用い
た場合には30ステップ程度を要する。

〔発明の効果〕

上述した様に、本発明によれば、正弦波形加速制御を
用いる事により、速やかにステッピングモータをプルイ
ン状態からプルアウト領域に持っていく事ができ、比較
的高い周波数応答特性を有するプルアウト領域でステッ
ピングモータを定格速度回転できるので、従来に比し印
字速度を高速化する事が可能になるという効果がある。
一般に、通常のステッピングモータはプルイントルクの
周波数応答性が低いにも拘らずプルアウトトルクの周波
数応答性が高い為、通常の安価なステッピングモータを
用いて印字速度の高速化が達成できるという効果があ
る。換言すると、従来のステッピングモータを搭載した
シリアルプリンタの機械的構成を変更する事なく、単に
正弦波形加速制御を採用する事により高速且つ高品位な
印字を得る事ができるという効果がある。さらに、本発
明にかかる正弦波形加速制御においては、立上り時ステ
ッピングモータに印加される駆動パルスレートがオーバ
ーシュートするにも拘らず、実際のステッピングモータ
の回転速度は印字ヘッドやステッピングモータのロータ
軸に生ずる摩擦等の為に速やかに定常状態に達する事が
でき印字ヘッドの振動等が生じないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はシリアルプリンタの構成を示す模式的斜視図、
第２図は正弦波形の時間軸に沿った等面積分割を説明す
る為の模式図、第３図は正弦波形加速制御方式を説明す
る為の模式図、第４図はシリアルプリンタに搭載される
ステッピングモータの回転速度の時間変化を示すグラ
フ、及び第５図はステッピングモータの回転トルクとパ
ルスレートとの関係を示すグラフである。１……印字ヘッド、２……リードスクリュー３……フレーム側壁部、４……フレーム側壁部５……案内シャフト６……ステッピングモータ７……ヘッドドライバ、８……モータドライバ９……CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−320185（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−198197（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 8/14 B41J 19/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】印字ヘッドを印刷紙幅方向に移送する為の
移送機構と、該移送機構を駆動する為のステッピングモ
ータと、該ステッピングモータに駆動パルスを供給する
モータドライバと、該モータドライバに接続されその駆
動パルスレートを制御する制御回路とを有するシリアル
プリンタにおいて、該制御回路は、振幅が次第に増大し最大の振幅値を過ぎ
た位置までの正弦波形を時間軸に沿って等面積分割した
時得られる個々の振幅値に応じて、各時間区分毎に順次
駆動パルスレートを制御する事により、該印字ヘッドを
定格移送速度まで加速する事を特徴とするシリアルプリ
ンタ。