JP3137479B2 - プロッタ装置 - Google Patents

プロッタ装置

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JP3137479B2
JP3137479B2 JP04343122A JP34312292A JP3137479B2 JP 3137479 B2 JP3137479 B2 JP 3137479B2 JP 04343122 A JP04343122 A JP 04343122A JP 34312292 A JP34312292 A JP 34312292A JP 3137479 B2 JP3137479 B2 JP 3137479B2
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光洋 松山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるペーパムービ
ングタイプのプロッタに関し、特に給紙ローラから一定
量の記録用紙を順次引き出して作画を行うプロッタ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】プロッタ装置では、大型の図面や極端に
長い図面を作図する場合に連続記録用紙(ロール紙)が
使用される。記録用紙が巻かれた給紙ローラからは、通
常、作画可能な所定量の記録用紙が引出されて、その作
画領域にペンヘッドにより作画がなされる。作画済み記
録用紙はカッタで切断され、または巻取ローラに巻き取
られる。
【0003】この種のプロッタ装置において、作画開始
に先立って記録用紙を給紙ローラから所定量だけ引き出
す際、記録用紙の蛇行等の搬送不良を防止する必要があ
る。そのため、引出される記録用紙に微小なテンション
をかけることが望ましい。従来は、給紙ローラに直結さ
れた給紙モータの正極端子と負極端子とを短絡させ、こ
れによって生じる給紙モータの制動力を利用して記録用
紙の引き出し時に記録用紙に微小なテンションをかける
ようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た記録用紙の引き出し方法では、記録用紙の引き出し時
のテンションが一定しないという問題がある。これは、
給紙モータの両極を短絡させた時の制動力は一定である
が、給紙ローラの径が使用経過時間と共に小さくなって
いくからである。即ち、記録用紙が駆動ローラによっ
て、制動がかけられた給紙ローラから一定速度で引き出
されるとすると、その記録用紙にかかるテンションは給
紙ローラの径が小さくなるほど大きくなる。したがっ
て、給紙ローラの最小半径時に記録用紙が破断しない程
度のテンションが記録用紙にかかるように条件を設定し
た場合には、給紙ローラの径が大きいときに必要とする
テンションが得られず、逆に給紙ローラの径が大きい時
に必要なテンションがかかるように条件設定すると、給
紙ローラの径が小さくなったときに記録用紙が破断する
おそれがある、という問題点があった。
【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、記録用紙を引き出す際に、給紙ローラの径に拘ら
ず、記録用紙に常に一定のテンションをかけることが可
能なプロッタ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプロッタ装
置は、作画に供される記録用紙が巻かれた給紙ローラ
と、この給紙ローラを駆動する給紙モータと、前記給紙
ローラから前記記録用紙を引き出す機能、及び引き出さ
れた前記記録用紙を第1軸方向に往復駆動する機能を有
する記録用紙駆動手段と、前記給紙ローラから引き出さ
れた前記記録用紙の作画領域上に位置して、前記第1軸
方向と直交する第2軸方向に駆動されて前記記録用紙上
に作画を行うヘッドと、作画開始に先立って前記用紙駆
動手段により前記記録用紙を前記給紙ローラから引き出
す際に前記給紙モータに対して、前記給紙ローラの径が
小さくなるにつれてオン/オフ比が小さくなるようにオ
ン/オフ比が可変制御された断続的な制動を付与する制
御手段とを具備したことを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明によれば、記録用紙を給紙ローラから引
き出す際に、給紙ローラには断続的な制動が与えられ
る。この時断続的な制動のオン/オフ比は、制御手段に
より給紙ローラの径に応じて可変制御される。即ち、給
紙ローラの径が小さくなるほど、オン/オフ比が小さく
なるように、給紙ローラに制動が与えられる。この結
果、給紙ローラから引出される記録用紙にかかるテンシ
ョンは、給紙ローラの径に拘らず時間平均でほぼ一定に
なる。具体的に例えば、上述のような制動のオン/オフ
比制御は、記録用紙を引出す駆動ローラに直結された駆
動モータをフィードバック制御するサーボ手段のいずれ
かのノードの信号を利用することにより、可能になる。
駆動モータを制御するサーボ手段は、記録用紙の目標位
置情報と現在位置情報とから位置偏差情報を求めて、位
置偏差を低減するように駆動モータをフィードバック制
御する。給紙ローラの径が大きい時と小さい時とでは、
このサーボ手段内の位置偏差情報その他の各ノードの電
位の時間変化の度合いが異なる。従って、記録用紙を給
紙ローラから引き出す際に制御手段はそのサーボ手段に
おける所定ノードの信号を監視しながらその信号レベル
が予め定められた範囲に収まるように、前記給紙モータ
に対して断続的な制動を付与する。この結果、時間平均
で見ると、給紙ローラから引出される記録用紙にかかる
テンションは常に一定に保たれる。
【0008】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図1は本発明の一実施例に係るペン
プロッタの外観斜視図、図2は同プロッタの簡略化した
縦断面図である。キャリー付きの支持台1には、Y軸レ
ール2が架設されており、このY軸レール2に、これに
沿って移動するペンヘッド3が装着されている。ペンヘ
ッド3には作図用のペン4とディジタイジング用のスコ
ープ5とが装着されている。ペン4の直下には、作図ロ
ーラ6が配置されている。記録用紙7は、加圧ローラ8
と駆動ローラ9とにより、作図ローラ6とペンヘッド3
との間をX軸方向に往復駆動されるようになっている。
これらの機構は、開閉可能な保護カバー10によって保
護されている。
【0009】Y軸レール2の一方の端部には、ペンスト
ッカを収納するペンストッカ収納部11が形成され、Y
軸レール2の他方の端部には、ペンヘッド及び各種ロー
ラを駆動するモータやモータファン等を収納するモータ
収納部12が形成されている。ペンストッカ収納部11
の近傍位置には、各種パラメータやオペレーションセッ
ト等を入力するための操作パネル13が設けられてい
る。この操作パネル13には、必要に応じて図示しない
メモリカードが装着される。
【0010】図2に示すように、ペンヘッド3を含む上
部機構の直下には、各種のローラが収容されている。記
録用紙7は、プロッタの後部に配置された給紙ローラ2
1に巻かれており、これから順次引き出される。給紙ロ
ーラ21から引き出された記録用紙7は、テンションロ
ーラ22とシート状の用紙ストッパ23の間、加圧ロー
ラ8と駆動ローラ9との間を搬送され、更に、作図ロー
ラ6上を通って、プロッタの前部に配置されたテンショ
ンローラ24とシート状の用紙ストッパ25の間を通っ
て巻取ローラ26に巻き取られる。この記録用紙7の搬
送駆動は、駆動ローラ9に直結された駆動モータにより
行われる。
【0011】図3は、ペン4の移動制御と記録用紙7の
搬送制御に関係する駆動制御系のブロック図である。コ
ントローラ31は、プロッタコマンドに基づきペンヘッ
ド3の駆動制御と、記録用紙7の搬送制御とを司る。X
軸サーボ系は、X軸サーボ手段32、駆動モータドライ
バ33、駆動モータ34及びX軸エンコーダ35によっ
て構成される。駆動モータ34は駆動ローラ9に直結さ
れている。
【0012】X軸サーボ手段32は、例えば図4に示す
ように構成されている。コントローラ31から供給され
るDDA(Digital Differential Analyzer )演算結果
である目標位置情報rxは、目標位置レジスタ51に格
納される。DDA演算は例えば1ms毎に実行され、その
都度目標位置情報rxは更新される。目標位置情報rx
は、図5に示すように、記録用紙7の速度カーブ(台形
カーブ)に合わせて、加速域、等速域及び減速域でそれ
ぞれ異なる間隔を開けて発生される。減算器52は、目
標位置情報rxと現在位置情報pxとの差を求め、これ
を位置偏差情報(エラーカウント値)exとして出力す
る。減算器53では位置偏差情報exから現在速度vx
が減算されて、トルク情報trq1 が得られ、これが比
例積分フィルタ54に導入される。フィルタ54から得
られるトルク情報trq2 は、PWM(パルス幅変調)
により駆動モータ34を駆動する駆動モータドライバ3
3に供給される。駆動モータ34は、駆動ローラ9を駆
動して記録用紙7をX軸方向に往復移動させる。駆動モ
ータ34に連結されたエンコーダ35は、記録用紙7の
X軸方向の現在位置情報pxを出力する。この現在位置
情報pxは減算器52に供給されると共に、速度変換手
段55で、例えば200μs毎に現在速度情報vxに変
換されて減算器53に供給される。速度変換手段55の
定常ゲインωcは、最大スピード時の最大誤差量を決定
するもので、加減速波形の直線性を調整する。
【0013】X軸サーボ系は、コントローラ31と共に
記録用紙7の搬送用制御系も兼ねている。コントローラ
31は、X軸サーボ手段32の中の位置偏差情報exを
常時監視している。この位置偏差情報exの急激な変化
によって、記録用紙にテンションがかかったことを検出
することができ、その検出結果によって後述のように給
紙ローラ21に対する制動のオン/オフ比を制御するこ
とができる。給紙ローラ21の制動制御のためにコント
ローラ31が監視するのは、位置偏差情報exに限られ
ず、X軸サーボ手段32内で位置偏差に応じて電位変化
する他のノードを監視することもできる。例えば、減算
器52の出力であるトルク情報trq1 、これを比例積
分して得られるフィルタ54の出力であるトルク情報t
rq2 、エンコーダ35の出力である現在位置情報p
x、速度変換器55の出力である速度情報vx等を監視
して、同様に給紙ローラ21に対する制動制御を行うこ
とができる。
【0014】X軸サーボ手段32内のノード信号の中
で、特に給紙ローラ21の制動制御に用いるに適してい
るのは、比例積分フィルタ54の出力であるトルク情報
trq2 である。また、図4に示すように駆動モータ3
4に電流検出器36を設けて、この電流検出器36によ
りモータ電流IM を監視することによっても、同様に給
紙ローラ21に対する制動制御を行うことができる。ト
ルク情報trq2 の変化は、他のノードの変化と同様
に、位置偏差情報exの変化に追随するから、以下の説
明では、代表的に位置偏差情報exを監視して制動制御
を行う場合を取りあげて説明する。
【0015】ペンの駆動制御を行うY軸サーボ系も、X
軸サーボ系と同様に、Y軸サーボ手段36、Y軸モータ
ドライバ37、Y軸モータ38及びY軸エンコーダ39
により構成されており、X軸サーボ系と同様の動作を行
う。コントローラ31は給紙モータドライバ41,43
に対しても駆動指令を送出する。各ドライバ41,43
は、上記駆動指令に基づいて給紙モータ42及び巻取モ
ータ44をそれぞれPWM信号により駆動する。給紙モ
ータ42は、給紙ローラ21を駆動し、巻取モータ44
は、巻取ローラ26を駆動する。
【0016】次に上記のように構成された本実施例に係
るペンプロッタの動作を説明する。通常の作画時におい
ては、図2に示すように、テンションローラ22,24
の間に作画領域、例えば1フレームに相当する分の記録
用紙7がたるみをもって供給される。この部分の記録用
紙7がテンションのかからない状態でX軸方向に往復駆
動されると共に、ペンヘッド3がY軸方向に駆動される
ことにより作画が行われる。このとき、給紙ローラ21
とテンションローラ22との間には、次の作画領域に相
当する分の記録用紙7がテンションのかからない状態で
給紙ローラ21から引き出されている。この部分Sは、
次の作画に備えて予め作画環境の温湿度に記録用紙7を
なじませるために引き出されている。
【0017】作画が終了すると、次のように記録用紙7
の搬送制御が行われる。図6は、作画終了後の用紙搬送
制御時に駆動モータ34、給紙モータ42及び巻取モー
タ44に夫々供給される電流値を示す波形図である。こ
の実施例ではこれらのモータがPWM制御されるが、図
6では、模式的な平均電流値を示している。
【0018】まず、コントローラ31の指令によって、
駆動モータ34に電流I1 が供給され、駆動ローラ9が
正方向(記録用紙7が給紙ローラ21から巻取ローラ2
6側に移動する方向)に駆動される。これにより、図7
に示すように、作画済みの記録用紙7が巻取ローラ26
側に所定量(給紙ローラ21側にたるみがなくなる量)
移動する。コントローラ31は、記録用紙7を所定量送
ったら、駆動モータ34を停止させる(T1 )。
【0019】続いて、コントローラ31の指令によって
巻取モータ26に電流I3 が供給され、巻取ローラ26
が駆動される。これにより、図8に示すように、巻取ロ
ーラ26側に垂らされた記録用紙7の記録済みの部分が
巻取ローラ26に巻き取られる。コントローラ31は、
X軸サーボ手段32のエラーカウンタ値exを監視し
て、記録用紙7が移動した瞬間を検出し、巻取ローラ2
6の駆動を停止する(T2 )。この時、巻取ローラ26
の慣性によって記録用紙7に過大のテンションがかかる
のを防止することが望ましい。そのためにコントローラ
31は、X軸サーボ手段32内のトルク情報に基づいて
駆動モータ34を制御して、巻取ローラ26の慣性によ
って移動する分量に僅かな余裕を加えた量だけ記録用紙
7を送る(T2 −T3 )。
【0020】次に、コントローラ31にの指令により給
紙モータ42に電流−I2 が供給され、給紙ローラ21
が逆方向に駆動される。これにより、図9に示すよう
に、シーズニング部分Sは一旦給紙ローラ21に巻き戻
される。
【0021】コントローラ31は、X軸サーボ手段32
のエラーカウンタ値exから給紙ローラ21への巻き付
け終了を検出したら、給紙ローラ21を停止させる(T
4 )。この時にも、記録用紙7に過大のテンションがか
かるかのを防止するため、コントローラ31の指令によ
り駆動モータ34に電流−I1 が供給される。これによ
り記録用紙7は、給紙ローラ21の慣性によって移動す
る分量に僅かな余裕を加えた量だけ駆動ローラ9で送ら
れる。同時に、巻取ローラ26には、逆方向のトルク
(点線矢印)を付与するために、回転しないぎりぎりの
電流値−I3 ′(微電流)が供給される。これにより、
給紙ローラ21が記録用紙7の部分Sを巻き終わった瞬
間に記録用紙7に過大なテンションがかかるのが防止さ
れる(T4−T5 )。
【0022】続いて、駆動ローラ9が駆動されて、給紙
ローラ21に巻き戻された記録用紙7の次の作画領域が
テンション付与状態で正方向に搬送される。給紙ローラ
21から記録用紙7が引き出される瞬間には、記録用紙
7に高いテンションが付与されるので、給紙モータ42
に微電流I2 ′が供給され、給紙ローラ21に小さいト
ルクが付与される(T5 −T6 )。これにより、記録用
紙7が引き出される瞬間のテンションが緩和される。
【0023】記録用紙7の作画領域が駆動ローラ9によ
って引き出される間、給紙ローラ21には断続的な制動
がかけられる。この断続的な制動のオン/オフ比は、図
10或いは図11に示すように、給紙ローラ21の径r
に応じて可変制御される。図10では、制動のオン/オ
フの周期は一定であり、給紙ローラ21の径rが大きい
時(a) のオン期間が径rが小さいとき(b) のオン期間よ
り長くなるように、オン/オフ比が制御されている。図
11では、オン期間は給紙ローラ21の径rによらず一
定であり、径rに応じて周期が可変制御されている。
【0024】この様な制動のオン/オフ比制御は、給紙
モータドライバ41内で給紙モータ42の正極と負極を
短絡または解放するスイッチ素子をPWM制御すること
により可能である。このPWM制御は、X軸サーボ手段
32内の任意のノードを監視することにより、或いは給
紙ローラ21の径を監視することにより、行うことがで
きる。具体的にこの実施例では、次に説明するように、
コントローラ31がX軸サーボ手段32内のエラーカウ
ント値exを監視し、このカウント値exに応じて給紙
ローラの制動のオン/オフ制御を行う。
【0025】X軸サーボ手段32は、前述のように台形
速度カーブに基づいて記録用紙7を搬送制御している。
記録用紙7の送り速度vとエラーカウント値exとの関
係は、例えば図13に示すような関係になっており、こ
れは予め求められている。コントローラ31は、エラー
カウント値exを監視しながら、給紙モータ42を断続
的に短絡させて記録用紙7に断続的に制動を付与する。
図14に示すように、理論上のエラーカウント値ex0
を中心とし、それよりも+αだけエラーカウント値ex
が増加したら給紙モータ42の正負電極をオープンにし
て制動をオフにする。exがその中心よりもαだけ減少
したら給紙モータ42の正負電極を短絡させて制動をオ
ンする。なお、給紙モータ42に逆電流−I2 を断続的
に流しながら記録用紙7に断続的に制動を付与するよう
にしても良い。
【0026】図12は、以上のような給紙モータによる
断続的な制動制御のフローである。記録用紙の駆動ロー
ラによる引き出しが開始されると、同時に給紙ローラに
は制動がかけられる(S1)。常時監視されているエラ
ーカウント値exが定められた上限値ex0 +αを越え
たか否かが判断され(S2 )、上限値を越えたら制動が
オフとされる(S3 )。制動オフの状態では、エラーカ
ウント値exが定められた下限値ex0 −αを越えたか
否かが判断されて(S4 )、下限値を越えたら制動が再
びオンとされる(S5 )。以上の操作が、記録用紙が所
定の量が引き出されるまで続けられ(S6 )、引き出し
が完了すると制動がオフとされる(S7)。
【0027】図14のAに示すように、給紙ローラ21
の径が大きいときには、制動時のエラーカウント値ex
が緩やかに増大する。同図Bに示すように、給紙ローラ
21の径が小さくなると、制動時のエラーカウント値e
xが急激に増大する。したがって制動を付与する時間
(オン期間)は、給紙ローラ21の径が大きい程長く、
オン/オフ比は給紙ローラの径が小さくなるにつれて小
さくなる。このように、エラーカウント値exがある一
定の幅内に収まるように給紙モータ42のブレーキのオ
ン/オフ制御を行なうことで、記録用紙7には、給紙ロ
ーラ21の径に拘らず一定のテンションが付与されるこ
とになる。
【0028】記録用紙7の次の作画領域の部分が巻取ロ
ーラ26側に搬送されると、図15の状態になる。所定
量の記録用紙7が搬送されたら、駆動ローラ9は停止さ
せられ、同時に給紙モータ42に電流I2 が供給される
(T7 )。これにより、次の次の作画領域の分の記録用
紙7が給紙ローラ21から引き出されて、図16に示す
ように、シーズニング部分Sが環境に晒される(T8
)。
【0029】以上の実施例では、作画済みの記録用紙を
巻き取る巻取ローラを設けたプロッタについて説明した
が、本発明はこれに限られない。例えば、巻取ローラに
代って、作図ローラ6と平行にカッタが設けられて、こ
のカッタにより作画済みの記録用紙を切り取る方式のプ
ロッタにも本発明を適用することができる。また実施例
では、駆動ローラによって給紙ローラから作画領域の記
録用紙を引き出す際に、給紙ローラに断続的な制動をか
けているが、記録用紙にかかるテンションを一定に保つ
ためには、他の方法を利用することもできる。例えば他
の方法では、記録用紙引き出しの際に、給紙ローラに連
続的な制動をかける方式が採用される。この方式におい
て、制動力そのものが給紙ローラの径に応じて制御され
る。具体的には、給紙モータの正極と負極間に可変の短
絡抵抗が設けられ、この短絡抵抗の値が、給紙ローラの
径が小さくなるにつれて小さくなるように制御される。
これによって、上記実施例と同様に、記録用紙にかかる
テンションは給紙ローラの径によらずほぼ一定に保たれ
る。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、記
録用紙の引き出し時に、給紙ローラの径に応じてオン/
オフ比が可変制御された状態で給紙ローラを断続的に制
動制御することより、記録用紙には常に一定のテンショ
ンが付与されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るペンプロッタの外観
斜視図である。
【図2】 同プロッタの概略的な縦断面図である。
【図3】 同プロッタの用紙搬送制御系のブロック図で
ある。
【図4】 同制御系におけるX軸サーボ手段の詳細を示
すブロック図である。
【図5】 同サーボ手段に供給される目標位置の間隔を
示す図である。
【図6】 同プロッタの動作を説明するためのタイミン
グ図である。
【図7】 同プロッタの動作を説明するための断面図で
ある。
【図8】 同プロッタの動作を説明するための断面図で
ある。
【図9】 同プロッタの動作を説明するための断面図で
ある。
【図10】 同プロッタの制動動作を説明するための図
である。
【図11】 同プロッタの制動動作を説明するための図
である。
【図12】 同プロッタの制動制御動作を説明するため
の図である。
【図13】 同プロッタにおける用紙搬送制御系の速度
の位置偏差との関係を示す図である。
【図14】 同用紙搬送制御系におけるテンション付加
時の位置偏差カーブを示す図である。
【図15】 同プロッタの動作を説明するための断面図
である。
【図16】 同プロッタの動作を説明するための断面図
である。
【符号の説明】
1…支持台、2…Y軸レール、3…ペンヘッド、4…ペ
ン、5…スコープ、6…作図ローラ、7…記録用紙、8
…加圧ローラ、9…駆動ローラ、10…保護カバー、1
1…ペンストッカ収納部、12…モータ収納部、13…
操作パネル、21…給紙ローラ、22,24…テンショ
ンローラ、23,25…用紙ストッパ、26…巻取ロー
ラ、31…コントローラ、32…X軸サーボ手段、33
…駆動モータドライバ、34…駆動モータ、35…X軸
エンコーダ、36…Y軸サーボ手段、37…Y軸モータ
ドライバ、38…Y軸モータ、39…Y軸エンコーダ、
41…給紙モータドライバ、42…給紙モータ、43…
巻取モータドライバ、44…巻取モータ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作画に供される記録用紙が巻かれた給紙
    ローラと、 この給紙ローラを駆動する給紙モータと、 前記給紙ローラから前記記録用紙を引き出す機能、及び
    引き出された前記記録用紙を第1軸方向に往復駆動する
    機能を有する記録用紙駆動手段と、 前記給紙ローラから引き出された前記記録用紙の作画領
    域上に位置して、前記第1軸方向と直交する第2軸方向
    に駆動されて前記記録用紙上に作画を行うヘッドと、 作画開始に先立って前記用紙駆動手段により前記記録用
    紙を前記給紙ローラから引き出す際に前記給紙モータに
    対して、前記給紙ローラの径が小さくなるにつれてオン
    /オフ比が小さくなるようにオン/オフ比が可変制御さ
    れた断続的な制動を付与する制御手段とを具備したこと
    を特徴とするプロッタ装置。
  2. 【請求項2】 作画に供される記録用紙が巻かれた給紙
    ローラと、 この給紙ローラを駆動する第1のモータと、 前記給紙ローラから前記記録用紙を引き出す機能、及び
    引き出された前記記録用紙を第1軸方向に往復駆動する
    機能を有する駆動ローラと、 この駆動ローラを駆動する第2のモータと、 前記給紙ローラから引き出された前記記録用紙の作画領
    域上に位置して、前記記録用紙上に作画を行うヘッド
    と、 前記記録用紙の目標位置情報と現在位置情報とから前記
    第2のモータをフィードバック制御するサーボ手段と、 作画開始に先立って前記駆動ローラにより前記記録用紙
    を前記給紙ローラから引き出す際に前記サーボ手段にお
    ける所定ノードの信号を監視しながらその信号レベルが
    予め定められた範囲に収まるように、前記給紙モータに
    対して断続的な制動を付与する制御手段とを具備したこ
    とを特徴とするプロッタ装置。
JP04343122A 1991-12-27 1992-11-30 プロッタ装置 Expired - Lifetime JP3137479B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-359596 1991-12-27
JP35959691 1991-12-27

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