JP3440245B2 - 印字装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえばリニア
モータの駆動力を主動力として印字ヘッドユニットを一
定方向に沿って往復移動させながら印字を行う印字装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、ドットインパクト方式により
連続帳票などに対して高速印字を行う印字装置として
は、印字ヘッドユニットを一定方向に沿って往復移動さ
せるためのリニアモータ、このリニアモータの駆動力に
より印字ヘッドユニットが等速／反転運動を行いながら
往復移動する際、往復移動区間の両端付近にて印字ヘッ
ドユニットに対して反転付勢力を作用させるバネ、およ
び印字ヘッドユニットが往復移動する際の変位を検出す
るためのリニアエンコーダなどを備えたものがある。

【０００３】この種の印字装置では、印字ヘッドユニッ
トがベルト・プーリ機構を介してリニアモータに連結さ
れ、マイクロコンピュータなどの制御部からの指令に応
じてリニアモータが駆動されることにより、その駆動力
を介して印字ヘッドユニットが往復移動するように構成
されている。このようなリニアモータは、モータコイル
の取り付けられた可動子がベルト・プーリ機構を介して
印字ヘッドユニットとは逆方向に動作するものとされ、
この可動子がカウンタバランサとしての役目を兼ねてい
る。さらに、印字ヘッドユニットが往復移動する区間の
両端付近には、印字ヘッドユニットに対して反転付勢力
を作用させるためにバネが設けられており、このバネに
よる弾性的な反転付勢力とリニアモータの駆動力とを合
わせた力により、印字ヘッドユニットが等速運動から反
転運動、あるいはその逆に切り換えられる。

【０００４】印字ヘッドユニットが往復移動する際の位
置および速度は、リニアスケールを検出対象としたリニ
アエンコーダからの検出信号に基づいて制御部により算
出され、これにより印字ヘッドユニットは、あらかじめ
定められた速度カーブに沿った移動速度で往復移動する
ようにフィードバック制御される。このフィードバック
制御は、制御部によってリニアモータのモータコイルに
供給する駆動電流の方向や電流値、あるいは駆動電流の
通電開始／終了のタイミングを変化させることで行われ
ている。印字動作を行う際には、印字ヘッドユニットが
往復移動しつつ、その往復移動方向に直交する方向に沿
って印字用紙が搬送され、印字用紙上にインクリボンを
位置させた状態でさらにその上の印字ヘッドユニットか
ら印字用紙に対してニードルピンを打ち出すことによ
り、印字用紙にインクが転写することで印字が施され
る。

【０００５】このような印字動作を伴って印字ヘッドユ
ニットが往復移動する区間は、等速運動を行う等速区間
と反転運動を行う反転区間とに分かれる。一般に、等速
区間では、モータコイルを通電状態として微妙に加減速
を調整しながら可動子が等速運動するように制御され
る。一方、印字ヘッドユニットが往復移動区間の両端付
近にてバネによる反転付勢力の影響を受ける反転区間で
は、そのバネによる反転付勢力とリニアモータの駆動力
との合力によって印字ヘッドユニットが反転運動を行う
ように制御される。そのため、反転区間に印字ヘッドユ
ニットが位置する際には、あらかじめ設計上考慮された
バネの反転付勢力に応じてリニアモータの駆動力を発生
させるべく、モータコイルに供給する駆動電流の電流値
が計画的に制御される。

【０００６】すなわち、反転区間から等速区間へと印字
ヘッドユニットが進む等速区間の前半部では、バネによ
る弾性的な付勢力によって印字ヘッドユニットが速度超
過とならないように、その付勢力を打ち消す方向にリニ
アモータの駆動力を発生させるべく、モータコイルに供
給する駆動電流が制御される。一方、等速区間から反転
区間へと印字ヘッドユニットが進む等速区間の後半部で
は、上記とは逆にバネによる弾性的な反転力（反発力）
によって印字ヘッドユニットが速度過小とならないよう
に、その反転力を打ち消す方向にリニアモータの駆動力
を発生させるべく、モータコイルに供給する駆動電流が
制御される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バネレ
ートやバネ長さに応じて反転付勢力が変化するバネの動
特性に関しては、装置間格差や使用環境によってある程
度ばらつきがあることが知られており、実際の使用状況
におけるバネの動特性は、設計上定められた仕様規格と
は多少なりとも異なる。これは、リニアモータに関して
も同じことが言える。

【０００８】そのため、モータコイルを計画的に制御し
て印字ヘッドユニットを移動させる等速区間の前後半部
では、フィードバック制御が有効に発揮し始めるまで、
あらかじめ定められた速度カーブに沿って印字ヘッドユ
ニットを移動させることができないおそれがあった。た
とえば、印字ヘッドユニットの反転時間が規定時間より
も短くなり、その反転時間中に印字用紙の紙送りを完了
できない場合がある。そうした場合、等速区間にて往復
移動中の印字ヘッドユニットにより一旦停止中の印字用
紙に対して印字が施されるべきところ、紙送り最中の印
字用紙に対して印字が施されてしまう。逆に、印字ヘッ
ドユニットの反転時間が規定時間よりも長くなる場合に
は、全体としての動きが鈍化してしまう。要するに、バ
ネやリニアモータの動特性に係るばらつきに起因して、
印字品質が低下したり印字速度が低下するという問題が
あった。

【０００９】一方、長時間にわたって低温環境下に放置
された印字装置で印字を行う場合、インクリボンの走行
抵抗の増加、ベルト・プーリ機構に使用されたタイミン
グベルトの屈曲剛性増加などにより、リニアモータをは
じめとする伝動機構の摩擦負荷が相対的に増加する。こ
れは、印字動作に伴う相対的に小さな負荷変動（たとえ
ば、印字用紙としての重なった複写紙などに対して印字
ヘッドユニットが段差部分に接するときや、紙綴じされ
た部分に接するときなどに生じる現象）とは異なり、フ
ィードバック制御では対応不可能な相対的に大きな負荷
変動とされる。このような相対的に大きな負荷変動に対
しても安定して印字ヘッドユニットを往復移動させるた
めに、印字動作を開始する際には、モータコイルに供給
する駆動電流の方向や電流値、あるいは駆動電流の通電
開始／終了のタイミングに関し、ある程度余裕のある値
に基づいて制御していた。

【００１０】そうした場合、印字動作の開始後、ある程
度時間を経て装置内の温度が上昇して摩擦負荷が低下し
た状態や、通常の常温環境下における印字動作開始直後
などの状態では、フィードバック制御が有効に発揮し始
めるまで、あらかじめ定められた速度カーブに沿って印
字ヘッドユニットを移動させることができず、印字品質
が低下したり印字速度が変動するという問題があった。

【００１１】

【発明の開示】そこで、本願発明は、上記した事情のも
とで考え出されたものであって、第１の課題としては、
バネやリニアモータの動特性にばらつきがあっても、印
字ヘッドユニットを最適な移動速度で往復移動させ、印
字品質や印字速度を良好とすることができ、第２の課題
としては、印字動作に伴い相対的に大きな負荷変動が生
じる場合でも、印字動作開始前に準備動作を行っておく
ことで、印字品質や印字速度を安定させることができる
印字装置を提供することをその課題とする。

【００１２】上記課題を解決するため、本願発明では、
次の技術的手段を講じている。

【００１３】すなわち、本願発明の第１の側面によれ
ば、印字手段を一定方向に沿って往復移動させるための
リニア駆動手段と、このリニア駆動手段の駆動力により
印字手段が等速／反転運動を行いながら往復移動する
際、往復移動区間の両端付近にて反転運動を助勢すべく
印字手段に対して反転付勢力を及ぼす反転付勢手段と、
印字手段が往復移動する際の移動変量を検出する検出手
段とを有する印字装置であって、リニア駆動手段を制御
対象とする一方、印字手段が往復移動する際の移動速度
を目標変化量として制御を行う制御手段と、制御手段が
目標変化量とする移動速度の基準として、リニア駆動手
段および／または反転付勢手段の動特性に係るばらつき
に応じて、複数の異なる速度パターンを用意して記憶し
ている速度パターン記憶手段と、リニア駆動手段に駆動
力を発生させて印字手段を往復移動させ、その際に検出
手段を介して検出された移動変量に基づいて、速度パタ
ーン記憶手段に用意された複数の速度パターンの中か
ら、最適な速度パターンを決定する最適パターン決定手
段とを有することを特徴とする、印字装置が提供され
る。

【００１４】好ましい実施の形態によれば、制御手段
は、最適パターン決定手段により速度パターンが決定さ
れた以後、その決定された速度パターンに基づいてリニ
ア駆動手段を制御する。

【００１５】

【００１６】本願発明の第１の側面によれば、たとえば
バネ（反転付勢手段）やリニアモータ（リニア駆動手
段）の動特性に係るばらつきに応じてあらかじめ複数の
速度パターンが用意されており、その中から最適な速度
パターンを決定し、その速度パターンに沿った移動速度
で印字手段を往復移動させることができるので、バネや
リニアモータの動特性にばらつきがあっても、印字手段
を最適な移動速度で往復移動させながら印字動作させる
ことができ、印字品質や印字速度を良好とすることがで
きる。このような速度パターンの決定は、一般的には製
造ラインの製品調整段階などで行うことができるが、実
際に利用するユーザのマニュアル操作によっても行うこ
とができる。

【００１７】また、本願発明の第２の側面によれば、印
字手段を一定方向に沿って往復移動させるためのリニア
駆動手段と、このリニア駆動手段の駆動力により印字手
段が等速／反転運動を行いながら往復移動する際、往復
移動区間の両端付近にて反転運動を助勢すべく印字手段
に対して反転付勢力を及ぼす反転付勢手段と、印字手段
が往復移動する際の移動変量を検出する検出手段とを有
する印字装置であって、リニア駆動手段を制御対象とす
る一方、印字手段が往復移動する際、検出手段を介して
検出される移動変量に基づく移動速度を目標変化量とし
てフィードバック制御を行う制御手段と、印字手段が印
字動作を開始する前の準備動作として、リニア駆動手段
に駆動力を発生させて印字手段を往復移動のみさせる一
方、その際に検出手段を介して検出される移動変量が適
正となってはじめて、制御手段のフィードバック制御を
有効と判断し、印字手段を往復移動させつつ印字動作を
開始させる準備動作制御手段とを有することを特徴とす
る、印字装置が提供される。

【００１８】好ましい実施の形態によれば、制御手段が
目標変化量とする移動速度の基準として、複数の異なる
速度パターンを用意して記憶している速度パターン記憶
手段を有し、準備動作制御手段は、印字手段を往復移動
のみさせる際、速度パターン記憶手段に用意された全て
の速度パターンについて、上記制御手段のフィードバッ
ク制御の有効性の判断を行ない、その判断結果に基づい
て、制御手段にフィードバック制御を実行させる。

【００１９】他の好ましい実施の形態によれば、制御手
段が目標変化量とする移動速度の基準として、複数の異
なる速度パターンを用意して記憶している速度パターン
記憶手段を有し、準備動作制御手段は、速度モードの切
り替えに応じて印字手段を往復移動のみさせる際、その
速度モードに対応して速度パターン記憶手段に用意され
た速度パターンに基づいて、制御手段にフィードバック
制御を実行させる。

【００２０】さらに他の好ましい実施の形態によれば、
準備動作制御手段は、印字動作終了後も制御手段のフィ
ードバック制御が有効となる制御量またはタイミングを
保持しておき、次回印字動作を開始させる際には、その
制御量またはタイミングを利用する。

【００２１】さらに他の好ましい実施の形態によれば、
準備動作制御手段は、印字動作終了後から所定時間を経
るまで、制御手段のフィードバック制御が有効となる制
御量またはタイミングを保持しておく。

【００２２】本願発明の第２の側面によれば、フィード
バック制御が有効に発揮し始める前の準備動作として、
印字動作を伴わずに印字手段を往復移動のみさせること
ができ、その際の印字手段の移動状態に応じてフィード
バック制御の有効性を判断して印字動作を開始させるこ
とができるので、フィードバック制御では対応不可能な
相対的に大きな負荷変動が生じる場合でも、ある程度負
荷変動が軽減してからフィードバック制御を有効として
印字動作を開始させ、印字品質や印字速度を安定させる
ことができる。また、各速度モードに対応して複数の速
度パターンが用意されている場合には、各速度パターン
に基づいて準備動作を行っておくことができ、速度モー
ドの切り替えに応じても、対応する速度モードの速度パ
ターンに基づいて準備動作を行うことができる。さら
に、印字動作終了後からある程度時間を経るまで、その
前の準備動作により得られたフィードバック制御が有効
となる制御量やタイミングを保持しておく場合、次回の
準備動作で同じ制御量やタイミングに基づく制御を実行
させることにより、次回の準備動作を可及的速やかに終
えることができる。

【００２３】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかになるであろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２５】図１は、本願発明に係る印字装置の一実施
形態として、その概略構造を示す概略図である。なお、
本願発明は、印字ヘッドユニットが往復移動する際の移
動速度を目標変化量とし、その印字ヘッドユニットを往
復移動させるためのリニアモータを制御対象としてフィ
ードバック制御を行う点に特徴を有するものであって、
機械的構成は従来と同様であることから、適宜図示説明
を省略する。

【００２６】図１に示すように、印字装置は、印字行方
向Ｓに沿って往復移動しながら印字動作を行う印字手段
としての印字ヘッドユニット１、印字ヘッドユニット１
に駆動力を与えるリニア駆動手段としてのリニアモータ
２、リニアモータ２の駆動力を反転させつつ印字ヘッド
ユニット１に伝えるベルト・プーリ機構３、印字ヘッド
ユニット１を印字行方向Ｓに沿って移動自由に支持する
固定軸４、この固定軸４に案内挿入され、印字ヘッドユ
ニット１が往復移動する際に反転付勢力を及ぼす反転付
勢手段としての一対の弾性バネ５Ａ，５Ｂ、往復移動区
間における印字ヘッドユニット１の変位を検出する検出
手段としてのリニアエンコーダ６などを具備して構成さ
れる。なお、印字装置には、機械的構成要素のほか、リ
ニアモータ２に供給する駆動電流をオン／オフ制御する
ための後述するマイクロコンピュータが内蔵されてお
り、このマイクロコンピュータにより印字装置全体の動
作が制御される。また、印字装置には、図示しない構成
要素としてサーミスタが内蔵されている。

【００２７】図２は、リニアモータ２を側面から見た状
態の側面図、図３は、リニアモータ２の可動子を上面か
ら見た状態の上面図であって、これらの図に示すよう
に、リニアモータ２は、複数の永久磁石Ｇ…を直線上に
並べて一体化された一対の固定スケール２Ａ，２Ｂと、
これら固定スケール２Ａ，２Ｂの間に挿入され、複数の
コイルＣ…が取り付けられた可動子２Ｃとを概略具備し
て構成されている。可動子２Ｃは、コイルＣ…に流れる
駆動電流に応じて移動磁界を生成し、この移動磁界が固
定スケール２Ａ，２Ｂ上の永久磁石Ｇ…に作用すること
により、これら固定スケール２Ａ，２Ｂの間を直線的に
移動する。また、可動子２Ｃには、特に図３に示すよう
に、主として等速移動させる場合に通電状態とされる等
速コイルＣ１と、移動方向を変える場合に主として通電
状態とされる反転コイルＣ２とが設けられている。これ
らコイルＣ１，Ｃ２に供給する駆動電流を制御量として
フィードバック制御を行うことにより、可動子２Ｃは、
等速／反転運動を繰り返しながら往復移動する。

【００２８】このような可動子２Ｃは、再び図１に転じ
て見ると、連接ロッド３Ａおよびベルト・プーリ機構３
を介して印字ヘッドユニット１に連結されている一方、
弾性バネ５Ａ，５Ｂを印字ヘッドユニット１に対して押
し付けたり、離したりするための固定軸４に案内挿入さ
れた可動ストッパ５Ｃ，５Ｄにも連接ロッド３Ａを介し
て直結されている。したがって、印字ヘッドユニット１
は、可動子２Ｃの往復移動する方向とは逆方向に往復移
動する一方、それと同時に可動ストッパ５Ｃ，５Ｄは、
可動子２Ｃと同方向に往復移動するように構成されてい
る。そのため、可動子２Ｃは、往復移動する印字ヘッド
ユニット１に対してカウンタバランサとしての役目も果
たしている。

【００２９】さらに具体的に説明すると、本実施形態に
係る印字装置は、ドットインパクト方式により連続帳票
などの印字用紙（図示省略）に対して印字を施すもので
あって、印字ヘッドユニット１には、多数のニードルピ
ン（図示省略）が印字用紙の搬送方向Ｆと直交する方向
に沿ってマトリクス状に整列した状態で搭載されてい
る。この印字ヘッドユニット１は、印字用紙の搬送方向
Ｆと直交する印字行方向Ｓに沿って往復移動する際、選
択的にニードルピンをインクリボン（図示省略）の上か
ら印字用紙側に向けて打ち出す印字動作を行い、その結
果、１行分の印字をまとめて行うように構成されてい
る。このような印字動作は、印字ヘッドユニット１が往
復移動区間内を等速移動する際に行われ、印字ヘッドユ
ニット１が反転移動する際には、印字用紙の紙送りが行
われる。つまり、印字ヘッドユニット１が往復移動する
区間は、その中央付近を占める等速区間と、両端付近の
反転区間とに分けられる。

【００３０】図４は、本実施形態に係る印字装置に内蔵
されたマイクロコンピュータのブロック図であって、こ
の図に示すように、マイクロコンピュータは、ＭＰＵ１
０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、およびインターフェイス
１３をバス線により相互に接続して構成されている。イ
ンターフェイス１３には、リニアモータ２、リニアエン
コーダ６、およびサーミスタ７などが接続されている。

【００３１】ＭＰＵ１０は、印字ヘッドユニット１によ
る印字動作や紙送り動作などのほか、リニアモータ２の
コイルＣ１，Ｃ２に供給すべき駆動電流を制御すること
で印字ヘッドユニット１の往復動作を制御する。具体的
に言うと、ＭＰＵ１０は、駆動電流を制御量としてリニ
アモータ２を制御対象とする一方、印字ヘッドユニット
１が往復移動する際、リニアエンコーダ６を介して逐次
検出される変位に基づいて印字ヘッドユニット１の移動
速度を算出し、この移動速度を目標変化量としてフィー
ドバック制御を行う。ＲＯＭ１１は、ＭＰＵ１０が実行
すべき制御プログラムやパラメータなどを記憶してい
る。特にこのＲＯＭ１１には、フィードバック制御の目
標変化量となる移動速度に対して基準とすべき参照値パ
ターンとして、複数の異なる速度パターンがあらかじめ
用意されている。速度パターンとしては、たとえば高速
／中速／低速といった３段階の各速度モードのそれぞれ
に対して３タイプの異なる速度パターンが用意されてい
る。また、弾性バネ５Ａ，５Ｂやリニアモータ２の動特
性に関し、装置間格差や使用環境によってある程度ばら
つきがあることから、そのようなばらつきを考慮して各
タイプの速度パターンについては、さらに温度などをパ
ラメータとした７種類の異なるパターンがあらかじめ用
意されている。

【００３２】ＲＡＭ１２は、ＭＰＵ１０の作業領域など
として用いられる。インターフェイス１３は、ＭＰＵ１
０に対する入出力接点として機能する。リニアエンコー
ダ６は、印字ヘッドユニット１の変位に応じた検出信号
Ｓ１のほか、印字ヘッドユニット１が反転区間に達した
ことを示す反転位置検出信号Ｓ２，Ｓ３を出力する。リ
ニアモータ２の等速コイルＣ１に対しては、等速駆動電
流Ｄ１が供給される一方、反転コイルＣ２に対しては、
反転駆動電流Ｄ２が供給される。サーミスタ７は、装置
内部の雰囲気温度を検出し、これをＭＰＵ１０に対して
伝える。

【００３３】このような構成を有するマイクロコンピュ
ータは、その詳細な動作を後の説明に委ねるが、リニア
モータ２に駆動力を発生させて印字ヘッドユニット１を
往復移動させ、その際にリニアエンコーダ６を介して逐
次検出される変位から反転状態にある時間（反転時間）
を算出し、その反転時間が適正範囲となる場合にＲＯＭ
１１で選択していた速度パターンを最適な速度パターン
として決定し、今後、そうして決定された速度パターン
を基準として実際の移動速度がそれに沿うように、リニ
アモータ２のコイルＣ１，Ｃ２に対して供給すべき駆動
電流を制御する。

【００３４】また、マイクロコンピュータは、印字ヘッ
ドユニット１が実際に印字動作を開始する前の準備動作
として、リニアモータ２に駆動力を発生させて印字ヘッ
ドユニット１を往復移動のみさせる一方、その際にリニ
アエンコーダ６を介して逐次検出される変位から反転時
間を算出し、その反転時間が適正範囲となった時点でフ
ィードバック制御が有効な状態と判断し、その後、印字
ヘッドユニット１を往復移動させつつ実際に印字動作を
開始させる。このような印字開始前の準備動作として
は、その時点で選択されている速度モードに応じた速度
パターンのみならず、各速度モードに対応したすべての
速度パターンを対象として行うことができる。また、速
度モードが切り替えられた場合、それに応じた速度モー
ドの速度パターンのみを対象として準備動作が行われ
る。さらに、ある速度モードにおける印字動作開始前の
準備動作において、反転時間が適正範囲となるまでに得
られた駆動電流の方向や電流値、あるいは駆動電流を通
電開始したり終了したりする駆動タイミングなどといっ
た制御情報は、印字動作終了後からある程度の時間が経
過するまでＲＡＭ１２に保存しておくことができる。こ
のような制御情報は、次回の印字動作に際して用いるこ
とができる。

【００３５】図５は、印字ヘッドユニット１の移動速度
とコイルＣ１，Ｃ２を通電状態とする駆動電流との関係
を説明するための説明図、図６は、あらかじめ用意され
た各種の速度パターンの一例を説明するための説明図で
ある。基本的には、図５に示すように、印字ヘッドユニ
ット１は、反転区間にて加速運動または減速運動を行
う。その際、リニアモータ２の反転コイルＣ２は、駆動
電流の供給を受けて駆動されるが、等速コイルＣ１は、
駆動電流が供給されずに非駆動状態とされる。一方、印
字ヘッドユニット１を等速区間にて等速運動させる場
合、上記とは逆に反転コイルＣ２が非駆動状態とされ、
等速コイルＣ１が移動方向に見合った駆動電流により駆
動状態とされる。なお、等速コイルＣ１および反転コイ
ルＣ２を通電状態とする際には、必ずしも一定の駆動電
流が供給されるのではなく、その電流値は適宜可変され
る。また、反転コイルＣ２に駆動電流を投じるタイミン
グは、適宜変更することができる。

【００３６】以上のようにして印字ヘッドユニット１
は、等速／反転運動を繰り返しながら往復移動するが、
その際の標準的な移動速度が図６の実線に描く速度パタ
ーンとされる。一方、印字動作開始前に行う準備動作で
は、ある程度の余裕を見ながら印字ヘッドユニット１を
往復移動させることから、その際の移動速度が図６の破
線に描く速度パターンとされる。また、弾性バネ５Ａ，
５Ｂやリニアモータ２の動特性に関し、装置間格差や使
用環境によってばらつきがあるが、そのような場合に適
正な移動速度の一例が図６の一点鎖線に描く速度パター
ンとされる。つまり、これらの速度パターンは、フィー
ドバック制御を行う際、実際の移動速度との偏差を算出
するための基準としてあらかじめＲＯＭ１１に用意され
ており、その偏差をできる限り小さくするように駆動電
流の方向や電流値、あるいは通電開始／終了のタイミン
グが可変制御されるのである。なお、図６には、本実施
形態の要点を明確とするために、便宜上１つの速度モー
ドにおける３種類の速度パターンしか示さないが、もち
ろん３種類に限らない。また、他の速度モードに対応し
た速度パターンも用意されることから、実際には多数の
速度パターンがＲＯＭ１１に記憶されている。

【００３７】次に、印字ヘッドユニット１を往復移動さ
せる際の制御動作について、フローチャートを参照して
説明する。

【００３８】図７は、最適な速度パターンを決定する処
理手順を示すフローチャートである。なお、この最適パ
ターン決定処理は、主として製造ラインの製品調整段階
などで行われる。

【００３９】まず、ＭＰＵ１０は、各速度モードに対応
してＲＯＭ１１に用意されている複数の速度モードの中
から、任意に一つの速度パターンを読み出し、その速度
パターンに基づいてリニアモータ２を制御することによ
り、実際に印字ヘッドユニット１を往復移動させる（Ｓ
１）。

【００４０】そして、印字ヘッドユニット１が往復移動
する際、ＭＰＵ１０は、リニアエンコーダ２を介して計
測される反転時間が適正範囲に収まるか否かを検証する
（Ｓ２）。反転時間の適正範囲としては、たとえば１１
〜１２．５ｍｓ程度といった時間をあらかじめ設定して
おくことができる。

【００４１】反転時間が適正範囲外の場合（Ｓ２：Ｎ
Ｏ）、ＭＰＵ１０は、その時点で基準としていた速度パ
ターンに変え、新たに別の速度パターンをＲＯＭ１１か
ら読み出す（Ｓ３）。その後、ＭＰＵ１０は、新たな速
度パターンに基づいてリニアモータ２を制御しながら印
字ヘッドユニット１を往復移動させるべく、Ｓ１に戻っ
て同様の制御を繰り返す。

【００４２】一方、反転時間が適正範囲内の場合（Ｓ
２：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１０は、その時点で基準としてい
た速度パターンを適正な速度パターンとして今後採用す
べきことを決定する（Ｓ４）。

【００４３】こうして最適な速度パターンを決定する
と、ＭＰＵ１０は、その速度パターンに対応するパター
ン番号を保存し（Ｓ５）、この処理を終える。他の速度
モードについても、上記と同様の手順で最適な速度パタ
ーンを決定しておくことができる。なお、パターン番号
を保存する際には、その時点でサーミスタ７を介して検
出された温度情報などもパターン番号に対応して保存さ
れる。実際にユーザが印字装置を使用する際には、その
使用現場での雰囲気温度に対応するパターン番号を介し
て最適な速度パターンがＲＯＭ１１から読み出され、そ
の速度パターンに基づいてリニアモータ２をフィードバ
ック制御しながら印字ヘッドユニット１が往復移動され
ることとなる。

【００４４】これにより、実際の使用現場における雰囲
気温度などに応じて弾性バネ５Ａ，５Ｂやリニアモータ
２の動特性にばらつきが生じても、印字ヘッドユニット
１を最適な移動速度で往復移動させながら印字動作させ
ることができ、印字品質や印字速度を良好とすることが
できる。このような速度パターンの決定は、あらかじめ
製造ラインの製品調整段階などで行っておくのである
が、もちろん、実際に利用するユーザのマニュアル操作
によっても行うことができる。

【００４５】次に、図８は、印字動作開始前の準備動作
に関する処理手順を示すフローチャートである。なお、
この準備動作処理は、実際にユーザが印字動作を開始さ
せる場合に印字動作に先だって行われる。

【００４６】まず、ユーザがある速度モードを指定して
印字動作の開始を要求すると、ＭＰＵ１０は、その速度
モードに対応して最適化された速度パターンをＲＯＭ１
１から読み出し、その速度パターンに基づいてリニアモ
ータ２をフィードバック制御することにより、印字動作
開始前の準備動作として印字ヘッドユニット１を往復移
動させる（Ｓ１０）。この際、印字ヘッドユニット１
は、印字動作を行わない。

【００４７】そして、印字ヘッドユニット１が印字動作
を行うことなく往復移動のみする間、ＭＰＵ１０は、リ
ニアエンコーダ２を介して計測される反転時間が適正範
囲に収まるか否かを検証する（Ｓ１１）。反転時間の適
正範囲は、先述したのと同様である。

【００４８】反転時間が適正範囲外の場合（Ｓ１１：Ｎ
Ｏ）、ＭＰＵ１０は、その時点で実行中のフィードバッ
ク制御を有効な状態と認めることなく無効と判断し（Ｓ
１２）、さらに継続してフィードバック制御を実行させ
るべく、Ｓ１０に戻って同様の制御を繰り返す。

【００４９】一方、反転時間が適正範囲内の場合（Ｓ１
１：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１０は、その時点で実行中のフィ
ードバック制御がもはや有効と判断する（Ｓ１３）。つ
まり、たとえば極めて低温の環境下で印字装置を使用す
る場合、ベルト・プーリ機構３やリニアモータ２をはじ
めとする伝動機構の摩擦負荷が初期の動作段階に比べて
安定化した状態となってから、フィードバック制御が有
効に発揮する状態と認められるのである。

【００５０】こうしてフィードバック制御が有効に発揮
する状態と認められると、ＭＰＵ１０は、その時点で有
効なフィードバック制御に伴って取得した、駆動電流の
方向や電流値、あるいは駆動電流に関する通電開始／終
了のタイミングなどを制御情報として保存し（Ｓ１
４）、次回の印字動作の開始要求に備える。なお、次回
の印字動作の開始要求が一定時間経過してもない場合に
は、保存した制御情報を破棄しても良い。つまり、次の
印字動作を前回の印字動作を終えた直後に行う場合など
には、あらためてフィードバック制御の有効性を判断す
る必要はなく、先に保存された制御情報を用いてすぐに
印字動作を開始させることができるのである。また、制
御情報を保存する際には、その時点でサーミスタ７を介
して検出された温度情報なども制御情報に対応して保存
される。これは、実際に印字装置を使用する現場での雰
囲気温度に対応する制御情報を基にして、次回の印字動
作の開始要求に応じてもフィードバック制御を有効に実
行させることができるからである。

【００５１】以上のような一連の動作を終えた後、ＭＰ
Ｕ１０は、印字ヘッドユニット１をフィードバック制御
に応じて往復移動させながら、その印字ヘッドユニット
１に印字動作を開始させ（Ｓ１５）、この準備動作処理
を終える。

【００５２】これにより、たとえば極めて低温の環境下
における始動に応じて、フィードバック制御では対応不
可能な相対的に大きな負荷変動が生じる場合でも、ある
程度装置内部の温度上昇などに応じて負荷変動が軽減し
てからフィードバック制御を有効として印字動作を開始
させ、印字品質や印字速度を安定させることができるの
である。

【００５３】なお、本願発明は、上記の実施形態に限定
されるものではない。

【００５４】たとえば、印字方式としては、ドットイン
パクト方式に限らずインクジェット方式にも適用でき
る。

【００５５】印字ヘッドユニットを往復移動させるため
の手段としては、リニアモータに限らず、印字ヘッドユ
ニットをフィードバック制御により往復直線運動として
移動させることができるのであれば、通常の回転駆動方
式のモータであっても良い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、たとえば弾性バネやリニアモータの動特性に係るば
らつきに応じてあらかじめ複数の速度パターンが用意さ
れており、その中から最適な速度パターンを決定し、そ
の速度パターンに沿った移動速度で印字ヘッドユニット
を往復移動させることができるので、バネやリニアモー
タの動特性にばらつきがあっても、印字ヘッドユニット
を最適な移動速度で往復移動させながら印字動作させる
ことができ、印字品質や印字速度を良好とすることがで
きる。

【００５７】また、フィードバック制御が有効に発揮し
始める前の準備動作として、印字動作を伴わずに印字ヘ
ッドユニットを往復移動のみさせることができ、その際
の印字ヘッドユニットの移動状態に応じてフィードバッ
ク制御の有効性を判断して印字動作を開始させることが
できるので、フィードバック制御では対応不可能な相対
的に大きな負荷変動が生じる場合でも、ある程度負荷変
動が軽減してからフィードバック制御を有効として印字
動作を開始させ、印字品質や印字速度を安定させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る印字装置の一実施形態として、
その概略構造を示す概略図である。

【図２】リニアモータを側面から見た状態の側面図であ
る。

【図３】リニアモータの可動子を上面から見た状態の上
面図である。

【図４】本実施形態に係る印字装置に内蔵されたマイク
ロコンピュータのブロック図である。

【図５】印字ヘッドユニットの移動速度とコイルを通電
状態とする駆動電流との関係を説明するための説明図で
ある。

【図６】あらかじめ用意された各種の速度パターンの一
例を説明するための説明図である。

【図７】最適な速度パターンを決定する処理手順を示す
フローチャートである。

【図８】印字動作開始前の準備動作に関する処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 印字ヘッドユニット（印字手段） ２ リニアモータ（リニア駆動手段） ２Ａ，２Ｂ 固定スケール ２Ｃ 可動子 ３ ベルト・プーリ機構 ４ 固定軸 ５Ａ，５Ｂ 弾性バネ ５Ｃ，５Ｄ 可動ストッパ ６ リニアエンコーダ（検出手段） ７ サーミスタ １０ ＭＰＵ（制御手段、最適パターン決定手
段、準備動作制御手段） １１ ＲＯＭ（速度パターン記憶手段） １２ ＲＡＭ １３ インターフェイス Ｃ１ 等速コイル Ｃ２ 反転コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−86474（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−118756（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−99440（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−76673（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−250171（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−227260（ＪＰ，Ａ) 特開2000−43331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 19/00 - 19/76 B41J 2/505 - 2/515

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字手段を一定方向に沿って往復移動さ
   せるためのリニア駆動手段と、このリニア駆動手段の駆
   動力により上記印字手段が等速／反転運動を行いながら
   往復移動する際、往復移動区間の両端付近にて反転運動
   を助勢すべく上記印字手段に対して反転付勢力を及ぼす
   反転付勢手段と、上記印字手段が往復移動する際の移動
   変量を検出する検出手段とを有する印字装置であって、 上記リニア駆動手段を制御対象とする一方、上記印字手
   段が往復移動する際の移動速度を目標変化量として制御
   を行う制御手段と、 上記制御手段が目標変化量とする移動速度の基準とし
   て、上記リニア駆動手段および／または上記反転付勢手
   段の動特性に係るばらつきに応じて、複数の異なる速度
   パターンを用意して記憶している速度パターン記憶手段
   と、 上記リニア駆動手段に駆動力を発生させて上記印字手段
   を往復移動させ、その際に上記検出手段を介して検出さ
   れた移動変量に基づいて、上記速度パターン記憶手段に
   用意された複数の速度パターンの中から、最適な速度パ
   ターンを決定する最適パターン決定手段と、 を有することを特徴とする、印字装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記最適パターン決定
   手段により速度パターンが決定された以後、その決定さ
   れた速度パターンに基づいて上記リニア駆動手段を制御
   する、請求項１に記載の印字装置。
3. 【請求項３】 印字手段を一定方向に沿って往復移動さ
   せるためのリニア駆動手段と、このリニア駆動手段の駆
   動力により上記印字手段が等速／反転運動を行いながら
   往復移動する際、往復移動区間の両端付近にて反転運動
   を助勢すべく上記印字手段に対して反転付勢力を及ぼす
   反転付勢手段と、上記印字手段が往復移動する際の移動
   変量を検出する検出手段とを有する印字装置であって、 上記リニア駆動手段を制御対象とする一方、上記印字手
   段が往復移動する際、上記検出手段を介して検出される
   移動変量に基づく移動速度を目標変化量としてフィード
   バック制御を行う制御手段と、 上記印字手段が印字動作を開始する前の準備動作とし
   て、上記リニア駆動手段に駆動力を発生させて上記印字
   手段を往復移動のみさせる一方、その際に上記検出手段
   を介して検出される移動変量が適正となってはじめて、
   上記制御手段のフィードバック制御を有効と判断し、上
   記印字手段を往復移動させつつ印字動作を開始させる準
   備動作制御手段と、 を有することを特徴とする、印字装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段が目標変化量とする移動速
   度の基準として、複数の異なる速度パターンを用意して
   記憶している速度パターン記憶手段を有し、 上記準備動作制御手段は、上記印字手段を往復移動のみ
   させる際、上記速度パターン記憶手段に用意された全て
   の速度パターンについて、上記制御手段のフィードバッ
   ク制御の有効性の判断を行ない、その判断結果に基づい
   て、上記制御手段にフィードバック制御を実行させる、
   請求項３に記載の印字装置。
5. 【請求項５】 上記制御手段が目標変化量とする移動速
   度の基準として、複数の異なる速度パターンを用意して
   記憶している速度パターン記憶手段を有し、 上記準備動作制御手段は、速度モードの切り替えに応じ
   て上記印字手段を往復移動のみさせる際、その速度モー
   ドに対応して上記速度パターン記憶手段に用意された速
   度パターンに基づいて、上記制御手段にフィードバック
   制御を実行させる、請求項３に記載の印字装置。
6. 【請求項６】 上記準備動作制御手段は、印字動作終了
   後も上記制御手段のフィードバック制御が有効となる制
   御量またはタイミングを保持しておき、次回印字動作を
   開始させる際には、その制御量またはタイミングを利用
   する、請求項３に記載の印字装置。
7. 【請求項７】 上記準備動作制御手段は、印字動作終了
   後から所定時間を経るまで、上記制御手段のフィードバ
   ック制御が有効となる制御量またはタイミングを保持し
   ておく、請求項６に記載の印字装置。