JP3675236B2 - 紙送り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタに用いられる紙送り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、プリンタは、紙送り装置で紙を送りつつ印字ヘッドをスライド移動して文字画像を印刷するように構成されている。
【0003】
また、このようなプリンタに用いられる紙送り装置は、紙を巻き込んで送るローラ、及びこのローラを回転するモータで構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、プリンタに用いられる紙送り装置としては、プリンタの高精度化に伴い、より正確で細かな紙送りを実現できるものが望まれている。
【0005】
紙送りの位置決め精度を低下する原因としては、例えば、ローラとモータとの間に介在した減速機によるバックラッシの影響がある。
【0006】
また、使用するモータについては、プリンタの解像度に対する厳密な位置決めが要求されるとともに、その制御も容易であることが必要とされる。
【0007】
そこで本発明は、こうした問題を考慮し、紙送りの位置決め精度を確実に向上することができる紙送り装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願第1請求項に記載した発明は、プリンタに用いられる紙送り装置において、紙を送るローラと、前記ローラを回転するDCブラシレスモータと、前記DCブラシレスモータのロータの位置を検出するエンコーダとを備え、前記DCブラシレスモータは、前記エンコーダからの情報をフィードバックして制御するとともに、前記ローラ、前記DCブラシレスモータのロータ、及び前記エンコーダは、同軸に配置して構成され、前記プリンタの解像度をX、前記ローラの直径をDpとし、更に前記DCブラシレスモータの制御に関し、各相の電流配分比を決定する出力信号数をSoとするとき、これらは、So=πDp・Xの関係にある紙送り装置である。
【0009】
このように、本請求項の紙送り装置によると、紙を送るローラと、ローラを回転するDCブラシレスモータと、DCブラシレスモータのロータの位置を検出するエンコーダとを備え、DCブラシレスモータは、エンコーダからの情報をフィードバックして制御するとともに、ローラ、DCブラシレスモータのロータ、及びエンコーダは、同軸に配置してなるので、紙送りの位置決め精度を確実に向上することが可能である。
【0010】
すなわち、本紙送り装置は、ローラをモータで直接駆動するので、ローラとモータとの間に減速機を介在するものと比較すると、バックラッシの影響を回避することが可能である。
【0011】
更に、モータとしては、DCブラシレスモータを使用しているので、紙送りの位置決めは、モータの各相の電流配分比を設定することにより、正確に行うことが可能である。
【0012】
例えば仮に、ブラシモータを使用すると、ブラシモータとしての構造上、通電中は常に回転トルクを発生するので、ロータを任意の位置に正確に停止させるという動作はできない。すなわちロータの停止位置は、ロータの慣性や変動の大きい摩擦負荷に大きく依存することになるため、任意の停止位置を正確に確保するのは極めて困難であるが、本発明では、そのような不都合を回避することが可能である。
【0013】
また、DCブラシレスモータの制御は、ローラ及びロータと同軸に配置したエンコーダからの情報をフィードバックするので、効率よく行うことが可能である。
特に、このような構成によれば、静止角度精度を満足に維持するとともに、ヒステリシスの影響を確実に回避することが可能である。
【0015】
また、本請求項の紙送り装置によると、プリンタの解像度に対し、紙送りをより正確に且つ効率よく行うことが可能である。以下に、その考え方について説明する。
【0016】
まず、プリンタの所定の解像度Xに対応する最小の紙送り量を設定する。すなわち、プリンタの解像度Xは、単位長さあたりのドット数によって表されるので、最小の紙送り量は、解像度Xにおけるドット間隔(解像度Xの逆数)と等しくなるように設定する。
【0017】
そして、この最小の紙送り量は、ローラの周長をDCブラシレスモータの静止位置の分解能で割った値に相当するので、DCブラシレスモータの静止位置の分解能は、ローラの周長とプリンタの解像度Xとの積に相当すればよい。また、ローラの周長は、ローラの直径Dpと円周率πとの積に相当し、πDpと表される。
【0018】
更に、DCブラシレスモータは、各相の電流配分比を設定する出力信号によって制御されることから、その静止位置の分解能は、出力信号数Soに相当する。
【0019】
従って、このような紙送り装置においては、前記の式で表されるように、ローラの周長πDpとプリンタの解像度Xとの積が、出力信号数Soと等しくなるように設定することにより、良好な紙送りが可能となる。
【0020】
例えば、紙送り装置を設計する際は、プリンタの解像度X、及び使用するDCブラシレスモータの分解能に相当する出力信号数Soを決定すると、前記の式に基いて、ローラの周長πDpが決定される。
【0021】
本願第2請求項に記載した発明は、請求項1において、前記DCブラシレスモータのトルクリップル数をTrとするとき、これらは、
πDp・X=n・Tr
の関係にある構成の紙送り装置である。但し、nは正の整数である。
【0022】
本請求項の紙送り装置によると、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことが可能である。
【0023】
すなわち、このような構成によれば、出力信号数Soたるプリンタの解像度Xとローラの周長πDpとの積が、トルクリップル数Trの整数倍であることから、電流配分比のパターンを、1回のトルクリップルごとに等しく設定することができ、DCブラシレスモータの制御を一層簡便に行うことが可能である。
【0024】
本願第3請求項に記載した発明は、請求項1又は2において、前記エンコーダの目盛分割数をYとするとき、これらは、
πDp・X=m・Y
の関係にある構成の紙送り装置である。但し、mは正の整数である。
【0025】
本請求項の紙送り装置によると、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことが可能である。
【0026】
すなわち、このような構成によれば、出力信号数Soたるプリンタの解像度Xとローラの周長πDpとの積が、エンコーダの目盛分割数の整数倍であることから、エンコーダからの情報と出力信号とを容易に対応させることが可能であり、DCブラシレスモータの制御を一層簡便に行うことが可能である
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の具体例を図面に基いて詳細に説明する。
【0027】
図1に示すように、本例の紙送り装置1は、プリンタに用いられるものであり、紙を送るローラ3と、このローラ3を回転するDCブラシレスモータ2と、DCブラシレスモータ2のロータの位置を検出するエンコーダ4とを備え、図示を省略した印字ヘッドの動作に応じて紙を送るように構成されている。
【0028】
また、ローラ3、DCブラシレスモータ2のロータ、及びエンコーダ4とは、一体の軸Aに配置されており、互いに同期回転する。或は、図2に示すように、ロータの回転軸とローラ3の回転軸とを、カップリング5等の継手を用いて連結して、一つの軸Aとする構成でもよい。
【0029】
尚、これらの図には、モータ2をローラ3とエンコーダ4との間に配置したものを図例したが、或いは、エンコーダ4をモータ2とローラ3との間に配置してもよい。
【0030】
更に、前記プリンタの解像度は1440[dpi]であり、本紙送り装置1においては、ローラ3の周長を38.1000[mm]に設定するとともに、DCブラシレスモータ2の制御に関し、各相の電流配分比を決定する出力信号数を2160に設定している。ローラ3の直径は、ローラ3の周長を円周率で割った値であり、12.1276[mm]である。
【0031】
尚ここで、プリンタの解像度1440[dpi]は、業界の慣習に従いインチ法に基いて表したが、以下の説明においては、長さの単位を共通する必要から、1インチを25.4mmとし、これを1440/25.4[ドット/mm]とする。
【0032】
前記DCブラシレスモータ2は、ロータの磁石極数が12の3相モータであり、そのトルクリップル数は、36に設定されている。
【0033】
また、このDCブラシレスモータ2は、各相の電流配分比を加減することによってロータの位置決めを行うものであり、その制御は、各相の電流配分比を決定する出力信号によってなされる。出力信号数は、トルクリップル数の60倍、すなわち2160に設定している。
【0034】
更に、前記エンコーダ4の目盛分割数は、出力信号数と同じ2160に設定している。
【0035】
以上のように、本例においては、ローラ3の周長とプリンタの解像度との積は、
38.1000×1440/25.4=2160
であり、この値は、出力信号数に相当する。
【0036】
このように、本例の紙送り装置は、プリンタの解像度をX、ローラの直径をY、出力信号数をSoとするとき、これらは、
So=πDp・X
の関係が成立し、プリンタの解像度に対して、紙送りを正確に且つ効率よく行うことができる。
【0037】
すなわち、本紙送り装置は、ローラをモータで直接駆動するので、ローラとモータとの間に減速機を介在するものと比較すると、バックラッシの影響を回避することができる。
【0038】
更に、モータとしては、DCブラシレスモータを使用しているので、紙送りの位置決めは、モータの各相の電流配分比を設定することにより、正確に行うことができる。
【0039】
例えば仮に、ブラシモータを使用すると、ブラシモータとしての構造上、通電中は常に回転トルクを発生するので、ロータを任意の位置に正確に停止させるという動作はできない。すなわちロータの停止位置は、ロータの慣性や変動の大きい摩擦負荷に大きく依存することになるため、任意の停止位置を正確に確保するのは極めて困難であるが、本発明では、そのような不都合を回避することができる。
【0040】
また、DCブラシレスモータの制御は、ローラ及びロータと同軸に配置したエンコーダからの情報をフィードバックするので、効率よく行うことができる。
【0041】
特に、このような構成によれば、静止角度精度を満足に維持するとともに、ヒステリシスの影響を確実に回避することができる。
【0042】
また、本紙送り装置は、DCブラシレスモータのトルクリップル数をTrとするとき、これらは、
πDp・X=n・Tr
n=60
の関係にあり、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0043】
すなわち、このような構成によれば、出力信号数Soたるプリンタの解像度Xとローラの周長πDpとの積が、トルクリップル数Trの整数倍であることから、電流配分比のパターンを、1回のトルクリップルごとに等しく設定することができ、DCブラシレスモータの制御を一層簡便に行うことができる。
【0044】
また、本紙送り装置は、エンコーダの目盛分割数をYとするとき、これらは、
πDp・X=m・Y
m=1
の関係にあり、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0045】
すなわち、このような構成によれば、出力信号数Soたるプリンタの解像度Xとローラの周長πDpとの積が、エンコーダの目盛分割数の整数倍であることから、エンコーダからの情報と出力信号とを容易に対応させることができ、DCブラシレスモータの制御を一層簡便に行うことができる。
【0046】
次に、本発明の他の具体例について説明する。
【0047】
本例は、プリンタの解像度及び各部の設定が、前述した具体例と異なるものである。尚、その他の基本的な構成については、前述した同様であるので、共通する部材には同一の符号を付すとともに、その説明及び図示は省略する。
【0048】
この紙送り装置1においては、プリンタの解像度は2880[dpi]、すなわち2880/25.4[ドット/mm]、ローラ3の周長は50.8000[mm]、出力信号数は5760に設定している。ローラ3の直径は16.1701[mm]である。
【0049】
前記DCブラシレスモータ2は、ロータの磁石極数が8の3相モータであり、そのトルクリップル数は、24に設定されている。各相の電流配分比を決定する出力信号数は、トルクリップル数の240倍、すなわち5760に設定している。
【0050】
更に、前記エンコーダ4の目盛分割数は、出力信号数の1/4、すなわち1440に設定している。
【0051】
以上のように、本例においては、ローラ3の周長とプリンタの解像度との積は、
50.8000×2880/25.4=5760
であり、この値は、出力信号数に相当する。
【0052】
このように、本例の紙送り装置も、プリンタの解像度をX、ローラの直径をY、出力信号数をSoとするとき、これらは、
So=πY・X
の関係が成立し、プリンタの解像度に対して、紙送りを正確に且つ効率よく行うことができる。
【0053】
また、本紙送り装置は、DCブラシレスモータのトルクリップル数をTrとするとき、これらは、
πDp・X=n・Tr
n=240
の関係にあり、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0054】
また、本紙送り装置は、エンコーダの目盛分割数をYとするとき、これらは、
πDp・X=m・Y
m=4
の関係にあり、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第1請求項に記載した発明は、プリンタに用いられる紙送り装置において、紙を送るローラと、前記ローラを回転するDCブラシレスモータと、前記DCブラシレスモータのロータの位置を検出するエンコーダとを備え、前記DCブラシレスモータは、前記エンコーダからの情報をフィードバックして制御するとともに、前記ローラ、前記DCブラシレスモータのロータ、及び前記エンコーダは、同軸に配置して構成され、前記プリンタの解像度をX、前記ローラの直径をDpとし、更に前記DCブラシレスモータの制御に関し、各相の電流配分比を決定する出力信号数をSoとするとき、これらは、So=πDp・Xの関係にある紙送り装置である。
【0056】
このように、本請求項の紙送り装置によると、紙を送るローラと、ローラを回転するDCブラシレスモータと、DCブラシレスモータのロータの位置を検出するエンコーダとを備え、DCブラシレスモータは、エンコーダからの情報をフィードバックして制御するとともに、ローラ、DCブラシレスモータのロータ、及びエンコーダは、同軸に配置してなるので、紙送りの位置決め精度を確実に向上することができ、延いては、プリンタの性能を向上することができる。
【0058】
また、本請求項の紙送り装置によると、プリンタの解像度に対し、紙送りをより正確に且つ効率よく行うことが可能である。
【0059】
本願第2請求項に記載した発明は、請求項1において、前記DCブラシレスモータのトルクリップル数をTrとするとき、これらは、
πDp・X=n・Tr
の関係にある構成の紙送り装置である。但し、nは正の整数である。
【0060】
本請求項の紙送り装置によると、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0061】
本願第3請求項に記載した発明は、請求項1又は2において、前記エンコーダの目盛分割数をYとするとき、これらは、
πDp・X=m・Y
の関係にある構成の紙送り装置である。但し、mは正の整数である。
【0062】
本請求項の紙送り装置によると、DCブラシレスモータの制御を効率よく行うことができる。
【0063】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の具体例に係り、紙送り装置を示す外観図である。
【図2】 本発明の具体例に係り、紙送り装置を示す外観図である。
【符号の説明】
1 紙送り装置
2 DCブラシレスモータ
3 ローラ
4 エンコーダ
5 カップリング
A 軸
Claims (3)
- プリンタに用いられる紙送り装置において、
紙を送るローラと、前記ローラを回転するDCブラシレスモータと、前記DCブラシレスモータのロータの位置を検出するエンコーダとを備え、前記DCブラシレスモータは、前記エンコーダからの情報をフィードバックして制御するとともに、前記ローラ、前記DCブラシレスモータのロータ、及び前記エンコーダは、同軸に配置して構成され、
前記プリンタの解像度をX、前記ローラの直径をDpとし、更に前記DCブラシレスモータの制御に関し、各相の電流配分比を決定する出力信号数をSoとするとき、これらは、So=πDp・Xの関係にあることを特徴とする紙送り装置。 - 前記DCブラシレスモータのトルクリップル数をTrとするとき、これらは、πDp・X=n・Trの関係にあることを特徴とする請求項1記載の紙送り装置。但し、nは正の整数である。
- 前記エンコーダの目盛分割数をYとするとき、これらは、πDp・X=m・Yの関係にあることを特徴とする請求項1又は2記載の紙送り装置。但し、mは正の整数である。
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JP (1) | JP3675236B2 (ja) |
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1999
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