JPH02107471A - 直動体の駆動方法並びに駆動装置及びプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直動体の駆動方法及び装置に係り、特に例え
ばプリンタの印字ヘッドを直線往復動せしめ、高い位置
決め精度が必要な装置に好適な駆動方法及び装置に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、ドツトインパクトプリンタにおいて。

高精度で両方向（往復）印字可能なものが開発されてき
ている。従来、このようなプリンタでは、印字ヘッドを
支持し、すべり軸受等の直動案内部材を備えたキャリア
が、キャリア駆動モータにより駆動される構造となって
いる。プリンタの高精度直動を実現する装置としては１
例えば、特開昭６０−６３１８１号公報記載の技術が挙
げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、キャリア駆動モータの動力がベルト
等の動力伝達要素を介してキャリアに伝えられ、該キャ
リアは直動運動する。そして、キャリア駆動モータ、ベ
ルト、キャリアによって構成される系が振動的なふるま
いをするので、当該キャリアの精密位置決めが困難とな
り、キャリアの両方向印字時に印字ずれが生じるという
問題があった。

この問題について第１１図乃至第１３図に基いて詳しく
説明する。駆動モータには、それを動かすための回路（
図示せず）が備えられており、それによってキャリアを
所望の速度にコントロールすることができる。従来、一
般に用いられているキャリアの速度パターンを第１１図
に示す。キャリアがホームポジションから加速され（区
間ａ）、定速走行（区間ｂ）になってしばらくすると印
字を開始する。やがてキャリアは定速走行から減速走行
（区間ｃ）して、ホームポジションとは逆側で一旦停止
する（区間ｄ）。すなわち１区間ａ。

ｂ、ｃ、がキャリアの往動の速度パターンであり、帰り
の復動は、それに対応する速度パターン（区間ｅ＋　ｆ
＋　ｇ）になっている。復動時にも、図示するような印
字区間があり、往動時に印字された文字や線に正しく位
置が合った状態で復動時に印字されなければならない。

しかし、実際には、駆動モータ、駆動ベルト、キャリア
で振動系が構成されており、キャリアが振動するので、
往動時と復動時の印字結果がずれるという問題が生じる
。

第１２図に印字ずれの説明図を示す。行きと帰りでキャ
リアの位置決めが正しく行なわれていないために字に段
がついてくる。その量を印字ずれ量ということにすれば
、キャリアが振動的ふるまいをするために、各文字（″
にｊ、（ＪＳ”）ごとに印字ずれ量は異なってくる。

この印字ずれが生じる原因を、キャリアの速度パターン
とキャリア振動との関係で第１３図を参照して説明する
。ここでは、キャリアの行きの速度パターンの一部（第
１１図の加速区間ａと定速区間すの一部）と、そのとき
のキャリアの走行方向の加速度を示している。キャリア
の速度が増加すると共に加速度が大きくなり、キャリア
が定速走行になるとキャリアにはその慣性力のために残
留振動を生じていることがわかる。この振動が印字ずれ
の原因である。なお１図中に示した時間ＴＩｌはプリン
タのキャリア、ベルト、　ＩＦ！動モータによって構成
される走行方向の振動系の固有周期であり、計測若しく
は計算によって容易に求めることができる。また、図に
示したキャリアの速度は指令値であり、振動はしていな
いがキャリアの実際の速度を詳細に見れば多少変動する
ことは図から容易に理解できる。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされ
たもので、前記した振動系の振動振幅を小さく抑えるこ
とのできる直動体の駆動方法並びに装置、該装置を備え
たプリンタを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明は、支持レールに沿っ
て直線往復動可能な直動体の往復動を。

駆動手段に設定されている速度パターンに従って制御す
る直動体の駆動方法において、前記速度パターンを加速
走行部分、定速走行部分及び減速走行部分を含む台形パ
ターンを基礎パターンとすると共に、直動体の加速走行
部分から定速走行部分への移行部分に付加速度パターン
を設けて直動体の残留振動を減衰させるものである。前
記駆動方法において、付加速度パターンの形状は台形形
状。

台形の角部にまるみをもたせた形状、又は正弦半波形状
であるのがよい。

また、本発明に係る直動体の駆動装置は支持レールに沿
って直線往復動可能な直動体と、この直動体を予じめ設
定されている速度パターンに従って往復動させる駆動手
段とを備えた直動体の駆動装置において、前記速度パタ
ーンは加速走行部分、定速走行部分及び減速走行部分を
含む台形パターンを基礎パターンとし、直動体の加速走
行部分から定速走行部分への移行部分に定速走行の速度
の絶対値より大きい速度から成り該直動体の残留振動を
低減させる形状の付加速度パターンが設けられているも
のである。

前記駆動装置において、付加速度パターンの時間は、直
動体が設けられている装置の直動体走行方向の振動系の
固有周期の略ｎ倍（ｎは自然数）に定められているのが
よい。

前記駆動装置は、ステップモータとその駆動回路とを含
み、該駆動回路には所定の時間だけ速度の絶対値を大き
くする指令値が記憶された素子を有するもの、や、サー
ボモータとその駆動回路とを含み、サーボモータに取り
付けられた速度検知器が定速走行に移ったことを検知し
たら、該定速走行の速度の絶対値よりも所定の時間だけ
速度の絶対値を大きくする駆動回路を有するもの等がよ
い。

また、前記付加速度パターンを付加した速度パターンが
設定されている駆動手段を有する直動体の駆動装置を直
動型のロボットと把え、この直動型ロボットを備えた各
種装置、例えば光ディスクのオートチェンジャー、現金
自動取引装置等が本発明の作用効果を得られる。

また１本発明に係る直動体の駆動装置は、支持レールに
沿って直線往復動可能な直動体と、この直動体を予じめ
設定されている速度パターンに従って往復動させる駆動
手段とを備えた直動体の駆動装置において、前記駆動手
段を構成する直動体駆動アクチュエータにオイルダンパ
または動吸振器を含む振動減衰手段を設けたものである
。

また、本発明に係るプリンタは、支持レールの長手方向
に往復移動可能に設けられたキャリアと。

このキャリアに取り付けられた印字ヘッドと、キャリア
に取り付けられそのインクリボンが印字ヘッドの印字ワ
イヤの軸受面を経由するリボンカセットと、印字ヘッド
の軸受面との対向位置に設けられたプラテンと、を備え
たドツトインパクトのプリンタにおいて、前記キャリア
を直動体として、該直動体の駆動装置を前記付加速度パ
ターンの付加された駆動装置で構成したものである。

〔作用〕

直動体を本発明に係る速度パターンで駆動すると、その
台形形状等の付加速度パターンによって。

直動体の加速走行から定速走行に移るときに生じる残留
振動が小さくなり、そのため直動体の精密位置決めが可
能となる。

また、直動体駆動アクチュエータに設けたオイルダンパ
等の振動減衰手段は、直接的に直動体の残留振動を減衰
させる。

本発明に係るプリンタは、直動体の残留振動が低減され
ることによって、印字ずれをなくすことができる。

〔実施例〕

以下１本発明を図面の実施例に基いて説明する。

第１図は本発明に係る速度パターンの説明図であり、第
２図は本発明に係る直動体の駆動装置を備えたプリンタ
の要部斜視図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４
図は同平面図を示す。

第２図において、１はドツトインパクトプリンタの印字
ヘッド、２は印字ヘッド１を搭載して支持レール上を直
線往復動を行なう直動体に係るキャリア、３，４は支持
レールで該支持レール３．４は断面円形のガイドシャフ
トである。５はキャリア２に設けた支持レール３上を摺
動するための断面円筒形状のすべり軸受、６．７は支持
レール４を挾んでキャリア２を案内するころがり部材、
８は前記ころがり部材６．７を支持レールに接触させ転
動させるための弾性作用をなす板ばね、９は支持レール
３．４を保持する支持体で、これらで印字ヘッド搬送装
置１ｏを構成している。

すなわち、第２図に示すように、本実施例の印字ヘッド
搬送装置は、支持体９に保持された２本の支持レール３
．４が平行に設置されており、この支持レール長手方向
（軸心に沿った方向）に往復運動可能なように、すベリ
軸受５、ころがり部材６．７を具備したキャリア２が設
けられている。

キャリア２には印字ヘッド１が取付けられている。

第３図に示すように、印字ヘッド１の下側にプラテン１
１が設けられ、このプラテン１１と印字ヘッド１との間
を用紙１６が搬送される。用紙１６と印字ヘッド１との
間にはリボン１７がある。

印字ヘッド１からは、印字ワイヤ（図示せず）が出てリ
ボン１７を打ち、印字動作が行われる。

第４図は、キャリア２の駆動手段を示すものである。駆
動ベルト１３は、キャリア２にねじ等を用いて固定的に
取付けられており、駆動プーリ１２と従動ブー１Ｊ１４
とにループ状に巻架されている。駆動プーリ１２は駆動
モータ１５の軸に取付けられている。駆動モータ１５か
らの動力は駆動プーリ１２．１４及び駆動ベルト１３を
介してキャリア２に伝えられ、支持レール３．４の長手
方向に移動可能となっている。

本実施例では、前記した理由によって従来技術では生じ
る印字ずれをほとんど無くし、印字品質を上げるために
、第１図に示すような速度パターンを採用している。す
なわち、従来の速度パターンで加速から定速走行に入る
時点から所定の時間Ｔ、たけ、定速走行の゛速度よりも
大きな速度とする区間を設けたパターンとなっている。

特に、ここでは増加した速度台のパターンも台形パター
ンになっているため、以下この速度パターンを二股台形
パターンと呼ぶことにする。また、この二段台形パター
ンの内、従来からの台形パターンを基本台形パターン、
付は加えた２段目の台形パターンを付加台形パターンと
いうことにする。このような速度パターンにして、付加
台形パターンの時間Ｔ０を適切に選ぶ（後で詳述）と、
残留振動は従来に比べ小さくなり、その結果、印字ずれ
がほとんど無くなる。

先に述べた付加台形パターンの時間Ｔ０と残留振動の大
きさとの関係を第５図に示す。時間Ｔ０が０秒のところ
、すなわち従来の速度パターンにおける残留振動の大き
さに対して、時間Ｔ０がプリンタ走行方向の振動系の固
有周期Ｔｎの自然数倍にほぼ一致すると残留振動が小さ
くなることがわかる。したがって本発明では、付加台形
パターンの時間Ｔ０を、 Ｔ　６　”　ｎ　・Ｔ　ｎ　（ｎは自然数）としている
。これによって印字ずれの少ない、高印字品質のプリン
タが実現できる。また、付加台形パターンの高さｈは振
動系に合わせて、最も残留振動を減衰できる値に定める
。

第６図には本発明に係る帰りの速度パターンも表示して
いる。帰りにも付加台形パターンを付けている。すなわ
ち、帰りにおいても加速から定速走行に入る時点から所
定の時間だけ速度の絶対値が大きい区間がある。

第７図に本発明に係る別の実施例の速度パターンを示す
。先の実施例では、速度パターンがすべて直線（第１図
）により構成されていたが、ここではキャリアの運動を
さらになめらかにするために１図中の矢印で示した部分
に若干の丸みをもたせている。この付加速度パターンに
よっても残留振動を小さく抑えることが可能であるので
、印字ずれがほとんど生じない。

第８図は本発明の他の実施例の速度パターンである。こ
こでは付加台形パターンを正弦半波形状に置き換えて構
成したものである。その時間Ｔ０も、前述したように、
振動系の固有周期Ｔ　１１の自然数倍になっており、印
字ずれ量を少なくすることができる。

さらに駆動回路まで説明すれば、キャリア駆動モータと
してよく用いられるステップモータの場合には速度を所
定時間大きくする指令をＲＯＭ等に書き込んでおいてモ
ータの回転制御をすればよい。またサーボモータの場合
には、定速走行の速度をエンコーダ等で感知したら、所
定時間速度が大きくなるように回路にメモリーしておけ
ばよい。

ここまでは、本発明に係る駆動方法及び装置を用いたプ
リンタについて説明してきたが、プリンタのキャリアの
ように直線往復動する機構、たとえば、直動型ロボット
、またそれを用いた光ディスクのオートチェンジャや現
金自動取引装置等に本発明による直動体の駆動装置を適
用すれば、精密位置決めならびに低騒音化が実現できる
。

また１以上はプリンタのキャリアのような直動体の低振
動化を図るために、その駆動方法を改善してきたが、第
９図に示すような振動減衰構造をとってもキャリアの精
密位置決めが可能である。

同図の２１はオイルダンパであり、直動体駆動アクチュ
エータである駆動キャリアモータの軸に設けられ、それ
によってねじり振動が充分減衰されるので、キャリア２
の低振動化が実現できる。なお、図中の他の構成は第１
図から第３図に示しであるものと同一であるので、説明
は省略する。

第１０図に本発明に係る別の実施例の斜視図を示す、キ
ャリア駆動モータ１５の軸には弾性部材２４とリング２
３とで構成されたねじり動吸振器２２が取り付けられて
いる。ここで、ねじり動吸振器２２の固有振動数をｆ　
ａｎとすれば、前述のプリンタ走行系の固有周期Ｔ、と
は、 ｆ　ｄｌｌ”　１　／　Ｔｎ なる関係が成り立たなければならない。これによってキ
ャリアの高精度位置決め、つまり高印字品質が実現でき
る。

〔発明の効果〕

本発明に係る方法によれば、キャリア等の直動体の残留
振動を低減することができる。従って、プリンタにおい
ては印字ずれ量の小さな高印字品質のプリンタが実現で
きる。

また、本発明に係る装置によれば、上記方法を構造簡単
にして実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る速度パターンの一部とそれに対応
するキャリア加速度を示す説明図、第２図は本発明に係
るプリンタの要部斜視図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断
面図、第４図は同平面図、第５図は付加速度パターンの
時間と残留振動の大きさとの関係図、第６図は第１図の
速度パターンの全体説明図、第７図及び第８図は本発明
の別の速度パターンの説明図、第９図及び第１０図は本
発明のそれぞれ異なる他実施例を示す斜視図、第１１図
は従来の速度パターンの説明図、第１２図は従来のプリ
ンタによる印字結果の説明図、第１３図は従来の速度パ
ターンの一部とそれに対応するキャリア加速度を示す説
明図である。 ２・・・キャリア（直動体）、３．４・・・支持レール
。 ５・・・すべり軸受、６．７・・・ころがり部材。 １１・・・プラテン、１３・・・駆動ベルト、１５・・
・駆動モータ、２１・・・オイルダンパ、２２・・・ね
じり動吸振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持レールに沿って直線往復動可能な直動体の往復
   動を、駆動手段に設定されている速度パターンに従って
   制御する直動体の駆動方法において、前記速度パターン
   を加速走行部分、定速走行部分及び減速走行部分を含む
   台形パターンを基礎パターンとすると共に、直動体の加
   速走行部分から定速走行部分への移行部分に付加速度パ
   ターンを設けて直動体の残留振動を減衰させることを特
   徴とする直動体の駆動方法。 ２、請求項１において、付加速度パターンの形状は台形
   形状、台形の角部にまるみをもたせた形状、又は正弦半
   波形状である直動体の駆動方法。 ３、支持レールに沿って直線往復動可能な直動体と、こ
   の直動体を予じめ設定されている速度パターンに従って
   往復動させる駆動手段とを備えた直動体の駆動装置にお
   いて、前記速度パターンは加速走行部分、定速走行部分
   及び減速走行部分を含む台形パターンを基礎パターンと
   し、直動体の加速走行部分から定速走行部分への移行部
   分に定速走行の速度の絶対値より大きい速度から成り該
   直動体の残留振動を低減させる形状の付加速度パターン
   が設けられていることを特徴とする直動体の駆動装置。 ４、請求項３において、付加速度パターンの時間は、直
   動体が設けられている装置の直動体走行方向の振動系の
   固有周期の略ｎ倍（ｎは自然数）に定められている直動
   体の駆動装置。 ５、支持レールに沿って直線往復動可能な直動体と、こ
   の直動体を予め設定されている速度パターンに従って往
   復動させる駆動手段とを備えた直動体の駆動装置におい
   て、前記駆動手段を構成する直動体駆動アクチュエータ
   にオイルダンパまたは動吸振器を含む振動減衰手段を設
   けたことを特徴とする直動体の駆動装置。 ６、支持レールの長手方向に往復移動可能に設けられた
   キャリアと、このキャリアに取り付けられた印字ヘッド
   と、キャリアに取り付けられそのインクリボンが印字ヘ
   ッドの印字ワイヤの軸受面を経由するリボンカセットと
   、印字ヘッドの軸受面との対向位置に設けられたプラテ
   ンと、を備えたドットインパクトのプリンタにおいて、
   前記キャリアを直動体として、該直動体の駆動装置を請
   求項３〜５のいずれかで構成したことを特徴とするプリ
   ンタ。