JPH0399873A - 印字ヘッドキャリジ移動制御パラメータの決定方式 - 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〕 本発明はシリアルプリンタの印字ヘッドキャリジ移動制
御パラメータの決定方式に関する。

〔従来の技術〕

シリアルプリンタの印字ヘッドキャリジ移動制御パラメ
ータの決定に用いる従来のＤＣサーボモータの制御パラ
メータの決定方式は、印字ヘッドキャリジ移動機構系の
特性に対して何らかの制御則を適用し、シリアルプリン
タの開発時点においてその決定を行う方式を採用してい
る。学術的には、適応制御等の制御パラメータを機構系
の特性変動に適応させる方式のものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したようなシリアルプリンタの開発時点で制御パラ
メータを決定する従来の方式は、経年変化（例えばＤＣ
サーボモータと印字ヘッドキャリジとを結ぶフレキシブ
ル動力伝達器のばね定数の変化やリニアガイドの粘性係
数および摩擦係数の変化等）に制御系を適応させること
ができないという欠点がある。また、適応制御等の制御
パラメータを機構系の特性変動に適応させる方式のもの
は、計算時間が必要であり、かつ計算処理用のプロセッ
サの使用によって生産コストが上昇する等の問題がある
ため、ただちにシリアルプリンタに採用することができ
ないという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の印字ヘッドキャリジ移動制御パラメータの決定
方式は、ＤＣサーボモータを駆動源としてその駆動力を
フレキシブル伝達器を介して印字ヘッドキャリジに伝達
して前記印字ヘッドキャリジを往復運動させかつ前記印
字ヘッドキャリジの状態量を検出するりニアセンサを有
するシリアルプリンタの印字ヘッドキャリジ移動制御パ
ラメータの決定方式であって、ＤＣサーボモータ駆動ア
ンプに与える回転速度指令信号をステップ関数に基いて
更新する第一の処理を実行し、一定時間毎に前記印字ヘ
ッドキャリジの状態量のサンプリングを行う第二の処理
を実行し、前記第一の処理および前記第二の処理を制御
パラメータの決定に必要な回数（Ｎ回）だけ繰返した後
前記制御パラメータの決定に必要な特定要素の抽出を行
う第三の処理を実行し、前記第三の処理で得た前記特定
要素に対応する制御パラメータをあらかじめ求めておい
て記憶手段に保持しておいた制御パラメータから決定す
る第四の処理を実行することを含んでいる。

〔実施例〕

まず本発明を適用するシリアルプリンタの構成について
説明する。

第２図は本発明を適用するシリアルプリンタの一例を示
す正面図である。

第２図において、ＤＣサーボモータ２６は駆動源であり
、その駆動力はモータプーリ２７とベルトまたはワイヤ
などのフレキシブル伝達器２５を介して印字ヘッドキャ
リジ２１に伝達される。モータプーリ２７の反対側には
アイドルプーリ２８が設けてあり、これによってフレキ
シブル伝達器２５に対して適当なテンションが与えられ
ている。印字ヘッド２０を搭載した印字ヘッドキャリジ
２１にはリニアセンサ検出部２４が設けられており、ガ
イド２２に沿って動く印字ヘッドキャリジ２１の移動方
向と平行に設けであるリニアセンサスケール部２３とに
よって印字ヘッドキャリジ２１の状態量（位置および速
度）を検出する。

第３図は第２図の例のＤＣサーボモータの駆動アンプの
一例である速度制御形駆動アンプの構成を示すブロック
図である。

第３図において、ＤＣサーボモータ駆動アンプ４３は、
センサ４０と回転速度検出器４４とから得たＤＣサーボ
モータ２６の回転速度信号４５と、回転速度指令信号４
６とを入力し、ＤＣサーボモータ２６に対する駆動電流
４８および４つを出力する。ＤＣサーボモータ駆動アン
プ４３に入力した回転速度信号４５と回転速度指令信号
４６とを速度制御器４２において制御信号４７に変換し
、これを電流アンプ４１で駆動電流４８および４９に変
換してＤＣサーボモータ２６に供給する。速度制御器４
２は、回転速度信号４５と回転速度指令信号４６との差
をＰＩＤ制御またはＰＩ制御によって制御信号４７に変
換する。電流アンプ４１は、制御信号４７に従ってＰＷ
Ｍ駆動または直流増幅によって駆動電流４８および４つ
に変換する。

上述のシリアルプリンタにおいて、駆動源であるＤＣサ
ーボモータ２６に与える回転速度指令信号４６は、印字
ヘッドキャリジ移動機構系（ＤＣサーボモータの電気的
特性も含む）の特性を考慮した制御信号であることが必
要である。本実施例は、この回転速度指令信号４６を得
るための制御系で使用する制御パラメータｋ（ｋ＝に、
　、に２〜ｋｐ）を以下に示す印字へッドキャリジ移動
制御バラメ−タの決定方式によって決定するものである
。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャートである
。

第１図において、状態１はシリアルプリンタの電源投入
時点またはリセット時点における初期状態を示し、状態
２においてＤＣサーボモータ（モータ）の試行の駆動を
開始する。処理３では、ＤＣサーボモータ駆動アンプ４
３に与える回転速度指令信号４６を更新する０回転速度
指令信号４６の更新は、第４図に示すステップ関数３３
に基いて行う。

第４図は第１図は実施例において印字ヘッドキャリジ移
動制御のためのパラメータの決定の試行のときに用いる
ＤＣサーボモータに対する回転速度指令信号の波形を示
す波形図で、横軸は時間、縦軸は速度を表し、ＤＣサー
ボモータに対する回転速度指令信号を実線のステップ関
数３３で示している。ステップ関数３３は、試行に適当
な試行速度３２を目標速度としたステップ状の波形とな
っている。

処理４では、印字ヘッドキャリジ２１の状態量のサンプ
リングを行う。処理３および４を制御パラメータの決定
に必要な回数（Ｎ回）だけ繰返す（判断５）、状態６は
モータの試行の駆動の終了を示し、状態７は制御パラメ
ータの決定の開始を示す、処理４において得た印字ヘッ
ドキャリジ２１の状態量のサンプリングによる応答結果
は、第５図に示した波形となる。

第５図は第１図は実施例によって試行を行ったときの印
字ヘッドキャリジ２１の速度応答の一例を示す特性図で
あり、横軸は時間、縦軸は速度を表し、実線で示した曲
線が印字ヘッドキャリジ２１の速度応答曲線３４である
。試行速度３２は、試行の指令速度を示す、第一ビーク
３５および第二ビーク３６は、それぞれ速度応答曲線３
４上のピーク点を示す、第５図の速度応答曲線３４は連
続の線となっているが、実際には （（ｔｔ、Ｖｔ）（ｈ、　Ｖ　２）〜（ｔＮ、Ｖｓ））
のサンプリングデータである。

処理８は、（（ｔｌ、Ｖｌ）（ｔ２．Ｖｌ）〜（ｔＮ、
ｖＮ））の中から制御パラメータの決定に必要な要素（
（ｔｓｌ、Ｖｍｔ）（Ｌｚ、Ｖｓ２）〜（ｊｓｌｌＶｓ
Ｍ）　）の抽出を行う９そして、抽出した要素に対応す
る制御パラメータをあらかじめ求めておいてそれらをＲ
ＯＭ等の記憶手段に保持しておき、処理９において処理
８で得た要素（（ｔｓｌ、Ｖｓｔ）（ｔａｚ＋Ｖａｚ）
””−（ｔｍｍ＋ｖｓｍ））に対応する制御パラメータ
ｋ　（ｋ＝に、、に２〜に、）を決定する。状Ｂ１０は
制御パラメータの決定終了を示す。状態１１から実際の
印字動作を開始し、シリアルプリンタの電源の切断また
は再リセットのまでこれを印字ヘッドキャリジ移動制御
パラメータとして使用する。

制御パラメータｋ　（ｋ＝に、、に、〜ｋｐ）は、以下
の原理で得られる。すなわち、ＤＣサーボモータ２６に
与える回転速度指令信号４６を得る制御器の制御則は、 ｖＭ（ｔ）・ｇ　（ｋ、ｕ（ｔ）、ｙ（ｔ）１ここで、
ＶＭ（ｔ）およびｕ（ｔ）およびｙ（ｔ）は、時点ｔに
おける回転速度指令信号および印字ヘッドキャリジ目標
速度および印字ヘッドキャリジ応答速度、ｋは駆動系が
伝達式 ％式％（）） ） ところで、試行によって得られる応答結果（（ｔｔ、Ｖ
ｔ）（ｈ、Ｖｌ）〜（ｔＮ、ＶＮ）　）と伝達関数ハラ
メータとの間には、 （ａｌ、１２〜ａｎ−１＋ｔ’ｌ＋ｂ２〜ｂｎ）”ｈ　
（（Ｌｔ　、Ｖｓｔ）Ｄｓ＋ｚ、Ｖｓ２）〜（ｊｓｍ＋
Ｖｍｍ）　１の関係がある。ここで （（Ｌａ１＋Ｖｓｔ）Ｄｓ２＋Ｖｓｚ）〜（ｔｓ＋ｎ、
ＶｓＭ）　）は、（Ｄａｔ＋Ｖｓｔ）Ｄ＊ｚ＋ｖｓ２）
〜（ｊｓｍ、Ｖｓ＋、Ｉ））Ｃ（（ｔｔ、Ｖｔ）（ｔｚ
、Ｖｌ）〜（ＬＮ、ＶＮ）１であり、関数ｆ２に必要な
抽出要素である。上述の関係をまとめると、 ｋ”（ｆｌ、ｆ２）　（（Ｌｔ、ｖａｔ）（ｔｔ２．ｖ
ｓ２）〜（ｔｓＭ、Ｖｓｘ））となる、従って、試行の
応答結果 （（Ｌｔ、ｖａｔ）（Ｌｚ、ｖｍ２）〜（Ｌｍ、ｖｅＭ
）　）から（（ｔｓｌ＋ｖｓｌ）（ｔｍ２＋ｖｍ２）”
”−（Ｌｍ、ｖｍＭ）　）を抽出してｋを求める。なお
、 （（ｔｍｌ＋Ｖｓｌ）（Ｌ２＋Ｖｓ２）〜（ｔｓＭ、ｖ
ｍｍ）　ｌの抽出方法は、応答結果のうち機構系の伝達
関数パラメータを決定するために必要な応答結果の特定
要素から決まる。例えば、機構系の伝達関数が２次形式
であれば、応答結果の第一ビークと第二ビーク（第５図
参照）の振幅比とそれらの周期によって伝達関数パラメ
ータを決定できる。従って、あらかじめ印字ヘッドキャ
リジ伝達関数の形式を求めておき、その形式に応じて応
答結果から抽出する特定要素を決めておいて抽出を行う
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、印字ヘッドキャリジの移動機構系
の特性パラメータのばらつきは、主としてＤＣサーボモ
ータと印字ヘッドキャリジとを結ぶフレキシブル伝達器
のばね定数のばらつきや、リニアガイドと印字ヘッドキ
ャリジとの間の粘性係数および摩擦係数等のばらつきに
起因し、これらが印字ヘッドキャリジの移動制御の制御
特性に影響を及ぼしている０本発明の印字ヘッドキャリ
ジ移動制御パラメータの決定方式は、これらのばらつき
に対してシリアルプリンタの始動時に印字ヘッドキャリ
ジ移動制御系の制御パラメータを適応させて、制御特性
の劣化を防ぐことができるという効果がある。従って、
経年変化にも適応する制御特性の劣化がないシリアルプ
リンタの印字ヘッドキャリジ移動制御系を提供すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャト、第２図
は第１図の実施例を適用するシリアルプリンタの一例の
印字ヘッドキャリジ移動駆動系を示す正面図、第３図は
第２図の例のＤＣサーボモータの駆動アンプの一例であ
る速度制御形駆動アンプの構成を示すブロック図、第４
図は第１図は実施例において印字ヘッドキャリジ移動制
御のためのパラメータの決定の試行のときに用いるＤＣ
サーボモータに対する回転速度指令信号の波形を示す波
形図、第５図は第１図は実施例によって試行を行ったと
きの印字ヘッドキャリジの速度応答の一例を示す特性図
である。 １・２・６・７・１０・１１・・・・・・状態、３・４
・８・９・・・・・・処理、５・・・・・・判断。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ＤＣサーボモータを駆動源としてその駆動力をフレキ
   シブル伝達器を介して印字ヘッドキャリジに伝達して前
   記印字ヘッドキャリジを往復運動させかつ前記印字ヘッ
   ドキャリジの状態量を検出するリニアセンサを有するシ
   リアルプリンタの印字ヘッドキャリジ移動制御パラメー
   タの決定方式であって、 ＤＣサーボモータ駆動アンプに与える回転速度指令信号
   をステップ関数に基いて更新する第一の処理を実行し、
   一定時間毎に前記印字ヘッドキャリジの状態量のサンプ
   リングを行う第二の処理を実行し、前記第一の処理およ
   び前記第二の処理を制御パラメータの決定に必要な回数
   （Ｎ回）だけ繰返した後前記制御パラメータの決定に必
   要な特定要素の抽出を行う第三の処理を実行し、前記第
   三の処理で得た前記特定要素に対応する制御パラメータ
   をあらかじめ求めておいて記憶手段に保持しておいた制
   御パラメータから決定する第四の処理を実行することを
   含むことを特徴とする印字ヘッドキャリジ移動制御パラ
   メータの決定方式。