JPH0467970A - 印字ヘッドキャリジの移動制御装置 - 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、シリアル印字を行うプリンタにおける印字ヘ
ッドキャリジ移動の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

プリンタの印字ヘッドキャリジは、モータの動力を動力
伝達器（ワイヤあるいはタイミングベルト等）で伝達し
移動駆動される。しかし、動力伝達器は弾性変形を起こ
し、特に急激な加速、減速のもとでは振動を発生し易く
、印字品位を低下させる原因となる。そこで、特に高速
印字を行う場合には、印字へラドキャリジの移動駆動に
速度振動を発生させない制御装置が必要となる。

従来の印字ヘノドキャリジの移動制御装置に、印字へラ
ドキャリジに絶対位置を測定できる位置検出器を設けた
制御装置を用いるものがある。この制御装置は２通りあ
る。ひとつは、印字ヘノドキャリジの位置情報を印字指
令として扱うもの、もうひとつは、検出された位置情報
と印字すべき目標位置との誤差から印字へラドキャリジ
の速度を調整し位置決めを行うものである。例えば、前
者は特開昭６１−１６８８０号公報「プリンタ」に、後
者は特開昭６０−２３６７８１号公報「シリアルプリン
タの制御方式」に見られる。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 このような従来技術において、例えば特開昭６１−１６
８８０号公報のプリンタの制御装置では、印字ヘントキ
ャリジの位置を検出した時刻と印字する時刻との間に、
高速になればなるほど時間のずれが生しる。したがって
、印字ヘッドキャリジか一定速状態にある時には、正確
な印字を行えるが、フレキシブル伝達器が振動している
状態では印字誤差を生してしまう問題がある。

一方、特開昭６０−２３６７８１号公報のシリアルプリ
ンタの制御方式では、印字ヘッドキャリジを停止状態か
ら一定速状態にしたときあるいは一定速状態から停止状
態にしたときのフレキシブル伝達器の振動を能動的に制
御していない。そのような状態では、位置制御は不可能
であり、フレキシブル伝達器の振動が収まるまで印字で
きない無駄時間を発生してしまう問題がある。

本発明の目的は、これらの問題点を解決し、印字誤差の
発生および無駄時間の発生を防止できるプリンタの印字
ヘノドキャリジ移動制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、モータプーリと印字ヘノドキャリジが動力伝
達器で接続されたプリンタの印字ヘッドキャリジ移動シ
ステムの印字へラドキャリジの移動制御装置において、 モータ側に設けられた回転角速度検出器と回転角加速度
検出器と、 従動側プーリに設けられた回転角速度検出器と回転角加
速度検出器と、 モータ側回転角速度検出器から得るモータ回転角速度信
号と、モータ側回転角加速度検出器から得るモータ回転
角速度信号と、プーリ側回転角速度検出器から得るプー
リ回転角速度信号と、プーリ側回転角加速度検出器から
得るプーリ回転角加速度信号と、モータの駆動電流検出
信号とを受け、予め印字へラドキャリジ移動システムの
特性に応じて設計されており、印字ヘッドキャリジの推
定速度信号および推定加速度信号を得る状態推定器と、 モータの駆動電流検出信号と、モータ回転角速度信号と
、モータ回転角加速度信号と、状態推定器からの印字ヘ
ンＦキャリジ推定信号および印字へラドキャリジ推定加
速度信号と、プーリ回転角速度信号と、プーリ回転角速
度とを受け、予め印字へラドキャリジ移動システムの数
字モデルに対し最適レギュレータ制御則を適用し得た状
態フィードバンクゲインをもとに信号処理を行い、モー
タの最適駆動操作量を出力する操作量算出器とを有する
ことを特徴としている。

〔作用〕

本発明は、印字へラドキャリジが一定速度状態にある時
はもちろん、停止状態から一定速状態になるまでおよび
一定速状態から停止状態になるまでも、ＤＣサーボモー
タの状態量および従動側プーリの状態量を検出し、得ら
れる印字ヘノドキャリジ状態量等を最適レギュレータ則
で求められる最適フィードハックゲインで信号処理し、
最適操作信号をＤＣサーボモータに与える。これにより
ＤＣサーボモータの安定状態を実現できる。

〔実施例］ 次に、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、本発明に係る印字へラドキャリジの移動制御
装置の一例を示すブロック図である。このプリンタ印字
ヘット移動制御装置は、モータと印字へラドキャリジが
タイミングヘルド等の動力伝達器で接続されたプリンタ
の印字へラドキャリジ移動システムにおいて、ＤＣサー
ボモータＩＯＱこ回転角速度検出器であるタコジェネレ
ータ５と回転角加速度検出器１を設け、さらに従動側プ
ーリにも回転角速度検出器であるタコジェネレータ６と
回転角加速度検出器２を設け、モータ回転角速度検出器
から得るモータ回転角速度信号５ａと、モータ回転角加
速度検出器１から得るモータ回転角加速度信号１ａと、
従動側プーリ回転角速度検出器から得る従動側プーリ回
転角速度信号６ａと、従動側プーリ回転角加速度検出器
２から得る従動側プーリ回転角加速度信号２ａと、駆動
電流検出器で得るＤＣサーボモータ駆動電流検出信号１
３ａとを状態推定器７で受け、予め印字ヘッドキャリジ
移動システムの特性に応じて設計されている状態量推定
器で印字ヘッドキャリジの推定速度信号７ａおよび推定
加速度信号７ｂを得て、操作量発生器８において、ＤＣ
サーボモータ駆動電流検出信号１３ａとモータ回転角速
度信号５ａとモータ回転角加速度信号１ａと印字ヘッド
キャリジ推定速度信号７ａおよび印字ヘッドキャリジ推
定加速度信号７ｂと従動側プーリ回転角速度信号６ａと
従動側プーリ回転角加速度信号２ａを入力し、予め印字
ヘッドキャリジ移動システムの数字を数学モデルに対し
最適レギュレータ制御則を通用し得た状態フィードバッ
クゲインをもとに信号処理を行いモータ１０の最適駆動
操作量を出力する。

このような印字ヘッドキャリジの移動制御装置において
、状態量推定器７の一例が３図に示されている。第３図
の状態量推定器は、乗算器３１〜４０゜４３、４４と、
加算器４１．４２とを備えている。この状態推定器は、
検出して得られた駆動電流検出信号１３ａ、モータ回転
角速度信号５ａ、モータ回転角加速度信号１ａ、従動側
プーリ回転角速度信号６ａ、従動側プーリ回転角加速度
信号２ａ、およびＤＣサーボモータ駆動操作信号８ａを
入力する。予め、オブザーバ理論に基づき、印字へ７ト
キヤリジ移動システムのモデルに対し、オブザーバケイ
ンを求めておき、各信号に対し各々のゲイン（Ｌｏ、Ｊ
とＢｏ、：ｌ−１，２，」−１〜５）を乗算し、得られ
たオブザーバ状態量を加算器４１および加算器４２で加
算し、印字へラドキャリジ推定速度信号７ａおよび、印
字ヘッドキャリジ推定角加速度信号７ｂを得る。

また、この印字へラドキャリジの移動制御装置において
、操作量算出器８の一例が第４図に示されている。第４
図の操作量算出器は、加算器５１５２と、乗算器５３〜
５９．６２と、減算器６ｏと、積分器６１とを備えてい
る。この操作量算出器は、検出して得られた、駆動電流
検出信号１３ａとモータ回転角速度信号５ａ、モータ回
転角加速度信号１ａ、従動側プーリ回転角速度信号６ａ
、従動側プーリ回転角加速度信号２ａと、推定し得られ
た印字ヘッドキャリジ速度信号７ａと印字へソドキャリ
ジ加速度信号７ｂを取り込む。そして、予め印字ヘッド
キャリジ移動システムの状態モデルに対し最適レギュレ
ータ制御則適用して求めである状態フィードバックゲイ
ン（Ｇ、〜ｃ　７　）を各状態量に乗算器５３〜乗算器
５９で乗算し、それらを加算器５１で加算し、状態フィ
ートハ・ツク信号を得る。また印字ヘッドキャリジ目標
速度信号９と印字ヘノドキャリノ推定速度信号７ａを減
算器６ｏで減算してその差信号を得、積分器６１により
積分し、最適レギュレータ制御則により得られる積分フ
ィードバックゲインＫを乗算器６２で乗算し、出力フィ
ードハ、り信号を得る。そして、状態フィードバンク信
号と出力フィートバンク信号とを加算器５２で加算し、
ＤＣサーボモータ駆動操作信号８ａを得る。

積分型最適レギュレータ則に関しては、木村著。

ｒディジタル信号処理と制御」、昭晃堂（１９８２）等
に記載されている法則であるのでここでの詳細な説明は
省く。

次に、この印字ヘッドキャリジの移動制御装置の動作を
、第２図を用いて説明する。第２図は、第１図の装置の
機械的構成を示す図であり、第２図（ａ）は第１図の制
御装置により印字ヘッドキャリジの移動を制御する機構
の概略を示す上面図である。また、第２図（ｂ）は側面
図である。

第２図の印字ヘッドキャリジ２０は、プリンタ装置のフ
レームに固定されたガイドシャフト２３．２４に沿って
移動を行う。印字ヘッドキャリジ２０は、ＤＣサーボモ
ータ１０の動力を駆動側プーリ２２、従動側プーリ２１
、動力伝達器２５で伝達し移動駆動される。ＯＣサーボ
モータ１００回転軸、従動側プーリ２１にタコジェネレ
ータ５，６を設け、［ｌＣサーボモータ１０および従動
側プーリ２１の角速度および角加速度を検出する。

一方、第１図では、第２図のＤＣサーボモータ１０の回
転軸に設けた回転角速度検出器であるタコジェネレータ
５より、モータ回転角速度信号５ａが得られる。さらに
、モータ回転角速度信号５ａを微分器に取り込み信号処
理を行うとモータ回転角加速度信号が得られる。

同様に従動側プーリ２１の回転軸に設けた回転角速度検
出器であるタコジェネレータ６より、従動側プーリ回転
角速度信号６ａが得られる。さらに従動側プーリ回転角
速度信号６ａを微分器Ｑこ取り込み信号処理を行うとモ
ータ回転角加速度信号が得られる。さらＳこ、駆動電流
増幅アンプ１３より、ＤＣサーボモータ駆動電流をＤＣ
電圧に変換Ｌ’　；’Ｌ駆動電流検出信号１３ａが得ら
れる。

このように得られた駆動電流検出信号１３ａ、モータ回
転角速度信号５ａ、モータ回転角加速度信号１ａ、従動
側プーリ回転角速度信号６ａ、従動側プーリ回転角加速
度信号２ａを状態推定器７に取り込み、予め印字ヘンド
キャリシ移動システムに応じて設計しであるオブザーバ
ゲインを各信号に乗算し、オブザーバ理論に従って加算
し、印字ヘッドキャリジの速度および加速度の各状態量
を推定し、印字へラドキャリジ速度信号７ａおよび印字
へソドキャリジ加速度信号７ｂを得る。

一方、検出して得られた、駆動電流検出信号１３ａとモ
ータ回転角速度信号５ａ、モータ回転角加速度信号１ａ
、従動側回転角速度信号６ａ、従動側回転角加速度信号
２ａと、推定し得られた印字ヘッドキャリジ速度信号７
ａと印字ヘッドキャリジ加速度信号７ｂを、操作量算出
器８に取り込む。

そして、予め印字ヘッドキャリジ移動システムの状態モ
デルに対し最適レギュレータ制御則に基づき構成しであ
る信号処理で、ＤＣサーボモータ駆動操作信号８ａを得
る。駆動電流増幅アンプ１３は、このＤＣサーボモータ
駆動操作信号８ａを入力とし、ＤＣサーボモータ１０に
駆動信号１３ｂを送る。これにより、ＤＣサーボモータ
１０の安定状態を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、印字ヘッドキャリ
ジが一定速度状態にある時はもちろん停止状態から一定
速状態になるまでおよび一定速状態から停止状態になる
までも、ＤＣサーボモータの状態量および従動側プーリ
の状態量を検出し得られる印字へラドキャリジ状態量等
を最適レギュレータ則で求められる最適フィードバック
ゲインで信号処理し最適操作信号をモータに与えること
で安定状態を実現できる。

本印字ヘッドキャリジ移動制御装置を用いれば、一定速
度状態で一定時間間隔の印字指令を与えることにより、
印字位置誤差が起きない高品位印字を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る印字ヘッドキャリジの移動制御
装置の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は、本発明
の制御装置の機械的構成の概略を示す上面図、 第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の側面図、第３図は、状
態推定器の構成を示すプロ、り図、第４ノは、操作量算
出器の構成を示すブロック図である。 １．２・・・回転角加速度検出器 ５．６・・・タコジェネレータ ７・・・・・状態推定器 ８・・・・・操作量算出器 ９・・・・・目標速度信号 １０・・・・・ＤＣサーボモータ ｆＤ’Ｆｌへ、トキ樒７１・： （ｂ） 亮 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータプーリと印字ヘッドキャリジが動力伝達器
   で接続されたプリンタの印字ヘッドキャリジ移動システ
   ムの印字ヘッドキャリジの移動制御装置において、 モータ側に設けられた回転角速度検出器と回転角加速度
   検出器と、 従動側プーリに設けられた回転角速度検出器と回転角加
   速度検出器と、 モータ側回転角速度検出器から得るモータ回転角速度信
   号と、モータ側回転角加速度検出器から得るモータ回転
   角速度信号と、プーリ側回転角速度検出器から得るプー
   リ回転角速度信号と、プーリ側回転角加速度検出器から
   得るプーリ回転角加速度信号と、モータの駆動電流検出
   信号とを受け、予め印字ヘッドキャリジ移動システムの
   特性に応じて設計されており、印字ヘッドキャリジの推
   定速度信号および推定加速度信号を得る状態推定器と、
   モータの駆動電流検出信号と、モータ回転角速度信号と
   、モータ回転角加速度信号と、状態推定器からの印字ヘ
   ッドキャリジ推定信号および印字ヘッドキャリジ推定加
   速度信号と、プーリ回転角速度信号と、プーリ回転角速
   度とを受け、予め印字ヘッドキャリジ移動システムの数
   字モデルに対し最適レギュレータ制御則を適用し得た状
   態フィードバックゲインをもとに信号処理を行い、モー
   タの最適駆動操作量を出力する操作量算出器とを有する
   ことを特徴とする印字ヘッドキャリジの移動制御装置。