JPH11227260A

JPH11227260A - ドットラインプリンタのシャトル制御方法

Info

Publication number: JPH11227260A
Application number: JP3090198A
Authority: JP
Inventors: Yuji Omura; 裕二大村; Satoru Hida; 悟飛田; Hideaki Mamiya; 英昭間宮; Masabumi Hiratsuka; 正文平塚
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の主な課題は、反転付勢機構を備えた
シャトル機構において、バネのバラツキや温度変化に伴
うリニアモータの発生する推力の変化がある場合でも、
決められた速度カーブ上を動作可能なシャトル制御方法
を提供し、印刷品質および印刷速度を向上することであ
る。【解決手段】課題を解決するための本発明の制御構成
は、ハンマバンクが往復運動中でかつ付勢手段からの付
勢力が作用している区間に、付勢力に相反する方向に推
力が発生するように流している駆動電流の量を、ハンマ
バンクの速度または付勢手段の付勢力および反発力の変
動に応じて可変させる。あるいは、上記駆動電流の量お
よび通電時間を、ハンマバンク往復移動中の反転位置の
変動に応じて可変させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字手段であるハ
ンマバンクの往復運動の振幅両端付近で、反転を付勢す
る反転付勢手段を有するドットラインプリンタにおける
シャトル制御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来技術の一例として、反転付勢
手段としてバネの反発力を利用したリニアモータ方式の
シャトル機構部の構成を示し、説明する。

【０００３】複数個のドット印字用のハンマが配設され
たハンマバンク１０は、該ハンマバンク１０の支持部を
兼ねた直動軸受け１２に支持され、ガイドシャフト１１
上を往復運動する。また、それぞれの往復運動の駆動源
であるリニアモータ部２０は、反転制御用コイルと等速
制御用コイル（図示せず）からなり、これらのコイル２
１がカウンタバランサを兼ねている。

【０００４】ハンマバンク１０とコイル２１は、少なく
とも１本のタイミングベルト３１に連結され、該タイミ
ングベルト３１は少なくとも一対のタイミングプーリ３
２より支持された構成となっており、これらが反転機構
部３０を構成している。該構成により、リニアモータ２
０からの動力はハンマバンク１０に伝えられ、ハンマバ
ンク１０はシャトル動作が可能となっている。但し、リ
ニアモータをハンマバンク側、カウンタバランサ側それ
ぞれ独立駆動させても同じ機能を有することが出来る。

【０００５】更に、前記ハンマバンク１０とカウンタバ
ランサ２１の振幅両端付近では、それぞれの反転を付勢
するための反転付勢手段であるバネ４０が配置されてい
る。前記付勢手段は、バネに限らず、マグネットの同極
反発を利用しても同様である。

【０００６】また、前記ハンマバンク１０およびカウン
タバランサ２１の往復運動は、可動部（本例においては
ハンマバンク）に取り付けられた位置検出センサ５０に
より、前記ハンマバンク１０の位置および速度を計算
し、あらかじめ決められた速度カーブ上を動作するよう
に制御されている。

【０００７】ここで印刷区間と紙送りの関係は、図７に
示すように前記ハンマバンク１０の印刷時間外（以下、
反転時間Ｔa）に紙送りを実行し、終了に同調して次の
印刷に入れるように制御することが最も効率がよい。こ
のため、ハンマバンク１０の往復移動過程における反転
位置は、実際に紙送りに要する時間Ｔｆと、シャトル反
転時間Ｔaが同調するように設定されている。その制御
は、コイル２１に通電する電流値を変化させるシャトル
制御回路６０と、コイル２１へ電流を通電するシャトル
駆動回路７０によって駆動制御されている。

【０００８】従来技術によるシャトルの往復運動は、図
８に示されるように等速区間と反転区間に分かれてい
る。一般的に等速区間では等速コイルに通電して一定速
移動の等速制御を行い、反転区間では反転コイルに通電
して加速制御および減速制御を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような構成の
場合においては、シャトル動作の振幅両端付近のバネ４
０の付勢力または反発力の影響を受ける位置では、ハン
マバンク１０およびカウンタバランサ２１は、反転付勢
手段４０の付勢力または反発力とリニアモータ２０から
の動力の合計の力によって駆動している。このため、シ
ャトル動作の振幅両端付近でコイル２１へ通電される電
流値は、あらかじめ反転付勢手段４０の付勢力および反
発力を考慮した値に設定されている。すなわち、等速区
間前半部の反転付勢手段による付勢力が働いている区間
では前記付勢力を打ち消す方向に通電し、速度超過を防
止する。また、等速区間後半部の反転付勢手段による反
発力が働いている区間では反発力を打ち消す方向に通電
し、速度低下を防止する。なお、駆動電流は等速コイル
に通電しても反転コイルに通電しても目的は同じことで
ある。

【００１０】ここで、反転付勢手段４０のバラツキによ
り付勢力および反発力が所定の力より大きい場合や、温
度変化に伴いリニアモータ２０の発生する推力が低下し
た場合の速度波形を図９に示す。

【００１１】等速区間前半部の反転付勢手段４０による
付勢力が働いている区間（バネ付勢区間）では、前記付
勢力を打ち消しきれずに速度が超過する。また、等速区
間後半部の反転付勢手段４０による反発力が働いている
区間（バネ付勢区間）では、前記反発力を打ち消しきれ
ずに速度が低下する。更に、等速区間後半部から減速区
間にかけてバネ４０を押し込みきれなくなるため、反転
位置が内側になる。

【００１２】反対にバネ４０のバラツキにより付勢力お
よび反発力が所定の力より小さい場合や、温度変化に伴
いリニアモータ２０の発生する推力が増加した場合にお
いても、所定の速度カーブ上を動作できなくなることは
いうまでもない。

【００１３】上記において等速区間の最高速度が所定速
度以上の場合、ハンマ印字能力及び印刷データ処理時間
が追従できずに印刷品質が悪化するという問題があっ
た。また、動作速度が所定速度以下の場合、所定速度動
作時に比べ印刷速度が低下するという問題があった。更
に、反転位置が目標よりも内側になると、シャトル反転
時間が短くなり反転時間中に紙送りを終了できなくな
る。その結果、次の印刷領域に紙送りが食い込み、紙送
りの最中に印字しなければならなくなり、印刷品質が低
下するという問題もあった。

【００１４】またセンサ５０はスリット通過を検出し、
ハンマバンクの位置を把握する。従って、あるスリット
を通過し、次のスリットを通過しない場合は、通過した
最後のスリットが反転位置であると判断する。この時、
同じ位置で反転しているにも関わらず、スリット間の内
側付近で反転した場合と外側付近で反転した場合とでは
反転時間に差ができる。このため従来の制御では、目標
反転位置で反転しているにも関わらず、反転時間が短
く、反転時間中に紙送りを終了することが出来ず、印刷
品質が低下するという問題があった。

【００１５】よって、本発明の第１の課題は、反転付勢
機構を備えたシャトル機構において、バネのバラツキや
温度変化に伴うリニアモータの発生する推力の変化があ
る場合でも、決められた速度カーブ上を動作可能なシャ
トル制御方法を提供し、印刷品質および印刷速度を向上
することである。

【００１６】また、本発明の第２の課題は、反転時間中
に確実に紙送りを終了させ、印刷品質を向上することで
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を達成す
るための本発明の制御構成は、複数個のドット印字用ハ
ンマを搭載したハンマバンクと、少なくともマグネット
とコイルを有し、前記ハンマバンクを桁方向に往復運動
させるべく直接的あるいは間接的に連結されている往復
移動手段と、前記ハンマバンクの往復運動の振幅の両端
近傍に位置し、該ハンマバンクの反転時に付勢するよう
動作する反転付勢手段とを具備するドットラインプリン
タにおいて、前記ハンマバンクの往復移動中の前記反転
付勢手段からの付勢力または反発力が作用している区間
に、前記付勢力または前記反発力に相反する方向に推力
が発生するよう前記コイルへ駆動電流を流すと共に、該
駆動電流の大きさを前記ハンマバンクの速度に応じて可
変させることにある。ここで、本発明においては駆動電
流の量＝（駆動電流の大きさ）×（通電時間）と規定す
る。

【００１８】また、前記ハンマバンクの速度の代わり
に、ハンマバンクにかかる付勢力または反発力の変動に
応じて可変させてもよい。あるいは、前記ハンマバンク
の往復移動時の反転位置の変動に応じて可変させてもよ
い。

【００１９】更に、前記コイルへの駆動電流の量は前記
コイルへの通電時間を変更することで調整するようにし
てもよい。

【００２０】上記第２の課題を達成するための本発明の
制御構成は、複数個のドット印字用ハンマを搭載したハ
ンマバンクと、少なくともマグネットとコイルを有し、
前記ハンマバンクを桁方向に往復運動させるべく直接的
あるいは間接的に連結されている往復移動手段と、前記
ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に位置し、該
ハンマバンクの反転時に付勢するよう動作する反転付勢
手段と、印字用紙を搬送する用紙搬送手段とを具備する
ドットラインプリンタにおいて、前記ハンマバンクの往
復移動中の前記反転付勢手段からの付勢力または反発力
が作用している区間に、前記付勢力または前記反発力に
相反する方向に推力が発生するよう前記コイルへ駆動電
流を流すと共に、前記ハンマバンクの往復移動時の反転
時間の時間変動に応じて、前記ハンマバンクの往復移動
過程における目標反転位置を可変させるようにハンマバ
ンクの移動速度を変更することにある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるシャトルの往
復運動の制御について詳細に説明する。シャトル機構部
の構成については、従来技術と同じであるので省略す
る。

【００２２】一例として、反転付勢手段のバラツキによ
り付勢力および反発力が所定の力より大きい場合の速度
波形、および付勢力又は反発力に相反する方向に推力が
発生するように流す駆動電流を等速コイルに流した場合
の等速コイルの電流波形を図１に示す。

【００２３】図２は、本発明になる、図１中Ａ部の電流
値ＩAを決定するフローチャートである。なお、ｎ回目
のシャトル動作時のＩAをＩAnと表記する。

【００２４】図１中Ｂ部は所定の力よりも反転付勢手段
の反発力が大きいため、初期に設定されている電流値Ｉ
A1では反転付勢手段を押し込みきれず、目標速度よりも
駆動速度が低下している。そこで、本例では、目標速度
とセンサによって計算されるハンマバンクの実際の駆動
速度を比較し、駆動速度が低い場合、次回のＡ部の電流
値ＩA(n+1)を前回の値ＩAnよりもある規定量ｉだけ増加
させる。逆に、駆動速度の方が目標速度よりも高い場合
には、次回のＡ部の電流値ＩA(n+1)を前回の値ＩAnより
もある規定量ｉだけ減少させる。そして、駆動速度が目
標速度を含む所定のバンド内ある時には、前回の電流値
ＩAnをそのまま使用する。ここで、規定値ｉは所定の値
であって、実験的あるいは経験的に求められた値であっ
てもよい。

【００２５】この制御を毎回行うことによって、ハンマ
バンクの速度を、常時目標速度に維持することが可能と
なる。制御方法としては、たとえば、印刷動作中の変動
に対し、リアルタイムでフィードバックをかける方法等
が挙げられる。また、目標速度と実際の駆動速度の比較
は、ある位置のみで比較する方法、全ての位置で各々比
較する方法、ある区間内の平均速度を比較する方法など
様々考えられるがいずれの方法でもよく、特に拘束され
ない。更に、反転付勢手段の付勢力の働いている図１中
Ｃ部についても同様の制御をすることで、常時目標速度
を維持可能となることは言うまでもない。

【００２６】図３は、本発明の他の例による、図１中Ａ
部の電流値ＩAを決定するフローチャートである。な
お、ｎ回目のシャトル動作時のＩAをＩAnと表記する。

【００２７】図１中Ｂ部は所定の力よりもバネの反発力
が大きいため、初期に設定されている電流値ＩA1ではバ
ネを押し込みきれず速度が低下してしまい、それにより
減速がはやくなり、その結果図１中Ｄ部のように目標反
転位置よりも内側で反転している。そこで、本例では、
目標反転位置と実際の反転位置を比較し、実際の反転位
置の方が内側の場合、次回のＡ部の電流値ＩA(n+1)を前
回の値ＩAnよりもある規定量ｉだけ増加させる。これに
より、図１中Ａ部の速度の低下が防がれ、反転位置が外
側となる。逆に、実際の反転位置の方が目標反転位置よ
りも外側の場合には、次回のＡ部の電流値ＩA(n+1)を前
回の値ＩAnよりもある規定量ｉだけ減少させる。そして
実際の反転位置が、目標反転位置と一致している場合
は、前回の電流値をそのまま使用する。

【００２８】この制御を毎回行うことによって、ハンマ
バンクの反転位置を、常時目標反転位置と一致させるこ
とが可能となる。

【００２９】図４は、本発明の他の例になる、図１中Ａ
部の電流の通電時間ＴAを決定するフローチャートであ
る。なお、ｎ回目のシャトル動作時のＴAをＴAnと表記
する。

【００３０】図１中Ｂ部は所定の力よりもバネの反発力
が大きいため、初期に設定されている通電時間ＴA1では
バネを押し込みきれず減速開始位置が内側になり、その
結果、図１中Ｄ部のように目標反転位置よりも内側で反
転している。そこで、本例では、目標反転位置と実際の
反転位置を比較し、実際の反転位置の方が内側の場合、
次回のＡ部の通電時間ＴA(n+1)を前回の値ＴAnよりもあ
る規定時間tだけ増加させる。このことにより減速開始
位置が外側となるため、反転位置が外側となる。逆に、
実際の反転位置の方が目標反転位置よりも外側の場合に
は、次回のＡ部の通電時間ＴA(n+1)を前回の値ＴAnより
もある規定時間tだけ減少させる。そして実際の反転位
置が、目標反転位置と一致している場合は、前回の通電
時間のままとする。

【００３１】この制御を毎回行うことによって、ハンマ
バンクの反転位置を、常時目標反転位置と一致させるこ
とが可能となる。

【００３２】図５は、本発明の他の例となる、目標反転
位置を決定するフローチャートである。なお、ｎ回目の
シャトル動作時の目標反転位置ＰをＰnと表記する。

【００３３】本発明では、反転時間と紙送り時間を比較
し、反転時間の方が短い場合、次回の目標反転位置Ｐ(n
+1)を前回の目標反転位置Ｐnよりもある規定量pだけ外
側にする。このことにより、シャトルの反転区間の距離
が長くなるため、反転時間も長くなる。

【００３４】この制御を毎回行うことによって、ハンマ
バンクの反転時間を、常時紙送り時間より長くすること
が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】シャトル反転時の反転付勢手段を具備し
たシャトル機構部においては、本発明による制御を行う
ことで、バネのバラツキや温度変化に伴うリニアモータ
の発生推力の変化がある場合においても、ハンマバンク
をあらかじめ決められた速度カーブ上を動作させること
ができ、印刷品質および印刷速度を向上可能となる。ま
た、反転時間中に確実に紙送りを終了させることがで
き、印刷品質の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】付勢力が所定力より大きい場合のシャトル速
度と電流波形の関係を示す概念図。

【図２】本発明の一例となる電流値決定のためのフロ
ーチャート。

【図３】本発明の他の例となる電流値決定のためのフ
ローチャート。

【図４】本発明の他の例となる電流通電時間決定のた
めのフローチャート。

【図５】本発明の他の例となる目標反転位置決定のた
めのフローチャート。

【図６】従来技術のシャトル機構部を示す構成該略
図。

【図７】従来技術におけるシャトルの連続動作図。

【図８】従来技術におけるシャトル速度と電流波形の
関係を示す概念図。

【図９】従来技術における付勢力が所定力より大きい
場合のシャトル速度を示す概念図。

【符号の説明】

１０はハンマバンク、１１はガイドシャフト、１２は直
動軸受け、２０はリニアモータ、２１はコイル、３０は
反転機構部、３１はタイミングベルト、３２はタイミン
グプーリ、４０はバネ、５０はセンサ、６０はシャトル
制御回路、７０はシャトル駆動回路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平塚正文茨城県ひたちなか市武田1060番地日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個のドット印字用ハンマを搭載したハ
ンマバンクと、少なくともマグネットとコイルを有し、
前記ハンマバンクを桁方向に往復運動させるべく直接的
あるいは間接的に連結されている往復移動手段と、前記
ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に位置し、該
ハンマバンクの反転時に付勢するよう動作する反転付勢
手段とを具備するドットラインプリンタにおいて、前記ハンマバンクの往復移動中の前記反転付勢手段から
の付勢力または反発力が作用している区間に、前記付勢
力または前記反発力に相反する方向に推力が発生するよ
う前記コイルへ駆動電流を流すと共に、該駆動電流の大
きさを前記ハンマバンクの速度に応じて可変させること
を特徴とするドットラインプリンタのシャトル制御方
法。
【請求項２】複数個のドット印字用ハンマを搭載したハ
ンマバンクと、少なくともマグネットとコイルを有し、
前記ハンマバンクを桁方向に往復運動させるべく直接的
あるいは間接的に連結されている往復移動手段と、前記
ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に位置し、該
ハンマバンクの反転時に付勢するよう動作する反転付勢
手段とを具備するドットラインプリンタにおいて、前記ハンマバンクの往復移動中の前記反転付勢手段から
の付勢力または反発力が作用している区間に、前記付勢
力または前記反発力に相反する方向に推力が発生するよ
う前記コイルへ駆動電流を流すと共に、該駆動電流の大
きさを前記ハンマバンクにかかる付勢力または反発力の
変動に応じて随時可変させることを特徴とするドットラ
インプリンタのシャトル制御方法。
【請求項３】複数個のドット印字用ハンマを搭載したハ
ンマバンクと、少なくともマグネットとコイルを有し、
前記ハンマバンクを桁方向に往復運動させるべく直接的
あるいは間接的に連結されている往復移動手段と、前記
ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に位置し、該
ハンマバンクの反転時に付勢するよう動作する反転付勢
手段とを具備するドットラインプリンタにおいて、前記ハンマバンクの往復移動中の前記反転付勢手段から
の付勢力または反発力が作用している区間に、前記付勢
力または前記反発力に相反する方向に推力が発生するよ
う前記コイルへ駆動電流を流すと共に、該駆動電流の大
きさを前記ハンマバンクの往復移動時の反転位置の変動
に応じて可変させることを特徴とするドットラインプリ
ンタのシャトル制御方法。
【請求項４】請求項３記載のドットラインプリンタのシ
ャトル制御方法において、前記駆動電流の大きさの変更は前記コイルへの通電時間
を可変させることで調整することをを特徴とするドット
ラインプリンタのシャトル制御方法。
【請求項５】複数個のドット印字用ハンマを搭載したハ
ンマバンクと、少なくともマグネットとコイルを有し、
前記ハンマバンクを桁方向に往復運動させるべく直接的
あるいは間接的に連結されている往復移動手段と、前記
ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に位置し、該
ハンマバンクの反転時に付勢するよう動作する反転付勢
手段と、印字用紙を搬送する用紙搬送手段とを具備する
ドットラインプリンタにおいて、前記ハンマバンクの往復移動中の前記反転付勢手段から
の付勢力または反発力が作用している区間に、前記付勢
力または前記反発力に相反する方向に推力が発生するよ
う前記コイルへ駆動電流を流すと共に、前記ハンマバン
クの往復移動時の反転時間の時間変動に応じて、前記ハ
ンマバンクの往復移動過程における目標反転位置を可変
させることを特徴とするドットラインプリンタのシャト
ル制御方法。
【請求項６】請求項５記載のドットラインプリンタのシ
ャトル制御方法において、前記反転時間の時間変動は印字用紙の搬送時間と対比す
ることで検知することをを特徴とするドットラインプリ
ンタのシャトル制御方法。