JPS5872489A - 印刷ヘツド制御装置 - 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】 〔発明の分野〕 この発明は、プリンタ制御システムに関し、特に可変速
両方向プリンタ用の制御システムに関する。

〔従来技術の説明〕

可変速両方向プリンタとは、印刷機構を含む印刷キャリ
ッジが印刷媒体を横切るよう駆動される際、そのキャリ
ッジや印刷機構が行の変る毎に異なる速度で移動できる
よう制御されるとともにいずれの方向にも印刷できる装
置のことでるる。この種のプリンタでは、印刷媒体のマ
ージン（縁）の領域でキャリッジを加速してそれが印刷
領域に達する頃には所望の速度にまで上昇していること
が必要でるる。またその印刷領域ではキャリッジが成る
行を横切るときその所望の速度を維持していることも必
要でメジ、更にはその印刷行の終りで停止し又は停止後
方向転換するためにそのキャリッジを減速することも必
要でるる。このようなシステムでは、プリンタのスルー
プット乃至印刷速度を、良くする目的からその加速や減
速を出来るだけ迅速に行なうこと並びに印刷量の速度が
略一定になることが重要でるる。

しかし如上のようガ性能をプリンタの寿命のめる間常に
得るのを難しくしている１つの要因がろる。それはその
プリンタシステムの動的力部分がシステム毎に異なって
いたり、機械要素が摩耗したシ劣化したシするなど時間
的に食っていったりすることでるる。従って、成るプリ
ンタについてその寿命の初期に最適の制御を行なえる制
御システムでもその寿命の後期に最適の制御を行なえる
とは限らないし、そのプリン゛りと見掛は上回じようで
も特性が少し異なるような他のプリンタではこれ又最適
の制御を行なえるとは限らない。

更に如上のような性能を得るのを困難にしている別の要
因がめる。それは同じ速度でるるとしてもそれが移動す
る方向によっては１つのプリンタが異なる特性を有する
かもしれず、従って１つの共通の印刷速度に対して１つ
の制御アルゴリズムを開発することが難しいことでるる
。

米国特許第４１４６９２２号や同第４１４７９６７号に
印刷キヤ、リッジを制御するのにマイクロプロセッサを
利用することが開示されているが、これらのいずれにも
この発明で解決しようとする如上の問題には触れていな
い。

〔発明の概要〕

この発明によれば、所望の速度と実際の速度とめ差を表
わすディジタル値でるるエラーカウントが印刷行毎に更
新され、これによって印刷すべき次の行に対応する最小
値にエラーカウントを維持するというようなプリンタ制
御システムが提供される。

（以下余白） 〔好適な実施例の説明〕 この発明は、第１図に示すプリンタシステムで使用され
る。このプリンタシステムは逐次伝送リンク２を介して
指令を受取る。この指令はプリンタコントローラ６によ
って解読される。そしてパネルケーブル８でそのコント
ローラ６に接続されているオペレータパネル４によって
セットされた状況と関連してその指令が使用される。コ
ントロー−２６は、１９７９年１０月１９日付出願の［
−Ｆイクロプロセツサ制御のプリンタサブシステム（Ｐ
ｒｉｎｔ＠ｒ　　Ｓｍｂｓｙｓｔｅｍ　ＷｉｔｈＭｌｅ
ｒｏｐｒｏｅｅｓａｏｒ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　））と題
する米国特許出願第８６４８４号に示されたものでも良
い。このコントローラの指令は駆動器１４にオープンル
ープの駆動整流信号を与える単一チップのマイクロコン
ピュータ形式の用紙制御用マイクロコンピュータ１２に
ケーブル１０を介して与えられる。この駆動器１４は用
紙制御用ステップモーフ１６に駆動電圧を与える。移動
指令が、プリンタロントロ−ｙ６からケーブル１０上の
指令線によって用紙制御゛用ｉイクロコンピュータ１２
に与えられる。そして用紙状況線１３によってプリンタ
コントローラ６に状況信号が直される。

印刷へラドキャリッジに接続される印刷アクチェエータ
システム１９がアクチェエータラッチ２０及び印刷アク
チュエータ２４を含み、プリンタコントルーラ６で形成
される像の実際の印刷像を形成する。印゛刷しようとす
るドツトパターンがコントローラ６からラッチ２０に伝
送され、更にアクチェエータ２４に伝送される。印刷す
べき文字のためのドツトの位置は、印刷ヘッド駆動シス
テム３８に接続されたリニア位置コード化器４４からの
情報に基づき、プリンタコントローラ６によって決めら
れる。

アクチェエータキャリッジの位置はリニア位置コード化
器４４によって決められる。このコード化器４４は中ヤ
リツジに取付けられ九光学的検知器を含んでも良い。こ
の呼ヤリツジは、従来周知のようにヘッド制御用モータ
Ｓ６で駆動される。

これに対し静止した光学格子（グリッド）がプリンタ枠
に取付けられる。中ヤリツジアセンブリは、タイミング
ベルトで印刷ヘッド駆動モータ３６に取付けられ、そこ
に取付けられた光学的検知器が如上の格子の前を横切る
ように移動し、線４６上に位置エミッタ信号を発生する
。この信号がプリンタコントローラ６で文字を形成する
のに使用される。

アクチュエータキャリッジを含む印刷ヘッドのモータ駆
動システム３８が、キャリッジ駆動用１イクロ゛コンピ
ユータ２８と駆動器３２とを含む。

後者はケーブル３４ｍ、３４ｂによってブラシ式の直流
へラドモータ＜３６に接−される。ヘッドモータ３６の
シャフトには１回転めたシ８１０サイクルの回転式光学
系コード化器４０が取付けられる。このコード化器４０
は速度情報を与えるためキャリッジ駆動用ｉイクロコン
ピュータ２８で使用される。印刷ヘッドの移動を制御す
るための指令が指令線２６を介して１イクロコンピユー
タ２８に与えられ、プリンタコントローラ６に状況線５
０を介して状況信号が返される。

ヘッド駆動システム３８の詳細を第２図に示す。

キャリッジ駆動用のマイクロコンピュータ２８は単一チ
ップのｒＩｍｔ＠１８０４９Ｊマイクロコンピュータで
も良い。図示のとおシ、マイクロコンピュータ２８には
読取専用メモリ（ＲＯ８）２８ａの一部が設けられる。

「移動」に関する種々の指令が線２６ａ乃至２６１によ
〕中ヤリフジ駆動用マイクロコンピュータ２８で受取ら
れ解読される。これらや指令は「負のラン（移１）」信
号、「左へ進め」（又は正の「右へ進め」）信号、負の
「高速」（又は正の「低速」）選択信号、及びエラー（
状］！１）リセット信号などでるる。状況線によってプ
リンタコントローラ６に知らされる状況ハ、負のへラド
エラー信号及び正の中ヤリフジ駆動用マイクロコンビエ
ータビジィ信号でるる。

アクチェエータ呼ヤリッジの移動がヘッドモータ駆動回
路にエラー電圧を与えることによって開始される。この
エラー電圧はマイクロコンピュータ２８から生じる。こ
のマイクロコンピュータ２８＃１８ビツトのディジタル
値をディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２９に出力す
る。端子４１に現われる基準電圧の一部がエラー電圧と
してパルス幅変調器３９に伝えられる。このエラー電圧
は、それが増加するにつれて増加する正のデュニティサ
イクルをもつチョップされたＤＣ制御信号を生じるため
パルス幅変調増幅器３９によって使用される。このデユ
ーティサイクル信号は、その駆動電圧をワイヤ３４　ｍ
、　　３４　ｂを介してモータ３６に与える時間の割合
を決める。このパルス幅変調されたＤＣ信号が、そのシ
ステムの速度制御を行なう機構を提供する。そ−タ３６
へ駆動電圧を与える方向は、１イクロコンピユータ２８
から駆動トランジスタ４９への「−左駆動」という制御
出力によって決められる。これはアクチュエータキャリ
ッジや印刷ヘッドのような負荷５８の（左から右へ又は
右から左へというような）両方向の制御された駆動をモ
ータ３６に可能ならしめる。モータ電流の流れ過ぎを感
知できるが、そのときはモータ３６の駆動を止めさせ、
キャリッジ制御用マイクロコンピュータ２８にその事を
知らせる。

アクチェエータ中ヤリツジ速度を制御するのに使用され
る速度情報は、コード化量ム４０ｍ及びコード化器Ｂ４
０ｂというような互ＶｈＫ９０度、位相のシフトされた
２個の対称な光学的コード化器の出力をモニター（監Ｉ
Ｉ）することによって得られる。これらのコード化器の
信号は、モータの筐体に取付けられる光学的検知器４１
によシモニターされた光学ディスク４０から生じる。

上述のとシシ、プリンタコントローラ６はキャリッジ駆
動用の１イクロコンピユータ２８と指令線２６ｍ乃至２
６ｆ（第２図）を介して伝送し合う。このうちのエラー
りセット指令２６ｄｔ！エラー状況線をリセットさせる
。プリンタコントローラ６からの診断指令が呼ヤリツジ
駆動用ｉイクロコンピュータ２Ｂに内部のハードウェア
検査用の一連の診断を実行させ、エラー状況又社満足の
行く完了状況を報告させる。これはマイクロコンピュー
タの適当表動作を確保し且つプリンタエラーを抽出する
助けとたる。プリンタコン）Ｄ−９６から受取った移動
指令線指令した方向にデテント速度（非常に低い速度）
で駆動するか又は選択した方向に高速又は低速のいずれ
かの速度で移動させる。これらの２個の指令は「ラン」
指令の説明に関連して後で説明する。

第５図の指令解読フルーチャートで示すように、プリン
タコントローラから１イクロコンピユータ２８によって
ラン指令を受取るとき移動が開始する。速度情報及び方
向情報が読出され記憶される。

駆動方向＠（ｒ−左駆動」）が所望の移動方向にセット
される。速度選択線が、所望の速度に合わせてＲＯ８２
８ａ中の始動テーブル、ランテーブル及び停止テーブル
を選択するのに使用され、エラー電圧のための初期値が
ＤＡＣ２９に送られる。

ＤＡ七電電圧与えられてしまえば、ｉイクロコンビエー
タ２８は第４図の始動シーケンスフローチャートで示す
ようにコード化器４０からのコード化信号が変化するま
で待機する。そこで調時が開始され、マイクロコンピュ
ータ２８が次の転移が生じるまで待機する。

仁のフード化信号の左右対象的な矩象単位の変動が、１
つのコード化器のみの一端の遷移から次の同じ遷移まで
（即ち立よシから立上シまで又は立下夛から立下シまで
）測定させる必要がめるかもしれない。所望の遷移に達
する毎に、そのタイマーの値が読出されリセットされる
。このコード化器のサイクルを移すのに必！！な時間は
ＲＯ８２８ａ中の記憶値に比較される。このＲＯ８の時
間値線、加速（始動）過程中の所望の現在時点の移動速
度を勇わす。コード化器の６変化毎（又はコード化器の
複数の変化毎）のＲ０８時間値が順序付はテーブルに記
憶され、簡単にアクセスできるようにしてるる。このテ
ープフルから使用中のＲＯ８値へのポインタは、速度零
から計数したコード化器の遷移数に従って変化する。

実際に測定した時間と１０８２８ｍからの所望のコード
化器の時間との差が測定され、ＤＡＣＡラー電圧を訂正
するのに使用音れる。その：５ＩＩｔが過大の場合、工
２−電圧発生フルゴリズムがＤＡＣＡラー電圧を減少さ
せる。速度が過小の場合、このアルゴリズム１１Ｄｈｃ
エラー電圧を増加させることになる。このＲＯＳテーブ
ルの順序付け、時間の計測及びエラー電１訂正サイクル
は零というテーブルＲＯ８値に達するまで続けられる。

これに、始動が完了され、テーブル中の次のＲＯ８値が
そのとき選択された速度に合う安定状態のラン僅にるる
ことを示す。

最終的な所望の速度に達したとき、第５図のフローチャ
ートに示すようなランシーケンスプログラムが所望の速
度を維持する。コード化器の出力信号がモニターされ、
ＤＡＣＡラー出力電圧が修正されて摩擦や負荷の影響を
克服するような十分な駆動が維持されるよう確保する。

ラン動作が始動されるときＤＡＣ２９の中にセットされ
る初期値はエラーを平均化するアルゴリズムによって決
まるような安定状態平均エラーカウントでるる。

ランの間、各コード化器が前述のように調時される。こ
の測定された時間（速度）値が期待された時間（所望の
速度）と比較される。この差は、速度が過大の場合ＤＡ
Ｃ電圧を減少させるため、Ｘ線その速度が過小の場合Ｄ
ＡＣ電圧を増加させるためエラー電圧発生アルゴリズム
によって使用される。マイクロプロセッサはその入力指
令をテストし、そのラン信号が最早正でないか又は方向
指令線が状況を変化させた場合停止動作が開始する。変
化が検知されない場合、一定の速度制御が続行する。

モータの駆動方向（「−左駆動」）が変化され、停止シ
ーケンスが第６図のフローチャートで示すようにして開
始する。そこで初期のＤＡＣの逆方向駆動カウントがＤ
ＡＣに伝送される。この誘起された大きなエラー電圧値
（依存速度）がモータを反対方向に駆動させる。斯して
ＲＯ８停止値のテーブルが第６図に示すようにアクセス
される。

コード化器の遷移相互（同じ端部から同じ端部まで）間
の時間が測定され、所望０ＲＯ８時間（速度）値と比較
される。コード化器の変化相互間の時間が過度に長く表
るか又は；−ド化量のシーケンスが変化するとき零速度
が得られ、その指令入力線がサンプルされる。零速度が
得られるまで、測定時間値及び所望の時間値の差が、Ｄ
ＡＣ’エラー電圧を増減させたシ停止させ続けたシする
ようエラー電圧発生・アルゴリズムによシ使用される。

ＲＯ８Ｏ８停止テーブルシイシタ止し始めるまでに計数
されるコード化遷移数に従って変化する。

一旦停止が完了されてしまうと、いずれか所望の方向へ
の移動が再開するかもしれない。

エラー電圧発、化アルゴリズムが測定されたコード化信
号と所望のコード化信号との時間エラー（誤差）をとシ
、出力ＤＡＣエラー電圧を決める。

このエラー電圧は式を用いて計算しても良いし、ルック
アップテーブルによって評価されても良いが、その正味
の結果は同じでるる。いずれの方法でもその裏にるる、
基不的な原理は、リニアでなく一定の比率で段階的に増
減する（スケ−りング）概念でるる。これは始動、ラン
又は停止のいずれが行なわれるかによって決まる関係即
ちエラー電圧に対する時間差の関係式をマイクロプロセ
ッサで変える必要がるる。

最初始動するときは、コード化器が非常に遅い速度で動
く。このことは実際の速度と所望の速度との時間差が評
価されるときその時間値が大きくなるかもしれないこと
を意味する。しかし、その時点でのＤＡＣエラー電圧の
結果値が大きいのは、最初の加速が大きなりＡＣエラー
電圧に依存するので望ましくない。従って時間測定の小
さな部分だけがＤＡＣ値をビット毎に変える（１データ
ビツトがＩ　ＤＡＣビットを変える）のに使用されるよ
う、そのとき測定した時間値が分割される（か又はスケ
ールされる）。速度が増加するにつれＤＡＣでの加速制
御は最終的な速度の行過ぎを防止するため増々重要にな
る。従って最終速度の約半分のとき測定される時間差が
ＤＡＣの出力のときもつと大きな効果を、生じる筈でる
る。これ扛、高速のときの時間値がＤＡＣ値の変化をも
つと大きくなるよう低速のときよシもその時間値を小さ
く区分することによって達成される。最後に、最終的な
速度に達するとき、測定速度と所望速度との時間差轄全
くか又ａｔｔんの少ししか区分されない。

この結果システムの利得は増し、良好な速度調整が得ら
れる。始動の場合、スケール７アクタは、その測定時間
や始動以来のコード化器の遷移数として反映される速度
に応じて変わる。

一度量終速度に達すると、そのスケーリングは停止を変
え、その時間差＃：ｔＤＡｃ出力電圧変化に殆んどビッ
トに対しビットという具合に翻訳される。停止時に、そ
のスケ−りングの変化が再び開始するが、重み何社フ了
りタ躊異なる。停止し始めるとき、コード化量扛迅速に
変化しておシ、その差の値は小さい。ここでスケーリン
グが行なわれるが、そのスケ−りングの尺度に始動時の
移動に比べると小さい。速度が下るにつれてスケーリン
グが減少する。このことは計算による差の値がＤＡＣに
伝えられ、モータ減速時のエラー電圧駆動を減少させる
ことを意味する。一旦低速（８ＩＩＪ定結果のコード化
時間によ、って決まる）になれば、スケーリングが再び
増加する。この最終的なスケーリングの増加はその大き
な時間差の値が零速度の行過ぎを生じないことを確保す
ることでるる。

典型的な速度出力曲線とＤＡＣ出力曲線とを第７図に示
す。この図はＤＡＣエラー電圧がランレベルまで段階的
に下ることと、コード化量Ａ信号及びコード化量Ｂ信号
の間隔がラン速度に近づくにつれて小さくなることを示
す。停止の代シに方向転換が必要だとすれば、その停止
シーケンスのスフ−リングは若干異な、９、ＲＯ８速度
時間値テーブルが必要に表るでるろう。

全速力での速度エラーが摩擦によ、る（一旦行過ぎた）
届かないという事象が解決した）ので、（ＤＡＣ入力で
るる）エラーカウントがうｉ期間にわたって平均化され
得る。この平均値は、エラー平均化フルゴリズムによっ
て決定され、印刷すべき次の行の九めの公称基準値を調
整するのに使用できる。もしも両方向で差が生じるので
めれば、各方向毎に異なる値を与えることができ、また
各動作速度毎に異なる値を与えることができる。第８図
は、典麗的な平均化動作を示す。このガの場合エラーカ
ウントは、基準値から１から５までの範囲で変化する。

その基準値がこの期間中の平均的なエラーカウント（こ
の例の場合、３カウント）によって更新される場合、最
大のエラーは±２カウントの範囲内に過ぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プリンタ制御システム全体を懺わす図でるる
。第２図は、プリンタ千ヤリツジ制御システムの詳細を
示す図でるる。第３図は指令、解。 読フローチャートでるる。第４図、第５図及び第６図は
夫々始動時、通常時及び停止時の動作順序を示すフロー
チャートでるる。第７図は始動時、通常時及び停止時の
種々の出力を表わすグラフを示す図でるる。第８図線制
御システムに於けるエラーカウントを平均する技法を説
明するグラフを示す図でるる。 ６・・・・フリンタコントローラ（ＰＣＵ）、２８・・
・・中ヤリツジ駆動用ｉイクロコンピュータ、２９・・
・・ディジタルアナログコンパ−１（ＤＡＣ）、３２・
・・・駆動器、５６・・・・ヘッド制御用モータ、３８
・・・・ヘット駆動システム、３９−・・・パルス幅変
調増幅器、４０・・・・コード化器。 第１頁の続き ０発　明　者　アルバート・エイ・ナウイアメリカ合衆
国フロリダ州ポカ ・ラドン・サウスウエスト・シ ックスティーンズ・ストリート １０７番地

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体の印刷行に沿って両方向に移動し得る印
   刷ヘッドの速度を制御するための印刷ヘン・ド制御装置
   にして、 上記印刷ヘッドを移動させるための回転可能なシャフト
   を有するモータ手段と、 上記シャフトに結合され、その回転増分を表わす移動信
   号を与える手段と、 上記移動信号相互間の時間を、記憶されたデータと比較
   してエラーカウントを生じるプロセッサ手段と、 上記エラーカウントに応答して工２−電圧を生じる制御
   手段と、 上記エラー電圧に応答して上記シャフトの回転速度を制
   御するモータ制御手段と、 更に上記プロセッサ手段が動的なシステム変動を補償す
   るため上記記憶されたデータを上記エラーカウントの変
   動に従って定期的に更新することとを具備する印刷ヘッ
   ド制御装置。
2. （２）上記プロセッサ手段が各印刷行のエラーカウント
   を平均し、その後の印刷行に沿って印刷ヘッドが移動す
   る速度を制御するため上記平均エラーカウントに基づい
   て上記記憶されたデータを更新することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の印刷ヘッド制御装置。