JPS60109843A - ロ−タリプリンタの制御方法および装置 - 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】 〔７発明の技術分野〕 本発明は、よく［ディジーホイールプリンタコと呼ばれ
る回転印字ホイールを使用し、その印字ホイールが電子
制御システムの制御の下に一対のモータによシ回転され
且つ並進運動されるよう力積類の電気機械装置において
使用されるサーボ制御装置に関する。

〔従来技術〕

印字動作中印字スロート領域の幅全体にわたって並進ａ
！動するキャリッジに、回転印字ホイールが取付けられ
るサーボ制御装置付き回転印字システムは公知でちる。

通常、キャリッジは、適切な電子制御システムによシ制
御される直流モータによシ駆動される一連のケーブル及
びプーリを介して左右方向に並進運動される。キャリッ
ジ−印字ホイール組立体が印字２イｙに沿って１つの文
字位置から別の文字位置へ並進運動される間、キャリッ
ジが一時的に休止位置に向かって減速するときに印字す
べき次の文字を支持する文字パッドが同様にキャリッジ
に取付けられている印字ハンマーの打撃端とアライメン
トされるように、印字ホイールは回転される。キャリッ
ジが休止位置に達すると、印字ハンマーは次の文字を印
字するためにパッド上の文字をインクリボン及び印刷媒
体の表面に押付けるように作動される。印字ハンマーが
はね返った後、キャリッジは次の文字位置へ並進運動さ
れ、印字ホイールは適正な文字パッドが印字ハンマーと
アライメントされるように回転され、次の文字が印字さ
れる。−行を印字し終わるまでこのプロセスが連続して
行なわれ、その後、次の文字ラインを逆の向きに印字す
るためにキャリッジの運動が反転されるか、又紘キャリ
ッジは次の文字ラインの印字準備のために最も左のスタ
ート位置へ戻される。

このような回転印字システムを適正に動作させるために
は、印字ホイールとキャリッジの双方についての正確な
サーボ制御装置が必要である。最も広く使用されている
サーボ装置は、速度モートド位置モードを有するデュア
ルモードシステムである。速度モードにおいて、被制御
要素（すなわち、印字ホイール又はキャリッジ）の速度
は、所望の直線位置又は回転位置に達するまでの段階的
減速の前の、最大設計速度値までの初期加速を最適の状
態に確保するために、所望の速度プロファイルに従って
制御される。この位置（ＨＯＭＥ位置と呼ばれることが
多い）に達した後、サーボ装置は位置動作モードに切換
えられる。このモードにおいては、被制御要素の直線位
置又は角度位置はｔデは一定に維持される。２つの動作
モードにおいて、被制御要素の瞬間的な位置を指定する
必要なフィードバック情報を提供するために、被制御要
素と関連する位置符号器（通常は正弦位置信号を発生す
る光学符号器）によシ発生される位置フィードバック信
号が使用される。それらの信号は、純粋な正弦形態又は
論理的に処理されたパルス形態で制御装置に結合される
。この装置は位置情報を利用して、印字ホイールの回転
方向、現在の位置から次の所望の位置までの直線又は角
距蕗１増分、被制御要素の実際の速度、必要な速度増分
などのいくつかの重要パラメータを決定する。さらに、
制御装置は各サーボ装置の動作モード、すなわち速度モ
ードであるか又は位置モードであるかを監視し、２つの
異なるモードの間で動作を切換えるために必要なサーボ
制御信号を発生する。さらに、位置モードにあるとき、
サーボ制御装置は、被制御要素の所望のＨＯＭＥ位置か
らの離間を監視するためにアナログ位置フィードバック
信号の１つを使回転印字システムに使用される公知のデ
ュアルモードサーボ装置に伴なう主な問題又は欠点の１
つは、利得値がシステム全体について選択されることに
ある。さらに詳細にいえば、被制御要素の位ＩＣ′Ｌ及
び速度の変化に比較的速く応答するために、公知のザー
ボループは、通常、一定の比較的高い利？？Ｊを採用す
る。利得が比較的高いときのサーボ装置の動作は、多く
の回転印字作業に必要とされる短い応答時間を提供する
が、サーボ装置が位置モードにあるとき、被制御要素が
ホーム位置かられずかにはずれても、被制御要素は、プ
リンタが先のテキストの印字完了後に次の文字を待って
いる場合のように被制御要素の長いもどシ止め時間中に
ホーム位置を中心として振動する。

〔発明の概要〕

本発明は、位置モードにおける長いもどシ止め時間中の
振動という欠点を取除き、低コストで実現でき且つ動作
の信頼性がきわめて高い、回転印字システム用のデュア
ルモードサーボ装置の改良から成る。

方法という点からいえばて本発明はロークリプリンタの
デュアルモードサーボ装置を第１の比較的高い利得をも
って速度モードで動作させる過程と、サーボ装置を位置
モードに切換える過程と、サーボ装置を所定の最長時間
にわたり比較的高い利得をもって位置モードで動作させ
る過程と、速度モードを再開することなく所定の最長時
間が経過した後、サーボ装置の利得を比較的低い値に低
下させる過程とを含む、速度モード及び位置モードを有
するロータリプリンタのデュアルモードサーボ装置を動
作させる方法から成る。サーボ装置の比較的高い利得が
第１のＲ−Ｃネットワークにより設定されるシステムに
おいでは、サニボ装置の利得を低下させる過程はシステ
ムの利得設定ネットワークに第２のＲ−Ｃネットワーク
を挿入する。過程を含む。

本発明の方法の別の面においては、被制御要素の運動に
対応する位置信号を発生する位置符号器と、被制御要素
のモータ駆動装置と、速度モード及び位置モードを有し
、位置符号器の位置信号に応答して、被制御要素の所望
の速度及び休止位置を循環的に設定するためにモータ駆
動装置を制御する７（ｙ子デュアルモードサーボ装置と
を有するロータリプリンタ制御システムにおいて実施さ
れる方法は、速度モード及び位置モードの循環動作中に
サーボ装置の比較的高い利得値を設定し、サーボ装置が
位置モードに維持される時間を監視し、サーボ鍵音が所
定の最長時間にわたって位置モードに維持されるときに
、サーボシステムの利得値を比較的低い利得値まで低下
させることにより行なわれる。この方法を実施する場合
、被制御要素が印字ホイールキャリッジでおるときの比
較的高い利得値と比較的低い利／Ｊ、ｊ、値との比は約
１０から３０の範囲にあシ、被制御要素が回転印字ホ゛
イールであるときには紛１０から２０の範囲にあるのが
好ましい。

システムの面からいえば、本発明は回転印字ホイール及
び印字ホイールキャリッジよシ成る群から選択される被
制御要素の速度と位置を制御するデュアルモードサーボ
ユニットと、被制御要素の実際の運動に対応する位置信
号を発生する符号器手段と、符号器手段からの位置信号
に応答して所望速度信号及びサーボユニットな速反七〜
ドと位置モードとの間で切換えるための制御信号を発生
する制御手段とを有するロータリプリンタ制御システム
において、通常はサーボユニツＨ速度モードと位置モー
ドの双方において比較的高い利４５で動作させる第１の
利得制御手段と、サーボユニットが位置モードに維持さ
れる時間長を決定する手段と、サーボユニットが所定の
最長時間にわたつて位置モードに維持されるとき、サー
ボユニットの利得を比較的低い値まで低下させる利得低
下手段を具備する改良から成る。第１の利得制御手段と
利得低下手段は、それぞれ全体として約１０から約３０
の範囲の比を有する比較的高い利得値と比較的低い利イ
０値とを提供する。さらに、所定の時間は約１秒の範囲
にある。

〔実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明を含むロータリプリンタ制御システム
をブロック線図で′示す。この図に示されるように、要
素１２として概略的に示される回転印字ホイールと、要
素１４として概略的に示される印字ホイール／ハンマー
・キャリッジとを制御する制御装置１０杜、データ人力
ｍ１５を介して印字すべきテキストの内容を指定するデ
ータ信号を受信する。データ入力線１５にそのようなデ
ータを供給する供給原線、タイプライタ−、キーボード
、関連するワード処理コンピュータ、遠隔コンピュータ
などである。

制御装置１０は、印字ホイール符号器１６及びキャリッ
ジ符号器１８から位置信号も受信する。

それら２つの符号密性、それぞれ適切な手段にょシ印字
ホイール１２と、印字ホイール／ハンマー・キャリッジ
１４とに結合される。通常、印字ホイール１２０回転運
動と印字ホイール／ハンマー・キャリッジ１４の直線運
動とに応答して１つ又は複数の正弦電気位置信号又は単
正弦電気位置信号を発生する公知の種類の光学符号器が
採用される。当業者には適切な符号器祉良く知られてい
る。

それぞれの被制御要素（すなわち、印字ホイール１２及
び印字ホイール／ハンマー・キャリッジ１４）から対応
する印字ホイールＪｌう者弐６及びキャリッジ符号器１
８を介してフィードバックされる位置信号は、正弦位置
信号であるが、又れ正弦又は準正弦位餘信号列に対応す
る論理的に処理された２進パルス列である。

制御装置１０紘、入力データ信号及び位置フィードバッ
ク信号から、印字ホイールモータ駆動装置２０及びキャ
リッジモータ駆動装置２２を動作させるために使用され
る従来の制御信号を発生するのに必要な電子サブユニッ
トを含む。各モータ駆動装置は、関連する印字ホイール
モータ２４と午ヤリツジモータ２６に必要な駆動電流を
提供する。図中の破線接続によシ示されるように、印字
ホイールモータ２４社印字ホイール１２に機械的に結合
され、キャリッジモータ２６は並進運動自在の印字ホイ
ール／ハンマー・キャリッジ１４に機械的に結合される
。制御装置１ｏは、Ｉｎｔｓ＋ＩＣｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ　（Ｓａｎｔａ　Ｃ１ａｒａ、　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉ
ｍ　）から市販されている８０３１マイクロプロセッｔ
ｔ−内蔵するのが好ましい。

印字ホイールモータ駆動装置２ｏとキャリッジモータｌ
■動装置２２紘、入力速度／位置制御信号に応答してそ
れぞれ関連するモータ２４及び２６に適切な駆動電流を
発生する、類似の装置であるＯｍＫＴＩｉｈ電流の発生
にょシ印字ホイール１２及び印字ホイール／ハンマｒ・
キャリッジ１４は、゛それぞれ適正な設計速度で回転及
び並進され（サーボが速度モードで動作されるとき）　
、Ｈ’ＯＭＥ位置に違するとほぼ静止した位置に維持さ
れる（サーボが位置モードで動作されるとき）。

印字ホイールモータ駆動装置２０及びキャリッジモータ
駆動装置２２は、それぞれ１つの被制御要素と、１つの
符号器と、制御装置と１つのモータ駆動装置と、１つの
モータとから構成される各サーボルーズが比較的速いン
イードパンク応答を有するように、サーボループが通常
比較的高い利得で動作できるようにする利得設定ネット
ワークを有する。しかしながら、各モータ駆動装置２０
゜２２を、以下にさらに詳細に説明するように、制御装
置１０によシ発生される利得選択制御信号に応答して比
較的低利得の動作モードに切換えることもできる。

動作において、印字ホイール１２及び／又は印字ホイー
ル／ハンマー・キャリッジ１４の運動を要求する、新た
に提示されたデータを制御装置１０が感知すると、対応
するサーボループは速度動作モードに切換えられる。こ
の動作モードにおいて、制御装置１０は、対応するモー
タ駆動装置２０゜２２に対して速度制御信号を発生し、
モータ駆動装置は利得選択制御信号に従って比較的高利
得のモードで動作される。モータ駆動装置２０．２２は
、所定の速度プロファイルに従って関連する被制御要素
（印字ホイール１２又は印字ホイール／ハンマー・キャ
リッジ１４）の運動を確実に行わせる。ために、対応す
るモータ２４，２６に適正な電流を供給する０印字ホイ
ール１２及び印字ホイール／ハンマー・キャリッジ１４
がそれぞれ制御される間、対応する印字ホイール符号器
１６及びキャリッジ符号器１８からのフィードバック信
号は、実際の位置を表わす信号を制御装置１０に提供す
る。制御装置は、それらの信号を使用して、印字ホイー
ル１２及び印字ホイール／ハンマー・キャリッジ１４の
進行状態と速度を覧視する。印字ホイール１２及び印字
ホイール／ハンマー・キャリッジ１４がそれぞれ適切な
目的位置に近づくにつれて、制御装置１０によシ発生さ
れる速度信号は、印字ホイール１２及びキャリッジ１４
が１１０　Ｍ　Ｅ位置に近接するまで、所定の速度プロ
ファイルに従って対応する変化を示す。この時点で、制
御装置１０は、サーボ動作を位置モードに切換える。こ
のモードにおいては、フィードバック位置信号は対応す
る印字ホイール１２又は印字ホイール／ハンマー・キャ
リッジ１４がＨＯＭＥ　位置から離れる動きを制御する
ために使用される０制御装置１０は、各サーボ装置が速
度モードからの切換えの後に、位置モードにとどまる時
間の長さを監視するタイマーを内蔵するマイクロプロセ
ッサを含む０人カデータにより指定される文字が印字さ
れると、次に記載する例外を除いてサーボループは次の
文字を印字するために再び速度モードに切換えられる。

印字すべき次の文字が先に印字された文字の繰返しであ
る場合、印字ホイール１２の位置を変える必要はない０
従って、印字ホイールのサーボループは位置モードにと
どまる０印字された文字が１′）のメツセージ父性テキ
ストの最後の文字であれば、その後に受取られるデータ
が別の運動を要求するまで、印字ホイール１２と印字ホ
イール／ハンマー・キャリッジ１４はその位置にとどま
る。とのような場合、２つのサーボループは共に位置モ
ードに維持される。

対応するサーボループが比較的長い時間位置モードに維
持され・るときの、印字ホイール１２又は印字ホイール
／ハンマー・キャリッジ１４の振動の問題を回避するた
めに、制御装置１０は、サーボルーズの利得を実質的に
低減させる比較的低利得のスイッチング信号を発生する
。好ましい実施例においては、サーボループが位置モー
ドにあるときに高利得構成にとどまることができる最長
時間は約１秒である。本発明を実施する上で重要な利得
パラメータは、比較的高い利得と比較的低い利に４１と
の比であり、この比は本質的には周波数の関数である。

たとえば、周波数が５００．Ｈｚのとき、利得比はキャ
リッジの場合で約１１でおるが、これ−：ＩＩＯＭＫ位
置を中心とする振動を十分に阻止しうる値であることが
わかった。利得比が５以下になると十分な結果が得られ
ないことは実験によシ刊明している。一般に、キャリッ
ジのサーボルーズについて有用であるとされる利得比の
範囲は約１０から約３０であシ、印字ホイールのサーボ
ループについての範囲は約１０から２０である。

第２図は、印字ホイールモータ駆動装置２０及びキャリ
ツジモ〜り駆動装置２２を詳利に示す。

この図に示されるように、モータ駆動装置ＳＧＳ社（５
ｃｏｔｔｄａｌｅ、　Ａｒ１ｚｏｎａ　）から市販され
ている全く同じＬ２９２型モータ駆動装置である。上方
のモータ駆動装置の比較的高い利得動作は、抵抗器３１
及びコンデンサ３２から構成されるＲ　−Ｃネットワー
クによシ折供され、抵抗器３５及びコンデンサ３６から
構成される同様のＩｔ−Ｃネットワークは下方のモータ
駆動装置に対して同様の比較的高い利得値を提供するた
めに使用される。

比較的低い利得値への利得低下は、ＧＡＩＮ信号に応答
して、永久的に接続されているｎ−Ｃネットワークと並
行して付加Ｒ−Ｃネットワークを接続することによシ達
成される。上方のサーボループの場合、ＧＡＩＮ信号が
論理レベル「ロー」に切換わると、この信号はインバー
タ４１によシ反転され、ダイオード４２を介してＦＥＴ
４３のゲートに目Ｊ加される。ＦＥＴ４３のドレイ／は
、抵抗器３１の一端に結合さＪｔ、ＦＥＴ４３のソース
は、抵抗器４５及びコンデンサ４６から構成されるＲ−
Ｃネットワークの一方の端子に結合される。このＲ−Ｃ
ネットワークの他方の端子はコンデンサ３２の、抵抗器
３１の側ではない端子に結合される。ＦＥＴ４３がオン
されると、Ｒ−Ｃネットワーク４５゜４６の左側の端子
は抵抗器３１の所定の端子に結合されるので、Ｒ−Ｃネ
ットワーク４５．４６はＲ−Ｃネットワーク３１．３２
と並列に接続されその結果、−上述の利得低下が起こる
。下方のモータ駆動装置についての利得低下動作は、素
子５２゜５３．５５及び５６にょシ全く同一の方式で達
成される。

印字ホイールモータ駆動装置の速度／位置信号は、５Ｇ
Ｓ（Ｓｃｏｔｔａｄａｌｅ、　Ａｒ１ｚｏｎａ）がら市
販されているＬ２９０型タコメータ６１及びデジタル／
アナログ変換器６２と、ＦＥＴスイッチ６３がら成る４
素子ブロツクの半分との組合せにょ多発生される。速度
動作モードの間、印字ホイール符号器１６からの一対の
位置信号ＰＷＡ及びｐｗｎに応答して発生されるタコメ
ータ６１の実際速度信号出力は、所望速度信号ＰＤＡＯ
がらＰＤＡ６に応答してデジタル／アナログ変換器６゛
２にょ多発生され、ＦＥＴスイッチγ２を介して結合さ
れる所望速度４５号と加算される□　ｐｗｐｏｓ（信号
の状ｍ１変化により、印字ホイールのサーボルーズが位
置モードに切換えられると、ＰＷＡ人カイカ４３号タコ
メータ６１によ多発生されるアナログ位置信号は、ＦＥ
Ｔスイッチ７１を介して結合され、印字ホイール１２を
ＨＯＭＥ位置に維持するためにタコメータ６１がらの速
度信号出力に加算される。

キャリッジモータのサーボループの動作は、上述の動作
と同じであシ、下方のＦＥＴスイッチ１３゜Ｔ４は所望
キャリッジ速度信号と所望キャリッジ位置信号を実際キ
ャリッジ速度信号に加算するために使用される。

上述のように、ＧＡＩＮ選択信号の状態は、制御装置１
０の関連するマイクロプロセッサ部分にあるタイマー（
図示せず）にょシ決定され、このタイマーはＰＷＰＯ８
及びＣＡＰＯ８位置信号の状態変化によシ始動される。

そのようなタイマー及び利得選択信号を発生するために
必要な論理の実現方法は当業者には良く知られている。

以上、本発明を十分且つ完全に開示したが、本発明の趣
旨を逸脱せずに様々な変形、代替構成及び同等物を採用
して差しつかえない。従って、上述の実施例が本発明を
限定すると解釈すべきではなく、本発明は添付の特許請
求の範囲にょシ限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を含むロータリプリンタ制御システム
の概略的なブロック線図、及び第２図は、本発明の好ま
しい実施例を示す論理回路を示す図である。 １０・・・・制御装置、１２・・命・回転印字ホイール
、１４１１１１・・印字ホイール／ハンマー・２キヤリ
ツジ、１６１１・１＠印字ホイール符号器、１８−・・
・キャリッジ符号器、２ｏ・・・・印字ホイールモータ
駆動装置、２２１１−・・キャリツジモータ駆動装置、
３１，３５．４５．５５・・拳・抵抗器、３２，３６，
４６，５６・・拳・コンデンサ、４２，５２・・・・ダ
イオード、４３．５３ｅ　＠　＊　＊　ＦＥＴ□ 特許出願人　メカトロン・システムズ・インコー目ルー
テッド代理　人　弁理士山川政樹（ほか２名）手続補正
書（方式） 昭和　イＩ　月　Ｕ 特許庁長官殿　５９．１２．２１ １、事件の表示 昭和５９年　特　「「　願第１（ｉ０２９３　シ」。 ２、発明の名称 ロータリプリンタの制御方法および装置３、補正をする
者 事件との関係　特　許　出願人 名称（氏名）　メカトロン・システムズ・インコーホレ
ーテッド７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１（ａ）ロータリプリンタのデヱアル七−ド・サー
   ボ装置を第１の比較的高い利得をもって速度モードで動
   作させる過程と； （ｂ）前記デュアルモード・サーボ装置を位置モードに
   切換える過程と； （ｅ）前記デュアルモード・サーボ装置を所定の最長時
   間にわたυ前記比較的高い利得をもって前記位置モード
   で動作させる過程と： （ａ）前記速度モードを再開することなく前記所定の最
   長時間が経過した後、前記デュアルモード・サーボ装置
   の利得を゛比較的低い値に低下させる過程と から成る速度モード及び位置モードをもつデュアルモー
   ド・サーボ装置を備えたロータリプリンタの制御方法。 （２）前記デュアルモードサーボ装置の比較的高い利得
   は第１の几−Ｃネットワークによシ設定され、過程（ｄ
   ）は前記デュアルモードサーボ装置の利得設定部分に第
   ２０Ｒ−Ｃネットワークを挿入す乏過程を含む特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 （３）前記第２０Ｒ−Ｃネットワークを挿入する過程は
   前記第２のｒｔ−Ｃネットワークを前記第１のト（ネッ
   トワークと並列に結合する過程を含む特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。 （４）被制御要素の運動に対応する位置信号を発生する
   位置符号器と、被制御要素のモータ駆動装置と、速度モ
   ード及び位置モードを有し、位置符号器の位置信号に応
   答して、被制御要素の所望の速度及び休止位置を循環的
   に設定するためにモータ駆動装置を制御する電子デュア
   ルモードサーボ装置とを有するロータリプリンタにおい
   て、（ａ）速度モード及び位置モードの循環動作中にデ
   ュアルモードサーボ装置の比較的高い利得値を設定する
   過程と； （ｂ）デュアルモードサーボ装置が位置モードに維持さ
   れる時間を監視する過程と； （ｃ）デュアルモードサーボ装置が所定の最長時間にわ
   たって位置モードに維持されるときに、デュアルモード
   サーボ装置の利得値を比較的低い利得値まで低下させる
   過程と から成るデュアルモードサーボ装置を備えたロータリプ
   リンタの制御方法。 （５）比較的高い利得値と比較的低い利得値との比は約
   １０から約３０の範囲にある特許請求の範囲第４項記載
   の方法。 （６）被制御要素は回転印字ホイールであシ、比較的高
   い利得値と比較的低い利得値との比は約１０から約２０
   の範囲にある特許請求の範囲第４項記載の方法。 （７）被制御要素は印字ホイールキャリッジであり、比
   較的高い利得値と比較的低い利得値との比は約１０から
   約３０の範囲にある特許請求の範囲第４項記載の方法。 （８）回転印字ホイール及び印字ホイールキャリッジよ
   シ成る群から選択される被制御要素の速度と位置を制御
   するデュアルモードサーボ装置と、被制御要素の実際の
   運動に対応する位置信号を発生する符号器手段と、符号
   器手段からの位置信号に応答して所望速度信号及びデュ
   アルモードサーボ装置を速度モードと位置モードとの間
   で切換えるための制御信号を発生する制御手段とを有す
   るロータリプリンタ制御装置において、通常はデュアル
   モードサ−ボ装置を速度モードと位置モードの双方にお
   いて比較的高い利得で動作させる第１の利得制御手段と
   、デュアルモードサーボ装置が位置モードに維持される
   時間長を決定する手段と。 デュアルモードサーボ装置が所定の最長時間にわたって
   位置モードに維持されるとき、サーボ装置の利得を比較
   的低い値すで低下させる利得低下手段とをＡ備して成る
   ロータリプリンタ制御装置。 （９）前記第１の利得制御手段と前記利得低下手段は、
   それぞれ約１０から約３０の範囲の比を有する比較的高
   い利得値と比較的低い利得値とを提供する特許請求の範
   囲第８項記載の装置〇θ０）前記所定の最長時間は約１
   秒である特許請求の範囲第８項記載の装置。