JPS61146570A - 記録装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、円周方向に複数の活字を配置した活字ホイー
ルの回転停止位置を制御するためのフィードバック制御
系を有する記録装置に関する。

［従来技術］ 従来、電子タイプライタのような高速印字を行う記録装
置においては、一般に活字ホイールの駆動源に直流モー
タを使用して、活字ホイールの回転移動時にデジタル速
度サーボ制御を行い、しかも目的の活字を印字位置に正
確に停止させるための微小位置サーボ制御を合せて行っ
ている。

第２図は一般的な活字ホイールの駆動機構例を示したも
のであり、ここで１は、先端部に各種の活字が配設され
たアーム１ａを同一円周上で放射状に配した活字ホイー
ル、２はこの活字ホイールｌを回転させる活字ホイール
駆動用のモータであり、このモータ２の駆動軸２ａには
、活字ホイール１が結合されている。印字時には、モー
タ　２を後述するような駆動電流で駆動することによっ
て、印字しようとする活字が印字位置に至るまで活字ホ
イール１を回転させる。また、このモータ２を介して活
字ホイールｌと相対する位置にはモータヒ ２の軸２ａと一体Ｉなって回転するロータリエンコーダ
３が設けられている。このロータリエンコーダ３の周縁
部３ａには後述のように２つの出力信号の位相が互いに
３０度ずれるように配列した２つの環状のスリット列が
同心円上に形成されている。このスリット列の複数個の
スリットはそれぞれ活字ホイール１の活字の位置と対応
している。

また、ロータリエンコーダ３には上述の２つのスリット
列とは別の独立した１つのスリットが形成されている。

この１つのスリットは活字ホイールｌにおい゛て定めた
基準位量に対応している。さらに、ロータリエンコーダ
３の半径方向上に設けた上述の１対のスリット列および
これらのスリット列とは別の上述の１つのスリットの各
々の位置に、それぞれの発光ダイオード４からの光が照
射されるように、発光ダイオード４および受光ダイオー
ド５の対がロータリエンコーダ３をその間に挟んで３対
配置されている。

したがって、ロータリエンコーダ３が回転することによ
って、対応するスリットを通過した３個の発光ダイオー
ド４からの光が対応するそれぞれの受光ダイオード５に
よって受光されるので。

ロータリエンコーダ３が回転することによって２つのス
リット列に関する２つの受光ダイオード５からは第３図
（Ａ）に示すようにスリットの数に対応した数の周期の
近似正弦波信号Ａ、Ｂが各々出力される。また、これら
の信号Ａ、Ｈの位相が互いに９０度ずれるようにあらか
じめ２つのスリット列が形成されているので、モータ２
の回転方向に従ってこの２つの信号Ａ、Ｈの位相関係（
進みまたは遅れの位相）が逆転する。

すなわち、第３図（Ａ）に示すように、この２つの信号
の一方の信号Ａはモータ２の回転位置を示す信号として
、他の方の信号Ｂは回転方向を示す信号として第４図で
後述するデジタル速度サーボ制御器１１に出力される。

また、ロータリエンコーダ３が１回転することによって
、２つのスリット列とは別に独立の１つのスリットに関
する受光ダイオード５からは第３図（Ｂ）に示すように
モータ２の基準位量を示す信号Ｃが第４図で後述するデ
ジタル速度サーボ制御器１１に出力される。

第４図は、上述の活字ホイール駆動用モータ２を制御す
る一般的な制御回路の構成例を示したものである。第４
図において、１１は活字ホイールｌを回転させるモータ
２の回転速度を制御するデジタル速度サーボ制御器であ
る。このデジタル速度サーボ制御器１１は上述したよう
にモータ２の回転軸に結合されたロータリエンコーダ３
から出力される信号Ａ、ＢおよびＣを受信する。

次に、デジタル速度サーボ制御器１１は上述の信号Ａ、
ＢおよびＣに基づいて、印字位置に対する活字ホイール
１の目的の活字の位置（角度）を検出し、この検出結果
に基づいて、まず目的の活字が印字位置の付近に到達す
るようにモータ２の回転速度を制御する。さらに、デジ
タル速度サーボ制両層１１はモータ２の回転速度に関し
て信号Ａが電圧零になった時点と信号Ｂが電圧零になっ
た時点との間の時間間隔、すなわち、信号ＡおよびＢの
各零クロスの間隔（第３図（Ａ）参照）を測定すること
によって１例えば第５図の実線Ｌ４に示すような予め設
定された速度曲線に従った速度が得られるように、モー
タ２の回転速度を制御するためのデジタル値を持つ制御
信号をデータバスＤＢを介して後述するようなり／Ａ変
換器１２に出力する。　“Ｄ／Ａ変換器１２では、デジ
タル速度サーボ制御器１１からの制御信号のデジタル値
をアナログ電圧値に変換し、さらに抵抗Ｒ１，スイッチ
１３および増幅器１４を介して駆動回路１５に出力する
。駆動回路１５は、入力された増幅器１４からの信号に
対応するように一対のトランジスタＴＲＩおよびＴＲ２
のベース電流を制御してモータ２を駆動制御する。

次いで、デジタル速度サーボ制御器１１は、活字ホイー
ル１上の目的の活字を印字位置の付近に移動させる際に
、第６図に示すように、ロータリエンコーダ３からのモ
ータ２の回転位置を示すモータ位置信号Ａのうちの目的
の活字に該当する部分（一周期分）における活字中心位
置の１／４周期手前の時点ｔ１で、モータ停止信号５Ｔ
ＯＰをスイッチ１３に送出する。この信号５ＴＯＰを受
けてスイッチ１３は後述する期間制御系としての微小位
置サーボ制御系側に切替る。

この微小位置サーボ制御系の一部を構成する微小位置制
御回路１７は、目的の活字が印字位置付近に到達した直
後、すなわちスイッチ１３が微小位置サーボ制御系側に
切替って、デジタル速度サーボ制御器１１によるモータ
２の制御が終了した直後に、目的の活字が印字位置に停
止するようにモータ２の回転位置を微小制御する。この
微小位置制御回路１７は、例えば、本図のように出力側
に抵抗Ｒ３が接続された反転器１７Ａと、出力側に抵抗
Ｒ４が接続された微分回路１７Ｂとを並列に接続して構
成できる。

微小位置制御回路１７においては、その入力端子から信
号Ａが入力され、また、この回路ｔ７の出力信号がスイ
ッチ１３を介して微小位置サーボ制御系の一部を構成す
る増幅器１４に入力する。このとき、抵抗Ｒ３は、増幅
器１４に並列に接続された抵抗Ｒ２との比（Ｒ２／Ｒ３
）により、増幅器１４に対してゲイン（利得）Ｇｌ（−
Ｒ２／Ｒ３）を設定し、抵抗Ｒ４は同様にゲインＧ２　
（−Ｒ２／Ｒ４）を設定する。したがって、Ｉｌ小位置
サーボ制御系のループゲインは抵抗Ｒ２）Ｒ３およびＲ
４によって決定される。

また、反転器１７Ａに入力されたモータ２の回転位置を
示す信号Ａは、逆相となって反転器１？Ａから抵抗Ｒ３
を介して増幅器１４に入力され、上述のゲインＧ１を有
する信号−ＣＩＡとして増幅器１４から駆動回路１５に
出力される。また、微分回路１７Ｂに入力された信号Ａ
は、例えばこの信号ＡをＡｓ　ｉｎωｔと表現したとす
ると、微分されてＡｃｏｓωｔの信号となってこの微分
回路１７Ｂから出力される０次いで、信号Ａの傾きに比
例したゲインＧ２を有する信号Ｇ２Ａ’　を増幅器１４
から駆動回路１５に出力して上述の信号−ＣＩＡを進相
補償する。

上述したこれらの各信号の関係は図示すると第６図に示
すようになる０本図に示すように、活字ホイールｌの目
的の活字が印字位置の付近に至った時刻ｔ１で、第４図
に示したスイッチ１３が切替り、この時刻ｔ１以後、−
ＣＩＡ＋０２Ａ’で表わされる合成信号によりモータ２
は停止し、目的の活字が印字位置に停止し、信号Ａの電
圧は一定値、例えば零に収束する。このように、微小位
置制御回路１７によりモータ２の回転を制御する場合に
は、目的活字に対するモータ２の回転の相対位置に基づ
いてその制御が行われる。

しかしながら、従来の実際の印字装置においては、上述
の微小位置制御に要する時間で（第６図参照）が個々の
印字装置の慣性モーメントの相違によってそれぞれ異っ
ていた。このため、実際の印字装置を安定に動作させる
には、活字ホイールｌの移動時間にある程度の余裕を持
たせなければならず、このことが制御の高速化の大きな
障害原因の一つになっていた。

［目的］ 本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、基準位量からど
の位の電流値で活字ホイール（モータ）が動き始めるか
を測定し、その測定結果に応じてデジタル速度サーボ制
御器が用いる速度曲線を変化させることにより、活字ホ
イールおよびモータの慣性モーメントの違いによる微小
制御時間のばらつきに影響されずに、活字ホイールの移
動時間を一定にし、もって従来装置よりも高速度で安定
して動作させることができるようにした記録装置を提供
することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、活字ホイールを回
転させるモータと、モータの回転速度をあらかじめ記憶
した所定の速度曲線に基いて制御するデジタル速度サー
ボ制御器とを備えた記録装置において、デジタル速度サ
ーボ制御器は、活字ホイールおよびモータの軸の慣性モ
ーメントを測定する測定手段と、測定手段で得られた前
記慣性モーメントに対応してモータの速度曲線を変更す
る変更手段を具備したことを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明装置の要部であるデジタル速度サーボ制
御器の構成例を示し、その他の構成部分は上述の第４図
の回路構成と同様であるので、その詳細な説明は省略す
る。第１図において、２１は回転検出手段としてのロー
タリエンコーダ３（第２図参照）からの信号Ａ、Ｈの上
述した零クロス間隔の時間を計測するカウンタ、２２は
信号Ａ、Ｂの零りロク時毎にカウンタ２１の値を読み、
零クロスから零クロス間のカウント数を演算する演算部
である。このカウント数は中央処理部２４に知らせるよ
うになっている。この中央処理部２４はモータ速度曲線
の変更手段に該当する。

また、この演算部２２では、ロータリエンコーダ３から
の信号Ｃが第３図ＣＢ）に示すようにプラス値になった
ことを知ると中央処理部２４を・通じてカウンタ２１に
カウント内容をクリアするよう命令する。２３はＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）であり、第８図に示すような
本発明に係る制御手順を格納しているとともに、活字ホ
イールｌの移動距離（モータ２の回転量）とその時のモ
ータの目標速度（制御の基準となる速度）との関係を示
す第５図に示したような速度曲線であって、それぞれ互
いに異なっている速度曲線を複数側あらかじめ記憶して
いる。

これらの複数の速度曲線は、活字ホイール１およびモー
タ２の軸の慣性モーメントの値に対応して、微小位置制
御に要する時間を含めて活字ホイール１の移動時間が常
に一定になるように、実験値等を参考にモータ２への指
示電流値（デジタルデータ）であらかじめ設定したもの
である。つまり、第５図のモータの回転量とモータの回
転速度が、それぞれモータの回転開始後の経過時間と、
モータへの指示電流値に対応する第５図示のような曲線
のデジタルデータがＲＯＭ　２３内にあらかじめ格納さ
れているものとする。

また、上述の中央処理部２４は、演算部２２の出力に基
づいてカウンタ２１からのカウンタの値が送られてくる
まで指示電流を［）Ｂを介して徐々にデジタル的に大キ
くシていく、そしてカウンタ値が演算部２２から送られ
てくると、中央処理部２４４士活字ホイール１が動いた
ことを知り、ＲＯＭ２３にあらかじめ記憶された複数個
の速度曲線の中からその時の指示電流値に対応する所望
の一木を選び、その速度曲線のＲＯＮ　２３に於ける先
頭アドレスをＲＡＮ　２５に書き込む、すなわち、この
所望の一木の速度曲線の選択方法は、上述の活字ホイー
ル１が動いた轡の指示電流値を基に、第７図に示すよう
なテーブルに当てはめて所望の一木を選択することによ
り実行される。

以後、デジタル速度サーボ制御器１１は、　ＲＡＮ　２
５の先頭アドレスの情報により選択された速度曲線に基
づいてモータ２（第２図参照）の回転速度を制御する。

なお、第７図の指示電流値（ｍＡ）は駆動回路１５への
実際の電流値を示し、データバスＤＢに出力する中央処
理部２４の出力データはこの指示電流値が得られるよう
に設定したデジタルデータである。

以上のように構成された本実施例に於いては、上述の速
度曲線の選択はイニシャル動作時に行われる。すなわち
、このイニシャル動作時において第３図（Ｂ）に示した
ような信号Ｃがロータリエンコーダ３から発せられるよ
うな基準位量に活字ホイール１がセットされる。この時
点で、デジタル速度サーボ制御器１１は、上述した通り
に制御を実行する。この実行動作手順を第８図のフロー
チャートに示す。

まず、イニシャル動作時においてプラス値の信号Ｃが発
せられる基準位量に活字ホイール１を移動する（ステッ
プＳｌ）　、この基準位−に活字ホイール１が到達した
ことをロータリエンコーダ３の信号Ｃにより演算部２２
が検知すると、中央処理部２４を介してカウンタ２１の
カウント値をクリアすると共に、活字ホイール１をその
基準位量に停止させる（ステップＳ２）。

次いで、中央処理部２４からバスＤＢを介して第４図の
Ｄ／Ａ変換器１２へあらかじめ定めた指示電流データを
流す（ステップＳ３）、この初期の指示電流データは零
レベルに近いものとする。続いて、カウンタ２！の値が
変化したか否かを、すなわち活字ホイールｌが動いたか
否かを、演算部２２の出力により判定する（ステップＳ
４）、活字ホイールｌが動いていない旨の否定判定のと
きには、上述の指示電流値をさらに大きくシ（ステップ
Ｓ５）、再びステップＳ４に戻り、上述の処理を繰り返
す、このように、カウンタ２１からカウンタ値が演算部
２２に送られ、その旨を通知する演算部２１の出力を受
信するまで、中央処理部２４はバスＤＢを通じて出力す
る指示電流値をデジタル的に徐々に大キくシていく。

次°に、カウンタ２１からカウンタ値が演算部２２に送
られ、その旨を通知する演算部２１の出力を中央処理部
２４が受信すると、ステップＳ４は肯定判定となって、
ステップＳＢに進み、ここで、活字ホイール！が動いた
時の指示電流値と第７図のテーブル上の指示電流値を比
較して、一致した所の対応する速度曲線をそのテーブル
から選択し１選択した一度曲線の先頭アドレスをＲＡＮ
２５に書き込む０次いで、その選択した速度曲線の指示
電流値をＲＯＭ２３から順次読み出しバスＤＢを通じて
Ｄ／Ａ変換器１２側へ出力する。

このように、活字ホイールｌの動き出す時の電流値に応
じて活字ホイールｌおよびモータ２の軸の慣性モーメン
トに対応した速度曲線を選択してモータ２の駆動を制御
するようにしたので、微小位置制御に要する時間を含め
た活字ホイールの移動時間が一定になる。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、モータの軸およ
び活字ホイールの慣性モーメントの値に拘わらず活字ホ
イールの移動時間を一定にすることができるようにした
ので、活字ホイールの移動時間に対する余裕ができて、
従来よりも印字装置を高速で動作させることができると
いう利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の要部であるデジタル速度サーボ制
御器の内部構成例を示すブロック線図、 第２図は本発明に係る活字ホイールの駆動機構例を示す
斜視図。 第３図（Ａ）および（Ｂ）は第２図のロータリエンコー
ダの出力信号Ａ、ＢおよびＣの信号波形を示す波形図、 第４１Ｍは、モータを駆動制御する本発明に係る制御回
路例を示す回路図、 第５図は上述のモータの回転速度を決定するための速度
曲線群の一例を示す特性曲線図。 第６図は第４図のロータリエンコーダからのモータの回
転位置を示す信号とモータの駆動電流との関係の一例を
示す信号波形図、 第７ｍは第５図に示す速度曲線の選択用テーブルの一例
を示す説明図、 第８図は第１図の本発明装置の制御動作手順を示すフロ
ーチャートである。 ！・・・活字ホイール、 ２・・・モータ、 ３・・・ロータリエンコーダ、 １１・・・デジタル速度サーボ制御器、１５・・・駆動
回路、 ２１・・・カウンタ、 ２２・・・演算部、 ２３・・・ＲＯＭ、 ２４−・・中央処理部、 ２５・・・ＲＡＭ　。 第５図 第７図 （Ｌ４〜ＬＬ４５５Ｂ＋＝ｆｆｉｔ達Ｉｔ　幽課で−ア
”ｂ　）第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）活字ホイールを回転させるモータと、該モータの回
   転速度をあらかじめ記憶した所定の速度曲線に基いて制
   御するデジタル速度サーボ制御器とを備えた記録装置に
   おいて、 前記デジタル速度サーボ制御器は、前記活字ホイールお
   よび前記モータの軸の慣性モーメントを測定する測定手
   段と、 該測定手段で得られた前記慣性モーメントに対応して前
   記モータの速度曲線を変更する変更手段を具備したこと
   を特徴とする記録装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記変
   更手段は前記装置のイニシャル動作時に動作し、これ以
   後は一度選択した前記速度曲線に基づいて前記モータを
   制御することを特徴とする記録装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
   いて、前記変更手段は、互いに異なった複数個の前記速
   度曲線を記憶した記憶手段 と、 前記活字ホイールが基準位置から動き出すのに必要な電
   流値を判定する判定手段と、 該判定手段により判定した電流値により前記記憶手段か
   ら前記活字ホイールおよび前記モータの軸の慣性モーメ
   ントに対応した前記速度曲線を選択する選択手段とを具
   備したことを特徴とする記録装置。 ４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記活
   字ホイールが前記基準位量から動き出すのに必要な前記
   電流値は零レベルから徐々に大きくして行き、前記活字
   ホイールが動き出すときの電流値を調べることにより得
   られるようにした制御手段を有することを特徴とする記
   録装置。