JPS6311372A - プリンタのキヤリツジ制御方法 - Google Patents

プリンタのキヤリツジ制御方法

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JPS6311372A
JPS6311372A JP62035205A JP3520587A JPS6311372A JP S6311372 A JPS6311372 A JP S6311372A JP 62035205 A JP62035205 A JP 62035205A JP 3520587 A JP3520587 A JP 3520587A JP S6311372 A JPS6311372 A JP S6311372A
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stepping motor
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克彦 西澤
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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、インパクトあるいはノンインパクトのシリア
ルプリンタの・トヤリッジ制御方法に関する。例えばシ
リアルドツトプリンタの・1−ヤリッシ制御方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、プリンタの;1−ヤリッシ制御方法は、さまざま
な方法か提案されているが、いずれの方法をとるにして
も、シリアルプリンタのキャリッジの移動か、印字領域
へ移動する際、J゛たけ印字をおえ、印字領域外へ移動
する際、印字領域幅に対しキャリッジの移動に要するス
ペース(印字には11りなスペース)か必要とあり、プ
リンタの印字方向に対する幅か印字領域に比し多く必要
となる欠点かあった。
〔発明か解決しようとする問題点〕
本発明はかかる欠点を除去し、キャリッジの印字領域外
での速度制御を最適に行なうことによりプリンタのキャ
リッジ移動方向の幅を印字領域に比し、最小限におさえ
、プリンタの小型化、高性能化を図らんとするものであ
る。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、 −トヤリッジに印字ヘラlを搭載し−1−ヤリッシの移
動により印刷をおとなうプリンタの千〜す1.シ制御方
法において、減速制御の際、・トヤリ2.ジに直接ある
いは間接的に連結されたステップモータの相すノリ換え
を、ステップモータの回転を逆転させるように少なくと
も1回行ない、以後再び、回転方向をもとにもどすよう
に相をIRJり換え、もとの回転方向でステップモータ
を駆動することを特徴とする。
〔作用〕
本発明においては、ステップモータを逆転させるにうに
相を切り換え減速を行う。
〔実施例〕
本発明の詳細な説明する。
第1図及び第2図に、一実施例であるターミナルプリン
タの制御回路ブロックとキャリッジ機t11r1図を示
す。第1図の制御回路プ「1ツクにおいて、メインCI
)Ul(7B+1)か全般のコントロールを行い、スレ
ーブCI)U2(8042)はプリント用ヘッ1.をt
3 Q”<するキャリッジの駆動用ステップモータの制
御専用に使用される。第2図に牟ヤリソシ+il 4M
’i及びステップモータ20+とスリノl板202とM
TS信号検山ノ、(仮203との組み合わせにj;るー
〔):1−ダを示す(M T S信号とは、M o t
 a r  T i tn i n gS i gn 
a Iの略て、ステップモータの回転と同期した信号で
ある。)MTS検出基板203には検111器として透
過形光センサー204を用いている。ステップモータ2
01のモータ軸にモータのステップ数と一対−に対応し
た分解能の上記エンコーダを1°「結することにより閉
ループ制御を行っている。設定速度は印字モードに合わ
せてソフトウェアにより任意に選択される。
第3図に示す様にステップモータの制御信5)は7、1
/ −−/ CP U 2から出力され、l−ラノジス
タア1/イ302 (tt P A 70 C) テ受
番ノで、さらに定電流用自励ヂyッピングI Crl 
03 (S T K (’i !182)によりモータ
を駆動する。ステップモータは2−2相励磁され第4図
に示す1〜4のステップシーケンスによりステップNO
,I、2,3.4を順にlj力し、時旧回り、反1t!
7旧回りにそれぞれ回転される。
第3図に・トヤリッジモータ制御回路、第5図にドライ
ブ回路を示す。相IJJり換え信号は第3図のスレーブ
CI)U 2から出力され、A相とC相の信ぢはインバ
ータ4により反転されそれぞtt、 It相、1)相の
制御信号として使用1している。ステップモータへの電
力供給は定電流用自励チョソピノグI C303の1?
、A11.、ECI)端子に接続された電流検出用fl
NA:R46,R42により検出され、第5図のコンパ
レータIC51の入力端子S12.534(第3図参I
f<0のリファレンス電圧に従って電流が制御される。
リファレンス電圧は設定速度によりLJノリ換えられ、
ある設定速度の場合はR58とRG 2 (R50とR
63)により分圧された値、他の設定速度の場合はR5
RとRfl 2とR61(R50,RO3,R71)に
より分圧された値と、スレーブCPU2のボートにより
制御される。相1刀り換え通電後に発生ずる逆起電力は
第5図グイA −Fl)3.  l)/I、  D 1
0.  l)0及び第3図ソエリーグイオードZ1)4
をJ11シて消費され、またキャリッジ停止時にはvc
cから1り41を通してコイルにホールト電流を流1.
ている。
ホールド状態はスレーブCI) U 2のボートにより
制御される。
以上の制御回路fi’&成にJ、す、IJ記手段に示し
た制御方式を適用し、制御対象である・トヤリッジを安
定に精度良く制御できる。
ステップモータを安定に速度精度良く制御するため、制
御系は、ステップモータと速度検出のためのエンコーダ
を用いた閉ループ制御とする。第3図に制御回路を示す
。定速及び加減連制御はスレーブCPU2によるステッ
プモータ相切り換え設定周間と第2図に示すスリット板
202と透過形光センサ204により構成されるエンコ
ーダから発生ずるMTS信号によりソフトウェアで行っ
ている。制御方法は定速制御、加速制御、減速制御の王
方法に区別して行う。定速制御の湯合第6図に示ず様に
MTS信号(1)間の時間間隔が設定周間より長い場合
はMTS信号f11の立上りで相切り換えを行い(第(
1図(Δ)、M1’S信:;(+1か設定周間J、す′
J、t+い場合は設定円聞分の時間か経過後に相すノリ
換えを行う。(第6図(++))MTS信号(1)とス
テップモータの1J−夕との位置関係はステップモータ
の静止1ルク曲綻の上て相切り換え時にトルク変動か最
小となる(1(に第2図にお(Jるスリットi202と
透過形光セン゛lI゛20 /Iとの位置関係を調整し
であるので1記の定速制御方法により速度精度の高い伸
度制御が可能となる。
〔加速制御〕
1、)加速制御は、li;’i則として相切り換えタイ
ミングをノ+(i<++にMTS信「士と、第9図の加
速データLl)n(n=I〜12)の遅い方で相1刃り
換えを行う。第14図に示ずJ、うに、メインCI’ 
U Iより印字モー1に応じdi (n:指令N m 
P l’ S (1’ u IS (!  I’ c 
r  S c c o n (1以下、Pl’ Sと略
す。)(n=1〜33)(第9図参1(α)がスレーブ
CP U 2に与えられると、スレーブCI) U 2
は50の相切り換え回路にJ−り相切り換えを行う。同
時にスレーブCI)U 2は、N m P P Sに応
した相切り換え周間設定データテーノ゛ル52(以ド、
El)デープルと略す。)を参111:t L、 53
のタイマーを走らせる。その後、タイマー5:]からの
割り込みか、エンml−ダ51にりのMTS信す”割り
込ろか遅く来た方の割り込みで次のイ(1切り換えを行
う。
この操イ′[を加速に要するステップ数日(例えばn二
1〜12)行い加速を行う。
IJI−の操作は、ステップモータのイ1″する特性、
ず/、iわちlルクか励磁相に対し回転角を変数に・リ
インカーブ状に発生ずる特性を利用【7、ステップモー
タの速度か近い場合はトルクか増加するにうに、速度か
早い揚台はトルクを減じるように相を切り換え速度に応
じたトルクを得る操作である。
第15図はスピーl゛か出ずぎているのでステップモー
タの速度を遅くする場合を示している。その結果、速度
か蒔くなりタイマー値1)に対してステップモータの実
際の速度であるM T S信号周間Tか長くなってくる
ここで、(a)の位置よりも(t))の位置において相
対的にlルクが多く得られる(斜線部か得られるトルク
)。さらに速度か遅(なってくると、MTS信号割り込
みでの相切り換え((C)の位置)を行い、トルク曲線
の1−眼をなぞるようにして最大のトルクか得られる。
又、((+)は18!!度か速< tiりつつある状態
である。第16図は、ステップモータの速度か速すぎて
なかなかlん(速されない場合を示している。タイマー
111“f L l)に対しMTS信号周朋Tか短くな
ってくると、タイマー値t I)の割り込みで相を切り
換えることにより(a)〜(e)の位置のようにトルク
が減じられる。
2、)シかし、1.)の操作は、速度が遅くなり過ぎた
場合は最大の加速トルクか得られるので良いが、速度か
早くなり過ぎた場合、トルクの減じ量か不足となり目標
速度に戻るのに多くのステップ数を用する欠点がある。
以下にこの欠点を補整する方法を示す。まずステップモ
ータの速度が早くなり過ぎたことを検出する手段として
、第7図に示すようにタイマー値LDの出力ゆ中Tx暗
時間第9図のテーブル参照)内にてMTS信号をチェッ
クする。ここで、Cl5U2かタイマー5丁(を監視し
ていて、TX時間のNf過を知る。そして、Tx時間内
にMTS信号を6イ1′認した時点て、L f)タイマ
ーのかわりに時間TV (第≦〕図)タイマーを走らせ
る。(第7図ではT5,1’IOの所)これによりL 
Dによる割り込みよりさらに遅い位置てTV割り込みか
かかり、より多くのトルク減か81れる。
この制御か続くと、とんとん速度か落ちていくので、こ
の制御を行なった後は、所定の回数はこの処理を行なわ
ないようにする。
Tx、Tvの値は、1つの速度N n P I’ Sに
して一意に決定され、Ll)テーブル52に格納されて
いる。そして、Tx時間内にMTS信号か来た時には、
CPU2が、タイマー53にTVをセ・シトする。
又、このTx、T’vによる制御は、加速区間中′18
′時、実行されている。
3)z)の制御と同様に、ステップモータの速度か速く
なり過ぎた場合の制御方法で、ラツシュ、ホールト電流
の切り換えにより速度の制御を行う。第9図の加速パタ
ーンにおいて、ステップモータの駆動開始後m四日(第
8図の場合は3回)の相LJJり換えまでは、上記1.
)の加速制御で加速を行い、m+1回からn回までは、
(第8図の場合4回から9回)相切り換え毎に次の方法
で加速する。すなわち、LDよりMTSが先に来た場合
である。相切り換え後最初のMTS信号が発生しくこの
時、ラッシュ電流を印加中である。)、そのMTS信号
立−1−りからバイアス時間T 11が経過するまで駆
動相にラッシュ電流を加え、その後火の相切り換えまで
は;1.−ルド電流を加える。時間T11は、キャリッ
ジの移動を保障する為のトルクを得る時間である。ラッ
シュ電流印加中に次の相切り換えタイミングが来た場合
(速度は特別に早くない状態)は、;1;−ルド電流に
はIJJり換えず前記1.)の制御を行う。また、最初
のMTS信号に続いて次のMTS信号がホールド電流印
加中(前述のT、経過後、ホールドに落ちた場合)に来
た場合(速度は特別に早い状態)にはM T S信号は
無視され、:1、−ルl′電流か継続して流れる。又、
所定の区間以降は前記1.)の加速制御を行う。このよ
うにラッシュ・ホールト電流IJJり換えにJ、る制御
の区間を区II)る(この例では、T4−T9の区間)
るのは、通常速度のオーバーシュドがこの区間で強い為
である。この制御を第17図の静止トルク曲線でみると
、(a)(c)と同じ位置で相切り換えを行っているか
、(C)の方はバイアス時間T。でホールド電流に切り
換っている為(1))の部分のトルクか減じられる。
(ホールド電流の部分では、トルクはほとんど0である
以J−,1,)〜3.)の加速制御は、ステップモータ
の有するトルクと回転速度のかね合いにより、原則的に
はりの制御、トルク過」ユの場合は1.)+2、)の制
御、トルクがさらに過」−の場合は1.)+3、)の制
御を行うと振動の少ない加速が行える。
例えば、設定速度NmPP5か、最も遅い場合に1.)
+3.)の制御を使用することが考えられる。
バイアス時間Tnは、固定的なものであり、CI)U2
か、タイマー53を監視することにより認識される。
又、ホールドと、ラッシュのIRJり模えは、先に示し
た第3図に示したようにCI) U 2か、そのボート
P1を操作するととにより実現される。
〔定速制御〕
加速制御の1.)を用いl定の時間間隔d m s(各
速度テーブルの到達時間間隔it)、zにほぼ等しい値
)をt I)データとして用いる。
〔減速制御〕
−1−記の定速領域は、何パルス続くかが決まっている
ので、その最後の領域で、第14図で示したtM成によ
り、MTSが早く来たか、αごとの信号が早く来たかを
認識する。この場合、前記の加速領域とは、異なり、タ
イマー53に設定される値は、固定値のαである。
1〕αごとの信号かMTSよりも早く来た場合(第10
図) とれは、第10図に示される場合で、キャリッジか、1
トまろうとしている場合である。この時、ステップモー
タ脱調せず確実にステップ送りをしながら減速するよう
に閉ループ制御を行なう。この制御は、MTS信号を倹
山した後△Tn時間経過後に相切り換えを行なうことに
より達成される。
つまり、次の相に切り換えてやることにより、必ず次の
MTS信号が出てくるので、これにより、・トヤリッジ
を強制的に動かずととがてきる。
ここで、ΔT1、△Tl、ΔT、(第10図)・・・だ
けMTSとずらして相を切る換えるのは、MTSで切り
換えると、トルクか強ずぎるからである。
2)αごとの信号がMTSよりも遅いか、又は同時の場
合(第11図) 減速制御を開始する直前のMTS信号信号待間間T a
を測定する。Taは、加速、定速制御領域においてMT
S信号割辺ごとに第14図のタイマー54を走らせるこ
とによりCI’ U 2で測定できる。とのTaの値と
、間ループ制御の減速バターン周間L l) n (n
 = I 、  l 2 )  (第13図)を、順次
比較し長い方の時間て相をIJJり換え減速を行う。
ずなわち、1゛1≦[1)nの時には1.トヤリッジか
、iM+jl!パターンデータにのるスピーtであるか
ら、この時には、減速パターンデータL I) nにノ
l(ついて相を切り換え開ループで制御を行なう。
(第18図のA) 又、Ta>tDnは、十分に加ii1! Lないうちに
減速を指示された場合である。(例えば、キャリッジが
ポーノ、ポジション近くに居る時等)″この場合には、
Taの時間間隔で、開ループ制御を行ないTa≦LDn
となったら」ニ記の制御に移る。(第18図の■3) ことて、少なくとも減速パターンI3の場合では、相l
itノリ換えのタイミングごとに、Ta(減速に入る直
前のデータ)とtDnを比較している。
この比較は、CPU2がタイマー54を用いて測定した
Taと、Ll)テーブル52より読み込んできたデータ
とを内部レジスタ上て比較するととににり実行される。
3)高速よりの減速(第18図の+l’l彩iIC,l
)の場合) 2、)の制御において、減速に入る直111「の速度か
非常に高速の場合、つまりT a < L l) +の
時、強引に減速テーブルにのせようとするとステップモ
ータは脱調を起し減速制御が行なえなくなる。この場合
、閉−ループ制御により、静止l−ルク曲綻の負の部分
を最大限に利用し減速を行い、途中l成速データtDn
の速度に減速したらλ)の制御に移行し停止する。第1
9図において減速に入る11゛r前のMTS周朋1゛比
がTa<Ll)1であれば、まず最初に定速制御と同様
に0秒の533のタイマー割り込みにてCI) U 2
は相切り換え指令を50の相切り換え回路に出力する。
この後、M’VS信号により相を切り換える。又、ここ
では最初にαで切り換えて以後、MTSにより相切り換
えしているか、最初からMTSでIJJり換えをしても
J−い。通常は、ステップNO,(第4図)を1つ進め
るのであるか、ここでは第19図の(a)に示すように
ステップNo、 2→No、 3の所を、ステップNO
,2→No、 Iのごとく1つ前の状態に戻してやる。
つまり、ステップモータは、ステップNo、 1の安定
点(1))の位置に向かって逆転移動を行おうとする。
しかし、実際は前記したようにステップモータは非常に
高速で回転している為に、高慣性をイrしており、逆転
は行わす正転を行い第19図(C)の部分のように負の
トルクか得られる。以降、CPU2はMTS信号ごとに
MTS信号周間Tan (n=1〜12)を測定し、t
 I)テーブルの減速データt I)nと順次比較を行
なっていく。T a、 n < t I) nかつTa
n<11)Zの間(第18図斜線部分)、CPU2はM
TS信号割り込みで相1刀り換えtlt令を出力するこ
とにより、第19図の(a、 )から(d)の斜線部の
ように負方向の最大l・ルクが得゛られ減速が行なわれ
る。ここで時間TI)Zを設定するのは」−記減速制御
中に、ステップモータの速度が遅くなってくるにつれ、
慣性力も衰え先はど述へた逆転という現象が生ずるから
である。逆転により予定進行方向とは逆のMTS信号か
発生し、CPU2は方向判別手段を6っておらずMTS
信号割り込みにて次相を励磁さ■゛る為に脱コ、′Jを
起こしてしよう。とれを防1トする為に、逆転を起こさ
ない最低速度をT I) Zに設定しておく。例えば、
約2m5ec程度か考えられる。
T a n > L I) nまたは、Tan〉T[)
Zになった時点でCPU2は、相切り換え指令を2つ進
めて50の相切り換え回路に出力する。ここでは第10
図の(d)に示すようにステ・ジブNo、 3→Nα1
となり(「)の斜線部のように正のトルクが得られる。
以降は52のLr)データにより順次相切り換えを行う
開ループ制御を行い減速を終了する。
ここで、閉ループ制御から間ループ制御にVJり換える
点、第19図(d)の位置において最も脱#、2か起き
やすい。」−記のようにこの位置にて相を2つ進めるこ
とにより、回転方向−にの最も近い安定点(e)を持つ
相を励磁するととになり脱調しにくくなる。
すなわち、ステップNo、 3からステップNo、 I
に切り換わる乙とにより正のトルクが発生して、安定点
(e)へ向かおうとする動きとなる。
以後は、開ループ111制御になり、速度も上方遅いの
で、tI)テーブル52のデータに追従してモータが動
いていく。
以−1−1」−記の実施例では、4相モータで、励磁方
式は、2−2相励磁としたか本発明はこれに限定される
ものではなく、4相以外のモータや、2−2相思外の励
磁方式にも当然速用できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、キャリッジの減速
制御を、キャリッジに直接あるいは間接的に連結された
ステップモータの相切り換えを、ステップモータの回転
を逆転させるにうに少なくとも1回行ない、以後再び、
回転方向をもとにもどすように相を切り換え、もとの回
転方向でステップモータを駆動するという構成を有する
ので、キャリッジが印字を終え印字領域外へ移動する場
合、速度制御が最適に行なわれ、・トヤリッジ移動方向
のプリンタの大きさく幅)をおさえ、小型化、及び高効
率のプリンタをfj)供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例1の制御回路ブロック図。 第2図は本発明実施例1のキャリッジ機jl1図。 第3図は本発明実施例1の制御回路図。 第4図は本発明実施例1に用いるステップモータの駆動
シーケンス((1)図)及び結線図((2)図)。 第5図は本発明実施例1のステップモータのドライブ回
路図。 第6図(A)、(rl)ハそれぞaMTs信号の周期が
設定時間t。Cに比べ長い場合((A))、短い場合の
モータ制御方法説明図。 第7.8図は、本発明の加速時を示すタイムヂャ−1゜ 第9図は本発明の加速パターン図。 第10.11図は本発明の減速時を示すタイムチャート
。 第12図、第13図は本発明の減速パターン図。 第14図は、本発明において、相U)り換えを行なうた
めの(1カ成を示す図。 ff1l 6.18.17図は相切りかえのタイミング
とトルク曲線の関係を示す図。 第18図は、各種の減速パターンを説明する図。 第19図は、超高速にりの減速の様子を示すタイムチャ
ート。 以  」二 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 最 −1−務 曲1名第2図 ハ0ルズ七−タ 第3図 第 6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. キャリッジに印字ヘッドを搭載しキャリッジの移動によ
    り印刷をおこなうプリンタのキャリッジ制御方法におい
    て、減速制御の際、キャリッジに直接あるいは間接的に
    連結されたステップモータの相切り換えを、ステップモ
    ータの回転を逆転させるように少なくとも1回行ない、
    以後再び、回転方向をもとにもどすように相を切り換え
    、もとの回転方向でステップモータを駆動することを特
    徴とするプリンタのキャリッジ制御方法。
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