JPS6316318Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はステツピング・モータの脱調を検出
するためのステツピング・モータ制御装置に関
し、例えば、印字機構が設けられたヘツドと、こ
のヘツドを移動させるステツピング・モータとを
備えた開ループ式の印刷装置において、ステツピ
ング・モータの脱調を検出して印字操作を中止
し、印字される帳票やインク・リボンやプリン
ト・ワイヤ等の破損を防止するために使用して好
適なステツピング・モータ制御装置に関する。

ステツピング・モータは可動体の動きを正確に
制御することができるため種々の装置に用いられ
ている。ステツピング・モータを使用する装置と
しては、たとえば印刷装置がある。印刷装置は、
可動体として印字機構が設けられたヘツドをステ
ツピング・モータで移動させて印字操作を行う。
このような印刷装置においてステツピング・モー
タを制御して印字操作を行う方式として、開ルー
プ方式と閉ループ方式とが従来よりあつた。

開ループ方式の印刷装置（例えば、東芝漢字プ
リンタTH2100M）は、ドツト・インパクト・プ
リンタ等の印字機構が設けられたヘツドと、この
ヘツドをタイミング・ベルト等を介して移動させ
るステツピング・モータとの制御を、内部に設け
られたタイマのクロツク信号に基いて行なう。す
なわち、印字のタイミングおよびステツピング・
モータのステツプは、タイマにより制御され、ヘ
ツドの位置検出器は移動方向の端部にのみ置かれ
たホーム・センサだけである。

閉ループ方式の印刷装置（例えば、特開昭53−
98736号）は、ヘツドの位置をドツト単位例えば
１／254cmまたは１／457.2cmまたは１／609.6cm（１／1
00イン チ、１／180インチ、１／240インチ）の高精度の位置検 出器で検出し、この位置検出器の位置信号に基い
て印字を行う。

前述の開ループ方式においては、ヘツドの位置
の検出は、移動方向の端部にのみ置かれたホー
ム・センサだけで行ない、印字操作中のヘツドの
現在位置は検出しない構成のため、一印字行内で
の印字操作中、一時的または連続的な電気的故障
あるいは機械的故障（印字される帳票の折れ、イ
ンク・リボンのジヤム、触手等の障害物、機構部
の油切れ等）や外乱（シヨツクや振動等）に起因
して、ステツピング・モータの脱調が生じた場
合、ヘツドが停止し、すなわち、ステツピング・
モータが停止し、一行の印字の終了まで連続して
同じ位置に印字し続け、帳票、プリント・ワイ
ヤ、インク・リボンを破損する欠点がある。

一方、閉ループ方式においては、正確な位置検
出器（ステツピング・モータの回転を同時に検出
する）により上述の欠点を完全に防止できるが、
高精度の位置検出器と期待位置にヘツドが到達し
ないことを検出するタイム・アウト回路または高
速の処理プログラムが必要となり、印刷制御装置
が高価になるという欠点がある。

この考案は、このような従来の欠点に着目して
なされたものであり、上述の構造が簡単でコスト
の低い開ループ方式の印刷制御装置等に適用でき
る低精度の位置を検出して簡易な制御方式により
ステツピング・モータの脱調の検出を行ない、そ
して、誤印字を防止して、印字される帳票、プリ
ント・ワイヤ、ヘツド・リボンの破損を防止する
ことのできるステツピング・モータ制御装置を提
供することを目的とする。

この考案のステツピング・モータ制御装置は、
ステツピング・モータの脱調時には、ステツピン
グ・モータが同一場所でガタガタと振動を生じて
停止する事実に基づき、ステツピング・モータの
回転に応じて周期的に変化する第１検出信号を発
生する第１信号発生手段と、ステツピング・モー
タの回転に応じて第１検出信号と同じ周波数で、
かつ、第１検出信号に対して所定の位相差をもつ
て周期的に変化する第２検出信号を発生する第２
信号発生手段とを備える。第１検出信号と第２検
出信号との位相差は、ステツピング・モータが正
常に回転している場合には予じめ定められた関係
を満足しているが、ステツピング・モータが乱調
を生じた場合にはこの予じめ定められた関係を満
足しなくなる。すなわち、ステツピング・モータ
が正常に回転している場合には、第１検出信号と
第２検出信号との間の位相差は、第２検出信号が
第１検出信号を一定の位相差でもつて追い掛ける
ため一定の関係がある。例えば、第１検出信号お
よび第２検出信号として周期的に高レベルと低レ
ベルの間で変化する２値信号を用いた場合には、
正常回転中は、第１検出信号が低レベルから高レ
ベルに相変化した時点では、常に第２検出信号は
低レベルにあるという関係を持つ。ところが、ス
テツピング・モータが乱調を生ずる場合、例えば
４相励磁である時に１相でも停止すると回転しな
くなつて乱調を生ずるが、このような場合、ステ
ツピング・モータは同一場所でガタガタと振動を
生じ、微視的に逆方向の回転を生じることにな
る。逆方向回転中は、第１検出信号と第２検出信
号との位相差は、ステツピング・モータが正常に
回転している場合の関係を満足しなくなる。した
がつて、この考案のステツピング・モータ制御装
置は、さらにステツピング・モータの回転中、第
１検出信号と第２検出信号との位相差を検出する
検出手段と、ステツピング・モータの回転中、検
出手段で検出された位相差を、ステツピング・モ
ータが所定方向に正常に回転した場合に生ずる第
１検出信号と第２検出信号との位相差に相当する
基準位相差とを比較し、検出された位相差と基準
位相差との一致、不一致を示す信号を発生する判
断手段とを備えて、ステツピング・モータの脱調
の検出を行い、例えば、開ループ方式の印刷装置
において、脱調が生じたならば印字操作を中止し
て印字される帳票等の紙やプリント・ワイヤやイ
ンク・リボンの破損を防止することができるよう
にする。

この考案のステツピング・モータ制御装置の第
１信号発生手段および第２信号発生手段のステツ
ピング・モータの回転を検出する精度は、ステツ
ピング・モータの脱調を検出するために必要な程
度の精度でよく、例えばステツピング・モータの
１ステツプに対応する回転を検出する程度の分解
能があればよく、この精度は閉ループ方式の印刷
装置の位置検出器が必要とする１ドツトの分解能
に較べて粗い。例えばステツピング・モータの１
ステツプに２ドツトの印字を行う開ループ式印刷
装置の場合には、この考案の第１信号発生手段お
よび第２信号発生手段のステツピング・モータの
回転を検出する分解能は、閉ループ方式の位置検
出器の分解能の半分である。

また、この考案のステツピング・モータ制御装
置の第１検出信号と第２位置検出信号との位相差
の精度は、制御装置の諸手段がステツピング・モ
ータの乱調を検出し、判断できる程度の正確さで
あればよく、位相差の精度はそれほど要求されな
い。したがつて、第１信号発生手段と第２信号発
生手段との位相差の調整はほとんど不要である。
これに対して、閉ループ方式の位置検出器は、同
じように２つの信号の位相差によりヘツドの位置
（ステツピング・モータの回転）を検出するもの
であるが、その位相差（例えば90度）が正確でな
ければヘツドの位置を精度よく検出できないた
め、正確な位相差の調整を必要としている。

以下、この考案を図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は、この考案の一実施例に
よるステツピング・モータ制御装置が開ループ式
の印刷装置に適用された例を示す。

まず、第１図を参照して説明する。１は全体と
してこの実施例のステツピング・モータの制御装
置が適用された開ループ方式の印刷装置を示す。
装置１は、印字機構２が設けられたヘツド３と、
ヘツド３をタイミング・ベルト４を介して矢印ａ
または矢印ｂ方向へ往復移動させるステツピン
グ・モータ５とを備える。印字機構２は、例えば
12本ずつのプリント・ワイヤがヘツド３の移動方
向ａ，ｂと直交するように平行に配され、かつ、
各プリント・ワイヤが移動方向ａ，ｂに対して重
複しないように配された24ドツトのインパクト、
プリンタである。この印字機構２は、カートリツ
ジ・タイプのインク・リボン６を挾んで図示しな
い帳票等の印字される紙に対向している。ヘツド
３の移動方向ａ、ｂに延びるように配されたワイ
ヤ７は、インク・リボンと係合していて、ヘツド
３の移動に伴ないインク・リボン６を駆動する。
８はホーム・センサであり、ヘツド３の移動原点
を検出するものであり、例えば、発光素子と受光
素子とが一対に組合されていて、ヘツド３に固定
された可動片が、ヘツド３が原点位置にある場合
には発光素子と受光素子との間を遮断し、ヘツド
３が原点位置にない場合には発光素子と受光素子
との間を開放するようにして、ヘツド３の移動の
原点を検出するようになつている。タイミング・
ベルト４は、ステツピング・モータ５の駆動軸に
設けられたプーリ９と、アイドラ・プーリ１０と
の間に掛けられており、タイミング・ベルト４の
一部はヘツド３に係合している。ステツピング・
モータ５は４相の１相／２相励磁型であり、回転
角は1゜／ステツプである。１１は駆動回路であ
り、ステツピング・モータ５を駆動する。１２は
エミツタ・デイスクであり、モータ５の駆動軸に
同軸的に連結されていて、プーリ９と共に一体に
回転する。第２図に詳示するように、エミツタ・
デイスク１２には径方向に延びて光を通過させる
90個のスリツト１３が等角度間隔に周方向に配設
されていて、このエミツタ・デイスク１２のスリ
ツト１３を挾んで２対の発光素子と受光素子が配
されている。一方の対の発光素子１４とこれに対
向する図示しない受光素子およびエミツタ・デイ
スク１２は第１信号発生手段１５を構成し、エミ
ツタ・デイスク１２の回転、すなわち、ステツピ
ング・モータ５の回転に応じて周期的に変化する
第３図に示す第１検出信号Ａを発生する。他方の
対の発光素子１６とこれに対向する図示しない受
光素子およびエミツタ・デイスク１２は第２信号
発生手段１７を構成し、エミツタ・デイスク１２
の回転、すなわち、ステツピング・モータ５の回
転に応じて周期的に変化する第３図に示す第２検
出信号Ｂを発生する。第２信号発生手段１７の第
２検出信号Ｂは、第１信号発生手段１５の第１検
出信号Ａと同じ周波数を有するが、第２信号発生
手段１７の位置が、第１信号発生手段１５の周方
向中心がスリツト１３の周方向中心上にある時に
スリツト１３にかかり始めるようになつているた
め、位相が第１検出信号Ａに較べて約90度遅れる
ようになつている。なお、エミツタ・デイスク１
２の回転方向は、今、ヘツド３が矢印ａ方向の順
方向に移動しているものとして、矢印ｃに示す順
回転方向であるとしている。なお、ヘツド３が矢
印ｂ方向へ移動する時、エミツタ・デイスク１２
は矢印ｄの方向へ回転する。これら、エミツタ・
デイスク１２および第１および第２信号発生手段
１５，１７は、図示しない遮光手段により外部か
らの光に影響されないようになつている。なお、
第１信号発生手段１５および第２信号発生手段１
７はヘツド３の移動方向ａ、ｂに延びたリニヤ・
エミツタ・バーで構成してもよい。再度、第１図
を参照すると、第１信号発生手段１５の第１検出
信号Ａと第２信号発生手段１７の第２検出信号Ｂ
は、図示しない適当な波形整形手段により第３図
に示す方形波Ａ、Ｂに整形された後、両信号Ａ、
Ｂの位相差を検出する検出手段１８へ送られる。
検出手段１８は、信号Ａまたは信号Ｂの立ち上が
り直後と立ち下ががり直後、すなわち、相変化の
直後に、その信号のレベルと他の信号Ｂまたは信
号Ａのレベルとを検出するようになつている。こ
の検出手段１８で検出された位相差は、判断手段
１９に送られて判断される。判断手段１９は、相
変化（立上がりまたは立下がり）が生じた直後の
信号Ａまたは信号Ｂのレベルと他の信号Ｂまたは
信号Ａのレベルとを入力し、これが、ステツピン
グ・モータ５が正常に回転（今、回転方向をｃ方
向とする）している場合に生ずるべき位相差と一
致しているかどうか判断する。もし、ステツピン
グ・モータ５が正常にｃ方向へ回転しているとす
れば、第３図に示すように信号Ｂは信号Ａを追い
掛けるように変化して行き、信号ＢのＮ＋１回目
の相変位後のレベルＢ（Ｎ＋１）は、信号ＡのＮ
回目の相変位後のレベルＡ（Ｎ）と等しく、また、
信号ＡのＮ＋１回目の相変位後のレベルＡ（Ｎ＋
１）は信号ＢのＮ回目の相変位後のレベルの反対
レベル（）に等しい。この関係を式に示すと、
以下の通りとなる。

一方、ヘツド３が逆方向ｂへ正しく移動する場
合の正しい位相差は同じ様にして、以下の通りと
なる。

ただし、ここで信号Ａと信号Ｂの相変位（立上
がりおよび立下り）の回数Ｎは、第３図に示すよ
うに信号Ａおよび信号Ｂを共通に数えている。判
断手段１９は、信号Ａまたは信号Ｂの相変化が生
じるたびに、相変化を生じた信号Ａまたは信号Ｂ
のレベルと他の信号Ｂまたは信号Ａのレベルとが
ステツピング・モータ５を矢印ｃ方向へ回転時に
は式Ｘの関係（基準位相差）を満足するかどうか
を判断し、ステツピング・モータ５が矢印ｄ方向
へ回転時には式Ｙ（基準位相差）の関係を満足す
るかどうかを判断する。判断手段１９は、モータ
５が矢印ｃ方向へ回転時に信号Ａ、Ｂの位相差が
式Ｘの関係を満足する場合には一致信号Ｃ（第３
図図示）を発生し、式Ｘの関係を満足しない場合
（例えば、第３図に示す信号ＡのＳ番目の相変化
時のように、モータ５が脱調して微視的に逆方向
へ回転し、信号Ｂに対して正しい相変化を生じな
い場合）には不一致信号Ｄ（第３図図示）を発生
する。制御手段２０は、一致信号Ｃが判断手段１
９から入力するときは印字操作を正常なプログラ
ムに従つてそのまま続行させ、不一致信号Ｄが判
断手段から入力するときは装置１の図外の部分に
印字操作を中止させる信号を出し、ステツピン
グ・モータ５を所定の方法で停止させるために駆
動回路１１に信号を送る。このようにして、ステ
ツピング・モータの脱調を検出して、印字操作を
１ないし２文字の操作時間内に中止することがで
き、印字される帳票等の紙や、インク・リボン
や、プリント・ワイヤの破損を防ぐことができ
る。

なお、上述の実施例ではステツピング・モータ
５がｄ方向へ回転する際は、第１信号発生手段１
５と第２信号発生手段１７とは位相の遅れ進みが
逆転し、役割が逆転する。

なお、信号Ａと信号Ｂの位相差を検出するとと
もに、信号Ａと信号Ｂの相変化数を検出して、相
変化数が所定の値に達しない場合には印字操作を
中止するようにしてもよい。このように相変化数
を検出すると、ステツピング・モータ５が始めか
ら全く動かなくて位相差の異常を検出できない場
合なども、異常を検出して誤印字操作を中止する
ことができる。

第１図に示した、検出、判断、制御手段１８、
１９、２０は、周知の技術によりハードウエアの
論理回路で構成してもよく、または、マイクロコ
ンピユータを利用してプログラム処理で構成して
もよい。印刷制御装置に用いられるマイクロコン
ピユータを利用する場合は、加減速時のように印
字操作が行なわれず、マイクロコンピユータに空
能力がある時は、信号Ａおよび信号Ｂの位相差を
プログラム処理でチエツクしてステツピング・モ
ータの脱調を検出できるように検出、判断、制御
手段１８、１９、２０を構成し、等速時のように
印字操作のためにマイクロコンピユータの負荷が
大きい時はハードウエアの論理回路により構成さ
れる検出、判断、制御手段１８、１９、２０で信
号Ａおよび信号Ｂの位相差を検出して、ステツピ
ング・モータの脱調を検出するように検出、判
断、制御手段１８、１９、２０を２通り設けても
よい。

以上説明してきたように、この考案によれば、
ステツピング・モータの脱調を検出するためのス
テツピング・モータ制御装置において、ステツピ
ング・モータの回転に応じて周期的に変化する第
１検出信号を発生する第１信号発生手段と、ステ
ツピング・モータの回転に応じて第１検出信号と
同じ周波数で、かつ、第１検出信号に対して所定
の位相差をもつて周期的に変化する第２検出信号
を発生する第２信号発生手段と、ステツピング・
モータの回転中、第１検出信号と第２検出信号と
の位相差を検出する検出手段と、ステツピング・
モータの回転中、検出手段で検出された位相差を
ステツピング・モータが所定方向に正常に回転し
た場合に生ずる第１検出信号と第２検出信号との
位相差に相当する基準位相差と比較し、検出され
た位相差と基準位相差との一致、不一致を示す信
号を発生する判断手段とを備えて、ステツピン
グ・モータの脱調を検出する構成としたため、簡
単かつ低コストの構成でもつてステツピング・モ
ータの脱調を検出することができるという効果が
ある。この考案のステツピング・モータ制御装置
を開ループ式の印刷装置に適用すると、ステツピ
ング・モータの脱調によつて生ずる帳票などの印
字される紙、プリント・ワイヤ、インク・リボン
等の破損を簡単かつ低コストで防止することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例によるステツピン
グ・モータ制御装置が適用された印刷装置を示す
概略図、第２図はこの実施例のステツピング・モ
ータ制御装置の一部を示す拡大部分断面図、第３
図はこの実施例のステツピング・モータの制御装
置の第１検出信号、第２検出信号、一致信号およ
び不一致信号を示すタイミング・チヤート図であ
る。 １……印刷装置、２……印字機構、３……ヘツ
ド、５……ステツピング・モータ、１２……エミ
ツタ・デイスク、１３……スリツト、１４，１６
……発光素子、１５……第１信号発生手段、１７
……第２信号発生手段、１８……検出手段、１９
……判断手段、２０……制御手段、Ａ……第１検
出信号、Ｂ……第２検出信号、Ｃ……一致信号、
Ｄ……不一致信号。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ステツピング・モータの脱調を検出するための
   ステツピング・モータ制御装置において、 ステツピング・モータの回転に応じて周期的に
   変化する第１検出信号を発生する第１信号発生手
   段と、 ステツピング・モータの回転に応じて第１検出
   信号と同じ周波数を持ち、かつ、第１検出信号に
   対して所定の位相差をもつて周期的に変化する第
   ２検出信号を発生する第２信号発生手段と、 ステツピング・モータの回転中、第１検出信号
   と第２検出信号との位相差を検出する検出手段
   と、 ステツピング・モータの回転中、検出手段で検
   出された位相差を、ステツピング・モータが所定
   方向に正常に回転した場合に生ずる第１検出信号
   と第２検出信号との位相差に相当する基準位相差
   と比較し、検出された位相差と基準位相差との一
   致、不一致を示す信号を発生する判断手段とを備
   えて、ステツピング・モータの脱調を検出するこ
   とを特徴とするステツピング・モータ制御装置。