KR19990063779A - 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구 - Google Patents

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Abstract

스토퍼 (34) 에 가동부재 (20) 가 맞닿은 후에도 구동펄스를 출력시켜 스테핑 모터 (M) 를 탈조시킨 후에 구동펄스를 정지시키는 구동펄스 제어수단을 구비한 프린터에, 스테핑 모터 (M) 를 탈조시키는 회전구동방향을 정방향 회전구동으로 하여 스테핑 모터 (M) 를 이 정방향 회전구동에서 역방향 회전구동으로 반전시킬 때의 정지상을 설정하는 설정수단을 설치한다.

Description

프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구
스테핑 모터에 의하여 프린터의 캐리지를 플래튼에 대하여 접근·이격이동시키고, 캐리지에 탑재된 인자헤드와 플래튼상에 배치된 용지의 간격을 헤드 갭으로 하여 용지의 두께에 대응하여 헤드 갭을 가변조정할 수 있도록 구성된 프린터가 여러 가지 제안되어 있다 (예를 들면, 일본 특허출원 평7-87217 호).
상기 일본 특허출원 평7-87217 호에 제안되어 있는 프린터는 상면이 평탄하며 수평하게 배치된 플래튼과, 플래튼의 상방에 플래튼을 따라 왕복이동이 자유롭도록 배치된 인자헤드를 구비한 소위 플랫 헤드 프린터로 호칭되는 것이다. 그리고, 이것은 스테핑 모터에 의해 프린터의 캐리지를 플래튼에 대하여 상하방향으로 이동시켜 캐리지에 탑재된 인자헤드를 플래튼에 대하여 접근·이격시킴으로써 용지의 두께에 대응하여 헤드 갭을 가변조정하도록 구성되어 있다.
헤드 갭은, 예를 들면 용지두께가 0.05 ㎜ ∼ 2 ㎜ 인 것까지 대응할 수 있게 되어 있고, 인자품질을 양호하게 유지하기 위해서는 용지와 헤드의 거리가 ±30 ㎛ 의 정밀도가 요구되며, 헤드 갭의 변화량은 스테핑 모터에 있어서 1 스텝당 10 ㎛ 로 되어 있다. 또한, 플래튼에 대한 인자헤드의 표준위치가 정해져 있으며, 프린터의 제조공정에서는 표준위치가 원하는 공차 ±30 ㎛ 내에 들어가도록 조립된다.
그런데, 스테핑 모터는 그 자체로는 위치검출수단을 가지고 있지 않기 때문에, 정밀도가 좋은 위치결정을 실행하기 위해서는 외부에 위치검출수단을 설치해야만 한다.
종래, 스테핑 모터에 의해 캐리지를 이동시켜 플래튼에 대한 인자헤드의 표준위치를 정할 경우에는, 프레임에 고정된 기계적인 스위치나 광학적인 스위치를 캐리지의 일부가 온오프하도록 위치검출수단을 설치하였다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 외부적으로 위치검출수단을 설치하지 않고, 스테핑 모터에 의해 캐리지를 이동시켜 플래튼에 대한 인자헤드의 표준위치를 정하는 것을 실현할 수 있는 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구는 구동펄스에 의해 각 상(相) 을 순서대로 여자 (勵磁) 함으로써 회전하는 복수 상의 스테핑 모터와, 상기 구동펄스를 출력하는 스테핑 모터 구동회로와, 스테핑 모터의 회전에 의해 구동되는 가동부재와, 가동부재와 맞닿아 가동부재의 이동을 규제하는 스토퍼와, 가동부재가 스토퍼에 부딪혀도 여전히 구동펄스를 계속 출력함으로써 스테핑 모터를 탈조 (step out) 시키고, 그 후 구동펄스의 출력을 정지하는 구동펄스 제어수단을 구비한 프린터에 있어서, 스테핑 모터가 탈조한 후에 상기 가동부재가 상기 스토퍼에서 멀어지는 방향으로 스테핑 모터를 구동개시할 때의 그 여자상 (勵磁相) 을 설정하는 여자상 설정수단을 설치하고 있다.
또한, 바람직하게는 여자상 설정수단으로 설정된 상을 화면표시하는 표시수단을 구비하고 있다.
그리고, 바람직하게는 스테핑 모터는 프린터의 캐리지를 플래튼에 대하여 가까와지거나 또는 멀어지는 방향으로 구동하기 위한 구동원이다.
본 발명에 의한 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구에 의하면, 스테핑 모터를 정회전구동하여 스토퍼에 가동부재를 맞닿게 해서 스테핑 모터를 탈조상태로 한 후에 스테핑 모터를 정지시킴으로써, 스테핑 모터를 가동부재와 스토퍼가 맞닿은 방향과 반대방향으로 구동할 때에 스테핑 모터를 역회전구동시키기 위한 구동펄스에 대하여 응답 어긋남을 일으키지 않는 안정된 정지상 (停止相) 을 설정할 수 있으므로, 즉 스테핑 모터가 정방향회전구동을 정지할 때의 정지시의 여자상을 설정할 수 있으므로, 외부적으로 위치검출수단을 설치하지 않고 가동부재를 스토퍼에서 이격시킨 표준위치에 정지시킬 수 있으며, 스테핑 모터에 의해 캐리지를 이동시켜 플래튼에 대한 인자헤드의 표준위치를 정하는 것을 실현할 수 있다.
본 발명은 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구에 관한 것으로서, 특히 인자헤드를 부착한 캐리지 샤프트를 플래튼 (platen) 에 대하여 상하 이동시켜 인자헤드와 용지의 간격 (헤드 갭) 을 조정하기 위한 스테핑 모터의 구동기구에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동기구를 채택한 임팩트 도트 프린터의 요부를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 프린터에 있어서의 헤드 갭 조정기구부의 일부확대 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 프린터의 우측 사이드 프레임에 설치된 헤드 갭 조정기구부의 정면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타낸 헤드 갭 조정기구부에 있어서, 가동부재가 스토퍼 판에 의해 규제되어 헤드 갭이 최대로 되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 3 에 나타낸 헤드 갭 조정기구부에 있어서, 플래튼에 용지가 없을 경우의 인자헤드의 위치에 대응하는 가동부재의 위치 (표준위치) 를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동기구를 채택한 임팩트 도트 프린터의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 7 은 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동기구로 헤드 갭 조정을 실행할 때의 구성요소를 블록도로 나타낸 것이다.
도 8 은 스테핑 모터의 회전자의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 도 8 의 스테핑 모터의 회전자의 회전 모양을 모델화하여 나타내는 도면이다.
도 10 은 스테핑 모터의 각 고정자 상에 대한 회전자의 정지위치와 스토퍼의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11 은 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동기구로 스테핑 모터의 위치결정조정을 실행할 때에 사용하는 헤드 갭 측정지그로서의 다이얼 게이지를 나타내는 사시도이다.
도 12 는 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동기구로 스테핑 모터의 위치결정조정을 실행할 때의 처리 플로차트이다.
도 13 은 도 12 에 나타낸 플로차트의 계속이다.
도 14 은 도 12 및 도 13 의 처리를 실행할 때에 사용하는 조작패널을 나타낸다.
도 15 는 도 12 및 도 13 의 처리를 실행할 때에 사용하는 액정표시부를 나타낸다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 스테핑 모터의 구동기구를 적용한 임팩트 도트 프린터를 도 1 을 사용하여 설명한다.
프린터 (1) 의 서로 대향하는 좌우 사이드 프레임 (2,3) 사이에는 캐리지 샤프트 (4) 가 수평하게 가로로 걸쳐짐과 동시에 상하방향으로 이동가능 (후술) 하게 지지되어 있다. 캐리지 샤프트 (4) 에는 캐리지 (5) 가 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춰져 있다. 캐리지 (5) 에는 인자헤드 (6) 가 그 도트 핀 (6a) 측을 연직하방을 향하여 비스 (나사) 등에 의해 착탈이 가능하도록 부착되어 있다. 캐리지 샤프트 (4) 를 따른 인자헤드 (6) 궤적의 바로 아래에는 캐리지 샤프트 (4) 와 평행하게 상면이 평탄한 플래튼 (7) 이 설치되어 있다. 프린터 (1) 의 우측 사이드 프레임 (3) 의 외측에는 캐리지 (5) 의 상하이동을 실행시키는 헤드 갭 조정기구 (8) 및 종이이송 구동기구 (9) 가 설치되어 있다.
그리고, 도 1 에 있어서 부호 (10) 및 부호 (11) 은 프린터 (1) 의 좌우 사이드 프레임 (2,3) 사이에 각각 플래튼 (7) 과 평행하게 플래튼 (7) 을 사이에 두고 앞뒤에 회전이 자유롭도록 가로로 걸쳐진 롤러 축이다. 롤러 축 (10,11) 은 종이이송 구동기구 (9) 를 통하여 종이이송방향으로 각각 회전동작된다. 롤러 축 (10,11) 에는 각각 종이이송 롤러수단 (12,13) 이 설치되어 있다. 또한, 부호 (14) 는 주(主)급지구이며, 용지 (도시생략) 는 주급지구 (14) 에서 수평하게 인자헤드 (6) 까지 보내 넣어진다. 플래튼 (7) 과 인자헤드 (6) 의 선단 사이에는 주급지구 (14) 로부터 공급되어 프린터로 공급되는 용지가 통과하는 헤드 갭이 형성되어 있다.
프린터 (1) 에 있어서의 헤드 갭 조정기구부를 도 2 및 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이 우측 사이드 프레임 (3) 에는 베어링 (15) 이 고정되며, 이 베어링 (15) 에는 변위용 기어부재 (16) 의 축부 (17) 가 회전이 자유롭도록 끼워맞춰져 있다. 이 축부 (17) 에는 캐리지 샤프트 (4) 의 우측단이 변위용 기어부재 (16) 의 축부 (17) 의 회전중심에 대하여 편심된 위치에 지지되어 있다.
또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이 좌측 사이드 프레임 (2) 에는 베어링 (18) 이 사이드 프레임 (2) 에 대하여 회전이 자유롭도록 끼워맞춰지고, 베어링 (18) 에는 캐리지 샤프트 (4) 의 좌측단이 베어링 (18) 의 회전중심에 대하여 우측단과 마찬가지로 편심 위치에 지지되어 있다.
그럼으로써 캐리지 샤프트 (4) 는 좌우 사이드 프레임 (2,3) 사이에 수평하게 가로로 걸쳐 지지됨과 동시에 그 일단을 지지하는 변위용 기어부재 (16) 의 회전에 의하여 상하방향으로 변위된다.
도 2 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이 우측 사이드 프레임 (3) 에 회전이 자유롭도록 지지된 변위용 기어부재 (16) 에는 사이드 프레임 (3) 외측에 변위용 기어부재 (16) 의 회전중심을 중심으로 넓어지는 섹터 기어 (19) 가 일체로 형성되고, 또한 회전중심을 사이에 두고 상기 섹터 기어 (19) 의 반대측에 가동부재로서의 갭 레버 (20) 가 일체로 형성되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이 사이드 프레임 (3) 에는 변위용 기어부재 (16) 의 회전중심을 중심으로 상방측에 원호상의 안내구멍 (21) 이 형성되고, 또한 이 안내구멍 (21) 의 좌측 하방에는 투시구멍 (22) 이 형성되어 있다. 또한, 사이드 프레임 (3) 의 외면에는 원호상의 안내구멍 (21) 에 대하여 1 장의 스토퍼 판 (23) 이 부착되어 있다. 한편, 사이드 프레임 (3) 의 내측에는 헤드 갭 조정기구 (8) 의 구동원이 되는 스테핑 모터 (M) 가 설치되어 있다. 스테핑 모터 (M) 의 구동축 (24) 은 사이드 프레임 (3) 의 투시구멍 (22)에서 사이드 프레임 (3) 의 외측으로 돌출 배치되어 있다. 그리고, 사이드 프레임 (3) 에는 외측을 향하여 구동축 (24) 과 평행한 3 개의 축 (25,26,27) 이 각각 고정 설치되어 있다.
도 2 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이 스테핑 모터 (M) 의 구동축 (24) 선단에는 피니언 (28) 이 고착되고, 축 (25) 에는 아이들 기어 (29) 가 회전이 자유롭도록 설치되고, 축 (26) 에는 아이들 기어 (30) 가 회전이 자유롭도록 설치되고, 축 (27) 에는 아이들 기어 (31) 가 회전이 자유롭도록 설치되어 있다. 아이들 기어 (29) 에는 축방향으로 2 단으로 피니언 톱니부 (29a) 와 외접기어 (29b) 가 형성되고, 아이들 기어 (31) 에는 축방향으로 2 단으로 직경이 큰 외접기어 (31a) 및 직경이 작은 외접기어 (31b) 가 각각 형성되어 있다.
스테핑 모터 (M) 의 구동축 (24) 선단에 설치된 피니언 (28) 이 아이들 기어 (29) 의 외접기어 (29b) 와 맞물리고, 아이들 기어 (29) 의 피니언 톱니부 (29a) 가 아이들 기어 (30) 와 맞물리고, 이 아이들 기어 (30) 가 아이들 기어 (31) 의 직경이 큰 외접기어 (31a) 와 맞물리고, 아이들 기어 (31) 의 직경이 작은 외접기어 (31b) 가 변위용 기어부재 (16) 의 섹터 기어 (19) 와 맞물려 있으므로, 피니언 (28), 아이들 기어 (29), 아이들 기어 (30), 아이들 기어 (31), 섹터 기어 (19) 에 의하여 감속윤열 (減速輪列) (32) 이 형성되어, 스테핑 모터 (M) 의 회전구동력이 감속윤열 (32) 을 통하여 변위용 기어부재 (16) 로 전달되며, 우측 사이드 프레임 (3) 에 설치된 베어링 (15) 을 통해 변위용 기어부재 (16) 가 회전됨과 동시에 좌측 사이드 프레임 (2) 에 설치된 베어링 (18) 이 회전됨으로써, 캐리지 샤프트 (4) 가 회전축선의 둘레를 회전하며, 캐리지 (5) 와 함께 인자헤드 (6) 가 상하로 이동되도록 구성되어 있다.
예를 들면, 변위용 기어부재 (16) 가 도 3 의 시계방향으로 회전하면 캐리지 샤프트 (4) 가 하강하고, 따라서 인자헤드 (6) 가 수직방향으로 하강한다. 반대로 변위용 기어부재 (16) 가 도 3 의 반시계방향으로 회전하면 캐리지 샤프트 (4) 가 상승하여 인자헤드 (6) 가 수직방향으로 상승한다. 그리고, 도 3 에 나타내는 바와 같이 갭 레버 (20) 의 선단에는 사이드 프레임 (3) 에 구획형성된 원호형상의 안내구멍 (21) 을 개입하는 가이드 핀 (33) 이 형성되어 있다.
이어서, 갭 레버 (20) 의 요동범위와 헤드 갭의 관계에 대하여 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명한다.
갭 레버 (20) 의 요동범위는 1 장의 스토퍼 판 (23) 에 의하여 규제된다. 도 4 에 나타내는 갭 레버 (20) 는 헤드 갭이 최대로 되는 기준위치를 취하고 있는 상태를 나타내고 있다. 한편, 도 3 에 나타내는 갭 레버 (20) 는 헤드 갭이 최소로 되는 위치를 취하고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이 스토퍼 판 (23) 에는 도 3 의 스테핑 모터 (M) 가 인자헤드 (6) 를 플래튼 (7) 에서 이격방향으로 구동할 때에, 갭 레버 (20) 가 맞닿아 인자헤드 (6) 의 이격방향으로의 변위를 규제하는 제 1 스토퍼 (34) 와, 도 3 에 나타내는 바와 같이 스테핑 모터 (M) 가 인자헤드 (6) 를 플래튼 (7) 을 향하여 근접방향으로 구동할 때에, 갭 레버 (20) 가 맞닿아 인자헤드 (6) 의 플래튼 (7) 에 대한 근접방향으로의 변위를 규제하는 제 2 스토퍼 (35) 를 구비하고 있다.
그리고, 스테핑 모터 (M) 는 도 3 에 실선 화살표로 반시계방향으로 나타내는 바와 같이 인자헤드 (6) 를 플래튼 (7) 에서 이격하는 방향으로 구동할 경우에 정회전구동되는 것으로 하며, 또한 인자헤드 (6) 가 플래튼 (7) 에서 이격하는 방향을 정방향으로 한다. 반대로 스테핑 모터 (M) 는 도 3 에 점선 화살표로 시계방향으로 나타내는 바와 같이 인자헤드 (6) 를 플래튼 (7) 을 향하여 근접방향으로 구동할 경우에 역회전구동되는 것으로 하며, 또한 인자헤드 (6) 가 플래튼 (7) 을 향하여 근접하는 방향을 역방향으로 한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿으면, 스테핑 모터 (M) 가 계속 회전하려고 하는 결과, 스테핑 모터 (M) 가 탈조하여 갭 레버 (20) 가 초기상태로 된다. 이 초기상태에서 스탭 수에 의거하여 스테핑 모터 (M) 의 회전량이 제어되고, 이 회전량에 대응하여 갭 레버 (20) 가 구동된다. 갭 레버 (20) 의 이동에 따라 움직여서 인자헤드 (6) 가 상하방향으로 변위된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이 갭 레버 (20) 가 제 2 스토퍼 (35) 에 맞닿음으로써, 인자헤드 (6) 및 플래튼 (7) 사이의 최소 갭이 규제된다. 이 최소 갭은 인자헤드 (6) 가 플래튼 (7) 에 맞닿아 인자헤드 (6) 가 플래튼 (7) 에 맞닿음으로써 일어나는 인자헤드 (6) 의 손상이 발생하지 않는 위치로 설정된다. 그리고, 스토퍼 판 (23) 은 헤드 갭을 미조정하기 위하여 가로길이의 관통구멍 (36,36) 에 의하여 수평방향으로 부착위치를 조정할 수 있도록 사이드 프레임 (3) 에 고정된다.
또한, 도 5 는 갭 레버 (20) 가 플래튼 (7) 에 용지가 없을 경우의 헤드 갭 위치로 되는 인자헤드 (6) 의 표준위치를 취한 상태를 나타내는 헤드 갭 조정기구 (8) 의 일부 정면도이다. 갭 레버 (20) 를 도 4 에 나타내는 기준위치에 정지시킨 후, 스테핑 모터 (M) 를 미리 정해진 스탭 수만큼 역회전구동시켜 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에서 이격하여 표준위치에 정지시킨다.
그리고 후술하겠지만, 스테핑 모터 (M) 는 4 상의 영구자석형 스테핑 모터로 이루어지며, A 상, B 상, C 상, D 상의 각 여자상이 소정 스텝주기로 순차 여자됨으로써 고정자에 대하여 회전자가 스텝회전한다. 감속윤열 (32) 의 기어비는 0.037 로 설정되며, 스테핑 모터 (M) 가 1 스텝분 회전하면 캐리지 (5) 가 0.01 ㎜ (10 ㎛) 위 또는 아래로 이동된다.
프린터 (1) 는 도 6 에 나타내는 바와 같이 본체 커버 (37) 의 일측 상면에 조작패널 (38) 이 설치되어 있다. 조작패널 (38) 에는 액정표시부 (39), 입력 키 (40 ∼ 45) 가 설치되어 있다.
인자헤드 (6) 의 헤드 갭 조정에 관계되는 요부를 도 7 의 블록도를 사용하여 설명한다.
프린터 (1) 의 제어부 (46) 는 프린터의 각 구동요소를 제어하는 CPU (47) 와, CPU 가 실행하는 제어프로그램이 격납된 ROM (48) 과, 수시로 데이터의 기입 및 판독이 가능한 RAM (49) 과, 수시로 데이터의 기입 및 판독이 가능하며 전원이 차단된 경우라도 기억된 기억 데이터가 유지되는 EEPROM (50) 으로 구성된다.
CPU (47) 에는 ROM (48), RAM (49) 및 EEPROM (50) 이 버스접속된다. 이 버스에는 스위치입력 검출회로 (51) 가 더욱 접속되며, 프린터장치 (1) 에 구비된 조작 키 스위치 (40 ∼ 45) 를 입력하면 키 입력신호가 이 스위치입력 검출회로 (51) 를 통하여 개별적으로 또한 동시에 CPU (47) 에 입력된다. 그리고, 이 버스에는 표시용 드라이버 (52) 및 모터 드라이버 (53) 가 접속된다. 액정표시부 (39) 에는 CPU (47) 의 표시출력이 표시용 드라이버 (52) 를 통하여 전송되어 표시된다. 또한, 캐리지 샤프트 (4) 를 상하로 변위시킴으로써 캐리지 (5) 와 함께 인자헤드 (6) 와 용지의 헤드 갭을 조정하기 위한 헤드 갭 조정용 스테핑 모터 (M) 가 모터 드라이버 (53) 를 통하여 CPU (47) 의 구동출력에 대응하여 동작한다.
ROM (48) 에 격납되어 있는 제어프로그램은 스테핑 모터 (M) 의 구동에 의하여 헤드 갭 조정기구 (8) 를 통해 캐리지 (5) 를 상하이동하여 플래튼 (7) 에 대한 인자헤드 (6) 의 표준위치를 정할 경우에, 스테핑 모터 (M) 의 정방향 회전구동에서 역방향 회전구동으로 반전시킬 때의 상 (정지 상) 설정을 위한 프로그램을 포함하는 것이다. EEPROM (50) 에는 프로그램의 실행으로 얻어진 정지상이 기억된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿으면, 스테핑 모터 (M) 가 계속 회전하려고 하는 결과, 스테핑 모터 (M) 가 탈조하여 갭 레버 (20) 가 초기상태로 되는 것이다. 그런데, 이 초기상태에서 스테핑 모터 (M) 의 구동을 정지하였을 때의 상 (정지상) 이 적절하지 못한 경우에는 갭 레버 (20) 의 정지위치는 일정하지 않으며, 따라서 갭 레버 (20) 의 초기상태에 의거하여 스테핑 모터 (M) 를 미리 정해진 스텝 수만큼 역회전구동하여 설정되어야 하는 표준위치 (도 5) 도 일정하지 않다. 즉, 전원투입후의 갭 레버 (20) 의 초기상태가 일정하지 않기 때문에, 전원투입마다 헤드 갭이 일정하지 않으므로 인자품질이 안정되지 못하게 된다. 이것을 해결하기 위하여 본 발명에서는 갭 레버 (20) 의 초기상태가 항상 안정된 위치로 되도록, 스테핑 모터 (M) 의 정지상이 적절해지도록 정지상을 설정하는 것이다.
여기서, 스테핑 모터 (M) 의 개략에 대하여 도 8 및 도 9 를 사용하여 설명한다.
스테핑 모터 (M) 는 4 상 8 극의 영구자석형이다. 스테핑 모터 (M) 의 고정자 (스테이터) (54) 에는 45°마다의 간격을 두고 8 개의 극치 (55-1,56-1,55-2,56-2,55-3,56-3,55-4,56-4) 가 형성되어 있으며, 90°마다 배치된 4 개의 극치가 1 개의 상을 구성하고, 중심을 사이에 두고 상(相)대향하는 2 개의 극치는 동일한 극에, 인접하는 극치는 상이한 극에 여자되도록 구성되어 있다.
스테핑 모터 (M) 의 고정자 (54) 내측에 구비되어 있는 회전자 (로터) (57) 에는 60°마다의 간격을 두고 6 개의 극치 (58-1,58-2,58-3,58-4,58-5,58-6) 가 형성되어 있으며, 각 극치에는 동일한 극의 영구자석이 설치되어 있다.
그리고, 도 8(a) 는 로터의 각 극치가 N 극인 것으로 하고, A 상의 여자에 의하여 극치 (55-1,55-3) 가 S 극, 극치 (55-2,55-4) 가 N 극으로 여자되어 있는 경우의 회전자 (57) 가 정지되어 있을 때의 상태를 나타내고 있다.
도 8(a) 에 나타내는 고정자 (54) 의 A 상에 회전자 (57) 가 정지되어 있을 때의 상태에서 A 상에 대한 여자를 오프로 하고 B 상으로 여자를 전환하면, 고정자 (54) 의 극치 (56-1,56-3) 가 S 극으로 여자되고, 극치 (56-2,56-4) 가 N 으로 여자되어, 고정자 (54) 의 극치 (56-1) 가 회전자 (57) 의 극치 (58-2) 를 끌어들이고, 고정자 (54) 의 극치 (56-3) 가 회전자 (57) 의 극치 (58-5) 를 끌어들임으로써, 고정자 (54) 에 대하여 회전자 (57) 가 반시계방향으로 15°회전한다.
도 8(b) 는 B 상이 여자된 경우의 회전자 (57) 의 정지상태를 나타내고 있다. 이 때 고정자 (54) 의 극치 (56-1,56-3) 는 S 극으로 여자되고, 극치 (56-2,56-4) 는 N 극으로 여자되어 있다.
또한, 도 8(c) 는 C 상이 여자된 경우의 회전자 (57) 의 정지상태를 나타내고 있다. 이 때 고정자 (54) 의 극치 (55-1,55-3) 는 N 극으로 여자되고, 극치 (55-2,55-4) 는 S 극으로 여자되어 있다.
도 8(d) 는 D 상이 여자된 경우의 회전자 (57) 의 정지상태를 나타내고 있다. 이 때 고정자 (54) 의 극치 (56-1,56-3) 는 N 극으로 여자되고, 극치 (56-2,56-4) 는 S 극으로 여자되어 있다.
스테핑 모터 (M) 는 상술한 바와 같이 고정자 (54) 의 A 상, B 상, C 상, D 상의 순으로 순환적으로 여자를 전환함으로써, 고정자 (54) 에 대하여 회전자 (57) 가 반시계방향으로 스텝각(角) 15°씩 회전한다. 도 9 는 이상에 설명한 도 8 의 스테핑 모터 (M) 의 회전 모양을 모델화한 것이다.
스테핑 모터 (M) 의 고정자 (54) 의 4 개의 상 (즉, A 상, B 상, C 상 및 D 상) 에 대한 회전자 (57) (즉, 이것과 일체적으로 동작하는 갭 레버 (20)) 의 정지위치와 제 1 스토퍼 (34) 의 관계를 도 10 을 사용하여 설명한다.
갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿을 때의 동작에 대하여 도 10 을 사용하여 설명한다.
도 10 에 있어서, 스테핑 모터 (M) 의 극치의 각 위치를 숫자 1 ∼ 8 로 나타내고 있다. 일례로서 제 1 스토퍼 (34) 가 숫자 4 로 나타내는 D 상 부근에 위치하고 있는 것으로 한다.
도 10 의 숫자 1 ∼ 4 로 나타내는 위치까지는 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿는 경우는 없기 때문에, 제 1 스토퍼 (34) 는 도 3 에 나타내는 바와 같이 스테핑 모터 (M) 의 구동축 (24) 의 반시계방향의 회전구동에 연동한다. 즉, 스테핑 모터 (M) 에 있어서는 도 8 에 나타내는 바와 같이 스테핑 모터 (M) 의 회전자 (57) 는 구동펄스에 의한 전환여자되는 고정자 (54) 의 여자상에 추종하여 반시계방향으로 스텝각 15°씩 회전한다.
갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿으면, 제 1 스토퍼 (34) 에 의하여 갭 레버 (20) 의 반시계방향의 회전이동 (스테핑 모터 (M) 의 정방향 회전) 이 저지되어, 도 3 에 나타내는 감속윤열 (32) 의 회전력의 전달동작이 강제적으로 정지됨으로써, 스테핑 모터 (M) 의 구동축 (24) 의 반시계방향의 회전이 강제적으로 정지되어 스테핑 모터 (M) 가 탈조상태로 된다.
즉, 스테핑 모터 (M) 의 고정자 (54) 의 A 상, B 상, C 상, D 상, A 상, … 의 순서로 순환적으로 여자를 전환하여도, 이미 회전자 (57) 는 고정자 (54) 의 여자상에 추종하여 회전이동하는 경우는 없으므로, 회전자 (57) 는 고정자 (54) 의 D 상에 대면하고 있는 상태에서 더욱 반시계방향으로 회전할 수 없는 상태로 된다.
이상에 설명한 전제조건하에서 스테핑 모터 (M) 의 탈조상태를 정지시키기 위하여 여자를 정지시켰을 때의 상 (정지상) 별에 따라 회전자 (57) 의 정지위치가 안정되는 경우와 불안정해지는 경우가 발생한다. 이하, 이를 설명한다.
도 10(a) 와 같이 A 상을 정지 상으로 한 경우에는, 숫자 4 의 위치에 맞닿아 정지되어 있는 회전자 (57) 는 여자되어 있는 A 상의 숫자 1 과 숫자 5 로 나타내는 위치로 끌어당겨진다. 이 경우, 회전자 (57) 가 정지되어 있는 숫자 4 의 위치에 대하여 숫자 5 의 위치가 숫자 1 의 위치보다 근접해 있으므로, 회전자 (57) 는 숫자 5 의 방향으로 흡인된다. 그러나, 회전자 (57) 는 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿아 있기 때문에, 회전자 (57) 는 숫자 5 로 나타내는 위치로 이동할 수 없으므로 회전자 (57) 는 숫자 4 로 나타내는 위치에 정지한다. 즉, 도 10(a) 에 있어서 갭 레버 (20) 는 숫자 4 로 나타내는 위치에 멈춰 안정된다.
도 10(b) 에 나타내는 바와 같이 B 상을 정지 상으로 한 경우에는, 숫자 4 의 위치에 맞닿아 정지되어 있는 회전자 (57) 는 여자되어 있는 B 상의 숫자 2 와 숫자 6 으로 나타내는 위치로 끌어당겨진다. 이 경우, 회전자 (57) 가 정지되어 있는 숫자 4 에 대하여 숫자 2 와 숫자 6 으로 나타내는 위치가 거의 등거리이다. 따라서, 숫자 2 로 나타내는 위치와 숫자 6 으로 나타내는 위치의 흡인력의 밸런스나 외력 등에 따라 회전자 (57) 의 정지위치는 숫자 4 로 나타내는 위치에서 정지하는 경우와, 숫자 2 로 나타내는 위치로 끌어들여져서 정지하는 경우의 양쪽 가능성이 있어서, 갭 레버 (20) 의 정지위치는 항상 불안정해진다.
도 10(c) 와 같이 C 상을 정지상으로 한 경우에는, 숫자 4 의 위치에 맞닿아 정지되어 있는 회전자 (57) 는 여자되어 있는 C 상의 숫자 3 과 숫자 7 로 나타내는 위치로 끌어당겨진다. 이 경우, 회전자 (57) 가 정지되어 있는 숫자 4 의 위치에 대하여 숫자 3 의 위치가 숫자 7 의 위치보다 근접해 있기 때문에, 회전자 (57) 는 숫자 3 의 방향으로 흡인되므로, 회전자 (57) 는 숫자 4 의 위치에서 숫자 3 으로 나타내는 위치로 되돌아가서 정지한다. 따라서, 도 10(c) 에 있어서 회전자 (57) 와 연동하는 갭 레버 (20) 는 제 1 스토퍼 (34) (숫자 4) 에서 멀어진 숫자 3 의 위치로 되돌아가서 정지하여 안정된다.
도 10(d) 와 같이 D 상을 정지 상으로 한 경우에는, 숫자 4 의 위치에 맞닿아 정지되어 있는 회전자 (57) 는 여자되어 있는 D 상의 숫자 4 의 위치로 끌어당겨진다. 이 경우, 회전자 (57) 가 정지되어 있는 숫자 4 의 위치에 대하여 숫자 8 의 위치의 흡인력은 영향력을 가지지 않기 때문에, 회전자 (57) 는 숫자 4 의 위치에서 정지된 채로 있다. 따라서 도 10(d) 에 있어서 갭 레버 (20) 가 숫자 4 로 나타내는 위치로 끌어들여져서 정지하여 안정된다.
이와 같이 제 1 스토퍼 (34) 가 D 상 부근에 있는 경우에는, 스테핑 모터 (M) 의 정지 상을 B 상으로 하였을 때의 갭 레버 (20) 의 위치가 불안정해진다. 또한, D 상 부근 이외에 제 1 스토퍼 (34) 가 있는 경우라도 제 1 스토퍼 (34) 부근의 상으로부터 2 개 어긋난 위치의 상을 정지상으로 한 경우의 갭 레버 (20) 의 위치는 불안정해진다. 즉, 제 1 스토퍼 (34) 가 A 상 부근에 있는 경우에는 C 상을 정지상으로 하였을 때의 갭 레버 (20) 의 위치가 불안정해지고, 제 1 스토퍼 (34) 가 B 상 부근에 있는 경우에는 D 상을 정지상으로 하였을 때의 갭 레버 (20) 의 위치가 불안정해지고, 제 1 스토퍼 (34) 가 C 상 부근에 있는 경우에는 A 상을 정지상으로 하였을 때의 갭 레버 (20) 의 위치가 불안정해진다. 따라서, 스테핑 모터 (M) 의 정지상을 적절하게 선택하면, 스테핑 모터 구동정지시의 회전자 (57) 의 정지위치가 안정된다.
이어서, 스테핑 모터 (M) 의 구동에 의하여 헤드 갭 조정기구 (8) 를 통해 캐리지 (5) 를 상하이동하여 플래튼 (7) 에 대한 인자헤드 (6) 의 표준위치를 정할 경우에 스테핑 모터 (M) 의 4 상의 회전자 (54) 에 대한 회전자 (57) 의 위치결정방법에 대하여 설명한다.
헤드 갭을 실제로 측정하기 위하여 캐리지 (5) 에 부착되어 있는 인자헤드 (6) 를 떼어내고, 대신에 측정지그를 캐리지 (5) 에 부착한다.
도 11 은 캐리지 (5) 의 헤드 부착부에 헤드 갭 측정지그로서의 다이얼 게이지 (63) 를 부착한 상태를 나타내는 사시도이다. 다이얼 게이지 (63) 의 맞닿음체 (64) 가 플래튼 (7) 에 맞닿아 있으며, 헤드 갭의 측정치가 회전침 (65) 의 위치에 따라 측정치 문자반 (66) 에 의해 아날로그적으로 5 ㎛ 의 정밀도로 측정된다.
최초로 스테핑 모터 (M) 를 제 1 스텝 수만큼 정회전구동하여 정지시키고, 헤드 갭이 넓어지는 방향으로 캐리지 (5) 를 이동시켜 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿게 하여 정지시킨다. 그리고, 제 1 스텝 수는 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿게 하기 위하여, 갭 레버 (20) 의 가동범위에 대응하는 스텝 수보다 큰 스텝 수이다.
이어서, 스테핑 모터 (M) 를 제 2 스텝 수만큼 역회전구동하여 정지시키고, 헤드 갭이 좁아지는 방향으로 캐리지 (5) 를 이동시켜 갭 레버 (20) 를 표준위치에 정지시킨다. 그리고, 제 2 스텝 수는 갭 레버 (20) 를 갭 레버 (20) 의 가동범위 내에 정지시키기 위하여, 갭 레버 (20) 의 가동범위에 대응하는 스텝 수보다 작은 스텝 수이다.
캐리지 (5) 의 이동에 대응하여 캐리지 (5) 에 고정된 다이얼 게이지 (63) 의 맞닿음체 (64) 가 플래튼 (7) 에 대한 맞닿음 상태를 유지한 채로 신축동작하며, 신축변화에 대응하여 측정치가 회전침 (65) 에 의해 아날로그적으로 변화한다. 그리고, 표준위치에 정지된 때의 다이얼 게이지 (63) 의 회전침 (65) 이 나타내는 측정치를 판독하고, 이 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교하여 측정치가 스테핑 모터 (M) 의 1 스텝분의 오차 (10 ㎛) 를 발생시키고 있는지를 확인한다.
오차가 발생한 경우에는 스테핑 모터 (M) 의 정지상을 변경하고 (즉, 제 1 스텝 수를 변경하고), 다시 스테핑 모터 (M) 를 정회전구동하여 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿게 하여 스테핑 모터 (M) 를 탈조시킨 후, 변경이 끝난 정지상으로 스테핑 모터 (M) 를 정지시키고, 이어서 스테핑 모터 (M) 를 제 2 스텝 수만큼 역회전구동하여 정지시키며, 그리고 다이얼 게이지 (63) 의 회전침 (65) 이 나타내는 측정치를 판독하고, 이 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교한다. 이상에 설명한 측정작업에 있어서 오차가 발생하지 않았을 때에는 스테핑 모터 (M) 의 4 상의 고정자에 대한 회전자 (57) 위치결정의 설정이 종료된다.
이어서, 스텝 모터 (M) 의 회전자 (57) 의 위치결정에 대하여 도 12 내지 도 13 의 CPU (47) 가 실행하는 위치결정용 프로그램의 플로차트를 참조하여 설명한다.
전원투입후, CPU (47) 는 스테핑 모터 (M) 의 회전자의 위치결정처리를 실시할지의 여부를 판별한다. 오퍼레이터는 조작패널 (38) 의 입력 키 (40) 와 입력 키 (41) 를 입력하여 프린터 (1) 를 정지상 설정모드로 이행시킨다.
전원투입후, CPU (47) 는 입력 키 (40) 로의 입력이 있는지의 여부를 판별하며 (스텝 S01), 입력 키 (40) 의 입력이 없으면 스텝 (S01) 의 판별처리를 반복하며 대기상태로 된다. 입력 키 (40) 의 입력이 있으면 CPU (47) 는 스텝 (S02) 로 이행하고, 입력 키 (41) 로의 입력이 있는지의 여부를 판별한다 (스텝 S02). 입력 키 (41) 로의 입력이 없으면 CPU (47) 는 스텝 (S02) 의 판별처리를 반복하며 대기상태로 된다.
입력 키 (41) 로의 입력이 있으면, CPU (47) 는 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 A 상을 규정하는 값을 세트하여 정지상을 A 상으로 가설정한다 (스텝 S03). 그 후, CPU (47) 는 정지상 설정모드처리를 개시하고, 스텝 (S04) 이하의 처리로 이행한다.
그리고, 도 14 는 정지상 설정모드처리에 있어서의 조작패널 (38) 상의 각 입력 키 (40 ∼ 45) 의 기능할당상태를 나타내는 도면이다. 도 14 에 나타내는 바와 같이 CPU (47) 가 정지상 설정모드처리로 이행된 시점에서 조작패널 (38) 의 입력 키 (41 ∼ 43) 및 입력 키 (45) 에 하기한 바와 같은 기능이 할당되어 있다.
입력 키 (41) = (업 키)
입력 키 (42) = (다운 키)
입력 키 (43) = (세이브 키)
입력 키 (45) = (엔드 키)
이고, 입력 키 (40) 및 입력 키 (44) 에 관해서는 기능이 할당되지 않는다.
업 키 (41) 를 조작함으로써 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상의 값을 다음 여자상의 값으로 설정변경한다. 예를 들면, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 정지상으로서 A 상이 설정되어 있는 경우에는, 업 키 (41) 를 1 회 조작함으로써 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 설정되는 정지상이 B 상으로 설정변경된다. 마찬가지로 현재 설정치가 B 상이면 C 상으로 설정변경되고, 현재 설정치가 C 상이면 D 상으로 설정변경되고, 현재 설정치가 D 상이면 A 상으로 설정변경된다.
다운 키 (42) 를 조작함으로써, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지 상의 값을 1 개 전의 여자상의 값으로 설정변경한다. 예를 들면, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 정지상으로서 A 상이 설정되어 있는 경우에는, 다운 키 (42) 를 1 회 조작함으로써 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 설정되는 정지상이 D 상으로 설정변경된다. 마찬가지로 현재 설정치가 B 상이면 A 상으로 설정변경되고, 현재 설정치가 C 상이면 B 상으로 설정변경되고, 현재 설정치가 D 상이면 C 상으로 설정변경된다.
세이브 키 (43) 를 조작함으로써, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상의 내용이 EEPROM (50) 으로 전송되어 기억유지된다. 또한, 엔드 키 (45) 를 조작함으로써 CPU (47) 에 의한 정지상 설정모드 처리를 종료시킨다.
CPU (47) 는 스텝 (S03) 의 처리후, 스텝 (S04) 이하의 정지상 설정모드 처리로 이행하면, 상기한 업 키 (41), 다운 키 (42), 세이브 키 (43) 및 엔드 키 (45) 로의 입력의 유무를 순차 판별하게 된다.
스텝 (S04) 에서는 업 키 (41) 로의 입력이 있는지의 여부가 판별된다 (스텝 S04). 입력 키 (41) 의 조작에 의하여 CPU (47) 가 스텝 (S02), 스텝 (S03) 을 경유하여 스텝 (S04) 로 이행된 시점에서는 오퍼레이터에 의한 업 키 (41), 다운 키 (42), 세이브 키 (43) 및 엔드 키 (45) 중 어느 것에도 아직 입력이 이루어지지 않은 것으로 생각된다. 따라서, CPU (47) 는 스텝 S04 를 거짓으로 판별하고 스텝 (S05) 로 이행한다.
스텝 (S05) 에서는 다운 키 (42) 로의 입력이 있는지의 여부가 판별된다 (스텝 S05). 스텝 (S04) 에 설명한 바와 동일한 이유로 CPU (47) 는 스텝 (S05) 를 거짓으로 판별하고 스텝 (S06) 으로 이행한다.
스텝 (S06) 에서는 세이브 키 (43) 로의 입력이 있는지의 여부가 판별된다 (스텝 S06). 스텝 S04 에 설명한 바와 동일한 이유로 CPU (47) 는 스텝 (S06) 을 거짓으로 판별하고 스텝 (S07) 로 이행한다.
스텝 (S07) 에 있어서 CPU (47) 는 정지상 설정모드를 표시하는 모드표시와 함께 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상의 내용을 액정표시부 (39) 에 표시한다 (스텝 S07). 그리고, 도 15 에 액정표시부 (39) 에 있어서의 모드표시 및 정지상의 내용표시의 일례를 나타낸다. 도 15 는 정지상으로서 A 상이 설정되어 있는 경우를 나타내고 있다. CPU (47) 는 스텝 (S07) 의 처리후 스텝 (S08) 로 이행한다.
스텝 (S08) 에서는 엔드 키 (45) 로의 입력이 있는지의 여부가 판별된다 (스텝 S08). 스텝 (S04) 에서 설명한 바와 같은 이유로 CPU (47) 는 스텝 (S08) 을 거짓으로 판별하고 스텝 (S04) 로 되돌아간다.
이하, CPU (47) 는 오퍼레이터에 의하여 업 키 (41), 다운 키 (42), 세이브 키 (43) 및 엔드 키 (45) 중 어느 것에 입력이 이루어질 때까지의 동안, 스텝 (S04), 스텝 (S05), 스텝 (S06), 스텝 (S07), 스텝 (S08), 스텝 (S04) 로 형성되는 키 조작대기 처리루프를 반복하여 실행하는 대기상태로 된다.
오퍼레이터는 액정표시부 (38) 에 표시된 정지상의 내용을 인식한 후, 업 키 (41), 다운 키 (42), 세이브 키 (43) 및 엔드 키 (45) 중 어느 것에 입력을 실행한다. 이 경우, 오퍼레이터는 정지상이 A 상 ∼ D 상 중 어느 것에 대해서도 다이얼 게이지 (54) 에 의한 측정치의 판독을 실행하고 있지 않기 때문에, 오퍼레이터는 정지상이 A 상인 경우에 대하여 스테핑 모터 (M) 를 제 1 스텝 수만큼 정회전시켜 정지시키며, 이어서 스테핑 모터 (M) 를 제 2 스텝 수만큼 역회전하여 정지시키고, 다이얼 게이지 (54) 에 의한 측정치를 판독한다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는 설정된 1 개의 정지상에 대하여 상기한 측정동작을 5 회 반복하도록 되어 있다.
오퍼레이터는 정지상이 A 상인 경우에 대한 측정동작을 개시시키기 위하여 세이브 키 (43) 를 입력한다. CPU (47) 는 스텝 (S06) 의 판별처리를 참으로 판별하고 스텝 (S11) 이하로 이행한다.
스텝 (S11) 로 이행한 CPU (47) 는 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지 상의 내용을 EEPROM (50) 으로 전송하여 기억유지한다 (스텝 S11). 그리고 이 경우라면, 정지상의 내용으로서 A 상이 EEPROM (50) 의 소정 기억영역에 기억유지된다. 이어서, CPU (47) 는 측정회수 카운터 (C1) 를 0 클리어하고 (스텝 S12), 스텝 (S13) 이하의 측정동작 처리루틴으로 이행한다.
스텝 (S13) 에 있어서 CPU (47) 는 모터 드라이버 (53) 를 통해 스테핑 모터 (M) 를 제 1 스텝 수만큼 정회전구동하고, EEPROM (50) 에 현재 기억유지되어 있는 상 (정지상) 에서 정지한다 (스텝 S13). 상술한 바와 같이 제 1 스텝 수는 갭 레버 (20) 의 가동범위에 대응하는 스텝 수보다 큰 스텝 수이기 때문에, 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿아 스테핑 모터 (M) 가 탈조상태로 된 후, 회전자 (57) 가 EEPROM (50) 에 기억되어 있는 고정자 (54) 의 정지 상에서 정지되어 갭 레버 (20) 가 기준위치에서 정지된다.
그리고, 스테핑 모터 (M) 의 정회전 개시시점에서는 고정자 (54) 에 대한 회전자 (57) 의 정지위치는 정해져 있지 않다. 즉, 회전자 (57) 가 고정자 (54) 의 A 상 내지 D 상 중 어느 상으로 정지되어 있는지는 정해져 있지 않다. 따라서, 모터 (M) 의 정회전 개시시점에서는 회전자 (57) 가 고정자 (54) 의 A 상에 정지되어 있는 것으로 임시로 정하여 정회전시의 여자를 B 상부터 개시하고, 이하 C 상, D 상, A 상, B 상, C 상, … 와 같이 순차구동펄스에 의해 여자하여 1 스텝씩 정회전구동하도록 되어 있다. 미리 설정한 제 1 스텝 수의 구동이 종료되면 스테핑 모터 (M) 는 정지한다. 정지할 때의 상 (정지상) 은 정회전 개시시의 상과 스테핑 모터 (M) 의 극수에 따라 결정된다.
예를 들면, 4 상 (A 상, B 상, C상, D 상) 의 스테핑 모터 (M) 로 B 상부터 정회전을 개시하여 4 의 배수의 제 1 스텝 수만큼 구동하면 정지상은 A 상으로 된다. 그 제 1 스텝수를 4 의 배수에 1 을 더한 값으로 하면, 정지상은 B 상으로 된다. 마찬가지로 제 1 스텝 수를 4 의 배수에 2 를 더한 값으로 하면 정지상은 C 상으로 되고, 제 1 스텝 수를 4 의 배수에 3 을 더한 값으로 하면 정지상은 D 상으로 된다. 이와 같이 제 1 스텝 수를 선택함으로써 정지상을 선택할 수 있다.
또한, 예를 들면 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 A 상이 설정되어 있는 경우, 고정자 A 상이 여자된 시점에서 회전자 (57) 의 회전이 정지된다. 그러나, 이 정지시점에서는 예를 들면 정지 상이 A 상이기 때문에, 상술한 바와 같이 제 1 스토퍼 (34) 가 C 상 부근에 있는 경우에는 갭 레버 (20) 의 위치가 불안정해진다.
CPU (47) 는 스텝 (S13) 의 처리후, 갭 레버 (20) 와 제 1 스토퍼 (34) 가 맞닿아 있는 스테핑 모터 (M) 의 정지상에 대하여 모터 드라이버 (53) 를 통해 스테핑 모터 (M) 의 역회전방향측에 인접하는 상부터 구동을 개시시킴으로써, 스테핑 모터 (M) 를 제 2 스텝 수만큼 역회전 구동하여 정지시킨다 (스텝 S14).
즉, EEPROM (50) 에 기억되어 있는 정지상별에 따라 역회전시의 구동개시 상을 설정하고, 설정한 구동개시 상부터 구동펄스에 의한 역회전방향의 구동을 제 2 스텝 수만큼 실행하여 스테핑 모터 (M) 를 역회전시켜 정지시킨다. 예를 들면, 정지 상이 A 상인 경우, 역회전시의 구동개시 상으로서 D 상이 설정되고, D 상, C 상, B 상, A 상, D 상, … 와 같이 순차 순환적으로 구동펄스에 의한 구동이 제 2 스텝 수만큼 실행된다. 또한 정지상이 3 상인 경우, 역전시의 구동개시 상으로서 A 상이 설정되고, A 상, D 상, C 상, B 상, A 상, … 와 같이 구동펄스에 의한 구동이 제 2 스텝 수만큼 실행된다. 동일한 방법으로 하여 정지상이 C 상인 경우 역회전시의 구동개시 상으로서 B 상이 설정되고, 정지상이 D 상인 경우 역회전시의 구동개시 상으로서 C 상이 설정되어, 순차구동펄스에 의한 구동이 제 2 스텝 수만큼 실행된다.
스텝 (S14) 의 처리후, 계속해서 소정 시간 대기한다 (스텝 S15). 상술한 바와 같이 스테핑 모터 (M) 를 제 2 스텝 수만큼 역회전구동하여 정지시킴으로써, 갭 레버 (20) 가 도 5 에 나타내는 표준위치에 정지된다. CPU (47) 가 스텝 (S15) 의 처리에 의해 소정 시간 대기하고 있는 동안, 예를 들면 1 초간 대기하고 있는 동안에 오퍼레이터는 다이얼 게이지 (54) 에 의한 헤드 갭의 측정치를 판독한다.
스텝 (S15) 로 이행한 시점에서 소정 시간이 경과하면, CPU (47) 는 다음 스텝으로 이행하고, 측정회수 카운터 (C1) 의 값을 1 개 업하고 (스텝 S16), 측정 회수 카운터 (C1) 의 값이 소정 측정회수 (5) 에 도달해 있는지의 여부를 판단한다 (스텝 S17).
CPU (47) 는 측정회로 카운터 (C1) 의 값이 소정 측정회수 (5) 에 도달되어 있지 않으면, 스텝 (S13) 으로 되돌아가서 스텝 (S13 ∼ S17) 의 측정동작 처리루틴을 실행한다. 이하, CPU (47) 는 측정회수 카운터 (C1) 의 값이 소정 측정회수 (5) 에 도달할 때까지 스텝 (S13 ∼ S17) 의 측정동작 처리루틴을 반복한다.
그리고, CPU (47) 는 측정회수 카운터 (C1) 의 값이 소정 측정회수 (5) 에 도달하면, 스텝 (S17) 의 판별처리를 참으로 판별하여 스텝 (S04) 로 복귀하고, 키 조작대기 처리루프로 이행한다. 그 결과, 오퍼레이터는 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상에 대하여, 예를 들면 이 경우에는 정지 상이 A 상인 경우에 대하여 다이얼 게이지 (63) 에 의한 헤드 갭의 측정치를 5 개 취득할 수 있다.
오퍼레이터는 취득한 5 개의 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교하여 5 개의 측정치가 스테핑 모터 (M) 의 1 스텝분의 오차 (10 ㎛) 를 발생시키고 있는지의 여부를 판단한다.
그리고, 5 개의 측정치를 검토하여 오차가 발생한 경우에는, 업 키 (41) 또는 다운 키 (42) 를 조작하여 스테핑 모터 (M) 의 정지상을 변경한다.
오퍼레이터에 의하여 업 키 (41) 가 조작된 경우에 CPU (47) 는 스텝 (S04) 의 판별처리를 참으로 판별하고, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상의 내용을 1 개 후의 여자상으로 갱신설정하고 (스텝 S09), 스텝 (S07) 의 처리를 실시하여 액정표시부 (39) 에 변경후의 여자상의 내용을 정지상 설정모드와 함께 표시하고, 스텝 (S08) 의 판별처리를 거짓으로 판별한 후, 스텝 (S04) 로 되돌아가서 키 조작대기 처리루프로 이행한다. 설정변경되는 내용에 관핸서는 상술한 바와 같다. 예를 들면 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 정지상으로서 A 상이 설정되어 있는 경우에는, 업 키 (41) 를 1 회 조작함으로써 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 설정되는 정지상이 B 상으로 설정변경된다.
또한 오퍼레이터에 의하여 다운 키 (42) 가 조작된 경우, CPU (47) 는 스텝 (S05) 의 판별처리를 참로 판별하고, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 설정되어 있는 정지상의 내용을 1 개 전의 여자상으로 갱신설정하고 (스텝 S10), 스텝 (S07) 의 처리를 실시하여 액정표시부 (39) 에 변경후의 여자상의 내용을 정지상 설정모드와 함께 표시하고, 스텝 (S08) 의 판별처리를 거짓으로 판별한 후, 스텝 (S04) 로 되돌아가서 키 조작대기 처리루프로 이행한다. 설정변경되는 내용에 관해서는 상술한 바와 같다. 예를 들면, 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 현재 정지상으로서 A 상이 설정되어 있는 경우에는 다운 키 (42) 를 1 회 조작함으로써 정지상 기억 레지스터 (SOU) 에 설정되는 정지상이 D 상으로 설정변경된다.
그리고, 오퍼레이터는 세이브 키 (43) 를 조작함으로써 변경된 정지 상으로 스텝 (S11) 이하의 처리를 실행하도록 한다. CPU (47) 는 스텝 (S06) 을 참으로 판별하고 스텝 (S11) 에 의하여 EEPROM (50) 에 변경된 정지상의 내용이 변경기억되고, 스텝 (S12) 를 순차 실행한 후, 스텝 (S13 ∼ S17) 의 측정동작 처리루틴을 5 회 반복하고, 다시 스텝 (S04) 로 되돌아가서 키 조작대기 처리루프로 이행한다. 그 결과, 오퍼레이터에 의하여 변경된 정지상에 대하여 다이얼 게이지 (63) 에 의한 헤드 갭의 측정치가 5 개 취득되고, 취득한 5 개의 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교하여 5 개의 측정치가 스테핑 모터 (M) 의 1 스텝분의 오차 (10 ㎛) 를 발생시키고 있는지가 판단된다.
그리고, 5 개의 측정치를 검토하여 오차가 발생한 경우에는 다시 업 키 (41) 또는 다운 키 (42) 를 조작함으로써 스테핑 모터 (M) 의 정지 상이 변경되고, 세이브 키 (43) 가 조작되어 EEPROM (50) 에 변경된 정지상의 내용이 변경기억되고, 오퍼레이터에 의하여 변경된 정지상에 대하여 다이얼 게이지 (63) 에 의한 헤드 갭의 측정치가 5 개 취득되고, 취득한 5 개의 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교하여 5 개의 측정치가 스테핑 모터 (M) 의 1 스텝분의 오차 (10 ㎛) 를 발생시키고 있는지가 판단된다.
그리고, 오퍼레이터는 스텝 (S13 ∼ S17) 의 측정동작 처리루프에 의하여 취득한 5 개의 측정치와 표준위치의 값으로서 이미 자명한 정격치를 비교하여 5 개의 측정치가 스테핑 모터 (M) 의 1 스텝분의 오차 (10 ㎛) 를 발생시키지 않는 경우에는, 스테핑 모터 (M) 의 4 상의 고정자에 대한 회전자의 위치결정 설정종료로 판단하고 엔드 키 (45) 를 조작한다. CPU (47) 는 키 조작대기 처리루프에 있어서 스텝 (S08) 을 참으로 판별하고 정지상 설정모드처리를 종료한다. 그리고, EEPROM (50) 에는 정지상 기억레지스터 (SOU) 에 설정한 정지상의 내용이 스텝 (S11) 의 처리에 의하여 기억유지되어 있다.
그리고, 캐리지 (5) 의 헤드 부착부에서 다이얼 게이지 (63) 를 떼어내고 다시 인자헤드 (6) 를 캐리지 (5) 의 헤드 부착부에 부착한다.
또한, EEPROM (50) 에 기억된 정지상의 내용은 프린터 (1) 의 전원투입마다 스테핑 모터 (M) 의 구동에 의하여 헤드 갭 조정기구 (8) 를 통해 캐리지 (5) 를 상하이동시켜 플래튼 (7) 에 대한 인자헤드 (6) 의 표준위치를 정할 때에 사용된다.
즉, 최초로 스테핑 모터 (M) 를 제 1 스텝 수만큼 정회전구동하여 정전시키고, 헤드 갭이 넓어지는 방향으로 인자헤드 (6) 를 이동시켜 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿게 하여 스테핑 모터 (M) 를 탈조시킨 후에 EEPROM (50) 에 기억유지되어 있는 상 (정지상) 에서 구동을 정지시킨다. 그럼으로써, 스테핑 모터 (M) 의 고정자 (54) 에 대한 회전자 (57) 의 정지상이 편차가 없이 일정하게 정해지며, 기준위치에서의 갭 레버 (20) 의 위치가 오차없이 안정된다. 이어서, 기준위치를 근거로 하여 스테핑 모터 (M) 를 정지상에 대하여 역회전방향측에 인접하는 상에서 제 2 스텝 수만큼 역회전구동하여 정지시킨다. 이와 같이 하여 작성되는 인자헤드 (6) 의 표준위치도 안정되고, 즉 용지가 없을 때의 인자헤드 (6) 의 헤드 갭도 정격오차의 범위 내에 들어가게 되어 원하는 인자품질을 안정되게 유지할 수 있게 된다.
여기서, 도 10 을 사용하여 고정자에 대한 회전자의 위치결정에 대하여 추가설명한다.
(1) 도 10(a) 에서 위치 4 에 갭 레버 (20) 가 있을 때 ;
제 1 회의 스텝에서는
D 상 여자 → 갭 레버는 움직이지 않음
제 2 회의 스텝에서는
C 상 여자 → 갭 레버는 3 으로 이동
제 3 회의 스텝에서는
B 상 여자 → 갭 레버는 2 로 이동
제 4 회의 스텝에서는
A 상 여자 → 갭 레버는 1 로 이동
(2) 도 10(b) 에서는 5 회의 측정 중, 갭 레버가 위치 4 에서 역회전 개시하는 것과, 위치 2 에서 역회전 개시하는 것이 섞여서 측정치에 편차가 발생한다.
(3) 도 10(c) 에서 위치 3 에 갭 레버 (20) 있을 때 ;
제 1 회의 스텝에서는
B 상 여자 → 갭 레버는 2 로 이동
제 2 회의 스텝에서는
A 상 여자 → 갭 레버는 1 로 이동
(4) 도 10(d) 에서 위치 4 에 갭 레버 (20) 가 있을 때 ;
제 1 회의 스텝에서는
C 상 여자 → 갭 레버는 3 으로 이동
제 2 회의 스텝에서는
B 상 여자 → 갭 레버는 2 로 이동
제 3 회의 스텝에서는
A 상 여자 → 갭 레버는 1 로 이동
이상, 모터 (M) 가 역회전을 개시하고 나서 위치 1 까지 도달하는 것은, 도 10(a) 에서는 4 스텝분, 도 10(c) 에서는 2 스텝분, 도 10(d) 에서는 3 스텝분으로 된다.
따라서, 회전자의 위치가 도 10(a) 의 상태에 있을 때부터 모터 (M) 의 구동을 개시하여 소정치의 스텝만큼 이동하였을 때의 위치를 표준위치로 정하면, 도 10(b) 에서는 측정치에 편차가 있고, 도 10(c) 에서는 2 스텝분의 어긋남이 발생하며, 도 10(d) 에서는 1 스텝분의 어긋남이 발생한다. 따라서, 설정되는 것은 도 10(a) 의 경우뿐이고, 도 10(c), 도 10(d) 는 안정되어도 선택되지 않는다.
이상에서 설명한 바와 같이 스테핑 모터 (M) 의 구동기구에 의하면, 스테핑 모터 (M) 로 구동되는 갭 레버 (20) 와, 갭 레버 (20) 의 이동가능범위를 규제하는 제 1 스토퍼 (34) 를 구비한 프린터 (1) 에 있어서, 갭 레버 (20) 가 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿아 갭 레버 (20) 가 이동정지된 상태에서 스테핑 모터 (M) 가 가지는 복수의 고정자 상에 대한 회전자의 정지위치를 스테핑 모터의 정지상으로서 액정표시부 (39) 에 표시하고, 입력 키 (41,42) 에 의하여 스테핑 모터 (M) 의 정지상을 설정변경하고, 전원의 차단에 의하지 않고 정지 상의 기억상태의 유지가 가능해진 EEPROM (50) 에 입력 키 (43) 를 조작하여 설정입력된 정지상을 기억하고, 스테핑 모터 (M) 를 이미 정해진 제 1 스텝 수만큼 정회전구동하여 갭 레버 (20) 를 이동시켜 제 1 스토퍼 (34) 에 맞닿게 하고, 스테핑 모터 (M) 를 탈조상태로 한 후에 EEPROM (50) 에 기억유지된 정지 상으로 정지하고, 이어서 스테핑 모터 (M) 를 정지 상에 대하여 역회전방향측에 인접하는 상에서 구동을 개시하여 이미 정해진 제 2 스텝 수만큼 역회전구동하여 정지하기 때문에, 외부적으로 위치검출수단을 설치하지 않고 갭 레버 (20) 를 제 1 스토퍼 (34) 에서 이격하여 표준위치에 정지하는 것을 실현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 구동펄스에 의해 각 상을 순서대로 여자함으로써 회전하는 복수 상의 스테핑 모터와,
    상기 구동펄스를 출력하는 스테핑 모터 구동회로와,
    스테핑 모터의 회전에 의해 구동되는 가동부재와,
    가동부재와 맞닿아 가동부재의 이동을 규제하는 스토퍼와,
    가동부재가 스토퍼에 부딪혀도 여전히 구동펄스를 계속 출력함으로써 스테핑 모터를 탈조시키고, 그 후 구동펄스의 출력을 정지하는 구동펄스 제어수단을 구비한 프린터에 있어서,
    스테핑 모터가 탈조한 후에 상기 가동부재가 상기 스토퍼에서 멀어지는 방향으로 스테핑 모터를 구동개시할 때의 그 여자상을 설정하는 여자상 설정수단을 설치한 것을 특징으로 하는 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 여자상 설정수단으로 설정된 상을 화면표시하는 표시수단을 구비한 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는 프린터의 캐리지를 플래튼에 대하여 가까와지거나 또는 멀어지는 방향으로 구동하기 위한 구동원인 프린터에 있어서의 스테핑 모터의 구동기구.
  4. 프린터의 인자헤드를 부착한 캐리지를 플래튼에 대하여 가까와지거나 또는 멀어지는 방향으로 구동하기 위한 구동원인 복수 상 스테핑 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치결정방법으로서,
    (a) 상기 스테핑 모터를 이것에 미리 정한 제 1 수의 구동펄스를 부여해서 구동하여, 스테핑 모터에 부착된 가동부재를 프린터 프레임에 설치된 스토퍼에 부딪히게 한 후에 스테핑 모터를 탈조시키고, 그 후 스태핑 모터를 구동정지시킬 때의 그 스테핑 모터의 여자상을 임의의 1 개로 임시결정하고,
    (b) 상기 가동부재를 상기 스토퍼에서 임의 거리만큼 떨어진 위치에 두고 나서 스테핑 모터를 구동하여, 그 가동부재를 상기 스토퍼에 가까와지는 방향으로 이동시켜 스토퍼에 부딪히게 하고, 스테핑 모터를 탈조시킨 상태에서 상기 (a) 에서 임시결정한 상에서 구동정지시키고,
    (c) 상기 (b) 에서 구동정지되어 있는 스테핑 모터에 가동부재가 스토퍼에서 멀어지는 방향으로 이동하도록 미리 정한 제 2 수의 구동펄스를 부여한 후에 구동을 정지하고,
    (d) 상기 스테핑 모터가 상기 (c) 에서 미리 정해진 스텝 수만큼 회전하고 나서 정지되어 있는 동안에 프린터의 인자헤드와 플래튼 사이의 간격을 측정하고,
    (e) 상기 (b) 에서 (d) 까지의 처리를 복수회 반복해서 복수의 측정치를 얻어, 이들 측정치를 인자헤드와 플래튼 사이의 간격의 표준치와 비교하여 그것이 스테핑 모터의 1 스텝분의 오차를 포함하는지의 여부를 판단하고,
    (f) 상기 오차를 발견하지 못한 때에는 상기 (a) 에서 임시결정한 상을 그대로 설정함으로써 스토퍼와 그 상의 위치관계를 정하고, 한편 오차가 발견되었을 때에는 상기 (a) 에서 임시결정한 상을 버리고, 다른 상을 임시결정하여 상기 (b) 이후의 스텝을 반복하여 스테핑 모터의 구동정지시의 회전자의 안정정지위치를 얻는 스테핑 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치결정방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 (d) 의 프린터의 인자헤드와 플래튼 사이의 간격의 측정은 프린터의 캐리지에서 이 캐리지에 부착되어 있는 인자헤드를 떼어내어 그 대신에 다이얼 게이지를 지그 형태로 캐리지에 부착하고 나서 실행하는 스테핑 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치결정방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 (f) 의 앞에서 임시결정한 상을 버리고 다른 상을 임시결정하기 위해서는 상기 제 1 수의 구동펄스의 수를 변경함으로써 실행하는 스테핑 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치결정방법.
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