(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドを搭載したシャトルと、
電流を供給されて、前記シャトルを直線状の走行経路に沿って往復走行させるシャトル駆動手段と、
前記シャトルの走行経路の両端部にそれぞれ配置され、前記シャトルに付勢力を付与する付勢手段とを有する印刷装置であって、
前記シャトルの走行経路の少なくとも一端側で、前記シャトルが反転して非印字領域から印字領域に進入したときから前記付勢手段による付勢力が作用しなくなるまでの期間において前記シャトルの走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記シャトルが非印字領域に存在しているときに、前記走行速度検出手段による検出速度に基づいて前記シャトル駆動手段による駆動力を補正することにより、前記シャトルが非印字領域から印字領域に進入するときの速度を目標速度に一致させる駆動力補正手段とを備えたことを特徴とする、印刷装置。
【請求項２】
前記シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、
前記駆動力補正手段は、前記シャトルが非印字領域に存在しているときに、前記コイルへの通電を遮断するタイミングを可変させることにより、前記シャトル駆動手段による駆動力を補正する、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、
前記駆動力補正手段は、前記シャトルが非印字領域に存在しているときに、前記コイルへの通電電流の大きさを可変させることにより、前記シャトル駆動手段による駆動力を補正する、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、
前記コイルには、所定周期のパルス電流が供給されており、
前記駆動力補正手段は、前記シャトルが非印字領域に存在しているときに、前記コイルに供給されるパルス電流のデューティー比を可変させることにより、前記シャトル駆動手段による駆動力を補正する、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記走行速度検出手段と前記駆動力補正手段とは、前記シャトルの走行経路の一端部用と他端部用とでそれぞれ各別に備えられており、一端部と他端部とで互いに独立して補正制御を行う、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項６】
印刷速度の相互に異なる複数の印刷モードを有しており、
前記シャトル駆動手段は、前記印刷モードに応じて前記シャトルの走行速度を切り替え、
前記駆動力補正手段は、前記印刷モードに応じて前記目標速度を切り替える、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項７】
前記駆動力補正手段は、前記走行速度検出手段による検出速度に応じて、前記シャトルの１回の反転毎に所定の補正量の補正を行い、かつ、前記印刷モードに応じて前記所定の補正量を切り替える、請求項６に記載の印刷装置。
【請求項８】
前記シャトル駆動手段は、前記シャトルが印字領域に位置しかつ前記付勢手段による付勢力が作用している期間に、予め記憶手段にテーブル形式で記憶されている駆動データを用いて、前記シャトルの走行速度を制御する、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばインパクトプリンタのように、印字ヘッドを搭載したシャトルと、電流を供給されて、シャトルを直線状の走行経路に沿って往復走行させるシャトル駆動手段と、シャトルの走行経路の両端部にそれぞれ配置され、シャトルに付勢力を付与する付勢手段とを有する印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータ方式のシャトル機構を有し、印字ヘッドをシャトル上に搭載し、連続的に往復走行する印刷装置において、印刷速度を向上させるために、シャトルの反転時にばねの反発力を利用したシャトル機構が開発されている。
【０００３】
このような印刷装置は、たとえば図１２のように、シャトル５１、リニアモータ５２、リニアエンコーダ５３、移動体５４、ベルト５５、プーリ５６ａ，５６ｂ、案内ロッド５７、およびコイルバネ５８ａ，５８ｂを備えている。
【０００４】
移動体５４の先端部には、案内ロッド５７に摺動自在に嵌合するストッパ５９ａ，５９ｂが設けられており、印字ヘッド５１および移動体５４は、案内ロッド５７に沿って移動可能である。コイルバネ５８ａ，５８ｂは、案内ロッド５７に摺動自在に嵌合している。リニアモータ５２は、移動体５４を図１２の矢印方向に往復直線移動させる。移動体５４の移動に伴って、移動体５４に連結されたベルト５５が移動し、このベルト５５の移動に伴って、ベルト５５に連結されたシャトル５１が移動体５４と逆方向に走行する。したがって、移動体５４が図１２における右方向に移動した場合、シャトル５１が左方向に走行し、コイルバネ５８ｂがシャトル５１と移動体５４のストッパ５９ｂとの間に挟み込まれて圧縮される。逆に、移動体５４が図１２における左方向に移動した場合、シャトル５１が右方向に走行し、コイルバネ５８ａが印字ヘッド５１と移動体５４のストッパ５９ａとの間に挟み込まれて圧縮される。
【０００５】
なお図示していないが、リニアモータ５２は、所定間隔をあけて相対向する対の永久磁石を複数対備えており、これら各対の永久磁石の間には、移動体５４のコイル支持部が位置している。コイル支持部には、複数のコイルが配置されており、各コイルは、各対の永久磁石と永久磁石との間隙に位置している。これらコイルのうち、両端の２個のコイルが定速コイルとして機能し、残りのコイルが反転コイルとして機能する。反転コイルは、シャトル５１が走行方向を反転させるために加減速する際に主にシャトル５１に推進力あるいはブレーキ力を付与するためのコイルである。定速コイルは、シャトル５１が定速走行を行なう際に主にシャトル５１に推進力を付与するためのコイルである。シャトル５１の走行方向を反転させるに際しては、リニアモータ５２により付与された推進力とコイルバネ５８ａあるいはコイルバネ５８ｂの弾性復元力とを利用する。
【０００６】
リニアエンコーダ５３は、図示していないが、スリット板と、２個のフォトセンサとを備えている。スリット板は、シャトル５１に取り付けられており、シャトル５１の往復直線走行に伴って、スリット板がフォトセンサに対向した状態で往復直線移動する。スリット板には、移動方向に沿って多数のスリットが所定のピッチで形成されている。スリットの配置ピッチは、印刷の画素密度によって決定されており、たとえば画素密度が１８０ｄｐｉの場合、配置ピッチＰは０．１４１ｍｍである。
【０００７】
シャトル５１に搭載された印字ヘッドに設置されたピンブロックには、図示していないが、シャトル５１の走行方向とそれに直交する方向との双方に対して傾斜した方向に所定間隔をあけて、換言すればピンブロックのほぼ対角線上に、複数個の印字ピンが所定のピッチで設置されている。印字ヘッドには、シャトル５１の走行方向に沿ってピンブロックが多数配置されている。印字ピンの駆動により、印字ピンがインクリボンを介して印刷用紙をプラテンローラに押圧することにより、印字が行なわれる。
【０００８】
このような印刷装置において、シャトル５１の走行経路の両端部では、シャトル５１は、コイルバネ５８ａ，５８ｂの付勢力とリニアモータ５２による駆動力との合計の力によって駆動されている。このためシャトル５１の走行経路の両端部付近においてリニアモータ５２のコイルに通電される電流値は、予めコイルバネ５８ａ，５８ｂの付勢力を考慮した値に設定されている。すなわち、印字領域であって、シャトル５１がコイルバネ５８ａ，５８ｂを圧縮する方向に走行している区間では、コイルバネ５８ａ，５８ｂによる付勢力がブレーキ力として作用するので、シャトル５１に推進力を与える方向に通電して、速度低下を防止する。また、印字領域であって、シャトル５１がコイルバネ５８ａ，５８ｂの圧縮を解除する方向に走行している区間では、コイルバネ５８ａ，５８ｂによる付勢力が推進力として作用するので、シャトル５１にブレーキ力を与える方向に通電して、速度超過を防止する。なお、非印字領域においては、シャトル５１の反転を可能な限り短時間で済ますために、反転後にシャトル５１が進行すべき方向への推進力を与えるように、コイルへの通電方向が決定される。
【０００９】
ここで、たとえば印刷開始前に印刷装置が長時間低温環境下に放置された場合、インクリボンの走行抵抗の増加や、ベルト５５の屈曲剛性の増加などにより、シャトル５１の走行時における摩擦負荷が増加する。この増加量は、たとえば複写紙の段差部分や紙ホッチキス部分などに起因して印刷動作中に発生する僅かな変動負荷に比べて非常に大きく、シャトル５１の移動機構のベアリングやブッシュなどのフリクション増加も相まって、シャトル５１の反転直後の印字領域における走行速度、より詳細にはシャトル５１が反転して非印字領域から印字領域に進入した後、シャトル５１に対してコイルバネ５８ａあるいは５８ｂの付勢力が作用しなくなるまでの期間におけるシャトル５１の走行速度が、目標の速度カーブから逸脱し、図１３のように速度超過を起こしてしまう。なお、シャトル５１の走行時における摩擦負荷が増加したときに、上記のようにシャトル５１が速度超過を起こすことは、実験的に確認されている。また、シャトル５１の走行速度が不足した状態を図１４に示す。
【００１０】
このようにシャトル５１の速度が超過すると、印字ピンによる印字能力が追従できずに印字かすれが発生し、印字品質が悪化してしまう。
【００１１】
そこで従来の印刷装置では、印字かすれを引き起こさないように、印字領域においてコイルバネ５８ａあるいは５８ｂによる付勢力と反対方向に推進力が発生するようにコイル６３に流している駆動電流の電流値を上げることにより、速度超過を防止しようとしていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の印刷装置では、シャトル５１の反転直後にシャトル５１が印字領域に進入してから、コイルの電流を制御するので、良好に速度制御を行うことができなかった。すなわち、シャトル５１が反転して非印字領域から印字領域に進入するときの進入速度が、印刷装置の雰囲気温度などにより大きく変化した場合、その後にコイルの電流を制御しても、シャトル５１にコイルバネ５８ａ，５８ｂの付勢力が影響しなくなるまでの期間、シャトル５１の走行速度を正確に所定の速度カーブと一致させるのは、非常に困難であった。しかも、雰囲気温度などによる影響も、個々の印刷装置に機差があり、コイルの電流を一律に増加させても、速度超過を抑制できない場合があり、印刷速度の安定化が図れない。さらには、印刷動作を所定時間以上停止したときに、各種の設定条件がリセットされるように構成されていたので、徐々に印刷装置の内部が温まってきて、速度超過防止制御が不要になっても、連続動作中では判断がつかないことから、ブレーキ力が次第に過剰になって反転直後の印字領域におけるシャトル５１の走行速度が徐々に低下し、印刷速度の低下を招いていた。
【００１３】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、環境条件の変化や機差に係わらず、シャトル反転直後の印字領域におけるシャトルの走行速度を良好に所定の速度カーブに近づけることができる印刷装置を提供することを、その課題とする。
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１５】
本発明の第１の側面によれば、印字ヘッドを搭載したシャトルと、電流を供給されて、シャトルを直線状の走行経路に沿って往復走行させるシャトル駆動手段と、シャトルの走行経路の両端部にそれぞれ配置され、シャトルに付勢力を付与する付勢手段とを有する印刷装置であって、シャトルの走行経路の少なくとも一端側で、シャトルが反転して非印字領域から印字領域に進入したときから付勢手段による付勢力が作用しなくなるまでの期間においてシャトルの走行速度を検出する走行速度検出手段と、シャトルが非印字領域に存在しているときに、走行速度検出手段による検出速度に基づいてシャトル駆動手段による駆動力を補正することにより、シャトルが非印字領域から印字領域に進入するときの速度を目標速度に一致させる駆動力補正手段とを備えたことを特徴とする、印刷装置が提供される。
【００１６】
好ましい実施の形態によれば、シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、駆動力補正手段は、シャトルが非印字領域に存在しているときに、コイルへの通電を遮断するタイミングを可変させることにより、シャトル駆動手段による駆動力を補正する。
【００１７】
他の好ましい実施の形態によれば、シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、駆動力補正手段は、シャトルが非印字領域に存在しているときに、コイルへの通電電流の大きさを可変させることにより、シャトル駆動手段による駆動力を補正する。
【００１８】
他の好ましい実施の形態によれば、シャトル駆動手段は、マグネットとコイルとを有するリニアモータであり、コイルには、所定周期のパルス電流が供給されており、駆動力補正手段は、シャトルが非印字領域に存在しているときに、コイルに供給されるパルス電流のデューティー比を可変させることにより、シャトル駆動手段による駆動力を補正する。
【００１９】
他の好ましい実施の形態によれば、走行速度検出手段と駆動力補正手段とは、シャトルの走行経路の一端部用と他端部用とでそれぞれ各別に備えられており、一端部と他端部とで互いに独立して補正制御を行う。
【００２０】
他の好ましい実施の形態によれば、印刷速度の相互に異なる複数の印刷モードを有しており、シャトル駆動手段は、印刷モードに応じてシャトルの走行速度を切り替え、駆動力補正手段は、印刷モードに応じて目標速度を切り替える。
【００２１】
他の好ましい実施の形態によれば、駆動力補正手段は、走行速度検出手段による検出速度に応じて、シャトルの１回の反転毎に所定の補正量の補正を行い、かつ、印刷モードに応じて所定の補正量を切り替える。
【００２２】
他の好ましい実施の形態によれば、シャトル駆動手段は、シャトルが印字領域に位置しかつ付勢手段による付勢力が作用している期間に、予め記憶手段にテーブル形式で記憶されている駆動データを用いて、シャトルの走行速度を制御する。
【００２３】
本発明によれば、駆動力補正手段が、シャトルが非印字領域に存在しているときに、走行速度検出手段による検出速度に基づいてシャトル駆動手段による駆動力を補正することにより、シャトルが非印字領域から印字領域に進入するときの速度を目標速度に一致させるので、環境条件の変化や機差に係わらず、シャトル反転直後の印字領域におけるシャトルの走行速度を良好に所定の速度カーブに近づけることができる。したがって、シャトルの速度超過に起因する印字品質の劣化がなく、良好な印刷を行なえる。しかも、シャトルの往復走行毎に前回の検出速度に基づいて非印字領域における駆動力を補正するので、印刷の進行に伴う環境条件の変化によりブレーキ力が過大になることがなく、印刷速度の低下を良好に防止できる。
【００２４】
本発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る印刷装置の概念説明図である。この印刷装置は、シャトル１、リニアモータ２、リニアエンコーダ３、移動体４、ベルト５、プーリ６ａ，６ｂ、案内ロッド７、およびコイルバネ８ａ，８ｂを備えている。
【００２７】
移動体４の先端部には、案内ロッド７に摺動自在に嵌合するストッパ９ａ，９ｂが設けられており、シャトル１および移動体４は、案内ロッド７に沿って移動可能である。コイルバネ８ａ，８ｂは、案内ロッド７に摺動自在に嵌合している。リニアモータ２は、移動体４を図１の矢印方向に往復直線移動させる。移動体４の移動に伴って、移動体４に連結されたベルト５が移動し、このベルト５の移動に伴って、ベルト５に連結されたシャトル１が移動体４と逆方向に走行する。したがって、移動体４が図１における右方向に移動した場合、シャトル１が左方向に走行し、コイルバネ８ｂがシャトル１と移動体４のストッパ９ｂとの間に挟み込まれて圧縮される。逆に、移動体４が図１における左方向に移動した場合、シャトル１が右方向に走行し、コイルバネ８ａがシャトル１と移動体４のストッパ９ａとの間に挟み込まれて圧縮される。
【００２８】
図２は、リニアモータ２の概念説明図である。図３は、リニアモータ２の要部の平面図である。リニアモータ２は、所定間隔をあけて相対向する対の永久磁石１１ａ，１１ｂを複数対（本実施形態では１１対）備えており、これら各対の永久磁石１１ａ，１１ｂの間には、移動体４のコイル支持部１２が位置している。コイル支持部１２には、複数（本実施形態では６個）のコイル１３が配置されており、各コイル１３は、各対の永久磁石１１ａと永久磁石１１ｂとの間隙に位置している。これらコイル１３のうち、両端の２個のコイル１３が定速コイルとして機能し、残りの４個のコイルが反転コイルとして機能する。反転コイルは、シャトル１が走行方向を反転させるために加減速する際に主にシャトル１に推進力あるいはブレーキ力を付与するためのコイルであり、定速コイルは、印字ヘッド１が定速走行を行なう際に主にシャトル１に推進力を付与するためのコイルである。シャトル１の走行方向を反転させるに際しては、リニアモータ２により付与された推進力とコイルバネ８ａあるいはコイルバネ８ｂの弾性復元力とを利用する。すなわち、シャトル１が印字領域から非印字領域に進入したときに、リニアモータ２により逆方向の推進力を付与する。このように逆方向の推進力を付与することにより、この推進力とコイルバネ８ａ，８ｂの弾性復元力とが相まって、シャトル１が迅速に反転する。
【００２９】
図４は、リニアエンコーダ３の概略正面図である。図５は、リニアエンコーダ３の概略平面図である。図６は、リニアエンコーダ３のスリット板の拡大正面図である。リニアエンコーダ３は、スリット板１５と、２個のフォトセンサ１６とを備えている。スリット板１５は、シャトル１に取り付けられており、シャトル１の往復直線走行に伴って、スリット板１５がフォトセンサ１６に対向した状態で往復直線移動する。スリット板１５には、移動方向に沿って多数のスリット１７が所定のピッチで形成されている。スリット１７の配置ピッチＰは、印刷の画素密度によって決定されており、たとえば画素密度が１８０ｄｐｉの場合、配置ピッチＰは０．１４１ｍｍである。
【００３０】
図７は、シャトル１に搭載された印字ヘッドに設置されたピンブロックの説明図である。ピンブロック２１には、図７に矢印Ａで示すシャトル１の走行方向とそれに直交する方向との双方に対して傾斜した方向に所定間隔をあけて、換言すればピンブロック２１のほぼ対角線上に、複数個（本実施形態では１３個）の印字ピン２２が所定のピッチで設置されている。印字ヘッドには、シャトル１の走行方向に沿ってピンブロック２１が多数配置されている。たとえば連続紙からなる印刷用紙（図示せず）は、図７の矢印Ｂ方向に搬送される。なお図示していないが、印字ピン２２の駆動により、印字ピン２２がインクリボンを介して印刷用紙をプラテンローラに押圧することにより、印字が行なわれる。
【００３１】
すなわち、本実施形態における印刷装置のメカニズム部分は、図１２に示す従来の印刷装置と同様の構成である。
【００３２】
図８は、本発明に係る印刷装置の制御部の概略回路ブロック図である。この制御部は、ＭＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７、およびインターフェース回路２８を備えている。これらＭＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７、およびインターフェース回路２８は、バス線により相互に接続されている。インターフェース回路２８には、リニアモータ２のコイル１３およびリニアエンコーダ３のフォトセンサ１６が接続されている。
【００３３】
ＭＰＵ(microprocessor unit) ２５は、印刷装置の全体を制御する。
【００３４】
ＲＯＭ（read only memory）２６は、ＭＰＵ２５が実行すべき制御プログラムや設定値などのデータを記憶している。
【００３５】
ＲＡＭ（random access memory）２７は、ＭＰＵ２５の作業領域などとして用いられ、各種のデータを記憶する。
【００３６】
インターフェース回路２８は、ＭＰＵ２５とリニアモータ２およびリニアエンコーダ３との間の信号の授受を制御する。
【００３７】
図９は、シャトル１の走行経路一端から他端までの走行状態の説明図である。なお、図９および図１０においては、理解を容易にするために、コイルバネ８ａ，８ｂが固定であり、シャトル１が左側に走行したときにコイルバネ８ａを圧縮し、シャトル１が右側に走行したときにコイルバネ８ｂを圧縮するものとする。シャトル１が図９における左端側にて反転した瞬間、すなわちシャトル１の走行速度が０のときには、コイルバネ８ａは最も圧縮された状態にある。また、リニアモータ２のコイル１３には、既にシャトル１を右方向に走行させる駆動力を付与する方向に、通電されている。したがって、左端側の非印字領域においては、シャトル１は、リニアモータ２からの駆動力と、コイルバネ８ａによる弾性復元力との双方により、右方向の駆動力を付与される。
【００３８】
上記駆動力によりシャトル１が反転し、右方向に走行を開始して、非印字領域から印字領域に進入する直前に、リニアモータ２のコイル１３への通電が遮断される。この通電遮断のタイミングは、ＭＰＵ２５によって制御される。本実施形態においては、後に詳述するように、このタイミングを制御することにより、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を調整している。
【００３９】
シャトル１が非印字領域から印字領域に進入すると、ＭＰＵ２５によってＲＯＭ２６にテーブル形式で記憶されている駆動データが読み出され、それに応じた階段状の駆動電流がリニアモータ２のコイル１３に通電される。このとき、リニアモータ２は、シャトル１を図９の左側に移動させる推進力を発生する。すなわち、この位置ではコイルバネ８ａによりシャトル１を図９の右側に移動させる大きな力が作用しているので、それを抑制してシャトル１の走行速度を所定速度に保っている。また、コイル１３への通電電流は、階段状に小さくなる。これは、シャトル１が図９の右側に移動していくに従って、コイルバネ８ａの弾性復元力が小さくなるので、リニアモータ２によるブレーキ力もそれに応じて小さくするためである。もちろん、ＭＰＵ２５は、印字データに基づいて印字ピン７２を駆動し、シャトル１の走行に伴って印字が行われる。さらに、ＭＰＵ２５は、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度を計測し、それをＲＡＭ２７に記憶させる。
【００４０】
シャトル１が、コイルバネ８ａの付勢力が作用しない位置まで走行すると、ＭＰＵ２５が、リニアモータ２のコイル１３に所定の電流を通電させ、シャトル１を所定の速度で走行させる。このとき、リニアモータ２は、シャトル１を図９の右側に移動させる推進力を発生する。また、本実施形態における印刷装置は、相互に印刷速度の異なる複数種類の印刷モードを選択的に利用可能であり、シャトル１はＭＰＵ２５により制御されて印刷モードに応じた速度で走行する。
【００４１】
シャトル１が印字領域の右端に近づき、コイルバネ８ｂによる付勢力が作用する位置に至ると、ＭＰＵ２５によってＲＯＭ２６にテーブル形式で記憶されている駆動データが読み出され、それに応じた階段状の駆動電流がリニアモータ２のコイル１３に通電される。このとき、リニアモータ２は、シャトル１を図９の右側に移動させる推進力を発生する。すなわち、この位置ではコイルバネ８ｂによりシャトル１の走行を阻止する力が作用するので、それを抑制してシャトル１の走行速度を所定速度に保っている。また、コイル１３への通電電流は、階段状に大きくなる。これは、シャトル１が図９の右側に移動していくに従って、コイルバネ８ｂの弾性復元力が大きくなるので、リニアモータ２による推進力もそれに応じて大きくするためである。
【００４２】
シャトル１が印字領域から非印字領域に進入すると、ＭＰＵ２５によりリニアモータ２が制御されて、コイル１３に反転電流が流される。すなわち、シャトル１の反転時間を極力短くするために、リニアモータ２によりシャトル１を図９の左側に移動させる駆動力が付与される。この駆動力とコイルバネ８ｂの弾性復元力とによって、シャトル１は迅速に反転し、図９の左側への走行を開始する。
【００４３】
以上の動作が繰り返され、シャトル１は案内ロッド７に沿って往復走行を繰り返し、印刷が行われる。
【００４４】
図１０は、シャトル１の走行状態とリニアモータ２のコイル１３への通電状況との関係の概略説明図である。
【００４５】
印刷が開始され、シャトル１の初回の反転がシャトル１の走行経路の左端側で行われたとすると、シャトル１の反転後、シャトル１が非印字領域から印字領域に進入し、コイルバネ８ａによる付勢力の作用を受けなくなるまでの期間Ｌ１において、ＭＰＵ２５により、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度が計測され、ＲＡＭ２７に記憶される。
【００４６】
シャトル１が図１０の右側に走行し、シャトル１の走行経路右端側での反転後、シャトル１が非印刷領域から印刷領域に進入し、コイルバネ８ｂによる付勢力の作用を受けなくなるまでの期間Ｒ１において、ＭＰＵ２５により、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度が計測され、ＲＡＭ２７に記憶される。
【００４７】
シャトル１が図１０の左側に走行し、シャトル１の走行経路左端側においてシャトル１が印刷領域から非印刷領域に進入すると、ＭＰＵ２５によりリニアモータ２のコイル１３に反転電流Ａが供給される。このとき、ＭＰＵ２５は、期間Ｌ１において計測してＲＡＭ２７に記憶させたシャトル１の走行速度に基づいて、反転電流Ａの遮断タイミングを制御する。すなわち、期間Ｌ１におけるシャトル１の走行速度が所定速度を超えている場合、反転電流Ａの遮断タイミングを早めて、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を低下させる。逆に、期間Ｌ１におけるシャトル１の走行速度が所定速度に達していない場合、反転電流Ａの遮断タイミングを遅らせて、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を上昇させる。
【００４８】
これにより、シャトル１の反転後、シャトル１が非印刷領域から印刷領域に進入し、コイルバネ８ａによる付勢力の作用を受けなくなるまでの期間Ｌ２において、ＭＰＵ２５により制御されるリニアモータ２のコイル１３への階段状の駆動電流Ｃによって、シャトル１の走行速度が所定速度に近づけられる。すなわち、期間Ｌ１と期間Ｌ２とで駆動電流Ｃは同一であるが、シャトル１の非印刷領域から印刷領域への進入速度が目標速度となるように制御されるので、期間Ｌ２におけるシャトル１の走行速度が所定速度に近づくのである。
【００４９】
そして、期間Ｌ２においても、ＭＰＵ２５により、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度が計測され、ＲＡＭ２７に記憶される。
【００５０】
シャトル１が図１０の右側に走行し、シャトル１の走行経路右端側においてシャトル１が印刷領域から非印刷領域に進入すると、ＭＰＵ２５によりリニアモータ２のコイル１３に反転電流Ｂが供給される。このとき、ＭＰＵ２５は、期間Ｒ１において計測してＲＡＭ２７に記憶させたシャトル１の走行速度に基づいて、反転電流Ｂの遮断タイミングを制御する。すなわち、期間Ｒ１におけるシャトル１の走行速度が所定速度を超えている場合、反転電流Ｂの遮断タイミングを早めて、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を低下させる。逆に、期間Ｒ１におけるシャトル１の走行速度が所定速度に達していない場合、反転電流Ｂの遮断タイミングを遅らせて、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を上昇させる。
【００５１】
これにより、シャトル１の反転後、シャトル１が非印刷領域から印刷領域に進入し、コイルバネ８ｂによる付勢力の作用を受けなくなるまでの期間Ｒ２において、ＭＰＵ２５により制御されるリニアモータ２のコイル１３への階段状の駆動電流Ｄによって、シャトル１の走行速度が所定速度に近づけられる。すなわち、期間Ｒ１と期間Ｒ２とで駆動電流Ｄは同一であるが、シャトル１の非印刷領域から印刷領域への進入速度が目標速度となるように制御されるので、期間Ｒ２におけるシャトル１の走行速度が所定速度に近づくのである。
【００５２】
そして、期間Ｒ２においても、ＭＰＵ２５により、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度が計測され、ＲＡＭ２７に記憶される。
【００５３】
以下同様に、各回の反転電流Ａ，Ｂの遮断タイミングが、前回の反転直後のシャトル１の走行速度に基づいて制御され、シャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度が調整される。たとえば、期間Ｌ２において計測されたシャトル１の走行速度に基づいて、期間Ｌ３の直前における反転電流Ａの遮断タイミングが制御され、期間Ｒ２において計測されたシャトル１の走行速度に基づいて、期間Ｒ３の直前における反転電流Ｂの遮断タイミングが制御される。
【００５４】
図１１は、ＭＰＵ２５による反転電流遮断タイミング制御処理の手順を説明するフローチャートである。
【００５５】
印刷が開始されると、先ずＭＰＵ２５が、反転電流Ａの通電時間ｔＬを決定する反転タイマと反転電流Ｂの通電時間ｔＲを決定する反転タイマとに予め決められたデフォルト値をセットする（Ｓ１）。
【００５６】
次にＭＰＵ２５が、シャトル１が反転位置まで走行したか否かを判断する（Ｓ２）。すなわち、ＭＰＵ２５が、リニアエンコーダ３からの信号に基づいて、シャトル１が走行経路の左端側あるいは右端側において印字領域から非印字領域に進入したかどうかを調べる。
【００５７】
シャトル１が反転位置まで走行していれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＭＰＵ２５が、反転電流ＡあるいはＢの通電を開始させる（Ｓ３）。すなわち、左端側の反転位置の場合、反転電流Ａの通電を開始させ、右端側の反転位置の場合、反転電流Ｂの通電を開始させる。
【００５８】
そしてＭＰＵ２５が、反転タイマをスタートさせる（Ｓ４）。すなわち、左端側の反転位置においては、反転電流Ａの通電時間ｔＬを決定する反転タイマをスタートさせ、右端側の反転位置においては、反転電流Ｂの通電時間ｔＲを決定する反転タイマをスタートさせる。
【００５９】
次にＭＰＵ２５が、反転タイマがタイムアップしたか否かを判断する（Ｓ５）。すなわち、左端側の反転位置においては、反転電流Ａの通電時間ｔＬを決定する反転タイマがタイムアップしたかどうかを調べ、右端側の反転位置においては、反転電流Ｂの通電時間ｔＲを決定する反転タイマがタイムアップしたかどうかを調べる。
【００６０】
反転タイマがタイムアップしていれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＭＰＵ２５が、反転電流を遮断させる（Ｓ６）。すなわち、左端側の反転位置においては、反転電流Ａを遮断させ、右端側の反転位置においては、反転電流Ｂを遮断させる。なお、印刷開始後の左端側および右端側のそれぞれ初回の反転時には、反転タイマにはデフォルト値が設定されているので、反転電流の通電時間はデフォルトの通電時間になる。このデフォルトの通電時間は、各種の印刷モードに応じてそれぞれ予め決定されている。
【００６１】
次にＭＰＵ２５が、リニアエンコーダ３からの信号に基づいて、シャトル１の走行速度を計測する（Ｓ７）。すなわち、シャトル１の反転直後において、シャトル１が非印字領域から印字領域に進入したときから、コイルバネ８ａあるいは８ｂによる付勢力の作用を受けなくなるまでの期間、ＭＰＵ２５が、リニアエンコーダ３からの信号に基づいてシャトル１の走行速度を演算し、ＲＡＭ２７に記憶させる。
【００６２】
次にＭＰＵ２５が、シャトル１の走行速度が超過したか否かを判断する（Ｓ８）。すなわち、ステップＳ７において演算したシャトル１の走行速度が、所定速度を一定値以上オーバーしているかどうかを調べる。この所定速度は、各種の印刷モードに応じてそれぞれ予め決められている。
【００６３】
シャトル１の走行速度が超過していれば（Ｓ８：ＹＥＳ）、ＭＰＵ２５が、反転タイマの設定値をたとえば２００μｓｅｃ減少させる（Ｓ９）。すなわち、反転電流の通電時間を減少させて、非印字領域から印字領域への進入速度を低下させることにより、同一位置における次回の反転直後の印字領域におけるシャトル１の走行速度の速度超過を抑制するのである。
【００６４】
次にＭＰＵ２５が、印刷が終了したか否かを判断する（Ｓ１０）。すなわち、シャトル１の走行が不要かどうかを調べる。
【００６５】
印刷が終了していれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、反転電流遮断タイミング制御処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ１０において、印刷が終了していなければ（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ２に戻って反転電流の遮断タイミング制御を継続する。
【００６７】
ステップＳ８において、シャトル１の走行速度が超過していなければ（Ｓ８：ＮＯ）、ＭＰＵ２５が、シャトル１の走行速度が不足したか否かを判断する（Ｓ１１）。すなわち、ステップＳ７において演算したシャトル１の走行速度が、所定速度から一定値以上低下しているかどうかを調べる。
【００６８】
シャトル１の走行速度が不足していれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＭＰＵ２５が、反転タイマの設定値をたとえば２００μｓｅｃ増加させて（Ｓ１２）、ステップＳ１０に進む。すなわち、反転電流の通電時間を増加させて、非印字領域から印字領域への進入速度を増大させることにより、同一位置における次回の反転直後の印字領域におけるシャトル１の走行速度の速度不足を解消するのである。
【００６９】
ステップＳ１１において、シャトル１の走行速度が不足していなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１０に進む。すなわち、シャトル１の走行速度に過不足がないので、反転タイマの設定値を変更しないのである。
【００７０】
ステップＳ５において、反転タイマがタイムアップしていなければ（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ５に戻って反転タイマがタイムアップするのを待つ。
【００７１】
ステップＳ２において、シャトル１が反転位置まで走行していなければ（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ２に戻ってシャトル１が反転位置に至るのを待つ。
【００７２】
このように、期間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，─あるいは期間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，─におけるシャトル１の走行速度に応じて、次の期間Ｌ２，Ｌ３，─あるいは期間Ｒ２，Ｒ３，─の直前の反転電流の通電時間を制御するので、非印字領域から印字領域へのシャトル１の進入速度を良好に制御でき、したがって次の期間Ｌ２，Ｌ３，─あるいは期間Ｒ２，Ｒ３，─におけるシャトル１の走行速度を所定速度に近づけることができる。
【００７３】
したがって、環境条件などに起因してシャトル１の走行時の摩擦負荷が増加したときに、反転直後の印字領域においてコイルバネ８ａあるいは８ｂの付勢力によりシャトル１の走行速度が目標速度を超過して、印字ピン７２の印字能力が追従できずに印字かすれなどの印字不良を発生してしまうということがない。
【００７４】
特に、反転直後の印字領域において、ＲＯＭ２６にテーブル形式で記憶されている駆動データに基づいて階段状の駆動電流ＣあるいはＤをリニアモータ２のコイル１３に供給するという、精密かつ複雑な制御を行っている場合に、反転電流の制御によりシャトル１の非印字領域から印字領域への進入速度を目標値に一致させることができるので、上記精密かつ複雑な制御に従って反転直後の印字領域におけるシャトル１の走行速度を良好に調整できる。
【００７５】
また、シャトル１の各回の反転毎に、同一位置における前回の反転直後のシャトル１の走行速度に応じて反転電流ＡあるいはＢの通電時間を可変させるので、環境条件の変化に係わらず常にシャトル１の反転直後の印字領域における走行速度を所定速度に維持でき、印刷速度の低下を招くことがない。すなわち、従来の印刷装置のように、印刷の進行に伴って雰囲気温度が変化し、シャトル１の走行時の摩擦抵抗が減少したときに、シャトル１の反転直後の印字領域における走行速度を抑制する制御を印刷終了まで継続してしまい、過大なブレーキ力により印刷速度が低下するというようなことがない。
【００７６】
さらには、コイルバネ８ａ，８ｂの特性の個々の製品毎のばらつきや、雰囲気温度の変化などに起因するリニアモータ２による推進力の変化などに係わらず、シャトル１の反転直後の非印字領域から印字領域への進入速度を常に良好に制御できるので、印字品質の安定化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施形態のように、シャトル１の走行経路の左端側と右端側とで、互いに独立に反転電流ＡあるいはＢの制御を行えば、コイルバネ８ａとコイルバネ８ｂとの特性の相違などに係わらず、常に最適な制御を行える。
【００７８】
なお、上記実施形態においては、反転電流ＡあるいはＢの遮断タイミングを可変させるように構成したが、これに代えて、反転電流ＡあるいはＢの電流値を可変させるように構成してもよく、あるいは、反転電流ＡあるいはＢを所定周期のパルス電流とし、そのデューティー比を可変させるように構成してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態においては、シャトル１の走行経路の左端側と右端側とで互いに独立に制御を行ったが、走行経路の左端側と右端側とのうちのいずれか一方でシャトル１の走行速度を測定し、その測定結果に基づいて左端側および右端側の反転電流を制御するように構成してもよい。
【００８０】
また、上記実施形態においては、シャトル駆動手段としてリニアモータ２を用いたが、リニアモータ２に代えて直流モータなどを用いてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態においては、シャトル１の走行速度の相互に異なる複数種類の印刷モードを備えた例について説明したが、印刷モードは１種類であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、ＲＯＭ２６に記憶されている駆動データに応じて駆動電流ＣあるいはＤを階段状に変化させたが、反転直後の印字領域における速度制御方式は任意である。
【００８３】
また、上記実施形態においては、各回の反転毎に反転タイマを所定時間づつ増減させるように構成したが、シャトル１の走行速度の測定結果に応じて、各回の反転毎に無段階あるいは複数段階に反転タイマの設定時間を可変させるように構成してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態においては、シャトル１の走行速度が所定速度よりも一定値以上超過しておらず、かつ所定速度よりも一定値以上不足していないときには、反転タイマの設定値を変更しないように構成したが、シャトル１の走行速度が所定速度よりも速ければ反転タイマの設定値を一定値だけ減少させ、所定速度よりも遅ければ反転タイマの設定値を一定値だけ増加させるように構成してもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、駆動力補正手段が、シャトルが非印字領域に存在しているときに、走行速度検出手段による検出速度に基づいてシャトル駆動手段による駆動力を補正することにより、シャトルが非印字領域から印字領域に進入するときの速度を目標速度に一致させるので、環境条件の変化や機差に係わらず、シャトル反転直後の印字領域におけるシャトルの走行速度を良好に所定の速度カーブに近づけることができる。したがって、シャトルの速度超過に起因する印字品質の劣化がなく、良好な印刷を行なえる。しかも、シャトルの往復走行毎に前回の検出速度に基づいて非印字領域における駆動力を補正するので、印刷の進行に伴う環境条件の変化によりブレーキ力が過大になることがなく、印刷速度の低下を良好に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷装置の概念説明図である。
【図２】リニアモータの概念説明図である。
【図３】リニアモータの要部の平面図である。
【図４】リニアエンコーダの概略正面図である。
【図５】リニアエンコーダの概略平面図である。
【図６】リニアエンコーダのスリット板の拡大正面図である。
【図７】シャトルに搭載された印字ヘッドに設置されたピンブロックの説明図である。
【図８】本発明に係る印刷装置の制御部の概略回路ブロック図である。
【図９】シャトルの走行経路一端から他端までの走行状態の説明図である。
【図１０】シャトルの走行状態とリニアモータのコイルへの通電状況との関係の概略説明図である。
【図１１】ＭＰＵによる反転電流遮断タイミング制御処理の手順を説明するフローチャートである。
【図１２】従来の印刷装置の概念説明図である。
【図１３】シャトルの走行位置と走行速度との関係の説明図であって、速度超過の場合である。
【図１４】シャトルの走行位置と走行速度との関係の説明図であって、速度不足の場合である。
【符号の説明】
１  シャトル
２  リニアモータ
３  リニアエンコーダ
４  移動体
５  ベルト
６ａ，６ｂ  プーリ
７  案内ロッド
８ａ，８ｂ  コイルバネ
９ａ，９ｂ  ストッパ
１１ａ，１１ｂ  永久磁石
１２  コイル支持部
１３  コイル
１５  スリット板
１６  フォトセンサ
１７  スリット
２１  ピンブロック
２２  印字ピン
２５  ＭＰＵ
２６  ＲＯＭ
２７  ＲＡＭ
２８  インターフェース回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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