(57)【要約】【課題】ＤＣモータおよびＤＣモータを備えるプリンタにおいて、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を抑制する。【解決手段】プリンタの１サイクル動作内で行う速度制御において、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、ＯＮ制御とＯＦＦ制御とチョッパ制御の３値制御を行うことで、出力トルクが小さなＤＣモータを備える小型のプリンタであっても、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を有効的に抑制する。ＤＣモータ７と、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部５および印字機構部２とを有し、給紙部５により所定量送られる紙に印字機構部２によって印字を行うプリンタにおいて、ＤＣモータ７の回転に伴ってパルス信号を出力するエンコーダ１０を備える。エンコーダ１０は、エンコーダ板の同一円周上にパルス信号を形成するためのパルス形成領域を備え、このパルス形成領域は均等間隔領域内の一部に不均等間隔領域を備える。【選択図】図１
2007228774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータと、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部および印字機構部とを有し、給紙部により所定量送られる紙に印字機構部によって印字を行うプリンタにおいて、
前記ＤＣモータの回転に伴って前記ＤＣモータの速度制御のためのパルス信号を出力するエンコーダを備え、
前記エンコーダは、エンコーダ板の同一円周上にパルス信号を形成するためのパルス形成領域を備え、このパルス形成領域は均等間隔領域内の一部に不均等間隔領域を備えることを特徴とする、プリンタ。
【請求項２】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅であり、等速回転では、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅であり、等速回転では、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅であって、等速回転では、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力する領域部分と、
均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅であり、等速回転では、等しい回転条件において、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力する領域部分とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項５】
ＤＣモータの回転速度をフィードバックすることによってＤＣモータを所定速度に制御するモータ速度制御装置において、
モータの回転に伴ってパルス信号を出力するエンコーダと、
前記エンコーダのパルス信号からモータの回転速度を求める速度検出部と、
前記速度検出部が検出する速度と所定速度と比較する速度比較部と、
前記速度比較部の出力に基づいて、ＤＣモータの回転速度が所定速度と一致しないときＤＣモータを駆動制御する制御部とを備え、
前記エンコーダは、エンコーダ板の同一円周上にパルス信号を形成するためのパルス形成領域を有し、このパルス形成領域は均等間隔領域内の一部に不均等間隔領域を備えることを特徴とする、ＤＣモータの速度制御装置。
【請求項６】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅であり、等しい回転条件において、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力することを特徴とする、請求項５に記載のＤＣモータの速度制御装置。
【請求項７】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅であり、等しい回転条件において、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力することを特徴とする、請求項５に記載のＤＣモータの速度制御装置。
【請求項８】
前記不均等間隔領域は、均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅であって、等しい回転条件において、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力する領域部分と、
均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅であり、等しい回転条件において、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力する領域部分とを備えることを特徴とする、請求項５に記載のＤＣモータの速度制御装置。
【請求項９】
ＤＣモータと、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部及び印字機構部とを有し、
給紙部により所定量送られる紙に印字機構部によって印字を行うプリンタにおいて、
前記請求項５から請求項８のいずれか一つに記載されたＤＣモータの速度制御装置を備え、前記ＤＣモータは当該速度制御装置により速度制御されることを特徴とする、プリンタ。
【請求項１０】
ＤＣモータと、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部及び印字機構部とを有し、
給紙部により所定量送られる紙に印字機構部によって印字を行うプリンタにおいて、
ＤＣモータの回転に伴ってパルス信号を出力するエンコーダと、
前記エンコーダのパルス信号に基づいてモータの駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、エンコーダのパルス信号からＤＣモータの回転速度を求め、
ＤＣモータの回転速度変動において、ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも上回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を停止する第１の制御期間と、
ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも下回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を行う第２の制御期間と、
前記第１の制御期間と第２の制御期間に挟まれ、ＤＣモータの回転速度が所定速度を境として速度が変化する期間であって、ＤＣモータへの駆動電流の供給を断続させるチョッパ駆動を行う第３の制御期間の３つの制御期間により速度制御を行うことを特徴とする、プリンタ。
【請求項１１】
ＤＣモータと、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部及び印字機構部とを有し、
給紙部により所定量送られる紙に印字機構部によって印字を行うプリンタにおいて、
前記印字機構部が出力するインターバル信号に基づいてモータの駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、インターバル信号からＤＣモータの回転速度を求め、
モータの回転速度変動において、ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも上回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を停止する第１の制御期間と、
ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも下回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を行う第２の制御期間と、
前記第１の制御期間と第２の制御期間に挟まれ、ＤＣモータの回転速度が所定速度を境として速度が変化する期間であって、ＤＣモータへの駆動電流の供給を断続させるチョッパ駆動を行う第３の制御期間の３つの制御期間により速度制御を行うことを特徴とする、プリンタ。
【請求項１２】
ＤＣモータの回転速度をフィードバックすることによってＤＣモータを所定速度に制御するＤＣモータ速度制御装置において、
ＤＣモータの回転速度変動において、ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも上回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を停止する第１の制御期間と、
ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも下回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を行う第２の制御期間と、
前記第１の制御期間と第２の制御期間に挟まれ、ＤＣモータの回転速度が所定速度を境として速度が変化する期間であって、ＤＣモータへの駆動電流の供給を断続させるチョッパ駆動を行う第３の制御期間の３つの制御期間により速度制御を行うことを特徴とする、ＤＣモータの速度制御装置。
【請求項１３】
ＤＣモータの回転を検出するエンコーダを備え、当該エンコーダのパルス信号の周期からＤＣモータの回転速度を検出することを特徴とする、請求項１２に記載のＤＣモータの速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタおよびこのプリンタに使用されるＤＣモータの速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置などの出力装置として種々のプリンタが知られている。このプリンタを駆動する駆動源として、小型のプリンタに適したＤＣモータを用いるものがある。このプリンタでは、印字用紙を紙送りする給紙部、印字用紙に印字を行う印字部、およびリボンを印字部と印字用紙との間に送るリボン送り部を含む印字機構部とを備えた構成とし、これら給紙部と印字機構部とを１つのＤＣモータで駆動している。
【０００３】
一般に、プリンタにおいて、印字ずれを少なくするには、印字機構部による印字速度と、給紙部による紙送り速度との間の速度差が少ないことが求められる。例えば、印字機構部により印字速度に対して給紙部の紙送り速度が速い場合には、印字機構部側において１ライン分の活字が用意される前に紙送りが行われてしまうことになり、印字ずれが生じることになる。
【０００４】
通常、小型のプリンタでは、速度制御のための機構を省き、印字機構部の印字速度と給紙部の紙送り速度の初期設定のみによって、印字精度を犠牲とすることで小型化を図っている。
【０００５】
図１７は従来のプリンタを説明するための概略図である。図１７（ａ）において、プリンタ１０１は、印字を行うための印字機構部１０２と、印字用紙１２０を紙送りする給紙部１０５とを備える。印字機構部１０２は、活字ローラ等を有する印字部１０３と、印字用紙１２０をインクリボン（図示していない）を挟んで活字ローラに押し付けるプラテン部１０４と、インクリボンを印字部と印字用紙との間に送るリボン送り部１１１とを備える。給紙部１０５は、紙送りローラ１０５Ａを備え、その紙送りローラ１０５Ａはギヤ等の伝達機構１０６を介してＤＣモータ１０７によって回転駆動する。また、印字部１０３、プラテン部１０４、リボン送り部１１１も、伝達機構１０６を介してＤＣモータ１０７によって駆動する。ＤＣモータ１０７は、電源部１０８によって電力の供給を受ける（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
一般に、ＤＣモータを駆動源とするプリンタでは、ＤＣモータは徐々に回転速度が上昇する傾向にある。これは、ＤＣモータから見た負荷が経年と共に減少したり、ＤＣモータの特性が変化するためである。
【０００７】
ＤＣモータからみた負荷としては、ＤＣモータと紙送りローラとの間に設けられたギヤ等の伝達機構や、紙送りローラ等の軸受け部の摩擦等の機械系部分の負荷がある。これらの機械系部分の負荷は、経年変化によって徐々に低下する傾向にある。そのため、一定のトルクでＤＣモータを駆動すると、機械系部分の負荷の低下によって回転速度が上昇することになる。
【０００８】
また、ＤＣモータが備えるブラシ部は、回転によって摩擦して接触ポイントがずれることによって位相ずれが生じ、ＤＣモータの電気的特性が変化する。この電気特性の変化は回転速度を上昇させる。
【０００９】
通常、小型のプリンタでは、このような給紙部の回転速度の経年変化に対して、印字構成の回転速度との速度ずれが許容範囲となるように、給紙部の紙送り速度を設定している。紙送り速度が低速である場合には、経年変化による速度ずれを許容範囲内とすることは可能であるが、紙送り速度が高速となると速度ずれを許容範囲内に抑えることは困難となる。これは、速度ずれは速度に対する比率で生じ、高速ほど大きくなるためである。したがって、ＤＣモータを駆動源とするプリンタでは、経年変化と共に徐々に回転速度は上昇し、印字ずれが生じるという問題がある。特に、高速印字を行う場合には、この印字ずれが大きくなるという問題がある。
【００１０】
このような小型のプリンタが備える問題に対して、紙送り速度を一定に制御することが提案されている。図１７（ｂ）は、紙送り速度を一定に制御する一構成例である。この構成例では、紙送りローラの速度を検出し、基準値からのずれに応じた電流値をＤＣモータに加減算して供給するフィードバック制御を行う。紙送りローラ１０５Ａの回転速度をエンコーダ１１０で検出し、検出信号に基づいて制御部１０９によって電源部１０８が供給する電圧を制御し、これによって、ＤＣモータ１０７の回転速度を一定に制御する（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１３８４０８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３００６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
プリンタが有する負荷変動としては、経年変化等の長期間の負荷変動と、プリンタ動作の１サイクル動作内で負荷が変動する短期的な負荷変動がある。
【００１３】
上記した小型プリンタでは、選字動作、リボン送り動作、印字動作、紙送り動作、およびリセット動作を含む１サイクル動作によって１行分の印字を行い、このサイクル動作を繰り返すことで複数行の印字を行っている。
【００１４】
なお、１サイクル動作では、選字動作によって、活字輪軸に対して摺動回転自在に支持された活字輪を回転させて、活字輪上に設けられた活字の中から所望の活字を選択して、印字位置に止める。次のリボン送り動作によってリボンを所定量送り、印字動作によって記録紙を挟んでプラテンを活字輪に押し付け、これによって１行分の印字を行う。このとき、活字輪および活字輪軸は停止状態とする。１行分の印字が終了した後、記録紙を１行分送り、その後、活字輪の停止を解除して、活字輪を活字輪軸に対して基準位置に戻してリセット動作を行う。（印字機構の動作については、特許文献３参照）。
【００１５】
この一連の動作は、クラッチと間欠ギヤを用いてＤＣモータの動力伝達を切り替えることによって行っている。
【００１６】
上記各動作において、各負荷はその量が異なっている。例えば、印字工程では、重い活字輪を回転させるための駆動伝達が絶たれているため、負荷は小さくなる。また、選字工程では、活字輪を回転させる段階では負荷は大きくなり、活字輪を停止させて活字輪軸との間で摺動回転が始まると摩擦抵抗が加わって負荷は更に大きくなる。次のリセット工程では、全桁の活字輪が活字輪軸との間で摺動回転するため、負荷は最も大きくなる。このように、プリンタの負荷は１サイクル動作内で変動し、この負荷変動に伴ってモータの速度も変動する。
【００１７】
選字工程において、活字輪を停止させるためには、所望の活字を選択するタイミングでソレノイドを駆動して固定用レバーを動かして活字輪に係合させる。そのため、モータ速度が変動すると、活字輪の速度が変動し、ソレノイドを駆動する所定のタイミングで選択されるべき活字の位置がずれ、間違った活字（例えば、隣の活字）を選択し、誤印字を発生させることになる。
【００１８】
上記したエンコーダの検出信号を用いたＤＣモータの回転速度の制御は長期間にわたる負荷変動には有効であるが、プリンタ動作の１サイクル動作内で生じる負荷変動に対しては必ずしも十分であるとはいえず、小型のプリンタなどの様に、１サイクル動作内の負荷変動が大きなプリンタでは、１サイクル動作内において速度変動が大きいという問題がある。なお、プリンタの１サイクル動作は、例えば、プリンタが１ライン分を印字する間に行う動作に相当する。
【００１９】
図１８は、従来の速度制御における負荷および速度を説明するための図である。プリンタは、印字動作の１サイクル動作内において図１８（ａ）に示すような負荷変動を有している。この負荷変動に対して、ＤＣモータを一定のトルクで駆動すると、負荷が大きな期間ではＤＣモータの実速度は降下し、負荷が小さな期間ではＤＣモータの実速度は上昇する。図１８（ｂ）は１サイクル動作内でのＤＣモータの実速度変化を示し、Δｖｏは制御前のＤＣモータの実速度の変動幅を示している。図１８（ｃ）は、エンコーダが検出したＤＣモータの検出速度を模式的に示している。
【００２０】
ＤＣモータの速度制御は、ＤＣモータの検出速度が基準速度よりも低速である場合に、ＤＣモータへ電力を供給してＤＣモータの回転速度を高めるＯＮ制御と、ＤＣモータの検出速度が基準速度よりも高速である場合に、ＤＣモータへの電力供給を停止するＯＦＦ制御の２値制御を行っている。
【００２１】
ＤＣモータが十分に大きな出力トルクを有している場合には、エンコーダが検出した回転速度に応じて、上記した２値制御によってＤＣモータの駆動を制御することで、速度変動を抑制することが可能である。しかしながら、ＤＣモータの出力トルクが小さく、負荷変動を抑制するには不十分であるときには、ＤＣモータの実速度の変動幅を十分に抑制することは困難である。これは、小さな出力トルクでは、回転速度を所定速度に制御するまでに時間がかかるため、１サイクル動作内の時間内でＤＣモータの実速度の変動幅を十分に低減することが困難であるためである。
【００２２】
通常、小型のプリンタが備えるＤＣモータは、負荷変動に対応して十分な大きさのトルクを有していないため、ＤＣモータの実速度の変動幅を十分に抑制することは困難である。図１８（ｄ）は制御後のＤＣモータの実速度の変動幅Δｖｃを模式的に示している。
【００２３】
また、通常、負荷変動による速度変動では、１サイクル動作内において基準速度に対して速くなる期間と遅くなる期間の両期間を含んでいる。そのため、速度制御では、回転速度の上昇制御と降下制御とを１サイクル内で繰り返し、この１サイクル動作を単位として制御を行う。そのため、１サイクル動作を単位とする速度制御を繰り返して行ったとしても、負荷変動による速度変動が長期的に抑制されることはない。
【００２４】
また、ＤＣモータの制御系の応答性は、ＤＣモータの動特性や制御回路の応答性に依存する。ＤＣモータの動特性や制御回路の応答性が低い場合には、ＯＮ制御およびＯＦＦ制御の２値制御による速度制御ではプリンタの１サイクル動作内の変動に十分に対応することができない場合がある。
【００２５】
チョッパ制御を行うことによって、より高い精度で速度制御を行うことが知られているが、このチョッパ制御を行うには大きな出力トルクが必要であるため、小型のプリンタが備えるＤＣモータの持つ出力トルクでは、チョッパ制御を行うことができない。
【００２６】
そこで、本発明は従来の問題を解決し、ＤＣモータおよびＤＣモータを備えるプリンタにおいて、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を抑制することを目的とする。また、出力トルクの小さなＤＣモータであっても、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を抑制することを目的とする。
【００２７】
また、ＤＣモータを備えるプリンタにおいて、モータ速度変動に起因する誤印字を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明のプリンタおよびモータの速度制御装置は、プリンタの１サイクル動作内で行う速度制御において、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、ＯＮ制御とＯＦＦ制御とチョッパ制御の３値制御を行うことで、出力トルクが小さなＤＣモータを備える小型のプリンタであっても、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を有効的に抑制する。なお、プリンタの１サイクル動作は、例えば、プリンタが１ライン分を印字する間に行う動作に相当する。
【００２９】
本発明は、ＯＮ制御とＯＦＦ制御とチョッパ制御の３値制御を実現する態様として、主にエンコーダのハードウエア構成を利用して行う第１の態様と、主に速度信号の信号処理を利用して行う第２の態様とを含んでいる。
【００３０】
本発明の第１の態様は、エンコーダのパルス信号を形成する構成に関わり、ＤＣモータの回転速度を検出するエンコーダにおいて、エンコーダが検出する速度検出用のパルス信号の間隔を不均等とする態様である。
【００３１】
この態様のエンコーダを用いてＤＣモータの回転速度を検出すると、エンコーダが検出するパルス信号の間隔が不均等であるため、エンコーダが１回転する間に検出して出力するパルス信号は、ＤＣモータが等速回転している場合であっても不均等な信号間隔となる。この不均等な信号間隔の期間においては、エンコーダが出力するパルス信号はＤＣモータの実速度と異なる速度を表す速度信号を形成する。したがって、仮に、ＤＣモータが等速回転している場合であっても、エンコーダは１回転する間の一部の期間において、実速度と異なる速度を表すパルス信号を出力する。
【００３２】
ＤＣモータは、プリンタが１サイクル動作を行う間に複数回回転し、エンコーダはＤＣモータが１回転する間に通常１回転する。したがって、エンコーダは、プリンタが１サイクル動作する間に、複数回回転する。なお、エンコーダは、通常、ＤＣモータが１回転する間に１回転するが、必ずしも１回転である必要はない。
【００３３】
上記したように、本発明の第１の態様が備えるエンコーダは、エンコーダが１回転する間に、実速度を表すパルス信号を出力する期間と実速度と異なるパルス信号を出力する期間を含む。そのため、プリンタが１サイクル動作する間に、エンコーダは実速度と実速度と異なる速度とを繰り返して出力しながら複数回回転する。
【００３４】
エンコーダが検出する速度に基づいてＤＣモータへ供給する電力を制御は、その検出速度と基準速度とを比較し、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御と、ＤＣモータへの電力供給を停止するＯＦＦ制御を行う。このとき、第１の態様のエンコーダによる検出速度は、実速度と実速度と異なる速度とを含んでいるため、速度制御は、実速度によるＯＮ制御およびＯＦＦ制御と、実速度と異なる速度によるＯＮ制御およびＯＦＦ制御とを行うことになる。エンコーダが実速度を出力する間は、従来と同様にその実速度に基づいて、ＤＣモータを制御する。一方、実速度と異なる速度によるＯＮ制御およびＯＦＦ制御は、エンコーダが１回転する間に間歇的に行われるため、チョッパ制御として作用することになる。
【００３５】
したがって、第１の態様によれば、ＯＮ制御とＯＦＦ制御とチョッパ制御の３値制御を実現する。
【００３６】
本発明の第１の態様において、パルス信号の間隔を不均等とするエンコーダの構成は複数の形態とすることができる。
【００３７】
エンコーダの第１の形態は、不均等間隔領域を均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅とするものであり、等速度回転では、この不均等間隔領域が出力するパルス信号は、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力する。
【００３８】
この第１の形態によれば、パルス信号によって得られる検出速度は実速度よりも低速として検出されるため、従来ＤＣモータへの電力供給を停止しているＯＦＦ制御の期間においても電力供給を行うことになり、速度制御で定まる期間よりも長く時間電力供給を行う。これによって、出力トルクが小さなＤＣモータであっても実質的に出力トルクを高める制御を行い、１サイクル内の負荷変動による速度変動を抑制する。
【００３９】
エンコーダの第２の形態は、不均等間隔領域を均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅とするものであり、等速度回転では、この不均等間隔領域が出力するパルス信号は、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力する。
【００４０】
この第２の形態によれば、パルス信号によって得られる検出速度は実速度よりも高速として検出されるため、従来ＤＣモータへの電力供給を行っているＯＮ制御の期間において、間歇的な電力供給を行うことになり、単にＯＮ制御するよりも高い応答性で電力供給を行う。これによって、出力トルクが小さなＤＣモータであっても応答性よく速度制御を行い、１サイクル内の負荷変動による速度変動を抑制する。
【００４１】
エンコーダの第３の形態は、上記した第１の形態と第２の形態を含む形態であり、不均等間隔領域を均等間隔領域の均等間隔よりも広い幅であって、等速度回転では、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも少ないパルス信号を出力する領域部分と、均等間隔領域の均等間隔よりも狭い幅であって、等速回転では、均等間隔領域が出力するパルス信号よりも多いパルス信号を出力する領域部分とを備える。
【００４２】
この第３の形態によれば、パルス信号によって得られる検出速度は実速度よりも低速として検出されるため、従来ＤＣモータへの電力供給を停止しているＯＦＦ制御の期間においても電力供給を行うことによって、速度制御で定まる期間よりも長く時間電力供給を行い、また、従来ＤＣモータへの電力供給を行っているＯＮ制御の期間において、間歇的な電力供給を行うことによって、単にＯＮ制御するよりも高い応答性で電力供給を行う。
【００４３】
これによって、出力トルクが小さなＤＣモータであっても、１サイクル内の負荷変動による速度変動を抑制する。
【００４４】
本発明は、上記したエンコーダを備えるＤＣモータの速度制御装置、およびこのＤＣモータの速度制御装置を備えたプリンタを含み、ＤＣモータの回転速度をフィードバックすることによってＤＣモータを所定速度に制御するモータ速度制御装置において、モータの回転に伴ってパルス信号を出力するエンコーダと、エンコーダのパルス信号からモータの回転速度を求める速度検出部と、速度検出部が検出する速度と所定速度と比較する速度比較部と、速度比較部の出力に基づいて、ＤＣモータの回転速度が所定速度と一致しないとき、ＤＣモータを駆動制御する制御部とを備える。
【００４５】
このエンコーダは、前記したと同様に、エンコーダ板の同一円周上にパルス信号を形成するためのパルス形成領域を有し、このパルス形成領域は均等間隔領域内の一部に不均等間隔領域を備える。
【００４６】
本発明の第２の態様は、速度信号を用いた信号処理によりＯＮ制御およびＯＦＦ制御にチョッパ制御を加えて３値制御を行う構成に関わり、速度信号と基準速度との比較によってＯＮ制御とＯＦＦ制御を切り替えると共に、この切替の際に、ＯＮ制御とＯＦＦ制御との間でチョッパ制御を行う態様である。
【００４７】
第２の態様のプリンタは、ＤＣモータと、ＤＣモータを駆動源とする紙送りローラを含む給紙部及び印字機構部とを有し、給紙部により所定量送られる紙に印字機構部によって印字を行うプリンタにおいて、ＤＣモータの回転に伴ってパルス信号を出力するエンコーダと、エンコーダのパルス信号に基づいてモータの駆動制御を行う制御部を備える。ここで、制御部は、エンコーダのパルス信号からＤＣモータの回転速度を求め、ＤＣモータの回転速度変動において、ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも上回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を停止する第１の制御期間と、ＤＣモータの回転速度が所定速度よりも下回る期間であってＤＣモータへの駆動電流の供給を行う第２の制御期間と、第１の制御期間と第２の制御期間に挟まれ、ＤＣモータの回転速度が所定速度を境として速度が変化する期間であって、ＤＣモータへの駆動電流の供給を断続させるチョッパ駆動を行う第３の制御期間の３つの制御期間により速度制御を行う。
【００４８】
また、ＤＣモータの回転速度の検出は、上記したエンコーダのパルス信号から検出する形態の他に、印字機構部が出力するインターバル信号から検出する形態とすることもできる。制御部は、前記印字機構部が出力するインターバル信号に基づいてモータの駆動制御を行う。
【００４９】
上記した第１の制御期間および第２の制御期間は、それぞれＯＦＦ制御を行う期間およびＯＮ制御を行う期間に相当し、第３の制御期間はチョッパ制御を行う期間に相当する。
【００５０】
第２の態様のプリンタによれば、速度信号を用いた信号処理に基づいて、ＯＮ制御とＯＦＦ制御とチョッパ制御とを切り替える３値制御を行うことによって、本発明の第１の態様のプリンタと同様に、従来ＤＣモータへの電力供給を停止しているＯＦＦ制御の期間においても電力供給を行うことによって、速度制御で定まる期間よりも長く時間電力供給を行い、また、従来ＤＣモータへの電力供給を行っているＯＮ制御の期間において、間歇的な電力供給を行うことによって、単にＯＮ制御するよりも高い応答性で電力供給を行う。これによって、出力トルクが小さなＤＣモータであっても、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を抑制する。
【００５１】
また、本発明の第２の態様は、ＤＣモータの速度制御装置に適用することもできる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、ＤＣモータおよびＤＣモータを備えるプリンタにおいて、１サイクル動作内の負荷変動による速度変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明のモータの速度制御装置およびこれを用いたプリンタについて図を用いて詳細に説明する。
【００５４】
図１は本発明の概略構成を説明するための図である。図１において、プリンタ１は、印字を行うための印字機構部２と、印字用紙２０を紙送りする給紙部５とを備える。印字機構部２は、活字ローラ等を有する印字部３と、インクリボン（図示していない）を挟んで活字ローラに印字用紙２０を押し付けるプラテン部４と、インクリボンを印字部と印字用紙との間に送るリボン送り部１１とを備える。給紙部５は、紙送りローラ５Ａを備え、その紙送りローラ５Ａはギヤ等の伝達機構６を介してＤＣモータ７によって回転駆動する。また、印字部３、プラテン部４、リボン送り部１１についても、伝達機構６を介してＤＣモータ７によって駆動する。ＤＣモータ７は、電源部８によって電力の供給を受ける。
【００５５】
ＤＣモータ７には、直接あるいはギヤを介してエンコーダ１０が取り付けられる。エンコーダ１０はＤＣモータ７の回転に応じたパルス信号を出力し制御部９に送る。制御部９は、エンコーダ１０から得たパルス信号に基づいてＤＣモータ７の速度を検出し、検出した速度に基づいて電源部８を制御し、ＤＣモータ７の速度制御を行う。
【００５６】
本発明は、上記構成において、第１の態様では、エンコーダ１０からＤＣモータ７の実速度を形成するパルス信号を出力する他に、実速度と異なる速度を形成するパルス信号を出力させ、この２種類のパルス信号を用いることによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に加えて、チョッパ制御を含む３値制御を行う。
【００５７】
また、第２の態様では、ＤＣモータ７の実速度を信号処理することによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に加えて、チョッパ制御を含む３値制御を行う。
【００５８】
図２は本発明のプリンタの概略構成を説明するための図である。図２において、プリンタ１は、印字機構部２を構成する印字部３とプラテン４とリボン送り部１１の他に、給紙部５を備え、これらの各機構部には、ＤＣモータ７の駆動力が伝達機構６を介して１サイクル動作内で切り替えて伝達される。
【００５９】
印字部３は、周囲に活字を配設した複数個のプリントホイール３Ｂを同軸上に備えた活字ローラ３Ａを備える。プリントホイール３Ｂは、ホイールギヤ３Ｃを主ギヤ３Ｆで回転させることで駆動される。主ギヤ３Ｆは、ギヤ６Ａを介してＤＣモータ７により駆動することができる。この活字ローラ３Ａによって印字を行うには、プリントホイール３Ｂを回転させながら、印字する活字を選択する動作を、複数のプリントホイール３Ｂについて順次行うことによって１ライン分に活字を設定し、活字を設定した活字ローラ３Ａをインクリボン１１Ａと印字用紙２０を挟んでプラテンローラ４Ａで押圧する。プリントホイール３Ｂの活字の選択は選択つめ３Ｄおよび選択機構３Ｅによって行う。選択つめ３Ｄは各プリントホイール３Ｂに対応して配置され、つめ部分は非選択時にはプリントホイール３Ｂと離隔した位置とし、選択時につめ部分をプリントホイール３Ｂに当接することによって活字を選択する。選択機構３Ｅは、選択つめ３Ｄを回動して選択動作を行わせる機構であり、プリントホイール３Ｂの選択中に選択する活字位置となったときに、選択つめ３Ｄをプリントホイール３Ｂ側に回動させて回転を止めることによって活字選択を行う。
【００６０】
プラテン部４は、印字用紙２０とインクリボン１１Ａとを活字ローラ３Ａに押し当てるプラテンローラ４Ａ、印字用紙２０をプラテンローラ４Ａに案内するガイド部分を備える。プラテンローラ４Ａは、プラテンギヤ４Ｂをギヤ機構を介してＤＣモータ７で駆動する。
【００６１】
給紙部５は、紙送りローラ５Ａを備え、紙送りローラ５Ａを回転させることによって印字用紙２０を所定量ずつプラテンキャリア側に紙送りする。紙送りローラ５Ａは、ギヤ６Ｂと介してＤＣモータ７によって回転駆動する。
【００６２】
ＤＣモータ７にはエンコーダ１０が設けられ、ＤＣモータの回転に応じてパルス信号を出力する。制御部９は、このパルス信号を入力して回転速度を求め、この回転速度に応じて電源部８を制御し、ＤＣモータ７の回転速度を制御する。
【００６３】
次に、エンコーダによって不均等な間隔のパルス信号を形成し、このパルス信号を用いてプリンタが備えるＤＣモータの速度を制御する態様について、図３〜図１３を用いて説明する。
【００６４】
図３は、スリット間隔が不均等なエンコーダ板を用いた場合に制御部の構成を説明するための図である。図３において、制御部９は、エンコーダ１０からの検出パルス信号を入力し、速度信号を形成する速度検出部９ａと、速度信号による検出速度値と基準速度値とを比較する速度比較部９ｂと、速度比較部９ｂから送られるＯＮ制御信号あるいはＯＦＦ制御信号に基づいてドライバ９ｄを制御するドライバ制御信号を形成するドライバ制御部９ｃと、電源部８（図３では示していない）を駆動するドライバ９ｄを備える。
【００６５】
速度比較部９ｂは、検出速度値が基準速度値よりも低い場合にはＤＣモータ７を駆動させるＯＮ制御信号を形成し、検出速度値が基準速度値よりも高い場合にはＤＣモータ７の駆動を停止させるＯＦＦ制御信号を形成する。ドライバ制御部９ｃは、速度比較部９ｂから送られるＯＮ制御信号あるいはＯＦＦ制御信号に基づいて、ドライバ９ｄを制御するドライバ制御信号形成し、これによって電源部８を駆動してＤＣモータ７を駆動する。
【００６６】
以下、本発明のエンコーダが形成する不均等な間隔のパルス信号を用いてＤＣモータの速度制御について、スリット幅が不均一なエンコーダを用いる例について図４〜図１３を用いて説明する。なお、以下では、エンコーダとして、同一円周上に複数のスリットを備え、このスリットを挟んで発光素子と受光素子を配置し、スリットを通過する光を検出することによってパルス信号を検出する光学式のエンコーダの例を用いて説明するが、エンコーダはこの透過式の他に、反射式のものとすることも、また、光学式に限らず、磁気によって検出する磁気式のエンコーダなど種々にエンコーダを用いることができる。
【００６７】
本発明のエンコーダは、エンコーダ板の同一円周上に備える等間隔のスリットの一部分の領域について、スリット間隔を不均等とする構成によって、不均等間隔のパルス信号を形成することができる。
【００６８】
この不均等間隔のスリットとしては、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を広げる構成、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を狭める構成、あるいは、等間隔のスリットの一部分の領域については間隔を広げ、他の一部分の領域については間隔を狭める構成等とすることができる。
【００６９】
以下、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を広げる構成について、図４〜図９を用いて説明し、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を狭める構成について、図１０，図１１を用いて説明し、間隔を広げた領域と間隔を狭めた領域の両方を備えた構成について、図１２，図１３を用いて説明する。
【００７０】
はじめに、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を広げる構成について説明する。この等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を広げる構成は、エンコーダで検出するパルス信号を、エンコーダの１回転内において間引く構成である。
【００７１】
図４（ａ）は、このエンコーダの一例を模式的に示している。なお、ここでは、説明の便宜から、エンコーダの１周をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分して示している。このエンコーダは、同一円周上に等間隔で配置したスリットのうちで、ＢとＣの間に配置するスリットを省き、この部分のスリット間隔を広げた構成例を示している。なお、スリットを不等間隔とする領域の角度範囲は任意に設定することができる。また、省くスリットの個数は、その領域の角度や隣接するスリット間の角度によって定まる。
【００７２】
図４（ｂ）は、このエンコーダを等速度で回転したときに検出されるパルス信号に基づいて検出される検出速度を模式的に示している。スリットが省かれた領域（Ｂ−Ｃ間）で検出される検出速度は、均等間隔で配置されたスリットにより検出される検出速度よりも低速となる。エンコーダは、１回転する間に、図４（ｂ）で示すような検出速度を出力する。
【００７３】
図５は、プリンタが１サイクル動作する間における、ＤＣモータの実速度（図５（ａ））と、エンコーダにより検出される検出速度（図５（ｂ））と、エンコーダの検出速度に基づいて形成されるＯＮ制御信号（図５（ｃ））およびＯＦＦ制御信号（図５（ｄ））の制御信号と、この制御信号による制御状態（図５（ｅ））をそれぞれ示している。
【００７４】
プリンタは、１サイクル動作する間に生じる負荷変動によって、図５（ａ）に示すようにＤＣモータの実速度が変動する。例えば、負荷が増加した場合にはＤＣモータの実速度は低下し、負荷が減少した場合にはＤＣモータの実速度は増加する。このＤＣモータの実速度を、図４に示したような一部のスリットを省いたエンコーダによって検出すると、エンコーダが１回転する間に検出速度が低下する部分が発生する。図５（ｂ）に示したエンコーダの検出速度のうちで、パルス状に速度が低下する部分は、このスリットを省いた部分に相当する。
【００７５】
したがって、図５（ｂ）に示すエンコーダの検出速度は、ＤＣモータの実速度（長い周期部分）の上にスリットを省いた部分に相当するパルス状の低速部分が、エンコーダの回転周期に従って重なった信号となる。図５（ｂ）において、Ａ−Ａで示す間隔は、エンコーダが１回転する間隔（例えば、Ａ−Ａの間隔）に対応する。
【００７６】
ＤＣモータの速度制御では、このエンコーダの検出速度を基準速度（図５（ｂ）中のｖｏ）と比較し、検出速度が基準速度よりも低速である場合には、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御信号を形成し（図５（ｃ））、検出速度が基準速度よりも高速である場合には、ＤＣモータへの電力の供給を停止する（図５（ｄ））。
【００７７】
このとき、本発明のエンコーダから得られた検出速度（図５（ｂ））を基準速度と比較してＯＮ制御信号およびＯＦＦ制御信号を形成すると、検出速度が基準速度よりも低速となる期間と、検出速度が基準速度よりも高速となる期間の他に、検出速度に含まれるパルス状の周期的な低速部分によって、このパルス状の低速部分が基準速度以下となる期間において、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間が生じる。この周期的のＯＮ，ＯＦＦを繰り返す期間は、例えば、図５（ｃ）では、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３となり、図５（ｄ）では、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３となる。
【００７８】
図５（ｅ）において、ＯＮ制御信号が出力される期間はＯＮ制御が行われるＯＮ期間に相当し、ＯＦＦ制御信号が出力される期間はＯＦＦ制御が行われるＯＦＦ期間に相当し、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間はチョッパ期間に相当する。
【００７９】
これによって、本発明のエンコーダを用いることによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、チョッパ制御を含む３値制御を行うことができる。
【００８０】
このＯＮ制御，ＯＦＦ制御，およびチョッパ制御を含む３値制御と、従来のＯＮ制御およびＯＦＦ制御の２値制御との比較を、図６，図７を用いて説明する。
【００８１】
図６（ａ）は、従来のエンコーダの一例を模式的に示している。なお、ここでも、説明の便宜から、エンコーダの１周をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分して示している。このエンコーダは、エンコーダ板１１０Ａの同一円周上にスリット１１０Ｂが等間隔で配置されている。
【００８２】
図６（ｂ）は、このエンコーダを等速度で回転したときに検出されるパルス信号に基づいて検出される検出速度を模式的に示している。このエンコーダはスリットが等間隔で配置されているため、等速で回転していれば、等速の検出速度を出力する。
【００８３】
図７は、プリンタが１サイクル動作する間における、ＤＣモータの実速度（図７（ａ））と、エンコーダにより検出される検出速度（図７（ｂ））と、エンコーダの検出速度に基づいて形成されるＯＮ制御信号（図７（ｃ））およびＯＦＦ制御信号（図７（ｄ））の制御信号と、この制御信号による制御状態（図７（ｅ））をそれぞれ示している。
【００８４】
プリンタの１サイクル動作中の負荷変動によって、図７（ａ）に示すようにＤＣモータの実速度が変動すると、ＤＣモータの実速度はこの負荷変動に応じて変動する。このＤＣモータの実速度を、図６に示したような等間隔配置のスリットを備えるエンコーダによって検出すると、エンコーダは図７（ｂ）に示すようにＤＣモータの実速度と同じ速度変化を表す検出速度を出力する。
【００８５】
ＤＣモータの速度制御では、このエンコーダの検出速度を基準速度（図７（ｂ）中のｖｏ）と比較し、検出速度が基準速度よりも低速である場合には、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御信号を形成し（図７（ｃ））、検出速度が基準速度よりも高速である場合には、ＤＣモータへの電力の供給を停止する（図７（ｄ））。
【００８６】
図７（ｅ）において、ＯＮ制御信号が出力される期間はＯＮ制御が行われるＯＮ期間に相当し、ＯＦＦ制御信号が出力される期間はＯＦＦ制御が行われるＯＦＦ期間に相当する。
【００８７】
図５（ｃ），図５（ｄ）と図７（ｃ），図７（ｄ）とを比較すると、本発明のスリット間隔を長くして不均等間隔を有するエンコーダ板を用いることでチョッパ制御を行う期間が発生し、特に、スリットを省く構成とすることによって、従来の２値制御ではＯＦＦ制御であった期間の一部でチョッパ制御を行い、これによって、出力トルクが小さいＤＣモータであっても、速度変動を有効に抑制する。
【００８８】
図８は、本発明のスリット間隔を長くした不均等間隔を有するエンコーダ板による制御状態を説明するための図である。図８（ａ）は負荷変動を示し、図８（ｂ）は負荷変動によるＤＣモータの実速度の速度変動を示し、図８（ｃ）はスリット間隔を長くした不均等間隔を有するエンコーダ板を用いて検出した検出速度を示し、図８（ｄ）はこの検出速度に基づく速度制御で得られるＤＣモータの実速度を示している。なお、図８に示す負荷および速度の変動状態は、プリンタの１サイクル動作の間を模式的に示したものであり、実際の変動状態を示すものではない。
【００８９】
図８の本発明による変動状態と、図１８に示した従来の制御による変動状態と比較すると、本発明によれば、スリット間隔を長くした不均等間隔を有するエンコーダ板を用いて検出した検出速度に基づいて速度制御することによって、高速度側に向かう制御が行われ、これによって速度変動の幅Δｖｃ′は従来の速度変動の幅Δｖｃ（図１８（ｄ））よりも抑制される。
【００９０】
図９は、エンコーダにおいて、不均等間隔のパルス信号を検出する他の構成例を説明するための概略図である。上記した構成例では、不均等間隔のパルス信号を検出する構成として、エンコーダ板上の同一円周において、スリットが等間隔に形成された領域に一部にスリットの間隔を長くすることで不均等間隔領域を形成している。図９（ａ）は、この構成例を示し、エンコーダ板１０ａが備え均等間隔配置のスリットの一部に、スリットの欠損部分１０ｂを形成し、この部分を不均等間隔領域とする。検出器１２は、発光部１２ａと受光部１２ｂとの間にエンコーダ板１０ａを挟んで設けられ、受光部１２ｂは発光部１２ａが発した光のうちでスリットを通過する光を形成する。
【００９１】
不均等間隔のパルス信号を検出する構成は上記した構成に限らない。図９（ｂ）は、スリットが等間隔に形成されたエンコーダ板１０ｃと、不均等間隔領域を形成するための補助板１０ｄとを組み合わせる構成である。発光部１２ａと受光部１２ｂは、エンコーダ板１０ｃと補助板１０ｄの２枚の板を挟んで設けられ、受光部１２ｂは発光部１２ａが発した光のうちでエンコーダ板１０ｃと補助板１０ｄの両板を通過する光を形成する。補助板１０ｄは、エンコーダ板１０ｃの周上に形成されたスリットのうちの一部分を覆うことで、不均等間隔領域を形成する。
【００９２】
また、エンコーダ板は、プリンタが備えるギヤの一部を利用する構成としてもよい。例えば、図９（ｂ）のエンコーダ１０ｃをプリンタが備えるギヤを用い、ギヤの持つ歯部をスリットとして用いてもよい。また、図９（ｃ）に示すように、ギヤ１０ｅ，１０ｆとを組み合わせてもよい。ギヤ１０ｅの近傍に、回転中に一部が重なるギヤ１０ｆがある場合には、この重なり合う部分に検出器１２を配置し、受光部１２ｂは発光部１２ａが発した光のうちでギヤ１０ｅとギヤ１０ｆとの両ギヤを通過する光を形成する。
【００９３】
次に、等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を狭める構成について図１０，図１１を用いて説明する。この等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を狭める構成は、エンコーダで検出するパルス信号を、エンコーダの１回転内において増やす構成である。
【００９４】
図１０（ａ）は、このエンコーダの一例を模式的に示している。なお、ここでは、説明の便宜から、前記図４と同様に、エンコーダの１周をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分して示している。このエンコーダは、同一円周上に等間隔で配置したスリットのうちで、ＤとＡの間に配置するスリットを増加させ、この部分のスリット間隔を狭めた構成例を示している。なお、スリットを不等間隔とする領域の角度範囲は任意に設定することができる。また、増やすスリットの個数は、その領域の角度や隣接するスリット間の角度によって定まる。
【００９５】
図１０（ｂ）は、このエンコーダを等速度で回転したときに検出されるパルス信号に基づいて検出される検出速度を模式的に示している。スリットが増加された領域（Ｄ−Ａ間）で検出される検出速度は、均等間隔で配置されたスリットにより検出される検出速度よりも高速となる。エンコーダは、１回転する間に、図１０（ｂ）で示すような検出速度を出力する。
【００９６】
図１１は、プリンタが１サイクル動作する間における、ＤＣモータの実速度（図１１（ａ））と、エンコーダにより検出される検出速度（図１１（ｂ））と、エンコーダの検出速度に基づいて形成されるＯＮ制御信号（図１１（ｃ））およびＯＦＦ制御信号（図１１（ｄ））の制御信号と、この制御信号による制御状態（図１１（ｅ））をそれぞれ示している。
【００９７】
プリンタは、図４（ａ）で示したと同様に、１サイクル動作する間に生じる負荷変動によって、図１１（ａ）に示すようにＤＣモータの実速度が変動する。例えば、負荷が増加した場合にはＤＣモータの実速度は低下し、負荷が減少した場合にはＤＣモータの実速度は増加する。このＤＣモータの実速度を、図１０に示したような一部のスリット数を増やしたエンコーダによって検出すると、エンコーダが１回転する間に検出速度が増加する部分が発生する。図１１（ｂ）に示したエンコーダの検出速度のうちで、パルス状に速度が上昇する部分は、このスリットを増やした部分に相当する。
【００９８】
したがって、図１１（ｂ）に示すエンコーダの検出速度は、ＤＣモータの実速度（長い周期部分）の上にスリットを増やした部分に相当するパルス状の高速部分が、エンコーダの回転周期に従って重なった信号となる。
【００９９】
図１１（ｂ）において、Ａ−Ａで示す間隔は、エンコーダが１回転する間隔（例えば、Ａ−Ａの間隔）に対応する。
【０１００】
ＤＣモータの速度制御では、このエンコーダの検出速度を基準速度（図１１（ｂ）中のｖｏ）と比較し、検出速度が基準速度よりも低速である場合には、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御信号を形成し（図１１（ｃ））、検出速度が基準速度よりも高速である場合には、ＤＣモータへの電力の供給を停止する（図１１（ｄ））。
【０１０１】
このとき、本発明のエンコーダから得られた検出速度（図１１（ｂ））を基準速度と比較してＯＮ制御信号およびＯＦＦ制御信号を形成すると、検出速度が基準速度よりも低速となる期間と、検出速度が基準速度よりも高速となる期間の他に、検出速度に含まれるパルス状の周期的な高速部分によって、このパルス状の高速部分が基準速度以上となる期間において、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間が生じる。この周期的のＯＮ，ＯＦＦを繰り返す期間は、例えば、図１１（ｃ）では、Ｇ１，Ｇ２となり、図１１（ｄ）では、Ｈ１，Ｈ２となる。
【０１０２】
図１１（ｅ）において、ＯＮ制御信号が出力される期間はＯＮ制御が行われるＯＮ期間に相当し、ＯＦＦ制御信号が出力される期間はＯＦＦ制御が行われるＯＦＦ期間に相当し、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間はチョッパ期間に相当する。
【０１０３】
これによって、本発明のエンコーダを用いることによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、チョッパ制御を含む３値制御を行うことができる。
【０１０４】
次に、等間隔のスリットの一部分に、間隔を広げた領域と間隔を狭めた領域の両方を備る構成について図１２，図１３を用いて説明する。この等間隔のスリットの一部分の領域の間隔を広げる構成は、エンコーダで検出するパルス信号を、エンコーダの１回転内において間引く部分と増やす部分の両方を備える構成である。
【０１０５】
図１２（ａ）は、このエンコーダの一例を模式的に示している。なお、ここでは、説明の便宜から、前記図４，図１０と同様に、エンコーダの１周をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分して示している。このエンコーダは、同一円周上に等間隔で配置したスリットのうちで、ＢとＣの間に配置するスリットを間引いてこの部分のスリット間隔を広げ、ＤとＡの間に配置するスリットを増加させてこの部分のスリット間隔を狭めた構成例を示している。なお、スリットを不等間隔とする領域の角度範囲は任意に設定することができる。また、増減させるスリットの個数は、その領域の角度や隣接するスリット間の角度によって定まる。
【０１０６】
図１２（ｂ）は、このエンコーダを等速度で回転したときに検出されるパルス信号に基づいて検出される検出速度を模式的に示している。スリットが減少された領域（Ｂ−Ｃ間）で検出される検出速度は、均等間隔で配置されたスリットにより検出される検出速度よりも低速となり、また、スリットが増加された領域（Ｄ−Ａ間）で検出される検出速度は、均等間隔で配置されたスリットにより検出される検出速度よりも高速となる。エンコーダは、１回転する間に、図１２（ｂ）で示すような検出速度を出力する。
【０１０７】
図１３は、プリンタが１サイクル動作する間における、ＤＣモータの実速度（図１３（ａ））と、エンコーダにより検出される検出速度（図１３（ｂ））と、エンコーダの検出速度に基づいて形成されるＯＮ制御信号（図１３（ｃ））およびＯＦＦ制御信号（図１３（ｄ））の制御信号と、この制御信号による制御状態（図１３（ｅ））をそれぞれ示している。
【０１０８】
プリンタは、図４（ａ），図１１（ａ）で示したと同様に、１サイクル動作する間に生じる負荷変動によって、図１３（ａ）に示すようにＤＣモータの実速度が変動する。例えば、負荷が増加した場合にはＤＣモータの実速度は低下し、負荷が減少した場合にはＤＣモータの実速度は増加する。このＤＣモータの実速度を、図１２に示したような一部のスリット数を増減させたエンコーダによって検出すると、エンコーダが１回転する間に検出速度が減少する部分と増加する部分が発生する。図１３（ｂ）に示したエンコーダの検出速度のうちで、パルス状に速度が低下する部分は、このスリットを増やした部分に相当し、パルス状に速度が上昇する部分は、このスリットを増やした部分に相当する。
【０１０９】
したがって、図１３（ｂ）に示すエンコーダの検出速度は、ＤＣモータの実速度（長い周期部分）の上に、スリットを減らした部分に相当するパルス状の低速部分と、増やした部分に相当するパルス状の高速部分とが、エンコーダの回転周期に従って重なった信号となる。
【０１１０】
図１３（ｂ）において、Ａ−Ａで示す間隔は、エンコーダが１回転する間隔（例えば、Ａ−Ａの間隔）に対応する。
【０１１１】
ＤＣモータの速度制御では、このエンコーダの検出速度を基準速度（図１３（ｂ）中のｖｏ）と比較し、検出速度が基準速度よりも低速である場合には、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御信号を形成し（図１３（ｃ））、検出速度が基準速度よりも高速である場合には、ＤＣモータへの電力の供給を停止する（図１３（ｄ））。
【０１１２】
このとき、本発明のエンコーダから得られた検出速度（図１３（ｂ））を基準速度と比較してＯＮ制御信号およびＯＦＦ制御信号を形成すると、検出速度が基準速度よりも低速となる期間と、検出速度が基準速度よりも高速となる期間の他に、検出速度に含まれるパルス状の周期的な低速部分によって、このパルス状の低速部分が基準速度以下となる期間と、検出速度に含まれるパルス状の周期的な高速部分によって、このパルス状の高速部分が基準速度以上となる期間において、それぞれＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間が生じる。この周期的のＯＮ，ＯＦＦを繰り返す期間は、例えば、図１３（ｃ）では、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３となり、図１３（ｄ）では、Ｊ１，Ｊ２となる。
【０１１３】
図１３（ｅ）において、ＯＮ制御信号が出力される期間はＯＮ制御が行われるＯＮ期間に相当し、ＯＦＦ制御信号が出力される期間はＯＦＦ制御が行われるＯＦＦ期間に相当し、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間はチョッパ期間に相当する。
【０１１４】
これによって、本発明のエンコーダを用いることによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、チョッパ制御を含む３値制御を行うことができる。
【０１１５】
この態様によれば、エンコーダのスリットにおいて間隔を広げた領域、あるいは間隔を狭めた領域のいずれかを備える構成と比較して、チョッパ制御を行う期間が長くなり、これによって、より円滑な速度制御を行うことが期待される。
【０１１６】
上記した各例は、エンコーダ板にスリット間隔が不均等となる領域を設け、これによって、ＤＣモータの実速度と異なる検出速度を得る構成について示している。ＤＣモータの実速度と異なる検出速度を得る手段として、上記したスリット間隔が不均等となる領域を有したエンコーダ板を用いる他に、均等なスリット間隔を有したエンコーダ板を用い、このエンコーダ板を有したエンコーダで検出される検出信号を信号処理することによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御にチョッパ制御を加え、２値制御に代えて３値制御を行うこともできる。
【０１１７】
図１４は、スリット間隔が均等なエンコーダ板を用いた場合の制御部の構成を説明するための図である。図１４において、制御部９は、エンコーダ１０からの検出パルス信号を入力し、速度信号を形成する速度検出部９ａと、速度信号による検出速度値と基準速度値とを比較する速度比較部９ｂと、速度比較部９ｂから送られる交差検出信号に基づいてＯＮ制御信号あるいはＯＦＦ制御信号を形成する制御信号形成部９ｅと、制御信号形成部９ｅの制御信号に基づいて制御ドライバ９ｄを制御するドライバ制御信号を形成するドライバ制御部９ｃと、ドライバ制御信号に基づいて電源部（図１４に示していない）の電力をモータに供給するドライバ９ｄを備える。
【０１１８】
エンコーダ１０はエンコーダ板が備えるスリットは等間隔であるため、エンコーダ１０が出力する検出パルス信号を用いて速度信号を検出すると、この速度信号はＤＣモータ７の実速度を表している。
【０１１９】
速度比較部９ｂは速度信号を基準速度値と比較し、比較信号を出力する。制御信号形成部９ｅは、この比較信号を受けると、この時点から所定時間の間チョッパ制御を行った後、検出速度値が基準速度値よりも低い場合にはＤＣモータ７を駆動させるＯＮ制御信号を形成し、検出速度値が基準速度値よりも高い場合にはＤＣモータ７の駆動を停止させるＯＦＦ制御信号を形成する。ドライバ制御部９ｃは、速度比較部９ｂから送られるＯＮ制御信号あるいはＯＦＦ制御信号に基づいて、ドライバ９ｄを制御するドライバ制御信号を形成し、これによって電源部８（図１４には示していない）を駆動してＤＣモータ７を駆動する。
【０１２０】
図１５は、プリンタが１サイクル動作する間における、ＤＣモータの実速度およびエンコーダの検出速度（図１５（ａ））と、エンコーダの検出速度に基づいて形成されるＯＮ制御信号（図１５（ｂ））およびＯＦＦ制御信号（図１５（ｃ））の制御信号と、この制御信号による制御状態（図１５（ｄ））をそれぞれ示している。
【０１２１】
プリンタは、１サイクル動作する間に生じる負荷変動によって、図１５（ａ）に示すようにＤＣモータの実速度が変動し、エンコーダはこの実速度の応じた検出速度を検出する。例えば、負荷が増加した場合にはＤＣモータの実速度は低下し、負荷が減少した場合にはＤＣモータの実速度は増加する。
【０１２２】
速度比較部９ｂは、このエンコーダが検出する検出信号と基準速度値とを（図１５（ａ）中のｖｏ）と比較する。制御信号形成部９ｅは、この比較信号に基づいて検出速度が基準速度よりも低速である場合には、ＤＣモータに電力を供給するＯＮ制御信号を形成し（図１５（ｂ））、検出速度が基準速度よりも高速である場合には、ＤＣモータへの電力の供給を停止する（図１５（ｃ））と共に、ＯＮ制御信号からＯＦＦ制御信号に切り替わる時点、又は、ＯＦＦ制御信号からＯＮ制御信号に切り替わる時点、あるいはその両方の時点において、ＯＮとＯＦＦを断続させるチョッパ制御を行う（図１５（ｂ）中のＫ１，Ｋ２、図１５（ｃ）中のＬ１，Ｌ２）。なお、このチョッパ制御を行う期間は、任意に定めることができる。
【０１２３】
図１５（ｄ）において、ＯＮ制御信号が出力される期間はＯＮ制御が行われるＯＮ期間に相当し、ＯＦＦ制御信号が出力される期間はＯＦＦ制御が行われるＯＦＦ期間に相当し、ＯＮ制御信号とＯＦＦ制御信号が周期的に発生する期間はチョッパ期間に相当する。
【０１２４】
これによって、等間隔のスリットを備えたエンコーダから得られる速度信号に基づいてＯＮ制御とＯＦＦ制御を行うと共に、このＯＮ制御とＯＦＦ制御との切り替わり時にチョッパ制御を組み込むことによって、ＯＮ制御とＯＦＦ制御の２値制御に代えて、チョッパ制御を含む３値制御を行うことができる。
【０１２５】
上記した態様は、速度信号を等間隔のスリットを備えたエンコーダから得る例であるが、速度信号はエンコーダに限らず別の信号から求めてもよい。
【０１２６】
図１６は、インバータ信号から速度信号を求め、これに基づいて、前記した態様と同様のＯＮ制御、ＯＦＦ制御、およびチョッパ制御の３値制御を行う例である。
【０１２７】
インバータ信号は、印字機構２が活字を選択する際に用いるタイミング信号であり、印字機構２がその機能を達成するために通常形成して備える信号である。
【０１２８】
制御部９は、インバータ信号発生部１３からインバータ信号を入力し、このインバータ信号を速度信号として扱うことで、前記した態様と同様のＯＮ制御、ＯＦＦ制御、およびチョッパ制御の３値制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明のプリンタおよびＤＣモータの速度制御装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】本発明のプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図３】スリット間隔が不均等なエンコーダ板を用いた場合に制御部の構成を説明するめの図である。
【図４】本発明のエンコーダの一構成例を説明するための図である。
【図５】本発明のプリンタの１サイクル動作中の速度及び制御状態を説明するための図である。
【図６】従来のエンコーダの一構成例を説明するための図である。
【図７】従来のプリンタの１サイクル動作中の速度及び制御状態を説明するための図である。
【図８】本発明のスリット間隔を長くした不均等間隔を有するエンコーダ板による制御状態を説明するための図である。
【図９】本発明のエンコーダにおいて不均等間隔のパルス信号を検出する他の構成例を説明するための概略図である。
【図１０】本発明のエンコーダの他の構成例を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の構成のエンコーダを備えるプリンタの１サイクル動作中の速度及び制御状態を説明するための図である。
【図１２】本発明のエンコーダの別の構成例を説明するための図である。
【図１３】本発明の別の構成のエンコーダを備えるプリンタの１サイクル動作中の速度及び制御状態を説明するための図である。
【図１４】スリット間隔が均等なエンコーダ板を用いた場合の制御部の構成を説明するめの図である。
【図１５】本発明のプリンタの１サイクル動作中の速度及び制御状態を説明するための図である。
【図１６】本発明のインバータ信号を用いた構成を説明するための概略構成図である。
【図１７】従来のプリンタを説明するための概略図である。
【図１８】従来の速度制御における負荷および速度を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  プリンタ
２  印字機構
３  印字部
３Ａ  活字ローラ
３Ｂ  プリントホイール
３Ｃ  ホイールギヤ
３Ｄ  選択つめ
３Ｅ  選択機構
３Ｆ  主ギヤ
４  プラテン部
４Ａ  プラテンローラ
４Ｂ  プラテンギヤ
５  給紙部
５Ａ  紙送りローラ
６  伝達機構
６Ａ  ギヤ
６Ｂ  ギヤ
７  ＤＣモータ
８  電源部
９  制御部
９ａ  速度検出部
９ｂ  速度比較部
９ｃ  ドライバ制御部
９ｄ  ドライバ
９ｅ  制御信号形成部
１０  エンコーダ
１０ａ  エンコーダ板
１０ｂ  スリットの欠損部分
１０ｃ  エンコーダ板
１０ｄ  補助板
１０ｅ，１０ｆ  ギヤ
１１  リボン送り部
１１Ａ  インクリボン
１２  検出器
１２ａ  発光部
１２ｂ  受光部
１３  インバータ信号発生部
２０  印字用紙
１０１  プリンタ
１０２  印字機構
１０３  印字部
１０４  プラテン部
１０５  給紙部
１０５Ａ  紙送りローラ
１０６  伝達機構
１０７  ＤＣモータ
１０８  電源部
１０９  制御部
１１０Ａ  エンコーダ板
１１０Ｂ  スリット
１１１  リボン送り部
１１３  インバータ信号発生部
１２０  印字用紙
【図１】
2007228774.tif 000003
【図２】
2007228774.tif 000004
【図３】
2007228774.tif 000005
【図４】
2007228774.tif 000006
【図５】
2007228774.tif 000007
【図６】
2007228774.tif 000008
【図７】
2007228774.tif 000009
【図８】
2007228774.tif 000010
【図９】
2007228774.tif 000011
【図１０】
2007228774.tif 000012
【図１１】
2007228774.tif 000013
【図１２】
2007228774.tif 000014
【図１３】
2007228774.tif 000015
【図１４】
2007228774.tif 000016
【図１５】
2007228774.tif 000017
【図１６】
2007228774.tif 000018
【図１７】
2007228774.tif 000019
【図１８】
2007228774.tif 000020