(57)【要約】【課題】シリアルプリンタにおいて、印字位置の位置ずれを容易に補正する。変動する位置ずれの補正を容易とするエンコーダを提供する。【解決手段】印字ヘッドの印字を制御する印字駆動タイミングを、エンコーダの検出信号に基づいて形成する際に、このエンコーダの検出信号を調整することによって印字駆動タイミングを調整して、往復印字における印字位置の位置ずれを補正する。印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるモーターと、モーター軸の回転を検出するエンコーダと、エンコーダで検出した検出信号に基づいて印字ヘッドの印字駆動タイミングを制御するシリアルプリンタにおいて、エンコーダの検出信号のデューティー比を調整可能とする。【選択図】図１
2007118377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるモーターと、
前記モーター軸の回転を検出するエンコーダと、
前記エンコーダで検出した検出信号に基づいて前記印字ヘッドの印字駆動タイミングを制御するシリアルプリンタにおいて、
前記エンコーダの検出信号のデューティー比を調整可能とすることを特徴とするシリアルプリンタ。
【請求項２】
前記エンコーダは  周方向に複数の信号形成部を有する２枚の信号板を対向配置する信号板組立体を備え、
前記２枚の各信号板は、同一径の円周上の周方向に同数の信号形成部を有し、
少なくとも一方の信号板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、前記２枚の信号板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項３】
前記エンコーダは  周方向に複数のスリットを有する２枚のスリット円板を対向配置する信号板組立体を備え、
前記２枚のスリット円板は、同一径の円周上の周方向に同数のスリットを有し、
少なくとも一方のスリット円板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、前記２枚のスリット円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項４】
前記エンコーダは、周方向に複数の反射部を有する反射円板と、周方向に複数のスリットを有するスリット円板を対向配置する信号板組立体を備え、
前記反射円板の反射部とスリット円板のスリットは、同一径の円周上の周方向に同数有し、
スリット円板又は反射円板の少なくとも何れか一方は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、スリット円板と反射円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項５】
前記モーターは、パルスモーターであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のシリアルプリンタ。
【請求項６】
前記モーターはパルスモーターであり、前記スリット円板のスリット数は、パルスモーターの一周のステップ数と同一であることを特徴とする請求項３に記載のシリアルプリンタ。
【請求項７】
前記モーターはパルスモーターであり、前記スリット円板のスリット数及び前記反射円板の反射部の個数は、パルスモーターの一周のステップ数と同一であることを特徴とする請求項５に記載のシリアルプリンタ。
【請求項８】
前記モーターは、正逆回転することにより前記キャリッジが往復移動することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載のシリアルプリンタ。
【請求項９】
前記エンコーダの検出信号の信号幅は、キャリッジが移動を開始してから印字位置までに要するキャリッジ駆動時間からキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間の２倍の幅であることを特徴とする、請求項１乃至請求項８の何れか一つに記載のシリアルプリンタ。
【請求項１０】
軸回転する信号板と、
前記信号板が備える信号形成部を検出する検出部を有し、
前記信号形成部は、信号を形成する部位の長さを可変とし、前記検出部が検出する検出信号のデューティー比を可変とすることを特徴とするエンコーダ。
【請求項１１】
前記エンコーダは  周方向に複数の信号形成部を有する２枚の信号板を対向配置する信号板組立体を備え、
前記２枚の各信号板は、同一径の円周上の周方向に同数の信号形成部を有し、
少なくとも一方の信号板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、前記２枚の信号板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１２】
前記信号板は、周方向に複数のスリットを有する２枚のスリット円板を対向して配置し、
前記２枚のスリット円板は、同一径の円周上の周方向に同数のスリットを有し、
少なくとも一方のスリット円板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、前記２枚のスリット円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより前記信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１３】
前記信号板は、周方向に複数の反射部を有する反射円板と、周方向に複数のスリットを有するスリット円板を対向して配置し、
前記反射円板の反射部とスリット円板のスリットは、同一径の円周上の周方向に同数有し、
スリット円板又は反射円板の少なくとも何れか一方の信号板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、スリット円板と反射円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とすることを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１４】
印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるモーターと、
前記モーター軸の回転を検出するエンコーダと、
前記エンコーダで検出した検出信号に基づいて前記印字ヘッドの駆動タイミングを制御するシリアルプリンタの制御方法において、
前記検出信号は、所定の印字時点から、印字ヘッドに駆動電圧を印加してから、所定の印字時点で当該印字ヘッドが駆動するまでに要する時間から、当該時間内でキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間を、キャリッジの少なくとも一方の移動方向について定めることを特徴とする、シリアルプリンタの制御方法。
【請求項１５】
前記エンコーダの検出信号の周期と前記キャリッジの駆動周期とを一致させることを特徴とする請求項１４に記載のシリアルプリンタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させながら印字ヘッドを駆動するシリアルプリンタ、その制御方法、及び、当該シリアルプリンタの制御に適したエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パルスモーターを正逆回転させてキャリッジを往復動させながら、印字ヘッドを駆動して印字を行うシリアルプリンタが知られている。
【０００３】
このシリアルプリンタにおいて、キャリッジや印字ヘッドの駆動を制御する方法として、駆動用パルスモーターを駆動するためのパルスモーター駆動信号のタイミングを利用する方法や、駆動用パルスモーターの回転をエンコーダで検出しこの検出信号を利用する方法が知られている。
【０００４】
このようなシリアルプリンタでは、印字ずれを防ぐために、印字ヘッドを搭載したキャリッジの往復動を制御する他、印字ヘッドの印字素子の駆動を制御する必要がある。特に、印字ヘッドを往復駆動する場合には、往方向の印字位置と復方向の印字位置に位置ずれが生じないよう制御する必要がある。
【０００５】
例えば、印字ヘッドの印字高さ（用紙の搬送方向）が印字対象の画像に対して短い場合には、印字ヘッドを往復させることによって印字を行う必要がある。このような往復印字において、往方向の印字位置と復方向の印字位置に位置ずれが生じた場合には、印字精度が低下することになる。
【０００６】
図１２は、印字位置の位置ずれを説明するための図であり、縦方向に一ラインを印字する例を示している。図１２（ａ）に示すように、往方向印字の印字位置と復印字方向の印字位置が一致することにより、縦方向の一ラインが印字される。一方、図１２（ｂ）に示すように、往方向印字の印字位置と復印字方向の印字位置が一致しない場合には、縦方向で段差が生じることになる。
【０００７】
パルスモーター駆動信号のタイミングを利用してシリアルプリンタを制御する方法では、上記した位置ずれを補正する方法が提案されている。この補正方法は、パルスモーター駆動信号に基づいて形成されたヘッド駆動信号を、予め設定された時間分だけ遅延させることによって位置ずれを補正するものである。
【０００８】
図１３は、遅延による補正方法を説明するための信号図である。図１３（ａ）はパルスモーター駆動信号ＰＭを示し、図１３（ｂ）〜（ｅ）は往方向を示し、図１３（ｆ）〜（ｉ）は復方向を示している。また、図１３において、破線は補正前の状態を示し、実線は補正後の状態を示し、図１３（ｃ），（ｇ）はヘッドの印字ワイヤの挙動を示し、図１３（ｄ），（ｈ）はヘッドによる印打力を示している。また、図１３（ｅ），（ｉ）は用紙上において印字が行われる画素位置を示している。
【０００９】
往方向では、パルスモーター駆動信号ＰＭ（図１３（ａ））に基づいて形成したヘッド駆動信号（図１３（ｂ）中の破線で示す）を予め設定しておいた遅延時間Ｔd分だけ遅延させることによってヘッド駆動信号（図１３（ｂ）中の実線で示す）を形成し、この遅延させたヘッド駆動信号を用いてヘッドを駆動することにより（図１３（ｃ）中の実線で示す）、図１３（ｅ）に示すように画素位置を補正する。また、復方向においても同様にして、パルスモーター駆動信号ＰＭ（図１３（ａ））に基づいて形成したヘッド駆動信号（図１３（ｆ）中の破線で示し）を予め設定しておいた遅延時間Ｔdだけ遅延させることによってヘッド駆動信号（図１３（ｆ）中の実線で示す）を形成し、この遅延させたヘッド駆動信号を用いることで画素位置を補正する（図１３（ｉ））。
【００１０】
また、上記したように印字ヘッドの制御をパルスモーター駆動信号に基づいて行う他に、パルスモーターの回転をエンコーダで検出し、検出信号に基づいて制御を行う構成が提案されている。
【００１１】
特許文献１には、パルスモーターと同軸にスリット円板を設けてフォトインタラプタでスリットを検出し、パルスモーターが正回転してキャリッジが順方向に送られるときは検出信号の前縁を用い、一方、パルスモーターが逆回転してキャリッジが逆方向に送られるときは検出信号の後縁を用いて印字ヘッドの駆動タイミングを制御するシリアルプリンタが示されている。
【００１２】
図１４は、エンコーダの一例である。エンコーダ２０は、回転状態を検出する信号板を備える。信号板は、例えば、周方向に複数のスリット２２が形成されたスリット板２１とすることができ、このスリット２１を検出器２３で検出することによって軸２９の回転情報を取得する。なお、検出器２３は、例えば発光器と受光器とを備える光センサを用いることができ、透過型の光センサの場合には発光器で発光した光の内でスリット２２を透過した光を受光器で検出する。
【００１３】
図１５はキャリッジモーターと信号板との関係を説明するための信号図である。キャリッジモーターは、互いに位相がずれた２つのキャリッジモーター駆動信号（図１５（ｄ），（ｅ））による駆動される。図１５に示す駆動信号は１／５回転を一周期とし、信号板からはこの一周期中に４つの検出信号を出力し（図１５（ｆ））、この検出信号毎に一画素を印字する（図１５（ｇ））。
【００１４】
なお、この一周期は、１２００Ｈｚであれば８３３μｓｅｃに相当し（図１５（ａ））、この間に印字ヘッドは０．３１７ｍｍ（１／８０ｉｎｃｈ）移動し（図１５（ｂ））する。
【００１５】
図１６は、エンコーダで検出した信号板検出信号に基づく印字ヘッド制御を説明するための図である。ここでは、図１６は位置ずれがない場合を示している。
【００１６】
図１６（ａ）は信号板検出信号を示し、図１６（ｂ）〜図１６（ｅ）は往方向を示し、図１６（ｆ）〜図１６（ｉ）は復方向を示している。また、図１６（ｃ），（ｇ）はヘッドの印字ワイヤの挙動を示し、図１６（ｄ），（ｈ）はヘッドによる印打力を示している。また、図１６（ｅ），（ｉ）は用紙上において印字が行われる画素位置を示している。
【００１７】
位置ずれがない場合には、信号板検出信号に基づく駆動制御によって、往方向の印字位置（図１６（ｅ））と復方向の印字位置（図１６（ｈ））は一致する。
【特許文献１】特開昭５４−１３６９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記したシリアルプリンタでは、往復印字した際に、往方向の印字位置と復方向の印字位置との間に生じる位置ずれにおいて、固定的な位置ずれと変動的な位置ずれがある。
【００１９】
固定的な位置ずれは、キャリッジ駆動モーターの駆動力をキャリッジに伝える駆動伝達系において、環境や経時によって変化しない要因に基づく位置ずれであり、変動的な位置ずれは、環境や経時によって変化する要因に基づく位置ずれである。
【００２０】
固定的な位置ずれの要因としては、例えば、駆動伝達系の構成部品の寸法のばらつきやキャリッジの移動抵抗のばらつきがあり、これらにより、パルスモーターの軸とキャリッジの間に生じる遊びは、製品間で同一とならない。
【００２１】
変動的な位置ずれの要因としては、例えば、キャリッジの駆動伝達系の温度特性や、繰り返して印字したことによるキャリッジ摺動部への紙紛やインクかすがの付着がある。
【００２２】
これらの要因は、キャリッジの往復走行の負荷を増大させ、パルスモーターの軸とキャリッジの間に生じる遊びを増加させ、キャリッジ駆動モーターのロータに回転遅れを生じさせる。このモーターの回転遅れは印字ヘッド位置に遅れを生じさせ、その結果、用紙上の画素位置に位置ずれが生じる。
【００２３】
図１７は、キャリッジ駆動伝達系に生じる遅れによる用紙上の画素位置の位置ずれを説明するための図である。図１７は前記した図１６と同様に、図１７（ａ）は信号板検出信号を示し、図１７（ｂ）〜図１７（ｅ）は往方向を示し、図１７（ｆ）〜図１７（ｉ）は復方向を示している。また、図１７（ｃ），（ｇ）はヘッドの印字ワイヤの挙動を示し、図１７（ｄ），（ｈ）はヘッドによる印打力を示している。また、図１７（ｅ），（ｉ）は用紙上において印字が行われる画素位置を示している。
【００２４】
往方向では、キャリッジ駆動伝達系に生じる遅れによって、実際に印字される印字画素の位置（図１７（ｅ）中のＢ1）は、通電電圧の印加によって予定される印字画素の位置（図１７（ｅ）中のＡ1）よりも往方向において遅れた位置となる。
【００２５】
また、復方向についても、キャリッジ駆動伝達系に生じる遅れによって、実際に印字される印字画素の位置（図１７（ｉ）中のＢ2）は、通電電圧の印加によって予定される印字画素の位置（図１７（ｉ）中のＡ2）よりも復方向において遅れた位置となる。
【００２６】
したがって、往方向と復方向の印字画素の位置Ｂ1とＢ2との間には、図１７（ｊ）に示すような位置ずれが生じることになる。
【００２７】
前記した、予め設定された遅延時間分だけヘッド駆動信号を遅延させることによって位置ずれを補正する方法は、固定的な位置ずれには好適ではあるが、環境や経年等により変化する変動的な位置ずれに対応することは困難である。
【００２８】
通常、遅延時間は回路構成によって構成されるか、あるいはＲＯＭ等の記憶媒体に記録されるが、この遅延時間を調整するには、回路を組み直すか、ＲＯＭのデータを書き換える必要がある。このような回路の変更やＲＯＭの書き換えを行うには、プリンタを分解するといった操作を伴うため、容易に行うことは困難である。
【００２９】
上記したように、シリアルプリンタでは、駆動モーターの軸とキャリッジとの間にある遊びのばらつきの他、環境や経年変化による、パルスモーターに電圧を印加してからキャリッジが移動を開始するまでの遅れ時間のばらつきの変動等によって、往復印字を行った際の印字位置に位置ずれが発生するという問題がある。
【００３０】
そこで、本発明は、上記した課題を解決し、シリアルプリンタにおいて、印字位置の位置ずれを容易に補正することを目的とし、特に、変動する位置ずれを容易に補正することを目的とする。
【００３１】
また、シリアルプリンタに好適なエンコーダを提供することを目的とし、特に、変動する位置ずれの補正を容易とするエンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明は、印字ヘッドの印字を制御する印字駆動タイミングを、エンコーダの検出信号に基づいて形成する際に、このエンコーダの検出信号を調整することによって印字駆動タイミングを調整して、往復印字における印字位置の位置ずれを補正するものである。
【００３３】
本発明は、エンコーダの態様、このエンコーダを備えるシリアルプリンタの態様、及びこのシリアルプリンタの制御方法の態様を含み、エンコーダの態様では、エンコーダの検出信号のタイミングを調整可能とし、エンコーダを備えるシリアルプリンタの態様及びシリアルプリンタの制御方法の態様では、印字駆動タイミングの調整を可能とする。いずれの態様においても、変動に対する調整を容易に行うことができる。
【００３４】
本発明のシリアルプリンタは、印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるモーターと、モーター軸の回転を検出するエンコーダと、エンコーダで検出した検出信号に基づいて印字ヘッドの印字駆動タイミングを制御するシリアルプリンタにおいて、エンコーダの検出信号のデューティー比を調整可能とする。
【００３５】
このデューティー比は、検出信号のオンの期間とオフの期間との比、あるいは検出信号の一周期内におけるオンの期間あるいはオフの期間の比率とすることができ、検出信号の立ち下がりあるいは立ち上がりの時点等を用いて印字ヘッドの印字駆動タイミングを制御する場合には、このデューティー比を調整することによって印字駆動タイミングを調整することができる。
【００３６】
このエンコーダは  周方向に複数の信号形成部を有する２枚の信号板を対向配置する信号板組立体を備える。この２枚の各信号板は、同一径の円周上の周方向に同数の信号形成部を有し、少なくとも一方の信号板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、２枚の信号板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とする。
【００３７】
エンコーダが形成する信号幅は、２枚の信号板の信号形成部が重なる部分の幅に基づいて形成される。本発明のエンコーダは、２枚の信号板の少なくとも一方の信号板を、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を変え、２枚の信号板の周方向の相対的な位相関係を変えることによって、２枚の信号板の信号形成部が重なる部分の幅を変更させ、これによってエンコーダが形成する信号幅を調整する。
【００３８】
上記エンコーダを構成する信号板組立体は、透過型の光学エンコーダ及び反射型の光学エンコーダの検出態様に対応して２つの形態とすることができる。
【００３９】
透過型の光学エンコーダの検出態様では、エンコーダは  周方向に複数のスリットを有する２枚のスリット円板を対向配置する信号板組立体を備える。２枚のスリット円板は、同一径の円周上の周方向に同数のスリットを有し、少なくとも一方のスリット円板は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、２枚のスリット円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とする。
【００４０】
また、反射型の光学エンコーダの検出態様では、エンコーダは、周方向に複数の反射部を有すると反射円板と、周方向に複数のスリットを有するスリット円板を対向配置する信号板組立体を備える。反射円板の反射部とスリット円板のスリットは、同一径の円周上の周方向に同数有し、スリット円板又は反射円板の少なくとも何れか一方は、回転軸の周方向位置に対する取り付け位置を可変とし、スリット円板と反射円板の周方向の相対的な位相関係を可変とすることにより信号幅を調整可能とする。
【００４１】
上記透過型エンコーダの態様では、スリット円板のスリット数を、パルスモーターの一周のステップ数と同一とし、また、反射型エンコーダの態様では、スリット円板のスリット数及び前記反射円板の反射部の個数を、パルスモーターの一周のステップ数と同一とすることによって、エンコーダの検出信号からパルスモーターが駆動するステップ単位と対応させることができ、エンコーダの検出信号に基づいてパルスモーターの駆動をステップ単位で制御することができる。
【００４２】
また、上記調整によるエンコーダの検出信号の信号幅は、キャリッジが移動開始から印字位置までに要するキャリッジ駆動時間からキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間の２倍の幅とする。
【００４３】
キャリッジが移動を開始してから印字位置までに要するキャリッジ駆動時間によって、印字位置を制御した場合には、実際に印字される印字位置は、キャリッジ駆動伝達系による遅れ分だけ遅れた位置となるが、このキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた信号幅とすることによってこの遅れ分は補償され、所定の印字位置と実際の印字位置とを一致させることができる。また、前記差し引いた時間の２倍の幅とすることで、往方向の補正と復方向の補正の両方向の補正を行うことができる。
【００４４】
また、モーターが正逆回転することによりキャリッジが往復移動することができる。
【００４５】
シリアルプリンタの制御方法の態様では、印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させるモーターと、モーター軸の回転を検出するエンコーダと、エンコーダで検出した検出信号に基づいて前記印字ヘッドの駆動タイミングを制御するシリアルプリンタの制御方法において、検出信号は、所定の印字時点から、印字ヘッドに駆動電圧を印加してから、所定の印字時点で当該印字ヘッドが駆動するまでに要する時間から、当該時間内でキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間を、キャリッジの少なくとも一方の移動方向について定める。
【００４６】
キャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間に基づいて印字ヘッドの駆動タイミングを制御することで、遅れ分による位置ずれは補償され、所定の印字位置と実際の印字位置とが一致する。
【００４７】
また、シリアルプリンタの制御方法において、エンコーダの検出信号の周期とキャリッジの駆動周期とを一致させることによって、エンコーダの検出信号をそのままの周期でキャリッジの駆動を制御することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明は、シリアルプリンタにおいて、印字位置の位置ずれを容易に補正することができる。特に、変動する位置ずれを容易に補正することができる。
【００４９】
また、本発明は、シリアルプリンタに好適なエンコーダを提供し、特に、変動する位置ずれの補正を容易とするエンコーダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明のシリアルプリンタ、その制御方法、及びシリアルプリンタに適したエンコーダについて図を用いて詳細に説明する。
【００５１】
図１は、本発明のシリアルプリンタの概略を説明するための図である。なお、図では、シリアルプリンタにおいて本発明が目的とする印字位置の位置ずれを補正する構成を主に記載し、その他のシリアルプリンタが備える構成については省略している。なお、図１（ａ）はキャリッジをタイミングベルトを用いて駆動する構成例を示し、図１（ｂ）はキャリッジを円筒カム軸を用いて駆動する構成例を示している。
【００５２】
図１（ａ）に示すシリアルプリンタ１は、印字ヘッド３、当該印字ヘッド３を搭載したキャリッジ２、当該キャリッジ２を駆動する駆動機構、及び駆動機構を制御する制御機構を備える。
【００５３】
駆動機構は、キャリッジ２を印字用紙の搬送方向と直交する方向に移動させる駆動源となるパルスモーター４、このパルスモーター４に直結される駆動プーリ５ａと、当該駆動プーリ５ａと対向して配置される遊動プーリ５ｂと、二つのプーリ５ａ，５ｂの間に張られたタイミングベルト６を備える。
【００５４】
タイミングベルト６にはキャリッジ２が取り付けられ、パルスモーター４が正方向に１ステップ分駆動すると、図中の左から右に向かって例えば一文字分送りし、パルスモーター４が逆方向に１ステップ分駆動すると、図中の右から左に向かって例えば一文字分送りする。
【００５５】
また、制御機構は、エンコーダ１０、検出器７、制御部８を備える。検出器７は、タイミングベルト６に沿った所定位置に設けられ、キャリッジ２が所定位置に移動したことを検出する。所定位置としては、例えば、各行の左桁などの初期位置や、各行の右桁などの端部位置とすることができる。
【００５６】
検出器７は例えばホール素子とすることができ、キャリッジ３に設けた磁石を検出することでキャリッジ３の位置を検出する。
【００５７】
エンコーダ１０はパルスモーター４の回転軸に取り付けられ、例えば、パルスモーター４のステップ周期に対応した周期で検出信号を出力する。
【００５８】
制御部８は、エンコーダ１０の検出信号を入力してキャリッジ２の駆動を制御するとともに印字ヘッド３の駆動を制御する。また、制御部８は、検出器７からの入力した検出信号を用いて、キャリッジ２の移動方向に応じた回転方向の制御を行う。
【００５９】
図１（ｂ）に示すシリアルプリンタ１は、図１（ａ）の構成例と同様に、印字ヘッド３、キャリッジ２、当該キャリッジ２を駆動する駆動機構、及び駆動機構を制御する制御機構を備える。
【００６０】
駆動機構は、パルスモーター４、このパルスモーター４により駆動される円筒カム軸９を備える。
【００６１】
円筒カム軸９にはキャリッジ２が取り付けられ、パルスモーター４が正方向に１ステップ分駆動すると、図中の左から右に向かって例えば一文字分送りし、パルスモーター４が逆方向に１ステップ分駆動すると、図中の右から左に向かって例えば一文字分送りする。
【００６２】
また、円筒カム軸９に沿った所定位置に検出器７が設けられ、キャリッジ２が所定位置に移動したことを検出する。
【００６３】
エンコーダ１０及び制御部８は、図１（ａ）の構成と同様とすることができ、パルスモーター４の回転軸に取り付けられたエンコーダ１０はパルスモーター４のステップ周期に対応した周期で検出信号を出力し、制御部８は、エンコーダ１０の検出信号を用いてキャリッジ２の駆動を制御するとともに印字ヘッド３の駆動を制御する。
【００６４】
次に、本発明のシリアルプリンタによる位置ずれの補正について、図２を用いて説明する。
【００６５】
図２（ａ）は、シリアルプリンタが備えるエンコーダが出力する信号板検出信号を示し、図２（ｂ）〜図２（ｅ）は往方向を示し、図２（ｆ）〜図２（ｉ）は復方向を示している。また、図２（ｃ），（ｇ）はヘッドの印字ワイヤの挙動を示し、図２（ｄ），（ｈ）はヘッドによる印打力を示している。また、図２（ｅ），（ｉ）は用紙上において印字が行われる画素位置を示している。なお、図２において、図２（ｅ），（ｉ）は位置を表し、その他は時間を表している。
【００６６】
図２（ａ）において、破線で示す信号板検出信号は、補正前のエンコーダが出力する信号である。制御部は、この信号板検出信号の立ち下がり時点に基づいて、印字ヘッドに印加する通電電圧を形成する。図２（ａ）において、往方向は図中の左から右に向かう方向で表し、復方向は図中の右から左に向かう方向で表している。したがって、印字ヘッドへの通電電圧の印加は、信号板検出信号の前縁及び後縁に基づいて行われる。なお、ここで、信号板検出信号の前縁は往方向における立ち下がりに相当し、信号板検出信号の後縁は復方向における立ち下がりに相当する。
【００６７】
図２（ａ）において、破線で示す信号板検出信号は補正前の信号状態を示し、その信号幅Ｔ0を備える。一方、実線で示す信号板検出信号は補正後の信号状態を示し、信号幅Ｔ1を備える。補正後の信号検出信号は、補正前の信号検出信号に比較して両側縁部においてそれぞれΔＴだけ短く設定することで、位置ずれを補正する。
【００６８】
はじめに、往方向について図２（ｂ）〜図２（ｅ）を用いて説明する。
【００６９】
補正前の通電電圧は、図２（ａ），（ｂ）の破線で示すように、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔA1で印字ヘッドに対する通電電圧の印加を開始する。印字ヘッドは、この通電電圧が印加されて印字ワイヤが挙動を開始してから所定時間Ｔmoveが経過した後（図２（ｃ））、印打力が最大となって（図２（ｄ））、用紙上に印字が行われる。所定時間Ｔmoveは、印字ヘッドを構成する印字ワイヤが移動する印字ワイヤ飛翔時間、あるいは円筒カム軸が回転するキャリッジ移動時間に相当する。
【００７０】
このとき、キャリッジ駆動系には機械的な遊び等によって駆動遅れが生じているため、キャリッジは駆動遅れが無いとして予定される位置Ｑ（図２（ｅ）中の×印）に未だ達しておらず、その位置Ｑよりも遅れた位置ＰA1（図２（ｅ）中の破線で示す円）に印字画素が形成される。これにより、印字の位置ずれが発生する。
【００７１】
本発明は、この印字の位置ずれを補正するために、信号板検出信号の信号幅を調整する。
【００７２】
図２（ａ）において、破線で示す補正前の信号板検出信号の信号幅Ｔ0を調整して、実線で示す補正後の信号板検出信号の信号幅Ｔ1とする。ここで、信号幅は、往方向及び復方向においてそれぞれΔＴだけ調整される。
【００７３】
補正後の通電電圧は、図２（ａ），（ｂ）の実線で示すように、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔB1で印字ヘッドに対する通電電圧の印加を開始する。印字ヘッドは、この通電電圧が印加されてから印字ワイヤが挙動を開始してから所定時間Ｔmoveが経過した後（図２（ｃ））、印打力が最大となって（図２（ｄ））、用紙上に印字が行われる。
【００７４】
補正後の通電電圧は、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔB1が遅れた分だけ、前記した位置Ｑより進んだ位置Ｒ1（図２（ｅ）中の丸印）を印字位置として予定することになるが、キャリッジ駆動系で生じる駆動遅れによって、その位置Ｒ1よりも遅れた位置ＰB1（図２（ｅ）中の黒円）に印字画素が形成される。
【００７５】
この位置ＰB1を、当初、キャリッジの駆動遅れが無いとして予定する位置Ｑとすることによって、位置ずれすることなく印字を行うことができる。つまり、信号板検出信号の調整量は、印字位置Ｒがキャリッジの駆動遅れによって遅れて印字される印字位置が位置Ｑとなるように設定する信号幅であり、キャリッジが移動を開始してから印字位置までに要するキャリッジ駆動時間からキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間で求めることができる。
【００７６】
次に、復方向について図２（ｆ）〜図２（ｉ）を用いて説明する。
【００７７】
補正前の通電電圧は、図２（ａ），（ｆ）の破線で示すように、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔA2で印字ヘッドに対する通電電圧の印加を開始する。印字ヘッドは、この通電電圧が印加されて印字ワイヤが挙動を開始してから所定時間Ｔmoveが経過した後（図２（ｆ））、印打力が最大となって（図２（ｇ））、用紙上に印字が行われる。所定時間Ｔmoveは、印字ヘッドが構成する印字ワイヤが移動する印字ワイヤ飛翔時間、あるいは円筒カム軸が回転するキャリッジ移動時間に相当する。
【００７８】
このとき、キャリッジ駆動系には機械的な遊び等によって駆動遅れが生じているため、キャリッジは駆動遅れが無いとして予定される位置Ｑ（図２（ｉ）中の×印）に未だ達しておらず、その位置Ｑよりも遅れた位置ＰA2（図２（ｉ）中の破線で示す円）に印字画素が形成される。これにより、印字の位置ずれが発生する。
【００７９】
復方向についても、前記した往方向と同様にして、この印字の位置ずれを補正するために、信号板検出信号の信号幅を調整する。
【００８０】
復方向において、補正後の通電電圧は、図２（ａ），（ｆ）の実線で示すように、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔB2で印字ヘッドに対する通電電圧の印加を開始する。印字ヘッドは、この通電電圧が印加されて印字ワイヤが挙動を開始してから所定時間Ｔmoveが経過した後（図２（ｃ））、印打力が最大となって（図２（ｄ））、用紙上に印字が行われる。
【００８１】
補正後の通電電圧は、信号板検出信号の立ち下がり時点ｔB2が遅れた分だけ、前記した位置Ｑより進んだ位置Ｒ2（図２（ｅ）中の丸印）を印字位置として予定することになるが、キャリッジ駆動系で生じる駆動遅れによって、その位置Ｒ2よりも遅れた位置ＰB2（図２（ｉ）中の黒円）に印字画素が形成される。
【００８２】
この位置ＰB2を、当初、キャリッジの駆動遅れが無いとして予定する位置Ｑとすることによって、位置ずれすることなく印字を行うことができる。つまり、信号板検出信号の調整量は、印字位置Ｒ2がキャリッジの駆動遅れによって遅れて印字される印字位置が位置Ｑとなるように設定する信号幅であり、キャリッジが移動を開始してから印字位置までに要するキャリッジ駆動時間からキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間で求めることができる。
【００８３】
なお、上記した例では、信号板検出信号の信号幅を縮める方向の調整を示しているが、印字位置の置ずれ状態によっては、信号板検出信号の信号幅を広める方向で調整を行う場合もある。また、その信号幅の調整量は印字位置の位置ずれ量に応じて設定される。
【００８４】
また、信号幅の調整量は、往方向及び復方向についてそれぞれ、キャリッジが移動を開始してから印字位置までに要するキャリッジ駆動時間からキャリッジ駆動伝達系が有する遅れ分を差し引いた時間により設定するため、全体の調整幅は前記した時間の２倍の時間幅となる。
【００８５】
上記した信号板検出信号は、エンコーダによって取得することができる。次に、信号板検出信号の信号幅を調整することができるエンコーダの構成例について、図３〜図１１を用いて説明する。
【００８６】
図３〜図５は透過型の光学エンコーダが備える信号板の構成例であり、図６〜図８は反射型の光学エンコーダが備える信号板の構成例である。
【００８７】
図３は透過型の光学エンコーダの構成を説明するために概略斜視図である。
【００８８】
図３に示す光学エンコーダ１０は、信号板に形成されたスリットに光を照射し、そのスリットを透過する光を検出器で検出することで信号板検出信号を取得する。エンコーダ１０は、回転軸１９に２枚のスリット円板１１，１２を重ね合わせることで構成する。各スリット円板１１，１２は、周方向に沿って複数の同数のスリット１１ａ，１２ａを備える。検出器１３は、この２枚のスリット円板１１，１２が発光器１３ａと受光器１３ｂとを挟んで設けられ、発光器１３ａからの発光の内で、スリット板１１のスリット１１ａ及びスリット板１２のスリット１２ａを透過した光を受光器１３ｂで検出する。
【００８９】
スリット板１１とスリット板１２の少なくとも何れか一方は、回転軸１９の周方向に対する取り付け位置が変更可能である。このとき、スリット円板１１あるいはスリット円板１２の何れか一つを回転軸１９に固定して基準の信号板とし、他方を回転軸１９の周方向に対して取り付け位置を変更可能に取り付けて調整信号板とすることができる。また、スリット円板１１及びスリット円板１２の両方を回転軸１９の周方向に対して取り付け位置を変更可能に取り付けてもよい。
【００９０】
この構成によって、スリット円板１１とスリット円板１２の少なくとも何れか一方を回転軸１９の軸周りで回すことによって、スリット円板１１とスリット円板１２の周方向の位置関係を変更し、スリット１１ａとスリット１２ａとの重なりの程度を変更自在とする。
【００９１】
図３（ａ）はスリット１１ａとスリット１２ａとが一致した状態を示し、図３（ｂ）はスリット１１ａとスリット１２ａとの一部が一致した状態を示している。図３（ｂ）の斜線部は透過部１４を示している。
【００９２】
スリット１１ａとスリット１２ａの周方向の周期を一致させることによって、検出器が検出する信号板検出信号の周期を変えずに、デューティー比のみを変更することができる。
【００９３】
また、スリットの周期とキャリッジの駆動周期とを一致させることによって、エンコーダから得られる信号板検出信号をそのままキャリッジの駆動制御に用いることができる。
【００９４】
図４，図５は、スリット円板１１とスリット円板１２の各スリットの相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【００９５】
図４は、スリット１１ａとスリット１２ａの位相が一致した場合を示している。この位相関係によれば、スリット円板１１のスリット１１ａ（図４（ｂ））とスリット円板１２のスリット１２ａ（図４（ａ））のスリットの位相を合わせることによって、信号板検出信号の信号幅は、スリット１１ａ及びスリット１２ａが備えるスリット幅を全幅としたときに得られる最大の信号幅とすることができる（図４（ｄ））。
【００９６】
図５は、スリット１１ａとスリット１２ａの位相をずらして、信号幅を変更した場合を示している。
【００９７】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、スリット円板１２を基準信号板として固定し、スリット円板１１を調整信号板として図中の右方向に移動させ、これによって、短い信号幅を形成する場合を示している。
【００９８】
スリット円板１２のスリット１２ａ（図５（ａ））に対して、スリット円板１１のスリット１１ａ（図５（ｂ））を図中の右方向に移動させることでスリット１１ａと１２ａの間の位相関係を調整することによって（図５（ｄ）、信号板検出信号の信号幅を狭める（図５（ｄ））。
【００９９】
また、図５（ｅ）〜図５（ｈ）は、同様に、スリット円板１２を基準信号板として固定し、スリット円板１１を調整信号板として図中の左方向に移動させ、これによって、短い信号幅を形成する場合を示している。
【０１００】
スリット円板１２のスリット１２ａ（図５（ｅ））に対して、スリット円板１１のスリット１１ａ（図５（ｆ））を図中の左方向に移動させることでスリット１１ａと１２ａの間の位相関係を調整することによって（図５（ｇ））、信号板検出信号の信号幅を狭める（図５（ｈ））。
【０１０１】
図６は反射型の光学エンコーダの構成を説明するために概略斜視図である。
【０１０２】
図６に示す光学エンコーダ１０は、信号板に形成された反射部に光を照射し、その反射部で反射する光を検出器で検出することで信号板検出信号を取得する。エンコーダ１０は、回転軸１９にスリット円板１５と反射円板１６を重ね合わせることで構成する。スリット円板１５は周方向に沿って複数のスリット１５ａを備え、反射円板１６は周方向に沿って複数の反射部１６ａを備える。スリット１５ａのスリット数と反射部１６ａの個数とは同数に設定する。
【０１０３】
検出器１３は、このスリット円板１５と反射円板１６のスリット円板１５側に発光器１３ａと受光器１３ｂとを並べて設け、発光器１３ａからの発光の内で、スリット板１５のスリット１５ａを通過し、反射円板１６の反射部１６ａで反射され、再びスリット円板１５のスリット１５ａを透過した光を受光器１３ｂで検出する。
【０１０４】
スリット円板１５と反射円板１６の少なくとも何れか一方は、回転軸１９の周方向に対する取り付け位置が変更可能である。このとき、スリット円板１５あるいは反射円板１６の何れか一つを回転軸１９に固定して基準の信号板とし、他方を回転軸１９の周方向に対して取り付け位置を変更可能に取り付けて調整信号板とすることができる。また、スリット円板１５及び反射円板１６の両方を回転軸１９の周方向に対して取り付け位置を変更可能に取り付けてもよい。
【０１０５】
この構成によって、スリット円板１５と反射円板１６の少なくとも何れか一方を回転軸１９の軸周りで回すことによって、スリット円板１５と反射円板１６の周方向の位置関係を変更し、スリット１５ａと反射部１６ａとの重なりの程度を変更自在とする。
【０１０６】
図６（ａ）はスリット１５ａと反射部スリット１６ａとが一致した状態を示し、図６（ｂ）はスリット１５ａと反射部１６ａの一部が一致した状態を示している。図６（ｂ）の斜線部はスリットと反射部との重なり部分１７を示している。
【０１０７】
スリット１５ａと反射部１６ａの周方向の周期を一致させることによって、検出器が検出する信号板検出信号の周期を変えずに、デューティー比のみを変更することができる。
【０１０８】
また、スリットの周期とキャリッジの駆動周期とを一致させることによって、エンコーダから得られる信号板検出信号をそのままキャリッジの駆動制御に用いることができる。
【０１０９】
図７，図８は、スリット円板１５と反射円板１６の各スリット及び反射部の相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【０１１０】
図７は、スリット１５ａと反射部１６ａの位相が一致した場合を示している。この位相関係によれば、スリット円板１５のスリット１５ａ（図７（ｂ））と反射円板１６の反射部１６ａ（図７（ａ））の位相を合わせることによって、信号板検出信号の信号幅は、スリット１５ａ及び反射部１６ａが備える幅を全幅としたときに得られる最大の信号幅とすることができる（図７（ｄ））。
【０１１１】
図８は、スリット１５ａと反射部１６ａの位相をずらして、信号幅を変更した場合を示している。
【０１１２】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、反射円板１６を基準信号板として固定し、スリット円板１５を調整信号板として図中の右方向に移動させ、これによって、短い信号幅を形成する場合を示している。
【０１１３】
反射円板１６の反射部１６ａ（図８（ａ））に対して、スリット円板１５のスリット１５ａ（図８（ｂ））を図中の右方向に移動させることでスリット１５ａと反射部１６ａの間の位相関係を調整することによって（図８（ｄ））、信号板検出信号の信号幅を狭める（図８（ｄ））。
【０１１４】
また、図８（ｅ）〜図８（ｈ）は、同様に、反射円板１６を基準信号板として固定し、スリット円板１５を調整信号板として図中の左方向に移動させ、これによって、短い信号幅を形成する場合を示している。
【０１１５】
反射円板１６の反射部１６ａ（図８（ｅ））に対して、スリット円板１５のスリット１５ａ（図８（ｆ））を図中の左方向に移動させることでスリット１５ａと反射部１６ａの間の位相関係を調整することによって（図８（ｇ））、信号板検出信号の信号幅を狭める（図８（ｈ））。
【０１１６】
図９は、基準信号板と調整信号板の一例を示している。図９（ａ）は基準信号板の一例を示し、図９（ｂ）は調整信号板の一例を示している。基準信号板は回転軸に対して固定し、調整信号板は回転軸に対して周方向の位置を変更可能とすることによって、基準信号板と調整信号板との位相関係を変更する。
【０１１７】
図１０は、基準信号板と調整信号板との重なりにより形成される合成スリットの幅を説明するための図である。
【０１１８】
図示する基準信号板及び調整信号板が備える信号部の寸法例は、例えば、信号部の中心径ｄ１をΦ１７ｍｍとし、信号板に外径ｄ２をΦ２０ｍｍとすることができる。
【０１１９】
また、図中には、信号板の重なりが小で、スリット幅が大となる位相関係Ｃ、信号板の重なりが中で、スリット幅が中となる位相関係Ｄ、及び信号板の重なりが大で、スリット幅が小となる位相関係Ｅを示している。
【０１２０】
図１１は本発明のエンコーダの一構成例を説明するための断面図である。
【０１２１】
エンコーダ１０は、基準信号板１１と調整信号板１２を密着させて構成し、２枚の信号板を挟む様に検出器１３を設置する。基準信号板１１と調整信号板１２とを密着させることによって光漏れを防止することができる。
【０１２２】
基準信号板１１はフランジ３１に取り付けられて固定される。フランジ３１は、基準信号板１１と同心で軸方向に開口部３３が形成される。この開口部３３内にはモータ軸ブッシュ３４が嵌入され、ネジ３２によって固定される。
【０１２３】
また、フランジ３１の開口部３３が形成された面と反対側の面には、軸方向に延びた突出部３５が設けられる。
【０１２４】
また、調整信号板１２は、基準信号板１１と密着した状態で、フランジ３１の突出部３５内に挿入され、フランジ４１によって抑えられて位置決めされる。このフランジ４１は、ネジ４２によって突出部３５に固定され、これによって、フランジ３１とフランジ４１とが接合されると共に、基準信号板１１に対する調整信号板１２の取り付けが行われる。
【０１２５】
基準信号板１１に対する調整信号板１２に位相調整は、ネジ４２をゆるめることによって、フランジ４１が調整信号板１２を基準信号板１１側に押し付ける押圧力をゆるめた状態とし、この状態で、調整信号板１２を突出部３５の周方向で回すことで行うことができる。
【０１２６】
位置決めした後は、フランジ４１によって調整信号板１２を基準信号板１１側に押し付け、ネジ４２によってフランジ４１を突出部３５に固定する。これによって、調整信号板１２と基準信号板１１との位相関係を維持することができる。
【０１２７】
エンコーダ１０とパルスモーター４との取り付けは、エンコーダ１０側のモータ軸ブッシュ３４内にモーター軸１９を嵌入することで行うことができる。
【０１２８】
なお、図１１において、パルスモーター４のモータ軸１９の反対側にはモーター軸用歯車５１を嵌入等によって取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明のシリアルプリンタの概略を説明するための図である。
【図２】本発明のシリアルプリンタによる位置ずれの補正を説明するための図である。
【図３】本発明の透過型の光学エンコーダの構成を説明するために概略斜視図である。
【図４】本発明のスリット円板のスリットの相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【図５】本発明のスリット円板のスリットの相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【図６】本発明の反射型の光学エンコーダの構成を説明するために概略斜視図である。
【図７】スリット円板と反射円板のスリットと反射部の相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【図８】スリット円板と反射円板のスリットと反射部の相対位置と信号板検出信号との関係を説明するための図である。
【図９】基準信号板と調整信号板の一例を示す図である。
【図１０】基準信号板と調整信号板との重なりにより形成される合成スリットの幅を説明するための図である。
【図１１】本発明のエンコーダの一構成例を説明するための断面図である。
【図１２】印字位置の位置ずれを説明するための図である。
【図１３】従来の遅延によるシリアルプリンタの補正方法を説明するための信号図である。
【図１４】エンコーダの一例の図である。
【図１５】キャリッジモーターと信号板との関係を説明するための信号図である。
【図１６】エンコーダで検出した信号板検出信号に基づく印字ヘッド制御を説明するための図である。
【図１７】キャリッジ駆動伝達系に生じる遅れによる用紙上の画素位置の位置ずれを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  シリアルプリンタ
２  キャリッジ
３  印字ヘッド
４  パルスモーター
５  プーリ
６  タイミングベルト
７  検出器
８  制御部
９  円筒カム軸
１０  エンコーダ
１１、１２  スリット円板
１１ａ，１２ａ  スリット
１３  検出器
１３ａ  発光器
１３ｂ  受光器
１４  透過部
１５  スリット円板
１５ａ  スリット
１６  反射板
１６ａ  反射部
１７  重なり部分
２０  エンコーダ
２１  スリット円板
２２  スリット
２３  検出器
２９  回転軸
３１  フランジ
３２  ネジ
３３  開口部
３４  ブッシュ
３５  突出部
４１  フランジ
４２  ネジ
５１  モーター軸歯車
【図１】
2007118377.tif 000003
【図２】
2007118377.tif 000004
【図３】
2007118377.tif 000005
【図４】
2007118377.tif 000006
【図５】
2007118377.tif 000007
【図６】
2007118377.tif 000008
【図７】
2007118377.tif 000009
【図８】
2007118377.tif 000010
【図９】
2007118377.tif 000011
【図１０】
2007118377.tif 000012
【図１１】
2007118377.tif 000013
【図１２】
2007118377.tif 000014
【図１３】
2007118377.tif 000015
【図１４】
2007118377.tif 000016
【図１５】
2007118377.tif 000017
【図１６】
2007118377.tif 000018
【図１７】
2007118377.tif 000019