CN101062624A - 记录控制装置及记录装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种记录控制装置，其中在向用于分别驱动具有记录头的记录线的多个驱动线圈供给驱动电流的记录头驱动电路中，设置有与多个驱动线圈公共连接并且伴随针对驱动线圈的驱动电流的供给停止而流动感应电流的电路，并且由热敏电阻检测出感应电流所引起的该电路的散热温度。CPU基于检测出的温度来控制记录头的动作状态。从而，在利用记录线记录图像的记录装置中，能够根据伴随记录线的驱动的散热确实地进行有效的保护，由此能够可靠地防止过热。
Description
技术领域
本发明涉及对记录头的动作进行控制的记录控制装置以及具备该记录控制装置的记录装置。
背景技术
一直以来，公知的有具备用于按照检测出记录头的温度而不产生超过动作临界温度的过热的方式保护记录头的保护电路的点阵式打印机。记录头的温度例如由在记录头的附近或内部尤其在驱动线圈的附近所设置的温度检测用的传感器检测(例如，参照专利文献1)。
但是，通过具备多个驱动线圈并驱动该驱动线圈而使记录线(Wire)突出来进行记录的点阵式打印机，要可靠地检测出所有的驱动线圈的温度上升是不易的。也就是，由于记录头的内部空间有限，所以对所有的驱动线圈分别设置传感器是困难的，并且也使成本增高。
另一方面，在传感器的数目比驱动线圈的数目少并且在特定的驱动线圈的附近配置传感器的情况下，从各驱动线圈至传感器为止的距离并非为一定，而使对所有的驱动线圈的温度彻底地进行检测变得困难。因而，不得不对成为保护动作运作的触发(trigger)的阈值温度相对动作临界温度设置大宽度的容限。
专利文献1：特开平5-185615号公报
发明内容
由此，本发明的目的在于，在对具有记录线的记录头的动作进行控制的记录控制装置及利用该记录线进行图像记录的记录装置中，适应随着驱动线圈的驱动所产生的发热，确实地进行有效的保护，从而能够可靠地防止过热。
为了解决上述问题，本发明的记录控制装置，其特征在于，具备：记录头驱动电路，具有：电源供给部，对用于分别驱动记录头具有的多条记录线的多个驱动线圈供给驱动电流；和电路，与多个上述驱动线圈公共连接，且伴随着针对上述驱动线圈的驱动电流的供给停止而流过感应电流；温度检测部，检测出由上述感应电流在上述电路内产生的温度；和控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度来控制上述记录头的动作。
根据该结构，检测出与分别驱动记录线的多个驱动线圈公共连接的电路的温度，并且基于该温度控制记录头的动作，由此可确实地防止随着驱动线圈的通电而散热的驱动线圈和各种电路部的过热，从而不仅能够实现长时间的稳定的动作，并且可谋求可靠性的提高。
在此，在与驱动线圈公共连接的所述电路中，伴随针对驱动线圈的驱动电流的供给停止而流过感应电流，由此该电路的温度可极准确地反映各驱动线圈的综合通电状态。为此，不需对各个驱动线圈分别设置传感器，能够由少数的温度检测部确实地检测出正确反映了驱动线圈的通电状态的温度，由此基于该温度可确实地进行有效的保护。
另外，上述结构中，也可以将上述温度检测部配置在上述记录头驱动电路的上述电路上的元件的附近来检测出上述元件的温度。此时，通过检测出随着驱动线圈的感应电流而散热的元件的温度，由此能够更可靠地检测出正确反映了各个驱动线圈的通电状态的温度。
并且，也可以采用以下结构，即上述电路是将上述感应电流环流到上述电源供给部的环流电路，上述温度检测部检测出上述环流电路的温度。另外，也可以采用以下结构，即上述环流电路具备使上述感应电流在规定电压以下停止的恒压电路，上述温度检测部检测出上述恒压电路的温度。由此，能够使记录头的响应提前，并且能够适当地检测出温度。
进而，上述温度检测部配设在以同所述记录头分体的方式构成的基板上也可。所以具有不会导致记录头的成本增加并且难于受到温度检测部的设置空间的限制的优点。
另外，还具备：随着规定宽度的脉冲的输入(驱动线圈的通电时间)而将针对上述驱动线圈的驱动电源的供给及停止进行切换的开关，上述控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度，改变输入到所述开关的脉冲宽度也可。此时，能够基于由温度检测部检测出的温度来改变驱动线圈的通电时间，由此能够确实地防止驱动线圈和各种电路部的过热。例如，当检测出的温度变高时，可时驱动线圈的通电时间缩短，然后当检测出的温度变低时将驱动线圈的通电时间恢复为原来的长度。
另外，还具备：随着规定宽度的脉冲的输入而将针对上述驱动线圈的驱动电源的供给及停止进行切换的开关，上述控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度，改变上述脉冲和脉冲的间隔也可。另外，也可以根据上述脉冲间隔而使搭载有上述记录头的支架的动作速度变化。由于缩短了每单位时间的驱动线圈的通电时间，所以能够确实地防止驱动线圈和各种电路部的过热。并且，能够形成有效的印刷速度。
另外，为了解决上述问题，本发明的记录装置，具备包含多条记录线和用于分别驱动该记录线的多个驱动线圈的记录头，该记录装置具备：记录头驱动电路，具有对多个上述驱动线圈供给驱动电流的电流供给部、和与多个上述驱动线圈公共连接并且伴随着针对上述驱动线圈的驱动电流的供给停止而流过感应电流的电路；温度检测部，检测出由上述感应电流在上述电路内产生的温度；和控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度来控制上述记录头的动作状态。
根据本发明，能够由少数的温度检测部确实地检测出伴随驱动线圈的通电而散热的驱动线圈和各种电路部的散热状态。
附图说明
图1是表示实施方式相关的打印机的电气结构的示意图。
图2是表示记录头的结构的剖视图。
图3是表示驱动记录头的记录头驱动电路的结构的示意图。
图4是表示热敏电阻的安装例的主要部分分解立体图。
图5是表示热敏电阻的安装例的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明适用于记录装置的一形态即点阵式打印机(以下简单称为打印机)的实施方式进行说明。
图1是表示打印机1的电气结构的示意图。控制部2统一控制打印机1的各部，并具备：CPU3、作为CPU3的工作区域发挥作用的暂时存储运算结果或各种数据的RAM4、和对由CPU3执行的固件(firmware)等程序或设定值等的各种数据进行存储的可重写的闪存5，且各自与总线6连接。固件构成为实时操作系统，安装有对用于实时执行各种处理所必需的处理时间进行预测的功能、和用于在同时产生多个处理请求时也可使其在目的时间内完成的功能。
通信接口7是通过有线或无线的方式与其他的电子机器连接得可进行数据通信的接口，介由总线6与控制部2连接，在控制部2的控制下，从其他的电子机器接收印刷数据，并且将印刷结果和动作状态等的打印机1的状况发送到其他的电子机器。
操作部8接受用户的指示操作并介由总线6向控制部2输出，具备操作按钮等多个操作子。通过操作操作部8，可进行打印机1的动作模式的变更或各种设定。另外，显示部9在控制部2的控制下显示各种信息，并且具备：显示印刷状态或错误信息的显示面板10、和显示打印机1的状态的多个LED11(图示例中为2个)。该操作部8及显示部9配设在例如打印机1的前部分。
印刷机构12执行对记录用纸的印刷。该印刷机构12具有：搭载在支架上的记录头13、驱动支架的支架驱动电动机14A、驱动记录用纸的搬送机构的搬送电动机14B、和向该支架驱动电动机14A及搬送电动机14B输出电动机驱动电流来进行驱动的电动机驱动元件15。
记录头13是串行点阵式(SIDM：serial impact dot matrix)打印机。如后述那样，记录头13分别具备多条、绕卷有驱动线圈即线圈32的芯体33、和随着对线圈32的规定通电宽度(通电时间)的通电(脉冲)进行突出动作的记录线39。打印机1通过使该记录线39突出动作来在记录用纸上印刷文字或图像。
驱动电路17与可同控制部进行数据通信的总线6连接，并且在控制部2的控制下生成用于驱动印刷机构12的驱动信号。驱动电路17具有：生成并输出用于驱动记录头13的记录头驱动电流的记录头驱动电路18、和向电动机驱动元件15输出控制信号并且生成电动机驱动电流的电动机驱动电路19，该记录头驱动电路18即电动机驱动电路19基于来自控制部2的控制数据进行动作。
另外，控制部2具备作为温度检测元件的热敏电阻22，该热敏电阻22介由A/D转换器21与CPU3连接。热敏电阻22如后述那样被配设在记录头驱动电路18的附近。CUP3介由A/D转换器21作为数字数据取得随温度变化的热敏电阻22的电阻值，并且基于所取得的数据，检测出记录头驱动电路18的温度。因而，CUP3在检测出记录头驱动电路18的温度以超过规定温度的方式上升时，进行后述的保护控制。
图2是表示记录头13的结构的剖视图。记录头13具有以下结构，即在盒体31内将绕卷有线圈32的芯体33和记录线控制杆34按照成对的方式配置多个。记录线控制杆34，其一端以旋转自如的方式由钉销35固定，且另一端上固定有记录线39。记录线39(本实施方式中12根)沿副扫描方向配置有一列或多列。
记录线控制杆34沿远离芯体33的方向(以钉销35为中心的图中顺时针方向)由弹簧36施加力。在线圈中未流动驱动电流的状态下，通过弹簧36的弹力而使记录线控制杆34远离芯体33，由此记录线39被收容在机头(nose)37中。
向多个线圈32分别供给来自记录头驱动电路18的驱动电流。当线圈32中流动驱动电流时，将芯体33磁化，从而记录线控制杆34由芯体33吸引并且以钉销35为中心旋转。由此，记录线39的前端在机头37之外突出，而使油墨带51撞上记录介质53并进行油墨转印。该记录线39的突出力由隔着记录介质53相对置的压印平板(flaten)阻止住。然后，当停止供给对线圈32的驱动电流时，芯体33的磁力消失，由此记录线控制杆34通过弹簧36的弹力而远离芯体33，从而记录线39收容在机头37中。此时，由于记录线控制杆34处于振动状态，所以配置由用于吸收记录线控制杆34的振动并在短时间内使记录线控制杆34收容在规定位置的氟素橡胶等构成的缓冲部材也可。
机头37的内部配置有形成有用于将多条记录线39面向记录介质53分别导引的导引孔的导引部38。另外，盒体31内设置有散热用的电扇，其用于迅速散热线圈32产生的热。
图3是表示用于驱动记录头13的记录头驱动电路18的结构的示意图。为了便于理解，将与记录头驱动电路18连接的记录头13的线圈32、和配设在记录头驱动电路18的附近的热敏电阻22一起进行图示。
记录头驱动电路18具备：与12个线圈32(32-1～32-12)分别连接的作为使针对线圈32的驱动电流的供给ON/OFF的开关的晶体管43(43-1～43-12)、和不仅向线圈32供给驱动电流并且向晶体管43分别供给控制脉冲18B的电源供给部40。
线圈32-n(n为1～12的自然数)，其一端与供给来自电源供给部40的驱动电流线18A连接，其另一端与晶体管43-n的集电极连接。向晶体管43-n的基极输入来自电源供给部40的控制脉冲18B，而将晶体管43-n的发射极接地。
上述结构中，当电源供给部40在CPU3的控制下向晶体管43-n输出控制脉冲18B时，该晶体管43-n导通而使线圈32-n中流动驱动电流，使与该线圈32-n对应而配设的记录线39突出。
另外，线圈32-n的另一端不仅与晶体管43-n的集电极并且与二极管44-n的阳极连接，二极管44-n的阴极与节点41公共连接。节点41介由恒压下降电路45(恒压电路)与到达电源供给部40的电路连接。从该二极管44-n至电源供给部40的电路被称为用于流动感应电流的电路即环流电路18C.
恒压下降电路45具备：串联连接的2个齐纳二极管46、47；电阻48；MOSFET(MOS型场致效应晶体管)49。MOSFET49，其栅极与齐纳二极管47的阳极连接、源极与节点41连接、漏极与电源供给部40连接。另外，电阻48的一端与齐纳二极管47的阳极连接，另一端不仅与MOSFET49的漏极并且与电源供给部40连接。
该恒压下降电路45将从二极管44流到节点41的电流在与驱动电流线18A的电压吻合并降压后环流至电源供给部40。
例如，如果按照来自电源供给部40的控制脉冲18B使晶体管43-n导通后截止，则在线圈32-n上感应出感应电流。该感应电流从二极管44-n通过节点41流到降压电路45。在此，如果降压电路45的输入电压超过齐纳二极管46、47的齐纳电压，则MOSFET49导通，从而电力从恒压下降电路45向电源供给部40环流。
齐纳二极管46、47的齐纳电压例如为55V，驱动电流线18A的电压例如为35V。此时，在恒压下降电路45的输入电压为90V以上时电流流过恒压下降电路45，并且将由齐纳二极管46、47降压后的相当于35V的电力供给电源供给部40。能够防止向晶体管43的集电极施加过电压。另外，也具有根据齐纳二极管46、47在规定电压以下时停止感应电流，并使下一次的通电时的线圈32的响应提前。
通过从该环流电路18C环流到电源供给部40的电力而对电源供给部40进行充电，并将充电后的电力利用在驱动电流的供给上，从而能够抑制记录头驱动电路18的消耗电力，由此节约电力。
另外，在降压电路45具备的MOSFET49的附近配置有热敏电阻22。
图4是表示热敏电阻22的安装例的主要部分分解立体图，图5是其主要部分剖视图。将基板60以与记录头13分体的方式构成，例如收容在打印机1的底部。该基板60是由A面61及B面62构成的两面印刷基板，在各个面上形成例如由铜箔构成的布线图案，并安装有控制部2、通信接口7、操作部8、驱动电路17、A/D转换器21等。
在基板60的A面61上不仅安装有MOSFET49并且在MOSFET49的正下方形成有散热用图案63。散热用图案63在传递MOSFET49的热的目的下形成，在不妨碍MOSFET49的端子或与其他元件的绝缘状态的范围内优选尽可能为较宽面积。
对应MOSFET的安装位置，在基板60的B面62形成有散热用图案65。散热用图案65在与MOSFET49及散热用图案63重叠的位置形成得呈更宽的面积，设置为与散热用图案63一起将MOSFET49的热迅速地散热。
如图5所示，A面61的散热用图案63和B面62的散热用图案65由贯通基板60的贯通孔64相互连接，并且介由贯通孔64的内周面存在的导体产生热传导。由此，将MOSFET49的热从散热用图案63经过贯通孔64向散热用图案65传递。连接散热用图案63和65的贯通孔64以提高热传导效率(散热效率)优选设置得尽可能多。
在与散热用图案63重叠的位置中，在B面62上配设热敏电阻22。热敏电阻22通过粘接等方法被固定在B面62，由此检测出散热用图案63、65的温度。在图4所示的示例中，针对具有略凹字状的平面形状的散热用图案65，在其凹部的内侧配设热敏电阻22。
此时，在基板60和MOSFET49之间以及基板60和热敏电阻22之间优选涂布硅等热传导性优异的材料，由此使热传导性更高。
根据该结构，由于散热用图案63、65的热传递到热敏电阻22，从而能够由热敏电阻22间接地检测出MOSFET49的温度。
此时，散热用图案63也可以与MOSFET49的散热用电扇接触，另外也可以与齐纳二极管46、47的外装部接触。
CPU3介由A/D转换器21作为数字数据取得热敏电阻22的电阻值，并基于取得的数据检测出MOSFET49的温度，且在该温度超过规定温度时施行保护控制。
在RAM4和闪存5中，预先存储有表示MOSFET49相关的特性的信息(通电的时间或电压相对应的散热量或动作临界温度等)、用于根据热敏电阻的电阻值获得MOSFET49的温度的关系式。CPU3基于介由A/D转换器21所取得的热敏电阻22的电阻值，获得MOSFET49的温度。因而，CPU3基于MOSFET49的温度进行保护控制，以使包括MOSFET49、线圈32的各部达不到动作临界温度。
该保护控制以抑制记录头13中的线圈32的散热以及记录头驱动电路18中的MOSFET49的发热等进而确保打印机1的稳定动作为目的。
作为保护控制的具体形态，列举以下两个例子。
(1)通电时间控制(脉冲宽度控制)
CPU3在判断出由热敏电阻22所检测的温度比第一规定温度高的情况下，控制电源供给部40，并将向线圈32-n输出的控制脉冲18B的脉冲宽度变化为短宽度。由此，使线圈32-n的通电时间缩短，从而改善线圈32-n的发热和来自记录头13的盒体31和机头37的散热之间的均衡，由此能够抑制线圈32-n的温度上升且防止过热。
(2)支架速度控制(脉冲间隔控制)
CPU3在判断出由热敏电阻22所检测的温度比第一规定温度高的情况下，控制记录头驱动电路18，并将向线圈32-n输出的控制脉冲18B的脉冲和脉冲的间隔变化为长时间。此时，通过控制电动机驱动电路19，可使支架驱动电动机14A的动作速度降低并且使搭载记录头13的支架的动作速度降低。由此，使线圈32-n中的每单位时间的通电时间变短，从而使冷却时间变长，由此能够抑制线圈32-n的温度上升且防止过热。
该通电时间控制以及支架速度控制，也可以仅进行其中某一方，也可以以组合两方的方式进行。
另外，CPU3在判断出所检测的温度比上限温度(第三规定温度)高的情况下，停止记录头驱动电路18。并且也停止电动机驱动电路19。当所检测的温度降低至再开始条件即第二规定温度为止，使各动作再开始。还有，本实施方式中，上述的各温度高低关系为：第一规定温度≤第二规定温度＜第三规定温度＜动作临界温度。
如上，根据适用本发明的实施方式相关的打印机1，基于伴随向记录头13的线圈32的驱动电流的供给停止所产生的感应电流来向电源供给部40供给电力的恒压下降电路45具备在记录头驱动电路18中，并且在恒压下降电路45的附近配设热敏电阻22，从而通过该热敏电阻22可检测出恒压下降电压45的温度。CPU3在恒压下降电路45进行超过规定温度的散热时，进行用于抑制该散热的保护控制。
也就是，检测出可正确反映各个线圈32的通电状态的MOSFET49的温度，并基于该MOSFET49的温度来进行保护控制，从而，针对伴随线圈32的通电的散热，仅利用一个热敏电阻22就能够更确实地有效地进行应对。由此，打印机1中，记录头13的线圈32、MOSFET49等的各部，在不超过其动作临界温度进行散热的状态下，能够长时间地稳定动作，能够实现更进一步的可靠性的提高。
另外，CPU3通过在MOSFET49的附近例如安装有MOSFET49的基板60上配设的热敏电阻22来检测出MOSFET49的温度，从而能够更可靠地检测出MOSFET49的温度。由于该基板60与记录头13为独立个体，所以具有不会导致记录头13的成本增加并且难于受到热敏电阻22的设置空间的限制的优点。
还有，上述的实施方式严格而言表示本发明的一形态，在本发明的范围内任意变形及应用皆为可能。例如，也可以将热敏电阻22按照与MOSFET49邻接的方式配设，也可以在MOSFET49上安装有散热用的散热片的状态下固定于该散热片。并且，热敏电阻22并非限定于MOSFET49的附近，也可以配设在由环流电路18C上设置的线圈32中流动的感应电流所引起的散热的其他元件的附近。例如，在节点41和电源供给部40间插设电阻，并且在该电阻的附近配设热敏电阻22。进一步，也可以将MOSFET49安装在与安装有控制部2和其他的各部的基板60分体的基板上。
例如，在打印机1中可使用的记录介质53具有切断薄片和连续薄片。该切断薄片和连续薄片由普通纸、复印纸、厚纸等纸类、或合成树脂制的薄片构成，另外，也可以对这些薄片进行镀覆或浸润等加工。另外，切断薄片可列举出例如除规定尺寸的切断纸(PPC用纸或明信片等)外，还有多个薄片装订成的册子形态的(存册等)或成形为袋状的(信封等)的形态。连续薄片的形态可列举出例如在其宽度方向两端穿设有链轮孔并且按每规定长度折叠的折叠式纸或以卷筒状卷起的卷纸。
并且，上述实施方式中所说明的打印机1并非限定于作为单独的装置进行构成，也可以成为组入其他的机器(复印机等)的形态。其他，针对上述实施方式相关的其他细部结构，当然可进行任意变更。
Claims (8)
1、一种记录控制装置，
具备：
记录头驱动电路，具有：电源供给部，对用于分别驱动记录头具有的多条记录线的多个驱动线圈供给驱动电流；和电路，与多个上述驱动线圈公共连接，且伴随着针对上述驱动线圈的驱动电流的供给停止而流过感应电流；
温度检测部，检测出由上述感应电流在上述电路内产生的温度；和
控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度来控制上述记录头的动作。
2、根据权利要求1所述的记录控制装置，其特征在于，
上述温度检测部，配置在上述电路上的元件的附近并且检测上述元件的温度。
3、根据权利要求1所述的记录控制装置，其特征在于，
上述电路是将上述感应电流环流到上述电源供给部的环流电路，
上述温度检测部检测上述环流电路的温度。
4、根据权利要求3所述的记录控制装置，其特征在于，
上述环流电路具备使上述感应电流在规定电压以下停止的恒压电路，
上述温度检测部检测上述恒压电路的温度。
5、根据权利要求1所述的记录控制装置，其特征在于，
上述温度检测部配设在与所述记录头分体构成的基板上。
6、根据权利要求1所述的记录控制装置，其特征在于，
还具备开关，随着规定宽度的脉冲的输入而将针对上述驱动线圈的驱动电源的供给及停止进行切换，
上述控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度，改变输入到所述开关的脉冲宽度。
7、根据权利要求1所述的记录控制装置，其特征在于，
还具备开关，随着规定宽度的脉冲的输入而将针对上述驱动线圈的驱动电源的供给及停止进行切换，
上述控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度，改变上述脉冲和脉冲的间隔。
8、一种记录装置，具备包含多条记录线和用于分别驱动该记录线的多个驱动线圈的记录头，
具备：
记录头驱动电路，具有：电流供给部，对多个上述驱动线圈供给驱动电流；和电路，与多个上述驱动线圈公共连接，且伴随着针对上述驱动线圈的驱动电流的供给停止而流过感应电流；
温度检测部，检测由上述感应电流在上述电路内产生的温度；和
控制部，基于由上述温度检测部检测出的温度来控制上述记录头的动作状态。
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