-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Treiben eines Papiertransport-Schrittmotors in
einem Thermodrucker, insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum
Treiben eines Papiertransport-Schrittmotors in einem Thermodrucker,
der ein sogenanntes Drucken mit dynamischer Unterteilung ausführt, bei
dem ein gewünschtes
Bild Zeile für
Zeile aufgezeichnet wird, indem Heizelemente in unterteilter Weise
bestromt werden, damit die Anzahl der Heizelemente, die gleichzeitig
in einer Zeile bestromt werden, kleiner oder gleich ist einer vorbestimmten
Zahl.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Üblicherweise
werden Schrittmotoren als Schlittenmotoren zum Antreiben von Schlitten
verwendet, oder als Papiervorschubmotoren zum Transportieren von
Aufzeichnungspapier in Druckern, weil der Drehwinkel und die Drehzahl
der Motoren sich bestimmen im Verhältnis zu der Anzahl von Eingangsimpulsen
sowie der Eingangsimpuls-Geschwindigkeit, und weil außerdem das
Anlauf- und Anhalteverfahren
stark überlegen
sind und man eine gute Ansprechempfindlichkeit und hohe Leistung
erreichen kann.
-
Es
wird hier ein Zeilen-Thermodrucker als Beispiel beschrieben, bei
dem ein solcher Schrittmotor als Schrittmotor für den Vorschub von Aufzeichnungspapier
eingesetzt wird. In einem Zeilen-Thermodrucker wird eine langgestreckte
Gegendruckwalze zwischen einem Paar seitlicher Rahmen drehbar gehaltert,
und ein Zeilen-Thermokopf wird in einem Druckerkörper von einem Haltehebel aufgenommen, um
an die Gegendruckwalze herangerückt
und von ihr weiter abgerückt
zu werden. Der Zeilen-Thermokopf besitzt auf seiner Rückseite
Kopfandrückfedern. Der
Zeilen-Thermokopf besitzt außerdem
ein Feld oder ein Array von Heizelementen, die in Längsrichtung
angeordnet sind.
-
Ein
Bestromungs-Steuerteil ist elektrisch mit den Heizelementen verbunden,
um selektiv das Bestromen der Heizelemente auf der Grundlage von Aufzeichnungsdaten
zu steuern.
-
Andererseits
ist in dem Druckerkörper
ein Papiervorschub-Schrittmotor gelagert. Eine Zuführwalze
ist mit einer Antriebswalze des Papiervorschub-Schrittmotors über ein Übersetzungsgetriebe derart
gekoppelt, dass thermoempfindliche Bögen (Thermoaufzeichnungsbögen) aus
einem Papierfach abgezogen und die Bögen zwischen die Gegendruckwalze
und den Zeilen-Thermokopf
geführt
wird. Ein Zuführsteuerteil
ist mit dem Papiervorschub-Schrittmotor über einen
Motortreiber verbunden.
-
Um
eine Aufzeichnung mit dem Zeilen-Thermokopf eines derartigen Aufbaus
auszuführen,
wird zunächst
der Papiervorschub-Schrittmotor angetrieben, und die Förderwalze
wird gedreht, um dadurch Thermoaufzeichnungsbögen einzeln aus dem Papierfach
abzuziehen und die Thermoaufzeichnungsbögen zwischen die Gegendruckwalze
und den Zeilen-Thermokopf zu leiten. Dann wird ein Thermoaufzeichnungsbogen
zu einer Aufzeichnungsstartposition transportiert, der Zeilen-Thermokopf
wird gegen die Gegendruckwalze mit dem dazwischen befindlichen Thermoaufzeichnungsbogen
und einem Tintenband gedrückt,
während
der Bestromungssteuerteil selektiv die Heizelemente auf der Grundlage
der Aufzeichnungsdaten ansteuert wodurch Farbe mittels Thermoaufzeichnung
entwickelt wird. Wenn die Aufzeichnung der ersten Zeile abgeschlossen
ist, wird der Papiervorschub-Schrittmotor angetrieben, und es wird
basierend auf den Aufzeichnungsdaten die Aufzeichnung der zweiten
Zeile begonnen. Auf diese Weise setzt sich der Aufzeichnungsvorgang
bis zur letzten Zeile fort.
-
Im
Folgenden soll die Bestromungssteuerung der Heizelemente des Zeilen-Thermokopfs mit Hilfe
des Bestromungssteuerteils erläutert
werden. Bislang erfolgte beim Bestromen der Heizelemente ein sogenanntes
dynamisches geteiltes Drucken, um die Leistungsaufnahme zu senken,
wobei die Heizelemente in beliebigen Teilabschnitten bestromt werden,
so dass die Anzahl gleichzeitig bestromter Heizelemente in einer
Zeile kleiner oder gleich einer vorbestimmten Zahl ist, wie in 7 dargestellt
ist.
-
Bei
diesem dynamischen unterteilten Drucken lässt sich die zu einer gegebenen
Zeit bereitzustellende Leistung senken. Da außerdem die Anzahl der Unterteilungen
nicht festliegt, sondern in der am besten geeigneten Weise auf die
erforderliche Anzahl von beim Drucken jeder Zeile zu bestromenden Heizelementen
eingestellt wird, wird die Druckgeschwindigkeit nicht übermäßig gering.
-
Bei
dem herkömmlichen
Verfahren zum Treiben des Papiertransport-Schrittmotors des Thermodruckers kommt
es allerdings häufig
zu einer Schwankung von Zeile zu Zeile, da die Anzahl von Unterteilungen
für die
Bestromung für
jede Zeile separat eingestellt wird. Der Papiertransport-Schrittmotor wird
angesteuert, indem aktive Impulse fixer Spannung angelegt werden,
ungeachtet der Anzahl von Unterteilungen. Aus diesem Grund nimmt
bei einer Zeile mit einer großen
Anzahl von Unterteilungen das Drehmoment extrem stark zu, was zu
Geräuschentstehung
führt.
-
Dies
bedeutet also, dass mit zunehmender Anzahl von Unterteilungen die
zur Aufzeichnung einer Zeile erforderliche Bestromungszeit ansteigt,
und dass für
einen langen Zeitraum aktive Ruhe und niedrige Ausgangssignale entsprechend
den Phasen für eine
anzusteuernde Zeile angelegt werden, um den Papiervorschub-Schrittmotor
zu steuern. Aus diesem Grund wird eine Kraft zum Reduzieren des
Massenträgheitsmomenten
angelegt, wodurch Geräusche entstehen.
-
Weitere
Einzelheiten zu den herkömmlichen Verfahren
finden sich in der EP-A-0
882 596, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme
gemacht, und des ist Ziel der Erfindung, einen Papiervorschub-Schrittmotor
zu schaffen, der das Drehmoment eines Papiervorschub-Schrittmotors
während
eines dynamischen Teil-Druckvorgangs nicht übermäßig steigert, und der zu einer
Geräuschverringerung
und einer Energieeinsparung führt.
-
Um
das obige Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Treiberverfahren für einen
Papiertransport-Schrittmotor in einem Thermodrucker geschaffen,
welches aufweist: Treiben des Papiertransport-Schrittmotors zum
Transportieren von Aufzeichnungspapier beim dynamischen bereichsweisen
Drucken, bei dem die Anzahl von für das Aufzeichnen jeder Zeile
anzuregende Einzelelemente bestimmt und eine Teil-Erregung in der
Weise erfolgt, dass die Anzahl von gleichzeitig erregten (gestromten)
Heizelementen kleiner oder gleich einer vorbestimmten Anzahl ist,
dadurch gekennzeichnet, dass während
ein an den Papiertransport-Schrittmotor für den Antrieb in Abhängigkeit
der Teil-Erregung
der Heizelemente zu gebendes Treibersignal aktiv ist, ein erster
Aktiv-Impuls in mehrere zweite Impulse unterteilt, von denen jeder
ein vorbestimmtes Tastverhältnis
und eine vorbestimmte Impulsbreite entsprechend der Anzahl von Unterteilungen
aufweist.
-
Weitere
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen).
-
Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der
Erfindung lediglich beispielhaft anhand der begleitenden schematischen
Zeichnungen erläutert.
Es zeigt:
-
1 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Zeilendruckers, der ein Papiertransport-Schrittmotor-Treiberverfahren
gemäß der Erfindung
ausführt,
-
2 eine
Prinzipdarstellung zum Erläutern des
Aufbaus eines Papiertransport-Schrittmotors,
-
3 ein
Blockdiagramm der Drucksteuerung und der Aufzeichnungspapier-Vorschubsteuerung
in dem in 1 gezeigten Zeilendrucker,
-
4 ein
Impulsdiagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem ein
aktiver Impuls in ein vorbestimmtes Tastverhältnis bei vorbestimmter Impulsbreite
unterteilt wird,
-
5 ein
Flußdiagramm
einer Prozedur zum Expandieren von Aufzeichnungsdaten dieser Ausführungsform,
-
6 ein
Flußdiagramm
einer Prozedur für die
Aufzeichnungssteuerung bei dieser Ausführungsform, und
-
7 ein
Impulsdiagramm, welches den Fall veranschaulicht, dass ein Aktiv-Impuls einer dynamischen
Unterteilung bei einem herkömmlichen
Treiberverfahren für
einen Papiervorschub-Schrittmotor unterzogen wird.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Ein
Verfahren zum Treiben eines Papiervorschub-Schrittmotors eines Thermodruckers
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
-
Das
Treiberverfahren für
einen Papiervorschub-Schrittmotor in einem Thermodrucker gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass, während ein Treibersignal an
einen Papiervorschub-Schrittmotor angelegt werden soll, der ansprechend
auf eine teil- oder bereichsweise Bestromung von Heizelementen für ein dynamisches
bereichsweise oder unterteiltes Drucken angesteuert wird, aktiv
ist, ein Aktiv-Impuls unterteilt wird. Im vorliegenden Zusammenhang
bedeutet dynamisches teilweises oder bereichsweises Drucken ein
Aufzeichnungsverfahren, bei dem die Anzahl von für die Aufzeichnung jeder Zeile
mit jeder Farbe zu bestromender Heizelemente ermittelt wird und
eine teilweise oder bereichsweise Bestromung durchgeführt wird, damit
die Anzahl von gleichzeitig zu bestromenden Heizelementen kleiner
oder gleich einer vorbestimmten Zahl ist. Die Anzahl von zu bestromenden
Heizelementen wird beispielsweise anhand der Aufzeichnungsdaten
ermittelt.
-
1 zeigt
ein Beispiel für
einen Zeilen-Thermodrucker 1, der das Treiberverfahren
des Papiervorschub-Schrittmotors 7 gemäß der Erfindung durchführt. In
dem Zeilen-Thermodrucker 1 ist ein Paar seitlicher Rahmen 3 an
den Seitenteilen eines Druckerkörpers 2 befestigt,
dazwischen ist eine Gegendruckwalze 4 drehbar gelagert.
In dem Druckerkörper 2 ist
ein Zeilen-Thermokopf 5 mit einem Feld von Heizelementen
derart gelagert, dass er an die Gegendruckwalze 4 herangerückt und
von ihr abgerückt
werden kann. Der Zeilen-Drucker 5 ist mit einer Mehrzahl
von Kopfandrückfedern 6 ausgestattet, um
gegen die Rückseite
des Druckkopfs eine Druckkraft aufzubringen.
-
Der
Papiervorschub-Schrittmotor 7 ist ebenfalls in dem Druckerkörper 2 gelagert.
Eine (nicht gezeigte) Zuführwalze
ist mit einer Antriebswelle 7a des Papiervorschub-Schrittmotors 7 über ein
Getriebe 8 gekoppelt. Die Zuführwalze zieht ein Thermoaufzeichnungspapier
aus einem (nicht dargestellten) Papierfach und transportiert das
Papier zwischen die Gegendruckwalze 4 und den Zeilen-Thermokopf 5. Bei
dieser Ausführungsform
wird als Beispiel für
den Papiervorschub-Schrittmotor ein bipolarer Vier-Phasen-Motor
verwendet. Die in 2 zu sehen ist, enthält der Papiervorschub-Schrittmotor 7 einen
Stator 10 mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und
einem vierten Magnetpol (Phasen) A, B, C und D, die einen Abstand
von 90° voneinander
haben, und einen Rotor 11 aus einem Permanentmagneten mit
um 180° versetzten
N- und S-Polen. Der Rotor 11 ist mit einer (nicht gezeigten)
Ausgangswelle gekoppelt. Eine erste Spule 12 ist auf den
ersten und den dritten Magnetpol A und C gewickelt, eine zweite Spule 13 befindet
sich auf dem zweiten und dem vierten Magnetpol B und D.
-
Wenn
ein Anregungsstrom (Phasenstrom), der als Treibersignal fungiert,
an die Spulen 12 und 13 der Phasen in dem Stator 10 gelegt
wird, um diesen Schrittmotor 1 in Drehung zu versetzen,
wird ein Magnetfeld durch den Strom gebildet, und zwischen dem Stator 10 und
dem Rotor 11 entsteht eine anziehende oder abstoßende elektromagnetische
Kraft. Durch sequenzielles Umschalten des Phasenstroms erfolgt eine
Umschaltung der elektromagnetischen Kraft zwischen dem Stator 10 und
dem Rotor 11, wodurch ein Drehmoment zum Bewegen des Rotors 11 entsteht.
-
Bei
dieser Ausführungsform
werden der Transport des Thermoaufzeichnungspapiers und die Aufzeichnung
durch den Zeilen-Thermokopf 5 von einer CPU 14 basierend
auf Bildaufzeichnungsdaten 15a und einem Aufzeichnungssteuerprogramm 16a, welches
in einem RAM 15 oder einem ROM 16 gemäß einem
in 3 gezeigten Blockdiagramm gesteuert. Das heißt: der
RAM 15 speichert Bildaufzeichnungsdaten 15a, die
von einem Hauptcomputer gesendet werden. Der ROM 16 speichert
das Aufzeichnungssteuerprogramm 16a zum Berechnen der Anzahl
dynamischer Teilungen basierend auf den Bildaufzeichnungsdaten 15a.
Außerdem
speichert der ROM 16 eine Ein-/Aus-Zeitsteuertabelle 16b für den Papiervorschub-Schrittmotor 7 basierend
auf der Anzahl von Unterteilungen eines aktiven Impulses.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, werden Tastverhältnisse und Impulsbreiten in
der Ein-/Aus-Zeitsteuertabelle 16b voreingestellt, um dadurch
einen aktiven Impuls zu unterteilen. Durch Abfragen der Anzahl von Unterteilungen
wird ein aktiver Impuls augenblicklich in eine vorbestimmte Unterteilungsform
gebracht. Der Begriff Tastverhältnis
bedeutet hier das Verhältnis
der Einschaltzahl eines hohen Impulses zu der Zeitspanne, in welcher
hohe und niedrige Impulse angelegt werden, d. h., ein Tastzyklus.
Bei dieser Ausführungsform
werden daher bei der Unterteilung eines aktiven Impulses das Tastverhältnis und
die Breite von hohem und niedrigerem Impuls eingestellt.
-
Als
nächstes
soll ein Verfahren zum Treiben des Papiervorschub-Schrittmotors 7 dieser
Ausführungsform
anhand der Flußdiagramme
in den 5 und 6 beschrieben werden.
-
5 zeigt
eine Prozedur zum Erläutern
der Bildaufzeichnungsdaten 15a dieser Ausführungsform.
-
5 zeigt
eine Prozedur zum Expandieren der Bildaufzeichnungsdaten 15a dieser
Ausführungsform.
Im Schritt ST1 wird die Anzahl von Heizelementen, die für eine Zeile
zu bestromen sind, basierend auf den Bildaufzeichnungsdaten 15a in
dem RAM 15 gezählt,
und der Zahl wird die Größe X zugewiesen. Im
nächsten
Schritt ST2 wird durch Teilen des Werts X um eine vorbestimmte größtmögliche Zahl
Y von Heizelementen, die gleichzeitig bestromt werden sollen, der
Wert Z mit dem Rest p ermittelt. Im nächsten Schritt ST3 wird Z +
p als Anzahl von Unterteilungen N festgelegt. Im nächsten Schritt
ST4 werden Bildaufzeichnungsdaten 15a für eine Zeile unterteilt in
einer Anzahl N von Zeilendaten, und die Daten werden in einem Aufzeichnungspuffer 17 zusammen
mit der Anzahl von Unterteilungen N gespeichert. Die Expansion der
Bildaufzeichnungsdaten 15a ist hiermit abgeschlossen.
-
Im
Anschluss daran wird in einer in 6 dargestellten
Aufzeichnungssteuerprozedur die Anzahl von Unterteilungen N, die
in dem Aufzeichnungspuffer 17 gespeichert ist, in einem
Schritt ST11 gelesen, und es wird ein unterteilter Zustand eines aktiven
Impulses entsprechend der Anzahl von Unterteilungen N, d. h., es
wird die Ein-Zeit Ton und die Toff, unter Heranziehen der Ein-Aus-Zeitsteuertabelle 16b des
Papiervorschub-Schrittmotors 7 ermittelt, wobei die Anzahl
von Unterteilungen N als Schlüssel fungiert,
mit dem auf die in dem ROM 16 gespeicherten Werte zugegriffen
wird.
-
Im
nächsten
Schritt ST13 werden die Bildaufzeichnungsdaten 15a zu dem
Zeilen-Thermokopf 5 transferiert, und es wird die Bestromung
begonnen. In diesem Fall wird im Schritt ST14 ein Zyklus, in welchem
der Papiertransport-Schrittmotor 7 für die Zeitspanne
Ton aktiviert und die Zeitspanne Toff deaktiviert wird, solange
fortgesetzt, bis der Papiervorschub-Schrittmotor 7 einen
Schritt weit dreht. Das Aufzeichnen einer Zeile mit der ersten Farbe
wird hierdurch abgeschlossen.
-
Mit
diesem Treiberverfahren für
den Papiervorschub-Schrittmotor 7 dieser Ausführungsform
ist es möglich,
in optimaler und ruckfreier Weise die Bestromungszeit des Motors
zu verkürzen,
eine übermäßige Drehmomentzunahme
zu verhindern, Geräuschbildung
zu reduzieren und Energie einzusparen, da der an den Papiervorschub-Schrittmotor 7 angelegte
aktive Impuls unter teilt ist in ein vorbestimmtes Tastverhältnis und
eine vorbestimmte Impulsbreite entsprechend der Anzahl von dynamischen
Unterteilungen.
-
Während das
Tastverhältnisbreite
entsprechend der Anzahl von Unterteilungen in vorbestimmter Weise
anhand der Ein-Aus-Zeitsteuertabelle 16b bei der Unterteilung
des aktiven Impulses bei dieser Ausführungsform aufgefunden werden,
um eine rasche Verarbeitung zu erzielen, können die Größen auch durch Operationsausdrücke ermittelt
werden.
-
Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf die derzeit als bevorzugte Ausführungsform
angesehene Variante erläutert
wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte
Ausführungsform
beschränkt
ist. Vielmehr soll die vorliegende Erfindung verschiedene Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen abdecken, die im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche enthalten
sind.