JP2000225742A - ドットラインプリンタのシャトル制御方法 - Google Patents

ドットラインプリンタのシャトル制御方法

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JP2000225742A
JP2000225742A JP11028274A JP2827499A JP2000225742A JP 2000225742 A JP2000225742 A JP 2000225742A JP 11028274 A JP11028274 A JP 11028274A JP 2827499 A JP2827499 A JP 2827499A JP 2000225742 A JP2000225742 A JP 2000225742A
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JP
Japan
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value
print
hammer group
shuttle
speed
Prior art date
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JP11028274A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Hida
克広 飛田
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Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反転付勢手段を備えるシャトル機構部の場
合、複数の反転制御用コイルの内いずれか一つまたは複
数個が断線しても、反転付勢手段とフィードバック制御
により往復動作を継続することで、残ったコイル及び駆
動素子の異常加熱によって機器異常となる課題があっ
た。 【解決手段】 コイルの推力低下を補うフィードバック
制御時において、駆動素子のオン時間に上限値を設け、
その上限値がある期間中にn個以上検出した場合はコイ
ル断線などによる大幅な推力低下と判断することで上記
課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はドットラインプリン
タにおけるシャトル制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2に、反転付勢手段としてバネの反発
力を利用したリニアモータ方式のシャトル機構部の構成
を示す。
【0003】複数個のドット印字用の印字ハンマ(図示
せず)が配設された印字ハンマ群10は、該印字ハンマ
群10の支持部を兼ねた直動軸受け12に支持され、ガ
イドシャフト11上を往復運動する。
【0004】リニアモータ部20は、往復運動の駆動源
であり、マグネット(図示せず)と反転制御用の複数の
コイルと等速制御用のコイルからなるコイル21よりな
り、これらが印字ハンマ群10のカウンタバランサを兼
ねている。
【0005】印字ハンマ群10とカウンタバランサ兼コ
イル21は、少なくとも1本のタイミングベルト31に
連結され、少なくとも一対の支持されたタイミングプー
リ32より構成された反転機構部30によって、リニア
モータ部20からの動力により往復運動が可能なように
構成されている。
【0006】なお、リニアモータ部20を印字ハンマ群
10側、カウンタバランサ兼コイル21側それぞれ独立
駆動させても同じ機能を有することが出来る。
【0007】そして、前記印字ハンマ群10とカウンタ
バランサ兼コイル21の振幅両端付近では、それぞれの
反転を付勢するための反転付勢手段であるバネ40が配
置されている。前記付勢手段は、バネに限らず、マグネ
ットの同極反発を利用しても同様である。
【0008】また、前記印字ハンマ群10およびカウン
タバランサ兼コイル21の往復運動は、可動部(この例
においては印字ハンマ群)に取り付けられた位置検出セ
ンサ50からの信号により、前記印字ハンマ群10の位
置および速度を計算し、あらかじめ決められた速度カー
ブ上を動作するようにシャトル制御回路60とシャトル
駆動回路70で制御する。
【0009】図3はコイルに電流を通電するシャトル駆
動回路の一例である。
【0010】71は反転駆動回路、73は反転制御用コ
イルである。反転駆動回路71は反転制御用コイル73
に流す電流方向を双方向に流せるような回路構成となっ
ている。反転制御用コイル73は印字ハンマ群10の移
動方向を短時間で反転させる必要があるため大きな推力
を必要とする。従って、複数個の反転コイルが図のよう
にコネクタ75を介して並列に接続されている。
【0011】72は等速駆動回路、74は等速制御用コ
イルである。
【0012】以上の通り示したシャトル機構部におい
て、バネ40のバラツキにより付勢力および反発力が所
定の力より大きい場合や、温度変化に伴いリニアモータ
部20の発生する推力が低下した場合は、往復運動の速
度超過または速度低下が発生する。更に、バネ40を押
し込みきれなくなることにより、反転位置が内側になる
など、所定の速度カーブ上を動作できなくなる。
【0013】上記不具合のうち、最高速度が所定速度以
上の場合は、ハンマ印字能力及び印刷データ処理時間が
追従できずに印刷品質が悪化するという問題がある。ま
た、動作速度が所定速度以下の場合は、所定の速度動作
時に比べ印刷速度が低下するという問題がある。更に、
往復運動の反転位置が目標よりも内側になると、シャト
ル反転時間が短くなり、反転時間中に紙送りを終了でき
なくなる。その結果、次の印刷領域に紙送りが食い込
み、紙送りの最中に印字するため印刷品質が低下する問
題がある。
【0014】従って、上記問題を解決するために従来技
術におけるシャトル制御では、バネのバラツキや温度変
化に伴うリニアモータの発生する推力の変化がある場合
でも、決められた速度カーブ上を動作するように、印字
ハンマ群が往復運動中でかつ反転付勢手段からの付勢力
又は反発力が作用している区間に、付勢力又は反発力に
相反する方向に推力が発生するように流している駆動電
流の量または通電時間を印字ハンマ群の速度変動に応じ
て可変させており、これを一般にフィードバック制御と
呼んでいる。
【0015】次に、上記フィードバック制御の一例を図
4のフローチャートで説明する。
【0016】S1にて駆動素子の初期オンデューティ値
を設定し、S2にてシャトルを駆動する。そして、S3
にて目標速度と比較し、速度が目標に対して超過してい
るならば、S4にて反転駆動回路内で接続された駆動素
子のオンデューティ値を低下させ、コイルへ通電する電
流値を下げる。また、速度が目標に対して低下している
ならば、S5にて駆動素子のオンデューティ値を増加さ
せ、コイルへ通電する電流値を上げるようにして、常に
所定の速度カーブ上を動作するように制御している。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】反転制御コイル73は
図3で説明したように複数のコイルを並列に接続する構
成であるため、複数の反転制御用コイル73のうち、い
ずれか一つまたは複数個が断線またはコネクタ部の接触
不良などによりコイル数が減少すると、コイル数が減少
したことによる推力の低下を補うため、結果的に上述し
たフィードバック制御を行う。しかしながら、かかる制
御を行うことにより、残った動作良好なコイルに過剰な
電流が流れ、これら良好なコイルやひいては反転駆動回
路内に接続された駆動素子が異常加熱し、破損する等の
問題があった。
【0018】そこで、本発明の課題とするところは、コ
イル断線などによる著しい推力低下を未然に検出するシ
ャトル制御方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、印字ハンマを複数個搭載した印字
ハンマ群と、印字ハンマ群を桁方向に往復運動させるた
めの少なくともマグネットと複数のコイルを有し、かつ
前記印字ハンマ群の往復運動の振幅の両端近傍で前記印
字ハンマ群の反転を付勢する反転付勢手段を有するリニ
アモータ方式の往復移動手段と、前記コイルに電流を通
電する駆動回路を備え、前記印字ハンマ群が往復移動中
でかつ前記反転付勢手段からの付勢力又は反発力が作用
している区間に、前記付勢力又は前記反発力に相反する
方向に推力が発生するように前記コイルへ駆動電流を流
し、該駆動電流の量を前記印字ハンマ群の速度変動に応
じて可変させる制御を行うドットラインプリンタにおい
て、前記駆動電流を可変させるために前記駆動回路内に
駆動素子を設け、該駆動素子のオン・オフサイクルにお
けるオン時間に上限値を設定すると共に、該上限値が発
生した回数に規定回数nを設け、該規定回数がnを上回
った場合に異常処理を行なうようにした。
【0020】なお、前記異常処理は印字動作を停止する
か、ユーザにアラームを出すかのいずれかであり、場合
によっては、前記nの値を印刷密度を間引くことにより
達成される複数の速度モード毎に最適値を設定してもよ
い。
【0021】また、上記課題を解決する本発明の第2の
構成は、印字ハンマを複数個搭載した印字ハンマ群と、
印字ハンマ群を桁方向に往復運動させるための少なくと
もマグネットと複数のコイルを有するリニアモータ方式
の往復移動手段と、前記コイルに電流を通電する駆動回
路を備え、前記印字ハンマ群が往復移動中でかつ前記反
転付勢手段からの付勢力又は反発力が作用している区間
に、前記付勢力又は前記反発力に相反する方向に推力が
発生するように前記コイルへ駆動電流を流し、該駆動電
流の量を前記印字ハンマ群の速度変動に応じて可変させ
る制御を行うドットラインプリンタにおいて、前記駆動
電流を可変させるために前記駆動回路内に駆動素子を設
け、該駆動素子のオン・オフサイクルにおけるオン時間
に上限値を設定すると共に、該上限値が発生した回数に
規定回数nを設け、該規定回数がnを上回った場合に異
常処理を行なうことにある。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
述する。なお、シャトル機構部については従来技術と同
様である為、説明を省略する。
【0023】始めに、駆動素子のオン時間の設定方法を
具体的に説明する。
【0024】一般にPWM(Pulse Width Modulation)
制御と呼ばれるものであり、ある一定周期Tに対して駆
動素子のオン時間t1を可変することで駆動素子に通電
される時間が変化し、電流値が増減する。すなわち、コ
イルに流れる電流は、ある一定周期Tに対するt1の比
率(以下デューティと記す)を可変することで制御され
る。
【0025】具体的には、図示しないCPUのある特定
のメモリエリア(一般にレジスタと呼ぶ)にデューティ
値を書き込むと、CPUのPWM出力端子(図示せず)
から設定デューティのパルス信号が出力される。この信
号を駆動回路に接続することで駆動素子が一定のデュー
ティでオン・オフする。
【0026】図1は本発明の一例を示すフローチャート
である。
【0027】S1にて予め実験等で決定した初期デュー
ティ値を設定し、S2にてシャトルを駆動する。そし
て、S3にて目標速度と比較し、目標速度の範囲内と一
致しているならば、デューティ値をそのままとする。S
3にて目標速度をオーバしているならば、S4にて駆動
素子のオンデューティ値を下げる。逆に、S3にて目標
速度より低下しているならば、S5にて駆動素子のオン
デューティ値を増加させる。ここで、デューティ値の増
減値は予め実験等で決定された値である。
【0028】次に、S6にて最大デューティ値かどうか
を比較し、最大デューティ値でなければ、S3に戻り上
記フローを繰り返す。もし、S6にて最大デューティ値
であった場合は、S7にて最大デューティ値カウント用
のカウンタを+1し、S8にてその回数が規定値nを超
えていないかを比較し、超えていた場合はS9にて異常
処理(例えば印字停止、あるいはアラームの表示など)
を行う。一方、S8にて規定値nを超えていなければS
3に戻り上記フローを繰り返す。
【0029】なお、上記nの値は実験等により通常使用
状態での最大デューティ値の発生回数と故意にコイル数
を減らした状態での発生回数を把握し、温度変動などを
加味した任意の自然数に決定すると良い。また、上記n
のカウント時期及び期間は電源立ち上げ後のイニシャラ
イズ時や往復運動の加減速時などさまざまな時期に適用
できるので、実験等により決定すると良い。
【0030】更に、近年のドットラインプリンタはシャ
トルの往復移動と同一な横方向の印刷密度を、例えば、
180DPI(ドット/インチ)から120DPIや9
0DPIに間引くことにより、印刷速度の異なる複数の
印刷速度モードを備えており、シャトル機構部の推力も
各印刷速度モードによって異なる。したがって、前記n
の値を各印刷速度モードで一定にすると誤検出などの問
題が生じる事があるので、各印刷速度モード毎に前記n
の値を最適値に可変しても良い。
【0031】更に、本実施の形態では反転付勢手段付き
のシャトル機構部について説明したが、反転付勢手段を
持たないリニアモータ方式のシャトル機構部について
も、同様に適用できる。
【0032】図1に記載したフローチャートでは目標速
度との比較を行い、その結果に対してフィードバックを
かけた例を記載したが、目標反転位置との比較でも同様
に実施できる。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば複
数のコイルを並列接続した時、その中のいずれかのコイ
ルが断線した場合やコネクタの接触不良などによるコイ
ル数の減少時に発生するコイル及び駆動素子の異常加熱
による機器の故障を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一例を示す制御フローチャート。
【図2】 シャトル機構部の構成図。
【図3】 シャトル駆動回路のブロック図。
【図4】 従来技術の一例を示す制御フローチャート。
【符号の説明】
10は印字ハンマ群、11はガイドシャフト、12は直
動軸受け、20はリニアモータ、21はコイル、30は
反転機構部、31はタイミングベルト、32はタイミン
グプーリ、40はバネ、50はセンサ、60はシャトル
制御回路、70はシャトル駆動回路、71は反転駆動回
路、72は等速駆動回路、73は反転制御用コイル、7
4は等速制御用コイル、75はコネクタである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】印字ハンマを複数個搭載した印字ハンマ群
    と、印字ハンマ群を桁方向に往復運動させるための少な
    くともマグネットと複数のコイルを有し、かつ前記印字
    ハンマ群の往復運動の振幅の両端近傍で前記印字ハンマ
    群の反転を付勢する反転付勢手段を有するリニアモータ
    方式の往復移動手段と、前記コイルに電流を通電する駆
    動回路を備え、前記印字ハンマ群が往復移動中でかつ前
    記反転付勢手段からの付勢力又は反発力が作用している
    区間に、前記付勢力又は前記反発力に相反する方向に推
    力が発生するように前記コイルへ駆動電流を流し、該駆
    動電流の量を前記印字ハンマ群の速度変動に応じて可変
    させる制御を行うドットラインプリンタにおいて、 前記駆動電流を可変させるために前記駆動回路内に駆動
    素子を設け、該駆動素子のオン・オフサイクルにおける
    オン時間に上限値を設定すると共に、該上限値が発生し
    た回数に規定回数nを設け、該規定回数がnを上回った
    場合に異常処理を行なうことを特徴とするドットライン
    プリンタのシャトル制御方法(但し、nは自然数)。
  2. 【請求項2】前記異常処理は印字動作を停止するか、ユ
    ーザにアラームを出すかのいずれかであることを特徴と
    する請求項1記載のシャトル制御方法。
  3. 【請求項3】前記nの値は印刷密度を間引くことにより
    達成される複数の速度モード毎に最適値を設定すること
    を特徴とする請求項1または2記載のシャトル制御方
    式。
  4. 【請求項4】印字ハンマを複数個搭載した印字ハンマ群
    と、印字ハンマ群を桁方向に往復運動させるための少な
    くともマグネットと複数のコイルを有するリニアモータ
    方式の往復移動手段と、前記コイルに電流を通電する駆
    動回路を備え、前記印字ハンマ群が往復移動中でかつ前
    記反転付勢手段からの付勢力又は反発力が作用している
    区間に、前記付勢力又は前記反発力に相反する方向に推
    力が発生するように前記コイルへ駆動電流を流し、該駆
    動電流の量を前記印字ハンマ群の速度変動に応じて可変
    させる制御を行うドットラインプリンタにおいて、 前記駆動電流を可変させるために前記駆動回路内に駆動
    素子を設け、該駆動素子のオン・オフサイクルにおける
    オン時間に上限値を設定すると共に、該上限値が発生し
    た回数に規定回数nを設け、該規定回数がnを上回った
    場合に異常処理を行なうことを特徴とするドットライン
    プリンタのシャトル制御方法(但し、nは自然数)。
  5. 【請求項5】前記異常処理は印字動作を停止するか、ユ
    ーザにアラームを出すかのいずれかであることを特徴と
    する請求項4記載のシャトル制御方法。
  6. 【請求項6】前記nの値は印刷密度を間引くことにより
    達成される複数の速度モード毎に最適値を設定すること
    を特徴とする請求項4または5記載のシャトル制御方
    式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246887A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Ricoh Printing Systems Ltd 印刷装置のシャトル制御方法

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