JP2000326561A - 印刷装置のシャトル制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアモータシャトル機構部において、シャ
トル機構部の冷却を強化する事無く、コイル温度上昇値
を一定以下に抑制し、かつ印刷速度低下を改善する事を
課題とする。 【解決手段】 コイルに通電可能な駆動電流の電流制限
値を複数種持ち、コイル駆動電流制御によりコイル駆動
電流が電流制限値に達した際に、通電可能な駆動電流の
電流制限値を低下させる。更には、コイル駆動電流が電
流制限値に達した際に、即座に駆動電流の電流制限値を
低下させず、電流制限値に応じて任意の時間、既定の電
流制限値を維持し、任意の時間経過後に、通電可能な駆
動電流の電流制限値を低下させる事により達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ方式
のシャトル機構を有する印刷装置に関するもので、更に
詳しくはリニアモータのシャトル機構部のコイル通電電
流制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータ方式のシャトル機構を有
し、このシャトル機構でもって複数の印字素子（ドット
印字ハンマ等）を備えたハンマバンクを往復移動せしめ
る印字装置のリニアモータシャトル機構の一例を図３に
示す。

【０００３】複数個の印字素子を搭載したハンマバンク
１０は、直動軸受け１２に支持され、ガイドシャフト１
１上を往復動作する。往復動作の動力源であるリニアモ
ータ部２０は少なくともコイル２１とマグネット２４を
構成品とし、一般にコイル２１は反転コイル２２と等速
コイル２３からなる。ハンマバンク１０とコイル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１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
からの動力によりシャトル動作が可能なように構成され
ている。

【０００４】前記ハンマバンク１０及びコイル２１の反
転往復動作は、可動部に取り付けられた位置検出センサ
５０によりハンマバンク１０の位置及び往復運動速度を
計算し、予め決められた往復運動の速度カーブ上を動作
する。その制御は、コイル２１に通電する電流値を変化
させるシャトル制御回路６０、コイル２１へ電流を通電
するシャトル駆動回路７０によって行われている。

【０００５】印字用紙は前記ハンマバンクに対向して装
着されており、図示しない紙送り手段により搬送され
る。そしてハンマバンク１０の往復動作の過程で、イン
クリボンを介して印刷用紙へ向けて印字素子が駆動され
ることにより、印刷がなされる。

【０００６】次に、リニアモータシャトル機構の速度波
形及びコイル駆動電流を図４に示す。

【０００７】図において、ハンマバンクのシャトル動作
は、速度波形に示すように反転区間と等速区間に分けら
れる。反転区間では、反転コイル２２に通電して減速制
御及び加速制御を行い、等速区間では等速コイル２３に
通電して一定速移動の等速制御を行っている。更に、コ
イル駆動電流はＰＷＭ制御を実施しており、ハンマバン
クが予め決められた往復運動の速度カーブ上を動作する
よう、フィードバック制御を行っている。

【０００８】一般に、シャトルを動作させるとコイル電
線の銅損等によりコイル温度が上昇し、コイル発熱の輻
射によりマグネットの温度も上昇する。シャトルを連続
動作させた場合、ハンマバンクが予め決められた往復運
動の速度カーブ上を動作するために、コイル駆動電流の
ＰＷＭデューティ値を増やし、コイル電流値を増加させ
る。これは、コイルの温度上昇によりコイル抵抗値が増
加して電流が流れにくくなる事と、マグネットの温度上
昇により磁束密度が低下し、シャトルモータの推力が減
少する為、コイル電流を増加させ、同一の速度カーブ上
を動作するようなフィードバック制御である。

【０００９】上記制御において、反転コイル２２及び等
速コイル２３の温度上昇値をコイル電線の温度定格等か
ら制約される一定温度以内に抑制する為、コイルへの通
電可能な駆動電流の最大電流の制限値を設定するのが一
般的である。フィードバック制御によりコイル駆動電流
が電流制限値に達した後は、コイル電流を増加できない
為、予め決められた往復運動の速度カーブ上を動作する
事が不可能となり、シャトル速度の低下、すなわち印刷
速度の低下を招く。

【００１０】なお、上記電流制限値の設定は、駆動電流
のＰＷＭ制御の最大デューティ値を設定する事等により
行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のコイル駆動電流
制御において、コイル駆動電流の制限値は、長時間連続
印刷した場合、すなわちコイルの温度上昇値が飽和した
場合において、コイル電線の温度定格等から制約される
一定の温度以内に抑制される最大の電流値（単一の値）
を設定している。この電流制限値は、温度が飽和した状
態において通電してもコイル温度が上昇しない値、すな
わち比較的小さな値である為、コイル温度がさほど高く
ない状態でもフィードバック制御によりコイル駆動電流
値が電流制限値に達し、印刷速度の低下が始まってしま
う。シャトル機構部の冷却を強化する事によりある程度
改善できるが、コストアップとなる。

【００１２】そこで、本発明においては、シャトル機構
部の冷却を強化する事無く、コイル温度上昇値を一定温
度以下に抑制し、かつ印刷速度低下を改善する事を課題
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の制御構成は、複数個の印字素子を搭載
したハンマバンクと、少なくともマグネットとコイルと
を有し、該コイルへ駆動電流を通電することにより前記
ハンマバンクを往復移動させるリニアモータ方式のシャ
トル機構とを具備し、更に前記コイルへの通電可能な駆
動電流の最大電流の制限値が設定され、該制限値に基づ
き前記コイルへの駆動電流を制御するコイル駆動電流制
御手段が設けられている印字装置において、通電可能な
駆動電流の電流制限値を少なくとも２種以上設定し、前
記コイル駆動電流制御手段がコイル駆動電流の所定の電
流制限値を検出した際には、該電流制限値を他の設定さ
れた電流制限値に低下させるよう制御することにある。

【００１４】また、上記課題を解決する本発明の第２の
制御構成は、前記コイル駆動電流制御手段がコイル駆動
電流の所定の電流制限値を検出した際に、該電流制限値
に応じて、任意の時間だけ前記電流制限値を維持し、任
意の時間が経過した後に、電流制限値を他の電流制限値
に低下させるよう制御することにある。

【００１５】更に、上記課題を解決する本発明の第３の
制御構成は、複数個の印字素子を搭載したハンマバンク
と、少なくともマグネットとコイルとを有し、該コイル
へ駆動電流を通電することにより前記ハンマバンクを往
復移動させるリニアモータ方式のシャトル機構とを具備
し、更に前記コイルへの通電可能な駆動電流の最大電流
の制限値が設定され、該制限値に基づき前記コイルへの
駆動電流を制御するコイル駆動電流制御手段が設けられ
ている印字装置において、通電可能な駆動電流の電流制
限値を少なくとも２種以上設定し、前記コイル駆動電流
制御手段がコイル駆動電流の最大電流制限値を検出した
際には、該最大電流制限値を他の電流制限値に低下させ
るよう制御することにある。

【００１６】

【発明の実施の形態】シャトル機構部の構成について
は、従来技術と同一のため省略する。

【００１７】図１に本発明によるコイル駆動電流の電流
制限値制御のフローチャートを示す。以下では、３種の
電流制限値（Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）を設定する場合につい
て説明する。

【００１８】パワーオンイニシャライズにより、コイル
駆動電流の電流制限値を初期値に設定する。初期値には
３種持つ電流制限値のうち、最大電流値Ｉ１が設定され
る。

【００１９】シャトルの連続動作、すなわち印刷動作を
継続させた場合、コイル駆動電流のフィードバック制御
により、コイル駆動電流値Ｉａが増加する。コイル駆動
電流値Ｉａが増加し、電流制限値Ｉ１に達した際、電流
制限値Ｉ１に対して設定されている保持時間Ｔ１の間、
電流制限値Ｉ１を保持する。環境温度の変化等によるコ
イル温度の低下が無く、温度上昇が続いている場合、コ
イル駆動電流値Ｉａはフィードバック制御により電流値
を増加しようとするが、既にコイル駆動電流値Ｉａは電
流制限値Ｉ１に達している為、Ｔ１時間の間はコイル駆
動電流値Ｉａは電流制限値、すなわちＩ１となる。

【００２０】保持時間Ｔ１経過後、電流制限値をＩ２に
低下させる。前述の通り、コイル温度の低下が無い場
合、コイル駆動電流値Ｉａ＝電流制限値、すなわちＩ２
となる。電流制限値Ｉ２は、電流制限値Ｉ２に対して設
定されている保持時間Ｔ２の間、保持する。

【００２１】保持時間Ｔ２経過後、電流制限値をＩ３に
低下させる。Ｉ３は３種持つ電流制限値のうち、最小の
値である為、温度が飽和した状態において通電してもコ
イル温度が上昇せず、コイル電線の温度定格等から制約
される一定温度以内に抑制可能な電流値が設定される。
従って、電流制限値Ｉ３には保持時間の設定はなく、シ
ャトル動作終了時まで電流制限値Ｉ３が適用される。

【００２２】図２に本発明及び従来技術における印刷速
度例を示す。

【００２３】図２に示す通り、上記制御において、コイ
ル駆動電流Ｉａが電流制限値Ｉ１に達した時点以降、ハ
ンマバンクが予め決められた往復運動の速度カーブ上を
動作する事が不可能となり、印刷速度の低下が始まる。
しかし、従来技術においては、電流制限値は、温度が飽
和した状態において通電してもコイル温度が上昇しない
値、すなわちＩ３が設定される為、印刷速度低下は本発
明の場合と比べて格段に早い時間で発生する。

【００２４】なお、上記制御例は電流制限値を３種持つ
場合を説明したが、２種あるいは４種以上持つ場合も同
様に制御可能である。

【００２５】上記シャトル機構部の構成として、ハンマ
バンクの往復運動の振幅の両端近傍に、ハンマバンクの
往復移動の反転を付勢する反転付勢手段を備えたリニア
モータ方式のシャトル機構部においても、同様のシャト
ル制御は実現可能である。

【００２６】

【発明の効果】リニアモータシャトル機構部において、
本発明によるシャトル制御方式を実施する事で、シャト
ル機構部の冷却を強化する事無く、コイル温度上昇値を
一定以下に抑制し、かつ印刷速度低下を改善する事が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるハンマバンク駆動のフローチ
ャート。

【図２】 本発明及び従来技術における印刷速度の変化
を示すグラフ。

【図３】 リニアモータを用いたシャトル機構部の一例
を示す概略側面図。

【図４】 ハンマバンクの速度波形、およびコイル駆動
電流波形。

【符号の説明】

１０はハンマバンク、１１はガイドシャフト、１２は直
動軸受け、２０はリニアモータ部、２１はコイル、２２
は反転コイル、２３は等速コイル、２４はマグネット、
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、５０は位置検出センサ、６０はシャト
ル制御回路、７０はシャトル駆動回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の印字素子を搭載したハンマバンク
   と、少なくともマグネットとコイルとを有し、該コイル
   へ駆動電流を通電することにより前記ハンマバンクを往
   復移動させるリニアモータ方式のシャトル機構とを具備
   し、更に前記コイルへの通電可能な駆動電流の最大電流
   の制限値が設定され、該制限値に基づき前記コイルへの
   駆動電流を制御するコイル駆動電流制御手段が設けられ
   ている印字装置において、 通電可能な駆動電流の電流制限値を少なくとも２種以上
   設定し、前記コイル駆動電流制御手段がコイル駆動電流
   の所定の電流制限値を検出した際には、該電流制限値を
   他の設定された電流制限値に低下させるよう制御するこ
   とを特徴とする印字装置のシャトル制御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の印刷装置のシャトル制御方
   法であって、 前記コイル駆動電流制御手段がコイル駆動電流の所定の
   電流制限値を検出した際に、該電流制限値に応じて、任
   意の時間だけ前記電流制限値を維持し、任意の時間が経
   過した後に、電流制限値を他の電流制限値に低下させる
   よう制御することを特徴とする印字装置のシャトル制御
   方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の印刷装置のシャト
   ル制御方法であって、 前記印刷装置は複数の印字モードを有し、該印刷モード
   各々に対し前記電流制限値を少なくとも２種以上備えて
   いることを特徴とする印字装置のシャトル制御方法。
4. 【請求項４】請求項１ないし３記載の印字装置のシャト
   ル制御方法であって、 前記ハンマバンクの往復運動の振幅の両端近傍に、前記
   ハンマバンクの往復移動の反転を付勢する反転付勢手段
   を備えていることを特徴とする印字装置のシャトル制御
   方法。
5. 【請求項５】複数個の印字素子を搭載したハンマバンク
   と、少なくともマグネットとコイルとを有し、該コイル
   へ駆動電流を通電することにより前記ハンマバンクを往
   復移動させるリニアモータ方式のシャトル機構とを具備
   し、更に前記コイルへの通電可能な駆動電流の最大電流
   の制限値が設定され、該制限値に基づき前記コイルへの
   駆動電流を制御するコイル駆動電流制御手段が設けられ
   ている印字装置において、 通電可能な駆動電流の電流制限値を少なくとも２種以上
   設定し、前記コイル駆動電流制御手段がコイル駆動電流
   の最大電流制限値を検出した際には、該最大電流制限値
   を他の電流制限値に低下させるよう制御することを特徴
   とする印字装置のシャトル制御方法。