JP2008119918A - 印刷装置のシャトル制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンマバンク反転時の付勢手段を具備したリニアモータシャトル機構において、ハンマバンクへの急激な負荷増大時に可能な限り通常速度に復帰させ、印刷速度の低下を防ぐとともにプリンタ障害の発生頻度を少なくし、機器の信頼性を向上する。
【解決手段】ハンマバンクの等速区間において、異常速度低下時の最小速度を検出し、その速度に応じた速度復帰用電流を通電する事により達成できる。
【選択図】 図１

Description

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係り、更に詳しくは、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のシャトル機構の往復移動制御に関するものである。

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する印字装置において、印刷速度を向上させるため、ハンマバンクの反転時にバネ等の反発力を利用した反転付勢手段を備えたシャトル機構が開発されている。

図２に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の構成の一例を示す。

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１１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。

更に、前記ハンマバンク１０またはコイル２１の両端部には、反転を付勢する位置に反転付勢手段（例えばバネ）４０が配置されている。前記反転付勢手段４０はバネに限らず、マグネットの同極反発を利用した手段でもよい。

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、動作環境温度を検出するサーミスタ６１、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。

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事により、印刷がなされる。

次に、リニアモータシャトル機構のハンマバンク速度波形及びコイル駆動電流を図３に示す。図３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。

反転付勢手段による付勢力が作用する区間（以下付勢区間という）が等速区間に重なってしまう場合、等速区間の速度を安定させるため、付勢力または反発力に相反する方向に発生する駆動電流をコイルに通電する制御を備えた印字装置が開発されている（特許文献１参照）。図３のコイル駆動電流は前記制御による駆動電流の一例である。反転付勢手段による左側付勢区間を位置Ｘ１〜左側反転位置ＸＬ〜位置Ｘ１、右側付勢区間を位置Ｘ２〜右側反転位置ＸＲ〜位置Ｘ２とする。付勢区間のうち、反転位置（グラフの横軸との交点）を境界として減速区間側は反発力が働き、加速区間側は付勢力が働く。

等速区間の速度安定性を高めるため、加速区間の後半部及び等速区間の前半部（速度Ｖ１に加速された位置〜位置Ｘ１、速度−Ｖ１に加速された位置〜位置Ｘ２）において、反転コイルに抑制電流を通電する。これにより、付勢力を打ち消す事ができ、等速区間前半部の速度超過を防止する事が可能となる。

一方、等速区間の後半部（位置Ｘ２〜位置Ｘ３、位置Ｘ１〜位置Ｘ０）において、反転コイルに増速電流を通電する。これにより、反発力を打ち消す事ができ、等速区間後半部の速度低下を防止する事が可能となる。

前述した通り、ハンマバンクの往復運動が予め決められた速度カーブ上を動作するように制御しているがハンマバンクへの負荷増大時（例えば、印刷用紙の折り目付近に印刷する場合等）には、等速区間の大幅な速度低下が発生してしまう。反転付勢手段を備えたシャトル機構においては、低速状態が続くと等速区間後半部の反発力により、ハンマバンクを所定の往復運動の振幅まで動作させることが困難となる。従来技術では、反転付勢機構を有するシャトル機構においても、ハンマバンクへの急激な負荷増大時に等速区間の速度低下を防止する制御（以下、過負荷復帰制御と呼ぶ）を備えた印刷装置が開発されている（特許文献２）。

図４に従来制御における過負荷復帰制御の一例を示す。ハンマバンクへの負荷が増大した場合、ハンマバンク等速運動の推力が不足し、等速区間の速度が低下する。過負荷復帰制御では、等速区間Ｘ４からハンマバンクの速度を監視し、等速区間前半部で速度低下の検出速度Ｖ２以下を検出すると、等速コイル駆動電流を増大させると共に、反転コイル駆動電流を加速方向に推力が発生する方向に通電する（以下、本駆動電流を過負荷復帰加速電流と呼ぶ）。

通電中は、ハンマバンクの速度を監視し、通常速度復帰速度Ｖ３を検出したとき過負荷復帰加速電流の通電を終了する。以上は、等速区間前半部での速度異常低下時の過負荷復帰制御例を記したが、通常速度への復帰が等速区間後半部となった場合又は、等速区間後半部に異常速度を検出した場合は、反転コイル駆動電流を増速方向に推力が発生する方向に切り替えて通電する（以下、本駆動電流を過負荷復帰増速電流と呼ぶ）。

特開平１１−１７０６５２号公報 特開２０００−９４７７５号公報

従来技術に示した通り、過負荷復帰制御を用いる事でハンマバンクへの急激な負荷増大時に等速区間の速度低下を防止することが可能となる。図５に過負荷復帰制御実施時、通常速度へ復帰できない場合のハンマバンク速度波形とコイル駆動電流波形の一例を示す。

従来技術では、速度異常低下検出速度Ｖ２検出後に通電する過負荷復帰加速電流及び、過負荷復帰増速電流は、機器に設定されている印刷モード毎に1種類であるため、速度異常低下検出速度Ｖ２より大幅に速度が落ち込むような負荷に対して通常速度に復帰することは困難であり、印刷速度の低下が見られた。また、想定以上の負荷を受け、通常速度より大幅に速度低下した状態で付勢区間に入る場合、ハンマバンクを所定の往復運動の振幅まで動作させることが困難となり、プリンタ障害となるケースが発生する。

よって本発明は、反転付勢手段を備えたシャトル機構で、ハンマバンクへの急激な負荷増大時において、可能な限り通常速度に復帰させ、印刷速度の低下を防ぐとともにプリンタ障害の発生頻度を少なくし、機器の信頼性を向上させることを課題とする。

本発明は、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と共に、前記ハンマバンクの振幅の両端近傍で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たリニアモータ方式のシャトル機構を有し、等速区間の速度異常低下時に通常速度へ復帰させる機能を備えた印刷装置において、速度低下時の最小速度を検出し、その速度に応じた速度復帰電流を通電する制御を行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、反転付勢手段を備えたシャトル機構において、ハンマバンクへの急激な負荷増大時における印刷速度の低下を防ぐとともにハンマバンク動作の耐久力を向上することができる。

本発明は、ハンマバンクの等速区間において、速度異常低下時の最小速度を検出し、その速度に応じた速度復帰用電流を通電することにより前述の課題を達成したものである。
次に本発明の実施形態を図とともに説明する。なお、シャトル機構部の構成については背景技術と同様のため、それらの説明は省略する。図１に本発明における等速区間後半部の過負荷復帰制御時のハンマバンク速度波形と反転コイルの電流を示す。

等速区間前半部の位置Ｘ４より、ハンマバンクの速度を監視し、ハンマバンクへの急激な負荷増大により等速区間後半部で速度がＶ２以下に低下した場合に過負荷復帰制御が開始される。速度異常低下を検出すると、まず、図１の反転コイル電流に示す過負荷復帰増速電流Ａ１を通電する。

Ａ１電流は、減速している速度が加速方向に速く切り替われるよう可能な範囲で大電流を通電する。Ａ１電流通電により、シャトル速度が加速方向に切り替わった時の速度即ち最小速度Ｖminを検出し、その最小速度により想定する負荷に見合った過負荷復帰増速電流Ａ２を選択し、通常速度復帰の検出速度Ｖ３まで通電する。以上は、等速区間後半部の過負荷復帰制御の例を説明したが、等速区間前半部で本制御を実施した時のＡ１、Ａ２電流は、過負荷復帰加速電流を通電する。また、過負荷復帰制御が等速区間後半部に跨いでしまった場合は、過負荷復帰増速電流に切り替え通電する。

上記で説明した過負荷復帰加速、増速電流Ａ１、Ａ２は、動作環境温度により変化する機器の負荷等の特徴に合わせ、選択し通電する方法もある。

尚、本制御は、発生する負荷に対応し速度復帰電流を通電するので、速度異常低下検出速度Ｖ２をある程度自由に設定できる特徴がある。これにより、機器の動作ばらつきを考慮した範囲で速度異常低下検出速度Ｖ２を早めることで過負荷復帰制御の開始タイミングを早めることができ、更に異常速度低下からの復帰が可能となる。

ハンマバンク反転時の付勢手段を具備したリニアモータシャトル機構において、等速区間の速度異常低下時にその最小速度を検出し、その速度に応じた速度復帰電流を通電することにより可能な限り通常速度に復帰させ、印刷速度の低下を防ぐとともにプリンタ障害の発生頻度を少なくし、機器の信頼性を向上させる事が可能となる。

本発明の実施形態に係るハンマバンクの速度波形とコイル駆動電流波形の例を示す図である。 リニアモータを用いたシャトル機構の一例を示す概略構成図である。 ハンマバンクの速度波形及びコイル駆動電流波形の例を示す図である。 従来技術におけるハンマバンクの速度波形とコイル駆動電流波形の例を示す図である。 従来技術におけるハンマバンクの速度波形とコイル駆動電流波形の例を示す図である。

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、６１は温度検出回路、７０はシャトル駆動回路である。

Claims (3)

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事により前記ハンマバンクを往復移動させると共に、前記ハンマバンクの振幅の両端近傍で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たリニアモータ方式のシャトル機構を有し、等速区間の速度異常低下時に通常速度へ復帰させる機能を備えた印刷装置において、速度低下時の最小速度を検出し、その速度に応じた複数ある速度復帰電流を選択し、通電する事を特徴とする印刷装置のシャトル制御方法。
2. 動作環境温度を検出し、その温度により請求項１記載の前記速度復帰電流を選択することを特徴とする印刷装置のシャトル制御方法。
3. 請求項１または請求項２記載の印刷装置のシャトル制御方法において、速度異常低下を検出する速度を早めることを特徴とする印刷装置のシャトル制御方法。

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