JP2988125B2 - キャリッジ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流モータでキャリッジ
を駆動して記録媒体に印字を行なうシリアルプリンタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は本発明が適用されるシリアルプリ
ンタのキャリッジ制御装置の構成を示す。直流モータ１
の回転運動はプーリ２を介してタイミングベルト３の直
線運動に変換される。タイミングベルト３で牽引するこ
とにより印字ヘッド４を搭載したキャリッジ５を移動さ
せ、印字ヘッド４から紙等の印字媒体８に印字を行な
う。なお直流モータ１には位置検出用のエンコーダ６が
配設されている。

【０００３】前記図１のような装置を用いて一行分の印
字データを印字する際の直流モータ１の駆動パターンを
図７（ａ）に、この時に直流モータ１に流れる電流を同
図（ｂ）に示す。Ｔacc は加速区間であり、目標回転速
度に達した後、定速制御を行いながらＴconst の区間で
印字を行ない、印字終了後に減速制御を開始しＴｂｒｋ
の区間で減速する。キャリッジ５の加速および減速には
大きなトルクが必要であり、その発生トルクは直流モー
タ１の電流値に比例するから図７（ｂ）に示すように加
速、減速区間では定速制御区間より電流値は大きくな
る。このため、定速制御区間Ｔｃｏｎｓｔ が短いほど
一行当りの直流モータ１の平均電流値は大きくなり、さ
らに、直流モータ１の発熱量はこの平均電流値の増加に
伴って大きくなる。このような印字が連続して行なわれ
ると、直流モータ１の発熱量が増大し過ぎて許容温度を
超え、焼損を招くおそれがある。そのため従来のプリン
タでは、一行中の印字データが少ない場合のことも考慮
して大出力の直流モータを使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一行中の印字
データの数は数十桁程度が一般的で、例えば十桁以下の
印字が連続して長時間続くようなことは希であり、上記
のような特殊な状況を想定して大出力の直流モータを選
定するのは利用効率が落ちるという問題がある。本発明
はこの様な問題を解決するために鑑みられたものでその
目的とするところは、許容値を超えないように発熱温度
を制御することで直流モータの利用効率を高めることが
可能なキャリッジ制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この様な課題を解決する
ために本発明のキャリッジ制御装置は、前記直流モータ
の応答特性を検出する応答特性検出手段と、前記キャリ
ッジの位置を検出する位置検出手段と、前記直流モータ
の駆動動作を休止する休止時間を計時する計時手段とを
有し、前記応答特性検出手段で検出した結果が所定値に
達し、かつ一行の印字に要する前記キャリッジの移動距
離が所定走行距離よりも短い場合は、前記一行の印字に
要する前記キャリッジの移動距離の長さに応じて前記直
流モータの駆動動作に休止時間を設けることを特徴とす
る。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に
説明する。

【０００７】図２は図１の構成のキャリッジ制御装置を
制御するための制御ブロック図である。図２において１
１はＲＯＭであり、制御プログラム、直流モータ１が所
定回転速度に到達するまでの許容限界時間Ｔs（本実施
例では２０msec）、所定走行距離Ｓs（本実施例では１
５０パルス）が保持されている。さらに、キャリッジ５
の停止位置から印字終了位置までの距離Ｓpeと休止時間
との関係も表１に示すデータテーブルとして記憶されて
いる。

【０００８】

【表１】

【０００９】１０はプリンタの制御を行なうＣＰＵであ
る。１２は各種データを一時的に記憶するＲＡＭであ
る。

【００１０】コンピュータ等のホスト装置１３からの印
字データはＩ／Ｆ部（インターフェイス部）１４を介し
てＣＰＵ１０に送られる。印字指令はＩ／Ｏ部１５を介
してヘッド駆動部１６に送られ、これに応じてヘッド駆
動部１６が印字ヘッド４を駆動して印字を行なう。一
方、キャリッジ５を駆動する直流モータ１の制御指令は
Ｉ／Ｏ部１５を介して直流モータ駆動部１７に送られ、
直流モータ駆動部１７が直流モータ１を駆動して目標回
転速度に制御する。目標回転速度の値はＲＡＭ１２に記
憶される。直流モータ１の回転角度に応じたエンコーダ
６の出力パルスはＩ／Ｏ部１５を介してＣＰＵ１０に送
られ、このパルスをカウントすることによりキャリッジ
５の位置管理を行い、周期を計測することによって回転
速度を検出する（以後キャリッジ５の移動距離はエンコ
ーダのパルス数で表す）。７はタイマであり、ＣＰＵ１
０によりセットされたデータにより計時を行う。計時が
終了するとタイマ７は割り込み信号をＣＰＵ１０に送
り、これにより計時の終了を認識する。

【００１１】以上のように構成された本実施例の動作に
ついて図３を参照しながら説明する。図３はキャリッジ
５が図４（ａ）に示す位置に停止した状態から矢印の方
向に移動して印字データ“ＡＢＣＤ”を印字する動作を
表すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０はホスト
装置１３からの印字データに応じてヘッド駆動データを
ＲＡＭ１２に展開するとともに印字データに応じた印字
領域を演算する。このとき、キャリッジ５の停止位置か
ら印字終了位置（印字領域の最終位置）までの距離Ｓpe
が確定する。ここではＳpe＝１００パルスとする〔ステ
ップ〕。次に直流モータ１を駆動し、キャリッジ５の
移動を開始すると同時に許容限界時間Ｔs のデータをタ
イマ７にセットする。本実施例では２０msecをセットす
る〔ステップ〕。次に、エンコーダ６の出力パルスの
周期を計測することによって応答性確認回転速度Ｖchec
kに到達したか否かを確認し、Ｖcheckに到達するまでに
タイマ７の割り込み信号が発生しなかった場合はステッ
プに進む〔ステップ〕。ステップでは休止時間の
値を０としてＲＡＭ１２に設定する。一方、ステップ
においてＶcheckに到達するまでにタイマ７の割り込み
信号が発生した場合はステップに進む。ステップで
はＲＯＭ１１に格納されている所定走行距離Ｓs（後
述）と、ステップで確定したキャリッジ５の停止位置
から印字終了位置までの距離Ｓpeとを比較し、Ｓpeが所
定走行距離Ｓs より大きい場合はステップに、小さい
か等しい場合はステップに進む。ステップではＲＯ
Ｍ１１に格納されているデータテーブルにより、ステッ
プで確定したＳpeの値（キャリッジ５の停止位置から
印字終了位置までの距離）に応じた休止時間のデータを
ＲＡＭ１２にセットしステップに進む。ここではＳpe
＝１００のため休止時間は２０msecをセットする。その
後、直流モータ１を目標回転速度に制御し、印字領域に
達するとＣＰＵ１０はヘッド駆動データに基づき印字ヘ
ッド４を駆動して印字を行なう。印字データに応じた印
字が終了すると減速制御を行なってキャリッジ５を停止
する〔ステップ〕。ステップではステップあるい
はステップでＲＡＭ１２に設定された休止時間のデー
タをタイマ７にセットする。ステップではセットされ
たデータ分の計時が終了したか否かを判断し、計時が終
了した場合は次行の印字に進む。以上が１行分の印字デ
ータを印字する動作である。

【００１２】次に所定走行距離Ｓs の設定値およびデー
タテーブルの決定方法について述べる。図５（ａ）は一
行におけるキャリッジ５の停止位置から印字終了位置ま
での距離Ｓpeを一定にして、休止時間を設けず印字を連
続して行なった場合におけるＳpeの長さと直流モータ１
の発熱飽和温度の関係を示したものである。本実施例に
用いた直流モータ１の特性を保証する許容限界温度Ｈs
が１３０℃であるため、図５（ａ）より所定走行距離Ｓ
sを１５０パルスに設定する。Ｓpeが１５０パルス以下
の場合には、次行の印字を開始する前に休止時間を設け
ることによって平均電流を小さくする。データテーブル
は表１に示すようにＳpeの値が小さいほど休止時間が長
くなっている。これは前述のようにＳpeの値が小さいほ
ど一行当りの直流モータ１の平均電流値は大きくなり、
直流モータ１の発熱量が増大し過ぎるためである。な
お、これらのデータテーブルは予め実験により求められ
る。

【００１３】次に、直流モータ１が応答性確認回転速度
Ｖcheckに到達するまでの許容限界時間Ｔsの決定方法に
ついて述べる。一般に直流モータ１は発熱温度の上昇に
伴い電流対トルク特性が低下し、所定速度に到達するま
での時間が遅くなるため応答性と発熱温度の間には図６
に示すような相関関係がある。そこで、本実施例に用い
た直流モータ１が許容限界温度Ｈs＝１３０℃であると
き、応答性確認回転速度Ｖcheckに到達するまでの時間
は図６より２０msecであるため、許容限界時間Ｔsを２
０msecに設定している。

【００１４】以上の構成および動作によりＶcheckに到
達するまでの時間が２０msecより短い（つまり図６の関
係より直流モータ１の発熱温度が許容限界温度Ｈsより
低い）場合の印字動作においては、休止時間を設けずに
高速印字を確保する。このときのキャリッジ動作を図４
（ｂ）に示す。一方、Ｖcheck に到達するまでの時間が
２０msec以上（つまり直流モータ１の発熱温度が許容限
界温度Ｈsに達している）で、かつキャリッジ５の停止
位置から印字終了位置までの距離Ｓpeが所定走行距離Ｓ
sより小さい場合においては、Ｓpeの値に応じて休止時
間を設けることにより発熱温度を許容限界温度Ｈs 以下
に抑えることが可能となる。このときのキャリッジ動作
を図４（ｃ）に示す。この結果、キャリッジ５の停止位
置から印字終了位置までの距離Ｓpeを一定にして印字を
連続して行なった場合の直流モータ１の発熱飽和温度は
図５（ｂ）のようになる。

【００１５】休止時間を設けることによりプリンタとし
ての実行印字速度は遅くなるが、図５（ｂ）からわかる
ようにＳpeが１５０パルス以上の印字においては休止時
間を設けなくとも連続印字動作が可能である。Ｓpeが１
５０パルス以下の印字桁数の少ない印字が連続して長時
間続くことは希であり、使用頻度の高い印字桁数につい
ては実行印字速度を落すことなく印字できる。また、印
字桁数が少ない印字が連続した場合でも、直流モータ１
の発熱温度が許容限界温度Ｈs以内であれば休止時間を
設けないで済むから実行印字速度を落すことなく印字で
きる。

【００１６】本実施例では直流モータの応答特性として
加速特性を検出したが、所定速度からの減速特性を検出
してもよい。また、本実施例では一行の印字に要するキ
ャリッジの移動距離としてキャリッジ５の停止位置から
印字終了位置（印字領域の最終位置）までの距離Ｓpeを
用いたが、この他に印字開始前のキャリッジの停止位置
から印字終了後の停止位置までの走行距離や、定速制御
中の走行距離を用いることも考えられる。また、走行パ
ターンが決まれば走行距離と走行時間は対応関係がある
ため、走行距離の代わりに走行時間を用いることも可能
である。さらには、本発明の応用としてプリンタ以外の
ものにも利用することが可能と思われる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば簡
単な構成で直流モータの発熱量が許容値を超えないよう
に制御することが可能となり、利用効率の高いキャリッ
ジ制御装置を提供することがきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプリンタの構成図。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例のキャリッジ動作を説明する
フローチャート。

【図４】本発明の一実施例のキャリッジ駆動動作を示す
図。

【図５】直流モータの発熱状態を説明する図。

【図６】直流モータの発熱温度と応答特性の関係を説明
する図。

【図７】キャリッジ駆動パターンと直流モータの通電電
流を示す図。

【符号の説明】

１ 直流モータ ２ プーリ ３ タイミングベルト ４ 印字ヘッド ５ キャリッジ ６ エンコーダ ７ タイマ ８ 印字媒体 １０ ＣＰＵ １１ ＲＯＭ １２ ＲＡＭ １３ ホスト装置 １４ Ｉ／Ｆ部 １５ Ｉ／Ｏ部 １６ ヘッド駆動部 １７ 直流モータ駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−5967（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−133774（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−65093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87191（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−153071（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−254207（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−235073（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50689（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 19/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッドを搭載したキャリッジと、該
   キャリッジを駆動する直流モータを有するキャリッジ制
   御装置において、 前記直流モータの応答特性を検出する応答特性検出手段
   と、 前記キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、 前記直流モータの駆動動作を休止する休止時間を計時す
   る計時手段と、を有し前記応答特性検出手段で検出した
   結果が所定値に達し、かつ一行の印字に要する前記キャ
   リッジの移動距離が所定走行距離よりも短い場合は、前
   記一行の印字に要する前記キャリッジの移動距離の長さ
   に応じて前記直流モータの駆動動作に休止時間を設ける
   ことを特徴とするキャリッジ制御装置。