JPH0550691A - キヤリツジ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流モータでキャリッジを駆動するプリンタ
で、一行の印字に要するキャリッジの走行距離が比較的
短い場合における直流モータの発熱温度が許容限界温度
を超えないように制御する。 【構成】 直流モータに温度センサを取り付けて発熱温
度を検出する。検出値が許容限界に達し、かつ、一行の
印字に要するキャリッジの走行距離が所定走行距離より
短い場合は、一行の印字に要するキャリッジの走行距離
の長さに応じて直流モータの回転速度を小さくする。

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６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】一行分の印字データを印字する時の直流モ
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、定速区間ＴCONS
Tで定速制御を行いながら印字を行ない、印字終了後に
減速制御を開始し減速区間Ｔbrk で減速する。キャリッ
ジ５の加速および減速に大きなトルクが必要であり、直
流モータ１の発生トルクは電流値に比例するから、図７
（ｂ）に示すように加速区間Ｔacc 、減速区間Ｔbrk で
は定速区間Ｔconst より電流値は大きくなる。

【０００４】このため、定速区間Ｔconst が短いほど、
一行当りの直流モータ１の平均電流は大きくなる。さら
に、直流モータ１の発熱量はこの平均電流の増加に伴っ
て大きくなるから、例えば一行中の印字データが少くて
定速区間Ｔconst が短いほど発熱量が大きくなる。

【０００５】このような印字が連続して行なわれること
により、発熱量が増加して許容温度を超えると直流モー
タ１の焼損を招くおそれがある。こ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た。

【０００６】

【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ことは希である。このような
特殊な状況を想定して大出力の直流モータを選定したの
では、印字桁数が多い場合の直流モータの利用効率が悪
くなるという課題があった。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みこのような問題点
を解決するもので、その目的は直流モータの利用効率を
高めるために、直流モータの発熱温度が許容値を超えな
いよう制御するキャリッジ制御装置を提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のキャリッジ制御装置は、前記直流モータの
発熱温度を検出する温度検出手段と、前記キャリッジの
位置を検出する位置検出手段と、前記検出された位置に
基づき１行の印字に要する前記キャリッジの走行距離を
求め、前記検出された発熱温度が予め設定された所定温
度に達し、且つ前記求められた走行距離が予め設定され
た所定走行距離よりも短い場合は、前記求められた走行
距離に応じて前記直流モータの回転速度を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明の一実施例を示すキャリッジ
制御装置の構成図である。図１において、図５に示した
構成例と同じ装置には同一番号を付して説明を省略す
る。図中、符号７は直流モータ１の発熱温度を検出する
ために直流モータ１に当接して配設された温度センサで
ある。

【００１１】図２はこのような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
て符号１０はプリンタの制御を行なうＣＰＵである。符
号１１はＲＯＭであり、制御プログラム及び本実施例で
は直流モータ１の許容限界温度Ｈs （本実施例では１２
０℃）、所定走行距離Ｓs （本実施例ではエンコーダ６
の出力パルス数で１５０パルス）、さらに、表１に示さ
れるキャリッジ５の停止位置から印字終了位置までの走
行距離Ｓpeと直流モータ１の目標回転速度との関係がデ
ータテーブルとして記憶されている。符号１２は各種デ
ータを一時的に記憶するＲＡＭである。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ＣＰＵ１０から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。キャリッジ５を駆
動する直流モータ１の制御指令はＣＰＵ１０から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を駆動してある目標回転
速度に制御する。この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、パルスの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の走行距離は
エンコーダのパルス数で表す。）また、温度センサ７で
検出された直流モータ１の発熱温度データＩ／Ｏ部１５
を介してＣＰＵ１０に送られる。

【００１２】以上のように構成された本発明の一実施例
の動作について図３を参照しながら説明する。図３は一
行分の印字データを印字する動作を表すフローチャート
である。ここではキャリッジ５が図４（ａ）に示す停止
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“ＡＢＳＤ”を印字する動作を表している。

【００１３】ＣＰＵ１０はホスト装置５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）までの走行距離Ｓpeが確定する。ここで
はＳpe＝１００パルスとする（ステップ）。

【００１４】次に温度センサ７により直流モータ１の発
熱温度を検出し、ＲＯＭ１１に格納されている許容限界
温度Ｈs の値と比較し、直流モータ１の発熱温度が許容
限界温度Ｈs に達していない場合はステップに進む
（ステップ）。

【００１５】ステップでは直流モータ１の目標回転速
度の値をＶmax としてＲＡＭ１２に設定する。なおＶma
x はヘッドの最高応答周波数に基づいて決定される最高
回転速度であり本実施例では２０００ｒｐｍとする（ス
テップ）。

【００１６】一方、ステップにおいて直流モータ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 と、ステップで推定した、キャリ
ッジ５の停止位置から印字終了位置までの走行距離Ｓpe
とを比較し、ＳpeがＳs より大きい場合はステップに
進む（ステップ）。

【００１７】ステップにおいて、キャリッジ５の停止
位置から印字終了位置までの走行距離Ｓpeが所定走行距
離Ｓs 以下の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）に応じた目標回転速度の
値をＲＡＭ１２に記憶する。ここではＳpe＝１００のた
め目標回転速度は１６００ｒｐｍとする（ステッフ
）。

【００１８】直流モータ１の目標回転速度が決定される
とステップに進む。ステップでは、まず直流モータ
１を駆動しキャリッジ５の移動を開始する。直流モータ
１は停止状態から、ＲＡＭ１２に記憶されている目標回
転速度に向って加速し、到達後は目標回転速度に制御さ
れる。その後、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）。

【００１９】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）は目
標回転速度をＶmax に設定して印字を連続して行なった
場合の一行におけるキャリッジ５の停止位置から印字終
了位置までの走行距離Ｓpeと、直流モータ１の発熱飽和
温度と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が１３０℃で
あるため、検出精度等のマージンを考慮し制御上の許容
限界温度Ｈs は１２０℃とした。図５（ａ）より許容限
界温度Ｈs １２０℃に対応するＳpeが１５０パルスであ
るため、所定走行距離Ｓs を１５０パルスに設定する。
前述のように直流モータ１の通電電流は加速時、減速時
に大きく定速制御時には小さくなる。そこで、Ｓpeが１
５０パルス以下の場合には目標回転速度の値をＶmax よ
り小さくし、加減速に必要な時間を短くすることによっ
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の値が小さいほど目標回転速度の値も小さく
なっている。これはＳpeの値が小さいほど加減速時間の
占める割合が大きくなるためである。なお、これらは予
め実験によって求めることができる。

【００２０】以上の構成および動作により、直流モータ
１の発熱温度が許容限界温度Ｈs に達するまでの印字動
作においては、目標回転速度の値をヘッドの最高応答周
波数に基づいて決定される最高速度であるＶmax に設定
して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。横軸は走行距離を、縦軸は回転速
度を示す。）一方、直流モータ１の発熱温度が許容限界
温度Ｈs に達し、かつ、キャリッジ５の停止位置から印
字終了位置までの走行距離Ｓpeが所定走行距離Ｓs より
小さい場合においては、Ｓpeの値に応じて目標回転速度
の値を変更することによって、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走行距離Ｓpeを
一定にした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。

【００２１】目標回転速度の値を小さくすることにより
プリンタとしての印字速度は遅くなるわけであるが、図
５（ｂ）からわかるようにＳpeが１５０パルス以上の印
字においては目標回転速度の値を小さくしなくとも連続
印字動作が可能である。前述のように、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印字速度を落すことなく構成
できる。印字桁数の少ない印字が連続した場合でも許容
限界温度Ｈs 以内であれば目標回転速度はＶmax のまま
であるから印字速度が遅くなることはない。

【００２２】なお、本実施例では一行の印字に要するキ
ャリッジの走行距離として、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、この他に印字開示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できる。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てもよい。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【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、直流モータの利用効率の
高いキャリッジ制御装置を提供することができる。

【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駆動動作を説明
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】従来のプリンタの構成図。

【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 温度センサ 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 ヘッド部 １７ 直流モータ駆動部

Claims (2)

【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、 前記直流モータの発熱温度を検出する温度検出手段と、 前記キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、 前記検出された位置に基づき１行の印字に要する前記キ
   ャリッジの走行距離を求め、前記検出された発熱温度が
   予め設定された所定温度に達し、且つ前記求められた走
   行距離が予め設定された所定走行距離よりも短い場合
   は、前記求められた走行距離に応じて前記直流モータの
   回転速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
   るキャリッジ制御装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記キャリッジの走行距
   離に応じた、前記直流モータの回転速度に対応する所定
   数の回転速度データを予め記憶する記憶手段と、 前記求められた走行距離に応じて回転速度データを前記
   記憶手段より読み出し、該読み出された回転速度データ
   の示す速度に前記直流モータの回転速度を補正する補正
   手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のキャリ
   ッジ制御装置。