JP2002059605A - 印刷装置のシャトル制御方法 - Google Patents
印刷装置のシャトル制御方法Info
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- JP2002059605A JP2002059605A JP2000248067A JP2000248067A JP2002059605A JP 2002059605 A JP2002059605 A JP 2002059605A JP 2000248067 A JP2000248067 A JP 2000248067A JP 2000248067 A JP2000248067 A JP 2000248067A JP 2002059605 A JP2002059605 A JP 2002059605A
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- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動電流の定電流制御を行うステッピングモ
ータで駆動されるシャトル機構を有する印刷装置におい
て、シャトル機構部を駆動するステッピングモータの安
定動作を維持しつつ、駆動電流のを低下を図る。 【解決手段】 ステッピングモータの駆動電流をステッ
ピングモータの回転子と固定子の位相角の角度差に応
じ、フィードバック制御を行うことにより達成できる。
ータで駆動されるシャトル機構を有する印刷装置におい
て、シャトル機構部を駆動するステッピングモータの安
定動作を維持しつつ、駆動電流のを低下を図る。 【解決手段】 ステッピングモータの駆動電流をステッ
ピングモータの回転子と固定子の位相角の角度差に応
じ、フィードバック制御を行うことにより達成できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動電流の定電流
制御を行うステッピングモータで駆動されるクランク方
式のシャトル機構を有する印刷装置に関するもので、更
に詳しくはクランク方式のシャトル機構部を駆動するス
テッピングモータの定電流制御に関するものである。
制御を行うステッピングモータで駆動されるクランク方
式のシャトル機構を有する印刷装置に関するもので、更
に詳しくはクランク方式のシャトル機構部を駆動するス
テッピングモータの定電流制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】駆動電流の定電流制御を行うステッピン
グモータで駆動されるクランク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
る印字装置のシャトル機構部の例を図5、図6を引用し
て説明する。
グモータで駆動されるクランク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
る印字装置のシャトル機構部の例を図5、図6を引用し
て説明する。
【0003】複数個のドット印字ハンマ(図示せず)を
搭載したハンマバンク10は、直動軸受け11を介し、
ガイドシャフト12に支持される。また、クランク13
(2本)の一端は前記ハンマバンク10及びカウンタバ
ランサ14に各々連結され、他端は往復運動の動力源で
あるステッピングモータ20と連結されている。2本の
クランク13は180°位相をずらしてステッピングモ
ータ20に連結されている為、ハンマバンク10とカウ
ンタバランサ14は互いに逆位相で往復運動する。
搭載したハンマバンク10は、直動軸受け11を介し、
ガイドシャフト12に支持される。また、クランク13
(2本)の一端は前記ハンマバンク10及びカウンタバ
ランサ14に各々連結され、他端は往復運動の動力源で
あるステッピングモータ20と連結されている。2本の
クランク13は180°位相をずらしてステッピングモ
ータ20に連結されている為、ハンマバンク10とカウ
ンタバランサ14は互いに逆位相で往復運動する。
【0004】前記ステッピングモータ20の回転動作
は、予め決められた角速度カーブ上を動作するよう制御
される。その制御は、ステッピングモータ20に通電す
る駆動電流のパルス周波数を変化させ、かつ定電流値に
制御するシャトル制御回路30、ステッピングモータ2
0へ電流を通電するシャトル駆動回路40によって行わ
れている。
は、予め決められた角速度カーブ上を動作するよう制御
される。その制御は、ステッピングモータ20に通電す
る駆動電流のパルス周波数を変化させ、かつ定電流値に
制御するシャトル制御回路30、ステッピングモータ2
0へ電流を通電するシャトル駆動回路40によって行わ
れている。
【0005】印刷用紙は前記ハンマバンク10に対向し
て装着されており、紙送り手段(図示せず)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、図示しない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。
て装着されており、紙送り手段(図示せず)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、図示しない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、ステッピングモータ20の角速度及
びハンマバンク10の速度波形、ステッピングモータ2
0へ通電する駆動電流値の例を図7に示す。ステッピン
グモータ20が予め決められた角速度カーブ上を動作す
ることにより、クランク13によって連結されたハンマ
バンク10は、図示の通り速度カーブの往復運動が行わ
れ、往復動作の過程で印刷が行われる。定電流制御をし
ている場合、ステッピングモータ20へは予め定められ
た任意の駆動電流値(以下ベース電流値と呼ぶ)が通電
される。ベース電流値は1周期中一定の場合もあるが、
必要トルクに応じて1周期中に複数の電流値を設定する
場合もある。図7は1周期中に複数の設定値を持つ場合
を例示している。
びハンマバンク10の速度波形、ステッピングモータ2
0へ通電する駆動電流値の例を図7に示す。ステッピン
グモータ20が予め決められた角速度カーブ上を動作す
ることにより、クランク13によって連結されたハンマ
バンク10は、図示の通り速度カーブの往復運動が行わ
れ、往復動作の過程で印刷が行われる。定電流制御をし
ている場合、ステッピングモータ20へは予め定められ
た任意の駆動電流値(以下ベース電流値と呼ぶ)が通電
される。ベース電流値は1周期中一定の場合もあるが、
必要トルクに応じて1周期中に複数の電流値を設定する
場合もある。図7は1周期中に複数の設定値を持つ場合
を例示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシャト
ル機構の制御では、ステッピングモータの駆動電流は、
予め定められたベース電流値を通電しており、回転子と
固定子の位相角の角度差に応じたフィードバック制御に
よる駆動電流値の最適化は行われていなかった。よっ
て、ベース電流値設定にあたっては、ステッピングモー
タの脱調発生を防止し安定動作を得る為に、温度変化や
一時的な負荷変動、経時的な機構部の変動等を考慮し、
必要な駆動トルクに見合った電流値に対して十分に大き
な電流値に設定していた。すなわちシャトル機構部のス
テッピングモータの安定動作を確保し印刷品質を維持す
る為するには、ステッピングモータに過剰な駆動電流を
通電しなければならなかった。この余分な電流は熱とな
って消費され、ステッピングモータ本体やステッピング
モータ駆動回路が発熱し、これらの冷却に伴い、機器の
コストアップを招くという問題があった。また、機器の
消費電力の増大を招き、電源容量削減の妨げにもなって
いた。
ル機構の制御では、ステッピングモータの駆動電流は、
予め定められたベース電流値を通電しており、回転子と
固定子の位相角の角度差に応じたフィードバック制御に
よる駆動電流値の最適化は行われていなかった。よっ
て、ベース電流値設定にあたっては、ステッピングモー
タの脱調発生を防止し安定動作を得る為に、温度変化や
一時的な負荷変動、経時的な機構部の変動等を考慮し、
必要な駆動トルクに見合った電流値に対して十分に大き
な電流値に設定していた。すなわちシャトル機構部のス
テッピングモータの安定動作を確保し印刷品質を維持す
る為するには、ステッピングモータに過剰な駆動電流を
通電しなければならなかった。この余分な電流は熱とな
って消費され、ステッピングモータ本体やステッピング
モータ駆動回路が発熱し、これらの冷却に伴い、機器の
コストアップを招くという問題があった。また、機器の
消費電力の増大を招き、電源容量削減の妨げにもなって
いた。
【0008】よって、本発明は駆動電流の定電流制御を
行うステッピングモータで駆動されるシャトル機構を有
する印刷装置において、シャトル機構部のステッピング
モータの安定動作を維持しつつ、駆動電流を低下するこ
とを目的とする。
行うステッピングモータで駆動されるシャトル機構を有
する印刷装置において、シャトル機構部のステッピング
モータの安定動作を維持しつつ、駆動電流を低下するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ステッピン
グモータの駆動電流をステッピングモータの回転子と固
定子の位相角の角度差に応じ、フィードバック制御を行
うことにより達成できる。
グモータの駆動電流をステッピングモータの回転子と固
定子の位相角の角度差に応じ、フィードバック制御を行
うことにより達成できる。
【0010】
【発明の実施の形態】シャトル機構部の構成について、
従来技術との相違個所を主に図5、図6を用いて説明す
る。本発明の実施例では、ステッピングモータ20の回
転子の位相角を検出可能とする為、回転軸に位置検出セ
ンサ35を取り付ける。
従来技術との相違個所を主に図5、図6を用いて説明す
る。本発明の実施例では、ステッピングモータ20の回
転子の位相角を検出可能とする為、回転軸に位置検出セ
ンサ35を取り付ける。
【0011】図1にシャトル機構部のステッピングモー
タ駆動電流のフィードバック制御フローチャートを示
す。また、図2にステッピングモータの固定子、回転子
の位相角の角度差と発生トルクの関係及び本発明におけ
る駆動電流フィードバック制御の概念を示す。図2に示
す通り、ステッピングモータの発生トルクは特性上、回
転子と固定子の位相角がある角度差を持った時に最大と
なる。一般的に発生トルク最大時の角度差は回転子の歯
のピッチの1/4である。従って、回転子と固定子の位
相角のずれを、発生トルクが最大となる角度差付近を維
持した状態で駆動するよう制御することにより、ステッ
ピングモータの発生トルクをより有効に活用することが
でき、すなわち、ステッピングモータ駆動電流の低減が
達成される。以上より、図2に示すように、回転子と固
定子の角度差が最大トルク発生時の角度差より小さいA
以下の場合、駆動電流を低減させる。駆動電流を低減す
ることにより、回転子と固定子の電磁結合力が弱まり、
回転子と固定子の位相角の角度差が大きくなり、発生ト
ルクが増大する。一方、回転子と固定子の角度差が最大
トルク発生時の角度差より大きいB以上の場合、駆動電
流を増大させる。駆動電流を増大させることにより、回
転子と固定子の電磁結合力が強まり、回転子と固定子の
位相角の角度差は小さくなり、発生トルクが増大する。
本フィードバック制御を実施することにより、発生トル
クを有効活用し、消費電流の低減が図れる。
タ駆動電流のフィードバック制御フローチャートを示
す。また、図2にステッピングモータの固定子、回転子
の位相角の角度差と発生トルクの関係及び本発明におけ
る駆動電流フィードバック制御の概念を示す。図2に示
す通り、ステッピングモータの発生トルクは特性上、回
転子と固定子の位相角がある角度差を持った時に最大と
なる。一般的に発生トルク最大時の角度差は回転子の歯
のピッチの1/4である。従って、回転子と固定子の位
相角のずれを、発生トルクが最大となる角度差付近を維
持した状態で駆動するよう制御することにより、ステッ
ピングモータの発生トルクをより有効に活用することが
でき、すなわち、ステッピングモータ駆動電流の低減が
達成される。以上より、図2に示すように、回転子と固
定子の角度差が最大トルク発生時の角度差より小さいA
以下の場合、駆動電流を低減させる。駆動電流を低減す
ることにより、回転子と固定子の電磁結合力が弱まり、
回転子と固定子の位相角の角度差が大きくなり、発生ト
ルクが増大する。一方、回転子と固定子の角度差が最大
トルク発生時の角度差より大きいB以上の場合、駆動電
流を増大させる。駆動電流を増大させることにより、回
転子と固定子の電磁結合力が強まり、回転子と固定子の
位相角の角度差は小さくなり、発生トルクが増大する。
本フィードバック制御を実施することにより、発生トル
クを有効活用し、消費電流の低減が図れる。
【0012】図1を用いて、本発明におけるフィードバ
ック制御の実施例を示す。ステッピングモータ駆動電流
の相励磁切替を行う際に、回転子の位相角と固定子の位
相角の角度差を確認する。回転子の位相角の検出は、回
転軸に取り付けられた位置検出センサにより行われる。
また、固定子の位相角の検出は励磁相の読み込みにより
行われる。回転子と固定子の位相差が、最大トルク発生
時の角度差より小さいA以下の場合、駆動電流を減少さ
せる。一方、回転子と固定子の位相差が最大トルク発生
時の角度差より大きいB以上の場合、駆動電流を増加さ
せる。また、回転子と固定子の位相差が最大トルク発生
時の角度差近傍、すなわちAを超えBに満たない場合、
駆動電流の増減は行わない。上記のフィードバックを、
相励磁切替を行う度に実施することにより、ステッピン
グモータ発生トルクの有効活用が可能となり、駆動電流
の低下が図れる。図7に、本発明実施時の駆動電流値の
例を示す。図に示す通り、ベース電流値に対し駆動電流
値を低下することができる。
ック制御の実施例を示す。ステッピングモータ駆動電流
の相励磁切替を行う際に、回転子の位相角と固定子の位
相角の角度差を確認する。回転子の位相角の検出は、回
転軸に取り付けられた位置検出センサにより行われる。
また、固定子の位相角の検出は励磁相の読み込みにより
行われる。回転子と固定子の位相差が、最大トルク発生
時の角度差より小さいA以下の場合、駆動電流を減少さ
せる。一方、回転子と固定子の位相差が最大トルク発生
時の角度差より大きいB以上の場合、駆動電流を増加さ
せる。また、回転子と固定子の位相差が最大トルク発生
時の角度差近傍、すなわちAを超えBに満たない場合、
駆動電流の増減は行わない。上記のフィードバックを、
相励磁切替を行う度に実施することにより、ステッピン
グモータ発生トルクの有効活用が可能となり、駆動電流
の低下が図れる。図7に、本発明実施時の駆動電流値の
例を示す。図に示す通り、ベース電流値に対し駆動電流
値を低下することができる。
【0013】なお、ステッピングモータの駆動電流の増
減は、図3に示す電圧比較回路の基準電圧の切り替え又
は図4に示す駆動素子のオン時間とオフ時間の比率の切
り替えによって可能となる。
減は、図3に示す電圧比較回路の基準電圧の切り替え又
は図4に示す駆動素子のオン時間とオフ時間の比率の切
り替えによって可能となる。
【0014】図3に電流検出方式のステッピングモータ
駆動回路を示す。なお、図3にはステッピングモータ1
相分の回路を示す。駆動素子52がオンすることにより
ステッピングモータコイル70に駆動電流が通電され、
駆動電流検出用抵抗器62に、駆動電流に比例した電圧
が発生する。駆動電流に比例した電圧は電圧比較回路5
1にて基準電圧と比較され、駆動電流が増加し、基準電
圧を超えた場合、定電流制御回路50に信号が入力さ
れ、駆動素子52をオフさせる。駆動素子52がオフさ
れることにより、駆動電流が低下し、発生電圧が基準電
圧を下回り、再び駆動素子52がオンする。上記を繰り
返すことにより、ステッピングモータコイルに一定の駆
動電流が通電される。この時、電圧比較回路51に入力
している基準電圧値を切り替えることにより、駆動電流
値を増減することができる。基準電圧は、抵抗器61と
抵抗器60の分圧比により決まる。したがって抵抗値の
異なる複数の抵抗器60を切り替えて使用することによ
り、基準電圧値を可変できる。図3では、抵抗器で基準
電圧値を可変させる例を示しているが、デジタル−アナ
ログコンバータ等の回路を用いても基準電圧値の可変が
可能である。
駆動回路を示す。なお、図3にはステッピングモータ1
相分の回路を示す。駆動素子52がオンすることにより
ステッピングモータコイル70に駆動電流が通電され、
駆動電流検出用抵抗器62に、駆動電流に比例した電圧
が発生する。駆動電流に比例した電圧は電圧比較回路5
1にて基準電圧と比較され、駆動電流が増加し、基準電
圧を超えた場合、定電流制御回路50に信号が入力さ
れ、駆動素子52をオフさせる。駆動素子52がオフさ
れることにより、駆動電流が低下し、発生電圧が基準電
圧を下回り、再び駆動素子52がオンする。上記を繰り
返すことにより、ステッピングモータコイルに一定の駆
動電流が通電される。この時、電圧比較回路51に入力
している基準電圧値を切り替えることにより、駆動電流
値を増減することができる。基準電圧は、抵抗器61と
抵抗器60の分圧比により決まる。したがって抵抗値の
異なる複数の抵抗器60を切り替えて使用することによ
り、基準電圧値を可変できる。図3では、抵抗器で基準
電圧値を可変させる例を示しているが、デジタル−アナ
ログコンバータ等の回路を用いても基準電圧値の可変が
可能である。
【0015】また、図4には一般にパルス幅制御(PW
M制御)と呼ばれている方式のステッピングモータ駆動
回路及びパルス幅制御の概念を示す。図4もステッピン
グモータ1相分の回路を示す。駆動素子52のオン時間
とオフ時間の比率を切り替えることにより、ステッピン
グモータコイル70に通電する駆動電流値の増減を行
う。図に示す通り、駆動素子52のオン時間の比率を大
きくすることにより駆動電流は大きくなり、オフ時間の
比率を小さくすることにより駆動電流は小さくなる。駆
動素子52のオン時間とオフ時間の比率は、パルス幅制
御回路53により制御される。
M制御)と呼ばれている方式のステッピングモータ駆動
回路及びパルス幅制御の概念を示す。図4もステッピン
グモータ1相分の回路を示す。駆動素子52のオン時間
とオフ時間の比率を切り替えることにより、ステッピン
グモータコイル70に通電する駆動電流値の増減を行
う。図に示す通り、駆動素子52のオン時間の比率を大
きくすることにより駆動電流は大きくなり、オフ時間の
比率を小さくすることにより駆動電流は小さくなる。駆
動素子52のオン時間とオフ時間の比率は、パルス幅制
御回路53により制御される。
【0016】
【発明の効果】駆動電流の定電流制御を行うステッピン
グモータで駆動されるシャトル機構を有する印刷装置に
おいて、本発明によるシャトル制御方法を行うことによ
り、シャトル機構部のステッピングモータの安定動作を
維持しつつ、駆動電流を低下することが可能となる。
グモータで駆動されるシャトル機構を有する印刷装置に
おいて、本発明によるシャトル制御方法を行うことによ
り、シャトル機構部のステッピングモータの安定動作を
維持しつつ、駆動電流を低下することが可能となる。
【図1】 本発明におけるステッピングモータ駆動電流
のフィードバック制御のフローチャート図。
のフィードバック制御のフローチャート図。
【図2】 ステッピングモータの固定子、回転子の位相
角の角度差と発生トルクの関係及び本発明における駆動
電流フィードバック制御の概念図である。
角の角度差と発生トルクの関係及び本発明における駆動
電流フィードバック制御の概念図である。
【図3】 電流検出方式のステッピングモータ駆動回路
図である。
図である。
【図4】 パルス幅制御方式のステッピングモータ駆動
回路及びパルス幅制御方法の概念図である。
回路及びパルス幅制御方法の概念図である。
【図5】 ステッピングモータを用いたクランク方式の
シャトル機構部の一例を示す概略側面図である。
シャトル機構部の一例を示す概略側面図である。
【図6】 ステッピングモータを用いたクランク方式の
シャトル機構部の一例を示す概略上面図である。
シャトル機構部の一例を示す概略上面図である。
【図7】 ステッピングモータ角速度及びハンマバンク
速度波形、ステッピングモータへ通電する駆動電流値を
示す図。
速度波形、ステッピングモータへ通電する駆動電流値を
示す図。
10…ハンマバンク、11…直動軸受け、12…ガイド
シャフト、13…クランク、14…カウンタバランサ、
20…ステッピングモータ、30…シャトル制御回路、
35…位置検出センサ、40…シャトル駆動回路、50
…定電流制御回路、51…電圧比較回路、52…駆動素
子、53…パルス幅制御回路、60,1,62…抵抗器、
70…ステッピングモータコイル。
シャフト、13…クランク、14…カウンタバランサ、
20…ステッピングモータ、30…シャトル制御回路、
35…位置検出センサ、40…シャトル駆動回路、50
…定電流制御回路、51…電圧比較回路、52…駆動素
子、53…パルス幅制御回路、60,1,62…抵抗器、
70…ステッピングモータコイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 浩海 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Fターム(参考) 2C480 CA01 CA16 CA44 CA57 CB03 EA12 EA17 EA27 5H580 AA05 BB05 EE02 FA02 FA22 HH01 HH22 JJ07
Claims (6)
- 【請求項1】複数個の印字素子を搭載したハンマバンク
と、前記ハンマバンクを往復移動させるクランク方式の
シャトル機構と、該シャトル機構を駆動するステッピン
グモータとを有し、該ステッピングモータの駆動電流を
定電流制御する印刷装置のシャトル制御方法において、 前記ステッピングモータの駆動電流をステッピングモー
タの回転子と固定子の位相角の角度差に応じ、フィード
バック制御を行うことを特徴とする印刷装置のシャトル
制御方法。 - 【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、 前記ステッピングモータの回転子と固定子の位相角の角
度差が、最大トルク発生時の角度より小さいときにはス
テッピングモータの駆動電流を減少させることを特徴と
する印刷装置のシャトル制御方法。 - 【請求項3】請求項1記載の印刷装置のシャトル制御方
法であって、 前記ステッピングモータの回転子と固定子の位相角の角
度差が、最大トルク発生時の角度より大きいときにはス
テッピングモータの駆動電流を増大させることを特徴と
する印刷装置のシャトル制御方法。 - 【請求項4】請求項1記載の印刷装置のシャトル制御方
法であって、 前記ステッピングモータの回転子と固定子の位相角の角
度差が、最大トルク発生時の角度近傍のときにはステッ
ピングモータの駆動電流の増減を行わないことを特徴と
する印刷装置のシャトル制御方法。 - 【請求項5】請求項1記載の印刷装置のシャトル制御方
法であって、 前記ステッピングモータの駆動電流の増減を電圧比較回
路の基準電圧を切り替えにより行うことを特徴とする印
刷装置のシャトル制御方法。 - 【請求項6】請求項1記載の印刷装置のシャトル制御方
法であって、 ステッピングモータの駆動電流の増減を駆動素子のオン
時間とオフ時間の比率を切り替えることにより行うこと
を特徴とする印刷装置のシャトル制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000248067A JP2002059605A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 印刷装置のシャトル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000248067A JP2002059605A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 印刷装置のシャトル制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002059605A true JP2002059605A (ja) | 2002-02-26 |
Family
ID=18738048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000248067A Pending JP2002059605A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 印刷装置のシャトル制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002059605A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014220868A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | モータ駆動装置およびその制御方法 |
-
2000
- 2000-08-18 JP JP2000248067A patent/JP2002059605A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014220868A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | モータ駆動装置およびその制御方法 |
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