(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色の１ライン分の記録に必要な通電する発熱素子の数を求め、一度に通電される発熱素子の数が所定数以下となるように分割通電を行う場合における記録紙の搬送用ステッピングモータの駆動方法であって、前記発熱素子への分割通電の分割数を２以上とし、その分割通電に対応して駆動される搬送用ステッピングモータへの駆動信号がアクティブ期間であるときに、そのアクティブパルスのデューティ比およびパルス幅を予め分割数に対応したデューティ比およびパルス幅に細分化して設定された設定内容より分割数に応じて求めるようにしたこと特徴とする搬送用ステッピングモータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送用ステッピングモータの駆動方法に係り、特に、所望の画像を記録するにあたり各ラインごとに分けて記録を行う場合に、各行で通電する発熱素子の数が所定数以下となるように分割通電して記録を行う、いわゆる動的分割記録を行う場合における搬送用ステッピングモータの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステッピングモータは、モータの回転角や回転速度が入力パルス数や入力パルス速度に比例して定められるとともに、起動・停止特性が極めてよく、また応答性および出力が高いなどの特性を有することから、プリンタのキャリッジを駆動するキャリッジモータや記録紙を搬送する搬送用モータとして使用されている。
【０００３】
そのようなステッピングモータを記録紙の搬送用ステッピングモータとして用いる一例としてラインプリンタについて説明すると、ラインプリンタには、１対のサイドフレーム間に長尺状のプラテンローラが回転自在に支持されており、このプラテンローラに対して接離自在にラインサーマルヘッドが支持レバーによってプリンタ本体に支持されている。前記ラインサーマルヘッドには、背面側に圧接用のヘッド圧接ばねが取り付けられている。また、前記ラインサーマルヘッドには、長手方向に発熱素子が整列配置されており、各発熱素子には記録データに基づいて各発熱素子への通電を選択的に制御するための通電制御部が電気的に接続されている。
【０００４】
一方、プリンタ本体には、搬送用ステッピングモータが搭載されており、この搬送用ステッピングモータの駆動軸には、伝達歯車群を介して搬送ローラが連結されており、載置トレーから記録紙を取り出し、前記プラテンローラとラインサーマルヘッドとの間に供給するようになっている。また、前記搬送用ステッピングモータには、モータドライバを介して搬送制御部が接続されている。
【０００５】
さらに、前記プラテンローラの記録紙搬送方向上流側にはインクリボンを供給する供給ロールが配設されているとともに、記録紙搬送方向下流側には巻取ロールが配設されている。そして、巻取ロールを回転させる巻取ボビンの駆動により、インクリボンをプラテンローラおよびラインサーマルヘッドの間に供給するようになっている。
【０００６】
このような構成を有するラインプリンタにより記録を行う場合には、まず、搬送用ステッピングモータを駆動させて搬送ローラを回転させることにより載置トレーから記録紙を１枚ずつ搬送し、プラテンローラとラインサーマルヘッドとの間に供給する。記録紙が記録開始位置まで搬送されると、その記録紙およびインクリボンを介してラインサーマルヘッドがプラテンローラに圧接し、記録データに基づき通電制御部が各発熱素子を選択的に通電し、インクリボンを記録紙に溶融転写する。そして、第１ラインの記録が終了すると、前記搬送用ステッピングモータを駆動し、次の第２ラインの記録を記録データに基づいて開始する。このように最終ラインまでの記録が終了すると、カラー画像の場合には、搬送ローラを逆回転させて記録紙を一旦記録開始位置まで戻し、次の第２色目の記録を行い、最終的にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色について記録が行われると、フルカラー画像の記録が完成する。
【０００７】
ここで、前記通電制御部によるラインサーマルヘッドの各発熱素子への通電制御について説明すると、従来から、各発熱素子へ通電する場合には、図７に示すように、消費電力を抑えるという目的で、１ラインで通電させる発熱素子の数を所定数以下になるように任意に分割して通電させるように制御する、いわゆる動的分割記録が行われていた。
【０００８】
このような動的分割記録によれば、１度に供給すべき電力量を抑制でき、さらに、定分割数に分割するのではなく、各ラインごとに記録に必要な通電される発熱素子の数を求めて、それぞれ最適な分割数に分割するようになっていたため、記録速度も遅くなり過ぎることはなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の搬送用ステッピングモータの駆動方法においては、各ラインごとに通電分割数を設定するため各ラインによって通電分割数が異なることも多いが、その分割数に関係なく１ラインの記録終了まで一定電圧のアクティブパルスを付与して搬送用ステッピングモータを駆動していた。そのため、分割数の大きいラインでは、トルクが過剰となり騒音が発生してしまうという問題があった。
【００１０】
つまり、分割数が大きくなればなるほど、１ラインの記録に要する通電時間が長くなり、それだけ搬送用ステッピングモータを制御する駆動線には、各相に対応したアクティブなロー／ハイの出力が長時間にわたって付与される。そのため、回転慣性力を抑制する力が働き、騒音が発生してしまっていた。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、動的分割印刷時における搬送用ステッピングモータのトルク過剰を抑制するとともに、騒音の低下および省エネを実現することができる搬送用ステッピングモータの駆動方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る搬送用ステッピングモータの駆動方法の特徴は、発熱素子への分割通電の分割数を２以上とし、その分割通電に対応して駆動される搬送用ステッピングモータへの駆動信号がアクティブ期間であるときに、そのアクティブパルスのデューティ比およびパルス幅を予め分割数に対応したデューティ比およびパルス幅に細分化して設定された設定内容より分割数に応じて求めるようにした点にある。
【００１４】
そして、請求項１に係る発明の構成を採用したことにより、搬送用ステッピングモータに通電するアクティブパルスを細分化するとともにそのデューティ比およびパルス幅を予め分割数に対応したデューティ比およびパルス幅に細分化して設定された設定内容より分割数に応じて求めるようにしたため、モータへの通電時間を短くすることができて、最適かつ円滑にトルク過剰を抑制し、騒音の低下および省エネを実現することができ、分割数を照会することで瞬時にアクティブパルスを所定の細分化状態で付与して迅速に処理することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る搬送用ステッピングモータの駆動方法の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明の搬送用ステッピングモータの駆動方法は、動的分割記録を行う場合に、各発熱素子への分割通電に対応して駆動される搬送用ステッピングモータ７への駆動信号がアクティブ期間であるときに、アクティブパルスを細分化することに特徴を有している。ここで、動的分割記録とは、各色の１ライン分の記録に必要な通電する発熱素子の数を求め、一度に通電される発熱素子の数が所定数以下となるように分割通電を行って記録することをいう。通電する発熱素子の数は、例えば、記録データに基づいて求めるようになっている。
【００１８】
図１は、本発明の搬送用ステッピングモータ７の駆動方法を実行するラインプリンタ１の一例を示したものである。このラインプリンタ１には、プリンタ本体２の側面位置に１対のサイドフレーム３，３が取り付けられており、これらのサイドフレーム３，３間には長尺状のプラテンローラ４が回転自在に支持されている。前記プリンタ本体２には、発熱素子が整列配置されたラインサーマルヘッド５が前記プラテンローラ４に対して接離自在に支持されている。前記ラインサーマルヘッド５には、背面側に圧接力を付与するための複数のヘッド圧接ばね６が取り付けられている。
【００１９】
また、プリンタ本体２には、搬送用ステッピングモータ７が搭載されており、この搬送用ステッピングモータ７の駆動軸７ａには、伝達歯車群８を介して図示しない搬送ローラが連結されており、載置トレーから記録紙（いずれも図示せず）を取り出し、前記プラテンローラ４とラインサーマルヘッド５との間に供給するようになっている。
【００２０】
さらに、前記プラテンローラ４の記録紙搬送方向上流側にはインクリボンを供給する供給ロール（いずれも図示せず）が配設されているとともに、記録紙搬送方向下流側には図示しない巻取ロールが配設されている。そして、巻取ロールを回転させる図示しない巻取ボビンの駆動により、インクリボンをプラテンローラ４およびラインサーマルヘッド５の間に供給するようになっている。
【００２１】
また、本実施形態で用いられる搬送用ステッピングモータ７は、一例としてバイポーラ４相モータを使用しており、図２に示すように、９０度間隔で配置された第１（Ａ）、第２（Ｂ）、第３（Ｃ）および第４（Ｄ）の磁極（相）を有する固定子１０と、Ｎ極とＳ極とを１８０度間隔で有する回転自在な永久磁石からなる回転子とを備えており、この回転子に図示しない出力軸が連結されている。また、第１（Ａ）および第３（Ｃ）の磁極には第１のコイル１２が巻回され、第２（Ｂ）および第４（Ｄ）の磁極には第２のコイル１３が巻回されている。
【００２２】
このようなステッピングモータ１を回転駆動するために、固定子１０の各相のコイル１２，１３に駆動信号たる励磁電流（相電流）を流すと、この電流により磁界が発生し、固定子１０と回転子１１との間に吸引または反発する電磁力が発生する。この相電流を順次切り換えることにより、固定子１０と回転子１１との間の電磁力が切り換わり、回転子１１を動かすトルクとなる。
【００２３】
また、本実施形態における記録紙の搬送制御およびラインサーマルヘッド５の記録制御は、図３のブロック図に示すように、ＣＰＵ１４がＲＡＭ１５あるいはＲＯＭ１６に記憶されている画像記録データ１５ａおよび記録制御プログラム１６ａに基づいて行われる。すなわち、前記ＲＡＭ１５には、コンピュータ本体から送信された画像記録データ１５ａが記憶されている。また、前記ＲＯＭ１６には、画像記録データ１５ａに基づいて動的分割数を算出するなどの記録制御プログラム１６ａが記憶されているとともに、アクティブパルスの分割数を基準とする搬送用ステッピングモータ７のオン・オフタイミングテーブル１６ｂが記憶されている。
【００２４】
このオン・オフタイミングテーブル１６ｂは、図４に示すように、分割数に応じてアクティブパルスを細分化するデューティー比やパルス幅があらかじめ設定されており、分割数を照会することで瞬時にアクティブパルスを所定の細分化状態で付与するようになっている。ここで、デューティー比とは、ハイとローの通電パルスサイクル、いわゆるデューティーサイクルにおいて、ハイの通電時間の割合のことを意味する。したがって、本実施形態では、アクティブパルスを細分化する場合に、そのデューティー比と、ハイおよびローのパルス幅を設定するようになっている。
【００２５】
つぎに、本実施形態の搬送用ステッピングモータ７の駆動方法について、図５および図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２６】
図５には、本実施形態の画像記録データ１５ａの展開手順が示されており、ステップST１において、ＲＡＭ１５に記憶されている画像記録データ１５ａに基づき１ラインの通電する発熱素子数を数えてＸに代入する。続いてステップST２に進行し、あらかじめ定められている最大同時発熱素子数Ｙにより前記Ｘを割った値をＺとし、割り切れない余りをｐとする。そして、ステップST３において、Ｚ＋ｐを分割数としてＮと設定し、ステップST４に進行し、１ライン分の画像記録データ１５ａをＮラインデータに分割し、この分割数Ｎとともに記録バッファ１７に保存し、画像記録データ１５ａの展開を終了する。
【００２７】
続いて、図６に示すように、記録制御手順では、ステップST11において、記録バッファ１７に保存されている分割数Ｎを取り出し、ステップST12に進み、ＲＯＭ１６に記憶されている、分割数Ｎをキーとする搬送用ステッピングモータ７のオン・オフタイミングテーブル１６ｂに分割数Ｎを照会し、当該Ｎ分割時のアクティブパルスにおける細分化状態、すなわち、オン時間Ｔonとオフ時間Ｔoff とを取得する。
【００２８】
その後、ステップST13に進行して、画像記録データ１５ａをラインサーマルヘッド５に転送し、通電を開始する。このとき、ステップST14において、搬送用ステッピングモータ７をＴon時間オンするとともにＴoff 時間オフするサイクルを前記搬送用ステッピングモータ７が１ステップ回転するまで連続的に行う。これにより第１色目の１行分の記録が終了する。もし、カラー記録を行う場合には、次の色における発熱素子数を求めて、前述のように分割数に応じたアクティブパルスの細分化通電を繰り返すようになる。
【００２９】
このような本実施形態の搬送用ステッピングモータ７の駆動方法によれば、搬送用ステッピングモータ７に通電するアクティブパルスを動的分割数に対応した所定のデューティ比およびパルス幅に細分化するようにしたため、最適かつ円滑にモータへの通電時間を短くすることができて、トルク過剰を抑制し、騒音の低下および省エネを実現することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、アクティブパルスを細分化する際に、その分割数に対応したデューティ比およびパルス幅を求める場合、オン・オフタイミングテーブル１６ｂを用いて定型的に求めるようにして迅速に処理するようにしているが、演算式などにより求めるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、搬送用ステッピングモータに通電するアクティブパルスを細分化するとともにそのデューティ比およびパルス幅を予め分割数に対応したデューティ比およびパルス幅に細分化して設定された設定内容より分割数に応じて求めるようにしたため、モータへの通電時間を短くすることができて、最適かつ円滑にトルク過剰を抑制し、騒音の低下および省エネを実現することができ、分割数を照会することで瞬時にアクティブパルスを所定の細分化状態で付与して迅速に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の搬送用ステッピングモータの駆動方法を実行するラインプリンタの一実施例を示す平面図
【図２】  搬送用ステッピングモータの構造を説明するための原理図
【図３】  図１に示すラインプリンタにおける印刷制御および記録紙の搬送制御に関するブロック図
【図４】  アクティブパルスを所定のデューティー比およびパルス幅に細分化した状態を示すパルス波形
【図５】  本実施形態における記録データの展開手順を示すフローチャート
【図６】  本実施形態における記録制御の手順を示すフローチャート
【図７】  従来の搬送用ステッピングモータの駆動方法においてアクティブパルスを動的分割した場合を示すパルス波形
【符号の説明】
１  ラインプリンタ
２  プリンタ本体
４  プラテンローラ
５  ラインサーマルヘッド
７  搬送用ステッピングモータ
９  第１（Ａ）、第２（Ｂ）、第３（Ｃ）および第４（Ｄ）の磁極（相）
１０  固定子
１１  回転子
１４  ＣＰＵ
１５  ＲＡＭ
１６  ＲＯＭ
１５ａ  画像記録データ
１６ａ  記録制御プログラム
１６ｂ  オン・オフタイミングテーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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