JPH0378492A - サーマルラインプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図、第６図） 発明が解決しようとする課題（第７図）課題を解決する
ための手段（第１図） 作用 実施例（第２図〜第４図） 発明の効果 〔概要〕 モータ駆動制御装置、特にバッテリー電源で駆動する携
帯用プリンタ等に内蔵されるモータの停電力消費化に関
し、 該携帯用プリンタの負荷トルクの変化に無関係にモータ
駆動電流を制御することなく、負荷の始動、定常トルク
に合わせてそれを制御し、その電力損失の低減化を図る
ことを目的とし、外部制御情報に基づいて、第１〜第ｎ
のスイッチング情報を出力する制御手段と、前記第１の
スイッチング情報に基づいて、第１のゲート電圧を発生
する第１のゲート電圧発生手段と、前記第２のスイッチ
ング情報に基づいて、第２の電圧を発生する第２のゲー
ト電圧発生手段と、前記第ｎのスイッチング情報に基づ
いて、第ｎのゲート電圧を発生する第ｎのゲート電圧発
生手段と、前記第１〜第ｎのゲート電圧に基づいてモー
タの駆動電流を多段階制御する電界効果トランジスタと
を具備することを含み構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、モータ駆動制御装置に関するものであり、更
に詳しく言えばバッテリー電源駆動をする携帯用プリン
タ等に内蔵されるモータの低電力消費化に関するもので
ある。

近年、電車内での乗り越しの精算や倉庫業務における保
管管理等において、その場所で入力情報をインプットし
、レシートを顧客に配布したり、荷物に人出両県等を貼
付したりすることが可能なハンディプリンタが用いられ
ている。

これによれば、高速印刷可能なラインプリンタのモータ
駆動を多段階制御して、パワーセイブを図ることができ
る制御装置が望まれている。

〔従来の技術〕

第５図〜７図は、従来例に係る説明図である。

第５図は、従来例のモータ駆動制御装置に係るプリンタ
の構成図を示している。

図において、携帯用プリンタの中でも印字速度の速いラ
インサーマルプリンタは、ＣＰＵＩ、モータ駆動制御装
置２．モータ３．プラテン５．インターフェース５．デ
ータバッファ６、文字パターン発生回路７．ヘッド駆動
回路８２発熱体ヘッド９及び内蔵バッテリーＥ２から成
る。

当富亥ラインサーマルプリンタの機能は、まず発熱体ヘ
ッド９とプラテン４との間に感熱紙１０を挿入し、プラ
テン４に接続されたモータ３を介して該感熱紙１０を順
次送り込む。この際に、モータ３はモータ駆動制御装置
２により制御される。

次に、インターフェース５に入力された外部入力データ
ＤＩＮに基づく印字データを、データバッファ６及び文
字パターン発生回路７からヘッド駆動回路８に入力する
。

これにより、発熱体ヘッド９とプラテン４との間に挿入
された感熱紙１０に印字をすることができる。

これらの構成回路等は内蔵バッテリー電源Ｅ２により駆
動される。

第６図は、従来例のモータ駆動制御装置に係る構成図で
あり、モータ３の１相分の駆動電流を制御する回路を示
している。

図において、モータ駆動制御装置２は、インバータＩＮ
６．抵抗素子Ｒ５，Ｒ１９から成るゲート制御回路と、
電界効果トランジスタＱ５、抵抗素子Ｒ２５，Ｒ２６、
ダイオードＤ５、ツェナーダイオードＺＤ３から成るモ
ータ駆動電流制御回路から構成されている。

当該制御装置２の機能は、まずＣＰＵＩからのスイッチ
ングデータＤに基づいて、インバータＩＮ６．抵抗素子
Ｒ５，Ｒ１９を介してゲート入力電圧を発生し、それを
電界効果トランジスタＱ５のゲートに人力する。

このゲート入力電圧によってトランジスタＱ５のｒＯＮ
Ｊ　、ｒＯＦＦＪ動作を制御することにより、内蔵バッ
テリー電源Ｅ２と該トランジスタＱ５との間に接続され
たモータ３の駆動電流１ｄを制御することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図（ａ）、　　（ｂ）は従来例の問題点に係る説明
図であり、同図（ａ）は、ラインサーマルプリンタの印
字方法を説明する拡大図を示している。

図において、ラインサーマルプリンタは、ワイヤートッ
ドプリンタやシリアルサーマルプリンタと異なり、感光
紙１０を停止させることな（、発熱体ヘッド９を常時プ
ラテン４に押しつけた状態で紙送りされている。

この状態で用紙進行方向Ａに対して垂直方向（印字領域
移動方向）Ｂに例えば、５分割された印字領域Ｃを１ス
テツプ毎に発熱体ヘッド９の発熱制御領域りを移動する
ものである。これにより、感光紙１０を一定速度で紙送
りしながら、プリントアウトすることができ、印字速度
の高速化を図ることができる。

同図（ｂ）は、ラインサーマルプリンタに係るモータ３
の１相当たりの電流１ｄの通電状態を示している。

図において、Ｔ１はパワーＯＮ期間であり、モータ３に
電流１ｄが通電されている状態である。

これは、印字領域Ｃに発熱体へラド９を押しつけた状態
で感光紙１０を紙送りする際のモータ３の駆動状態を示
すものである。Ｔ２は、パワーＯＦＦ期間であり、モー
タ３に電流１ｄが通電されていない状態である。これは
、発熱制御領域りが当該ステップから次のステップに移
行している状態である。

ところで、バッテリー電源Ｅ２で駆動するラインサーマ
ルプリンタは、発熱制御領域りが印字領域Ｃを、例えば
ステップ■からステップ■へ移行するときのみモータ３
の駆動電流１ｄをＯＦＦするように制御されている。こ
れにより、モータ駆動に係る電力消費の低減を図ってい
る。

しかし、ステップ■に発熱制御ｆｉｌ域りが移動を完了
してモータ３が再始動され、発熱制御領域りが次ステツ
プ■に移動するまでの間、駆動電流ｒｄがｒＨ」レベル
を継続した状態に制御されている。

これにより、該モータ３の負荷トルクが減少した分の駆
動電流Ｉｄに係る電力が無駄になり、電力損失が増大す
ることになる。従って、バッテリー電源Ｅ２の消耗が早
くなり、単位バッテリー電源に対する使用継続時間が短
くなるという問題がる。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑みて創作されたも
のであり、携帯用プリンタの負荷トルクの変化に無関係
にモータ駆動電流を制御することなく、負荷の始動、定
常トルクに合わせてそれを制御し、その電力損失の低減
化を図ることを可能とする。モータ駆動制御装置の提供
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明のモータ駆動制御装置に係る原理図を
示している。

その装置は、外部制御情報ＤＩＮに基づいて、第１〜第
ｎのスイッチング情報Ｄ１〜Ｄｎを出力する制御手段と
、前記第１のスイッチング情報Ｄ１に基づいて、第１の
ゲート電圧ＶＧＩを発生する第１のゲート電圧発生手段
１２Ａと、前記第２のスイッチング情報Ｄ２に基づいて
、第２の電圧ＶＧ２を発生する第２のゲート電圧発生手
段１２Ｂと、前記第ｎのスイッチング情報Ｄｎに基づい
て、第ｎのゲート電圧ＶＧｎを発生する第ｎのゲート電
圧発生手段１２ｃと、前記第１〜第ｎのゲート電圧ＶＣ
Ｉ〜ＶＧｎに基づいてモータ１３の駆動電流Ｉｄを多段
階制御する電界効果トランジスタＦＦＴとを具備するこ
とを特徴とし、上記目的を達成する。

〔作　用〕

本発明によれば、第１〜第ｎのゲート電圧ＶＧｌ　ｙ　
Ｖ　Ｇ　ｎを入力した電界効果トランジスタＦＥＴに基
づいて、モータ１３の駆動電流！ｄが多段階制御されて
いる。

すなわち、負荷トルクがもっとも大きい状態では、第１
のゲート電圧ＶＧＩ　（ＶＧＩ＞ＶＯ２＞・・・・・Ｖ
Ｇｎ）を該トランジスタＦＥＴに入力することにより、
負荷の始動トルクに係る駆動電流１ｄがモータ１３に供
給される。また、負荷トルクが減少した状態では、第１
のゲート電圧■Ｇ１から第２のゲート電圧ＶＣ，２に降
下した電圧を該トランジスタＦＥＴに入力することによ
り、負荷の定常トルクに係る駆動電流１ｄがモータ１３
に供給される。

このため、負荷が減少する定常トルク状態においては、
駆動電流Ｉｄを減少させることができる。

これにより、従来例に比べて無駄な電力が節約され、電
力損失の低減化を図ることができる。従９て、バッテリ
ー電源で駆動するハンディープリンタ等の使用継続時間
を長くすることが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。

第２〜４図は、本発明の実施例に係るモータ駆動制御装
置を説明する図であり、第２図は、本発明の実施例のモ
ータ駆動制御装置に係る構成図を示している。

同図は、バッテリー電源で駆動をするラインサーマルプ
リンタの２相励磁モータ駆動電流Ｉｄを３段階制御をす
る構成図を示している。

図において、２１は第１図における制御手段１１の一実
施例となる制御回路であり、ＣＰＵ２４からの制御デー
タＤ３１〜３５に基づいて、３段階制御に必要な第１．
第２のスイッチングデータＤ１１〜Ｄ１４及びＤ２１〜
Ｄ２４を出力するものである。制御回路２１はインバー
タＩＮＩ〜ＩＮ５及び二人力ＮＯＲ回路２１ａ〜２１ｄ
からなインバータＩＮＩ〜ＩＮ４は、ＣＰＵ２４からの
制御データＤ３１〜Ｄ３４を反転して、第１のスイッチ
ングデータＤｌｌ〜Ｄ１４をゲート電圧発生回路２２ａ
に出力するものである。

インバータＩＮ５は、ＣＰＵ２４からのモータ出力アッ
プ／ダウンに係る制御データＤ３５を反転して、それを
二人力ＮＯＲ回路２１ａ〜２１ｄに出力するものである
。

二人力ＮＯＲ回路２１　ａ　〜２１　ｄはＣＰＵ２４か
らの制御データＤ３１〜Ｄ３４と、インバータＩＮ５か
らの反転制御データを入力して第２のスイッチングデー
タＤ２１〜Ｄ２４を出力するものである。

２２ａは第１図における第１のゲート電圧発生手段１２
Ａと第２のゲート電圧発生手段１２Ｂとを合わせたゲー
ト電圧発生回路であり、第１．第２のスイッチングデー
タＤｌｌ、Ｄ２１に基づいて、ケート電圧ＶＧＩ、ＶＧ
２及びＶ（１，３の３通りの電圧を発生するものである
。ゲート電圧発生回路２２ｃは、第１．第２のスイッチ
ングデータＤ１３．Ｄ２３に係るゲート電圧ＶＧＩ、Ｖ
Ｇ２及びＶＯ２を発生するものである。抵抗素子Ｒ３゜
Ｒ１５及びＲ１６からなり、トランジスタＱ３のゲート
に接続されている。

ゲート電圧発生回路２２ｃは、第１．第２のスイッチン
グデータＤ１３．Ｄ２３に係るゲート電圧ＶＧＩ、ＶＧ
２及びＶＯ２を発生するものである。該回路２２ｃは、
抵抗素子Ｒ３，Ｒ１５およびＲ１８から成り、トランジ
スタＱ３のゲートに接続されている。

ゲート電圧発生回路２２ｄは、第１．第２のスイッチン
グデータＤ１４．Ｄ２４に係るゲート電圧ＶＧＩ、ＶＧ
２及びＶＯ２を発生するものである。該回路２２ｄは、
抵抗素子Ｒ４，Ｒ１７およびＲ１８から成り、トランジ
スタＱ４のゲートに接続されている。

Ｑｌ−Ｑ４は電界効果トランジスタであり、第１、第２
及び第３のゲート電圧ＶＧＩ、ＶＧ２及びＶＯ２に基づ
いて、２相励磁モータ２３の励磁電流１ｄを３段階制御
するものである。

該トランジスタＱ１は、モータ２３のＡ端子に係るモー
タ駆動電流を、Ｑ２はＡ端子に係るモータ駆動電流を、
Ｑ３はＢ端子に係るモータ駆動電流を、Ｑ４はＢ端子に
係るモータ駆動電流を、それぞれ制御分担をしている。

また、該トランジスタＱ１〜Ｑ４のスイッチング動作は
、ゲート電圧ＶＧＩ　（ＶＧＩ＞ＶＯ２＞ＶＯ２）によ
り、負荷の始動トルクに係る駆動電流をモータ２３に供
給し、ゲート電圧ＶＣ，２により負荷の定常トルクに係
る駆動電流をモータ２３に供給するものである。

なお、ゲート電圧ＶＧ３−０により、該トランジスタＱ
１〜Ｑ４はＯＦＦする。

２３は２相励磁モータであり、感光紙を順送りするもの
である。該モータ２３は、電気角π／２（ｒａｄ）に配
置された一対の電磁コイルに端子子ＡＡ、ＢＢに中性点
ＣＯＭが設けられている。

また、それぞれの中性点ＣＯＭは、互いに接続されて、
バッテリー電源Ｅ１に接続されている。

なお、ダイオードＤ１〜Ｄ４やツェナーダイオードＺＤ
Ｉ、ＺＤ２は、各端子Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂに係る駆動電流１
ｄの逆流を阻止するものである。

また、電界効果トランジスタＱ１やＱ４に接続された、
抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２およびトランジスタＱ３やＱ４
に接続された抵抗素子Ｒ２３，Ｒ２４は、温度補償をす
るものである。これは、該トランジスタの温度上昇に伴
う動作の不安定状態を補償するものである。

２４は、ＣＰＵ　（中央演算処理装置）であり、当該モ
ータ駆動制御装置や発熱体ヘッド回路等の入出力を制御
するものである。

次に当該モータ駆動制御装置の動作について説明をする
。

第３図は、本発明の実施例の制御動作に係る説明図であ
り、モータ２３の１相当たりの駆動電流Ｉｄに係る波形
図を示している。

図において、縦軸は、モータ２３の１相当たりの電流Ｉ
ｄであり、横軸は時間ｔを示している。

また、Ｔ３はパワーＯＮ！ｔｉＩ間であり、モータ２３
に電流Ｉｄが通電されている第１の状態、すなわち負荷
の始動トルクに係る駆動電流Ｉｄｌの供給期間を示して
いる。この第１の状態は、第７図（ａ）の発熱制御領域
りがステップ■から■に移行した直後の状態に相当して
いる。

Ｔ４はパワーＯＦＦ期間であり、モータ２３に電流ｔｄ
が通電されている第２の状態、すなわち負荷の始動トル
クに係る駆動電流１ｄ２の供給期間を示している。この
第２の状態は、第７図（ａ）の発熱制御領域りがステッ
プ■に移行して、負荷の始動トルクが徐々に減少し、定
常紙送りをしている状態に相当している。

Ｔ５は完全ＯＦ　Ｆ　３１Ｊ］間であり、モータ２３に
電流１ｄが全く通電されていない状態である。この状態
は、従来と同様に、ステップ■から■に発熱制御領域り
が移動している期間である。

第４図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例の制御ｕ動作
に係る等価回路図であり、同図（ａ）のゲート電圧発生
回路２２ａのゲート電圧ＶＧＩの発生に係る回路図を示
している。

同図（ａ）において、ＶＧＩはトランジスタＱｌのゲー
トに印加される第１のゲート電圧であり、第２図のゲー
ト電圧発生回路２２ａの抵抗素子Ｒ１の入力端子ａに「
Ｈ」レベルの第１のスイッチングデータＤｌｌが入力さ
れ、抵抗素子Ｒ１１の入力端子すに「Ｈ」レベルの第２
のスチッチングデータ０２１が入力された場合に発生す
るものである。例えば、バッテリー電源Ｅ１の電圧をＶ
Ｂとすると、第１のゲート電圧ＶＧＩは、１２ ■Ｇ１′″Ｒ１／／Ｒ１１＋Ｒ１２ｘＶＢとなる。但し
、ＲＬ／／Ｒ１１は合成並列抵抗を示し、 Ｒ１・Ｒ１１ Ｒ１１＋Ｒ１２−Ｒ１＋Ｒ１１である。

ここで、第１．第２のスイッチングＤｌｌ、Ｄ２１が共
にｒＨ，レベルに制御されるのは、第３図において、パ
ワーＯＮ期間Ｔ３に相当し、モータ２３や発熱制御８１
域りが第１の状態にあるときである。

同図（ｂ）は、ゲート電圧発生回路２２ｄのゲート電圧
ＶＧ２０発生に係る回路図を示している。

同図（ｂ）において、ＶＯ２はトランジスタＱ１のゲー
トに印加される第２のゲート電圧であり、同図（ａ）と
同様に入力端子ａにｒ　ｌ（Ｊレヘルの第１のスイッチ
ングデータＤｌｌが入力され、抵抗素子Ｒ１１の入力端
子すに「Ｌ」レベルの第２のスチッチングデータＤ２１
が入力された場合に発生するものである０例えば、バッ
テリーを源Ｅ１の電圧をＶＢとすると、第２のゲート電
圧■Ｇ２は、 ｖ　Ｇ　２−ｍ−［シレ」」ニーｘｖＱＲ１＋Ｒ１１／
／Ｒ１２ となる。但し、Ｒ１１／／Ｒ１２は合成並列抵抗を示し
、 Ｒ１２・Ｒ１１ Ｒ１１／／Ｒ１２−Ｒ１１＋Ｒ１２である。

ここで、第１のスイッチングデータＤｌｌが「Ｈ」レベ
ル、第２のスイッチングデータＤ２１がｒｌ、Ｊレベル
制御されるのは、第３図において、パワーＯＦＦ期間Ｔ
４に相当し、モータ２３や発熱制御領域りが第２の状態
にあるときである。

なお、第１．第２のスイッチングデータＤｌｌやＤ２１
を共にｒＬＪレベルに制御すると、トランジスタＱｌを
完全ＯＦＦ期間にすることができる。また、トランジス
タＱ２〜Ｑ３の駆動電流も同様に制御される。

このようにして、本発明の実施例によれば第１゜第２及
び第３のゲート電圧ＶＧＩ、ＶＣ２及びＶＯ２を入力し
た電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４に基づいて、モータ
２３の駆動電流１ｄが３段階制御されている。

例えば、第９図のような発熱体ヘッド９とプラテン４と
を常時押し付けた状態において、負荷トルクが最も大き
くなる第１の状態のみ、第１のゲート電圧ＶＧＩ　（Ｖ
ＧＩ＞ＶＯ２）を該トランジスタＱ１〜Ｑ−４に入力す
ることにより、負荷の始動トルクに係る駆動電流１ｄｌ
がモータ２３に供給される。

また、負荷トルクが減少した第２の状態では、第１のゲ
ート電圧ＶＧＩから第２のゲート電圧■Ｇ２に降下した
電圧を該トランジスタＱ１〜Ｑ４に入力することにより
、負荷の定常トルクに係る駆動電流１ｄ２がモータ２３
に供給される。

このため、負荷トルクが減少した定常の状態においては
、これに対応した駆動電流１ｄのみを供給することがで
きる。

これにより、従来例に比べて無駄な電力が節約され、こ
れに係る電力損失の低減化を図ることが可能となる。

従って、バッテリー電源Ｅ１で駆動する携帯型サーマル
プリンタ等の使用継続時間を、従来例に比べて長くする
ことが可能となる。

なお、本発明の実施例では、ハンディプリンタに内蔵さ
れる２相励磁モータの駆動制御装置を例にして説明した
が、バッテリー電源で駆動するモータを内蔵する電子機
器においても、同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、第１゜第２のス
イッチングデータに基づいて、負荷トルクの変化に対応
したモータの駆動電流を３段階制御をすることができる
。

このため、負荷トルクの減少分に係る電力損失の低減化
を図ることできる。

これにより、バッテリー電源で駆動するモータ駆動制御
装置の低電力消費化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のモータ駆動制御装置に係る原理図、 第２図は、本発明の実施例のモータ駆動御装置に係る構
成図、 第３図は、本発明の実施例の制御動作に係る説明図、 第４図は、本発明の実施例の制御動作に係る等価回路図
、 第５図は、従来例のモータ駆動制御装置に係るプリンタ
の構成図、 第６図は、従来例のモータ駆動制御装置に係る構成図、 第７図は、従来例の問題点に係る説明図である。 〔符号の説明〕 １１・・・制御手段、 １２Ａ〜１２Ｃ・・・第１．第２．第ｎのゲート電圧発
生手段、 １３・・・モータ、 ＦＥＴ・・・電界効果トランジスタ、 ＤＩＮ・・・外部制御情報、 Ｄ１〜Ｄｎ・・・第１〜第ｎのスイッチング情報、ＶＧ
Ｉ−ＶＧｎ・・・第１〜第ｎのゲート電圧、［ｄ・・・
駆動電流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　外部制御情報（ＤＩＮ）に基づいて、第１〜第ｎのス
   イッチング情報（Ｄ１〜Ｄｎ）を出力する制御手段と、 前記第１のスイッチング情報（Ｄ１）に基づいて、第１
   のゲート電圧（ＶＧ１）を発生する第１のゲート電圧発
   生手段（１２Ａ）と、 前記第２のスイッチング情報（Ｄ２）に基づいて、第２
   の電圧（ＶＧ２）を発生する第２のゲート電圧発生手段
   （１２Ｂ）と、 前記第ｎのスイッチング情報（Ｄｎ）に基づいて、第ｎ
   のゲート電圧（ＶＧｎ）を発生する第ｎのゲート電圧発
   生手段（１２ｃ）と、 前記第１〜第ｎのゲート電圧（ＶＧ１〜ＶＧｎ）に基づ
   いてモータ（１３）の駆動電流（Ｉｄ）を多段階制御す
   る電界効果トランジスタ（ＦＦＴ）とを具備することを
   特徴とするモータ駆動制御装置。