专利名称：打印机以及它的驱动控制方法
技术领域：
本发明涉及装配有计算器所使用的以直流电机作为驱动源的活字轮选择式打印机的打印机及其驱动控制方法。具体是是关于装配有能够避免因直流电机的转速增加而引起的印字不良等弊端的活字轮选择式打印机的打印机及其驱动控制方法。
在此，如
图11所示，在高温时因磁铁的磁力降低，所以在活字轮选择式打印机的直流电机，即使它的驱动电压是一定的，但环境温度上升时，伴随它旋转速也上升。还有，在电磁驱动式的文字选择机构，为保持使活字轮固定在所定位置的文字选择爪的永久磁铁的磁力也降低。
电机旋转速上升时，通过电磁式的文字选择机构的文字选择动作(文字选择爪的转换动作)跟不上活字轮的旋转，有可能会陷入不能文字选择状态。又有，如图9所示在文字选择机构的返回动作中，因活字轮3的返回速度也上升，所以返回时冲击力也增大。由于高温时永久磁铁17的磁力降低而使文字选择爪16的保持力降低时，因返回时的冲击力而使文字选择爪从保持位置飞出，有可能按图中用假想线表示的选择位置移动。还有，因传到返回动作后的传送纸中的振动，文字选择爪16从保持位置离开而有可能在选择位置移动。当这种情况发生时，就会进行不需要的文字选择和打印。
再有，直流电机中它的电刷和整流子的接触位置变化时，相角变化，即使电机驱动电压一定，旋转速度也要变化。一般如图10所示，在比较直流电机的初始使用阶段和长期使用后阶段时，伴随长期使用因电刷和整流子的接触位置的移动带来相角的变化。伴随相角的变化，在电机额定电压时的旋转速度增高10～15％。电机旋转速度增高时，通过文字选择机构的文字选择动作跟不上活字轮的旋转，有可能陷入不能文字选择状态。
因此，在过去为使电机旋转速不超过在能保证打印机功能的旋转速范围(保证打印机功能领域)实施着各种措施。例如，一般知道的在电机转子通过离心力设置开关接点部件而机械性地抑制旋转速的增高。还有通过测速发电机检测电机的旋转速，采用控制电机驱动电压的电控制机构也是都知道的。
但是，在附设这种机构时，因为它的分成本提高，作为计算器等组合的廉价的打印机是不适合的。
还有，在不附设这种机构时，预先压抵抑制电机驱动电压，使在长期使用后活字轮的旋转速度必须不能超过保证打印机功能领域。但是，采用这种方法因失去在普通使用状态时的打印速度，所以不能实现高速打印。
另外，本发明的另一目的是，提出一种装配有即不需附设机构调速器和测速发电机，又不失去打印速度，伴随直流电机的长期使用而能解决旋转速增加问题的活字轮选择式打印机的打印机及其驱动控制方法。
为了达到上述的目的，本发明的打印机具有直流电机，在外圆面形成有供印刷用的多数个活字，并通过所述直流电机驱动旋转的活字轮，电源，把从所述电源供给的电压能转换成多级电机驱动电压值的电压转换电路，通过所述电压转换电路，通过供给所述电机驱动电压值，驱动所述直流电机的驱动电机电路，检测在所述打印机中所定位置的温度的检测温度器，把通过所述检测温度器的检测温度和所设的设定温度比较，在所述检测温度超过所述设定温度时，为降低所述电机驱动电压值，控制所述电压转换电路的驱动控制电路。
最好是所述多级电机驱动电压值至少具有作为初始值的第1驱动电压值和比所述第1驱动电压值低的第2驱动电压值，所述驱动控制电路在所述检测温度在所述设定温度以下时，把所述电机驱动电压值作为所述第1驱动电压值，在所述检测温度在所述设定温度以上时，把所述电机驱动电压值作为所述第2驱动电压值。
理想的是，所述第1驱动电压值和所述第2驱动电压值的差与所述检测温度和所述设定温度的差相对应。
在此，也可以使所述第2驱动电压值成为具有更多级的值。
更好是，所述驱动控制电路具有累计计数所述电机驱动时间的计数器，在通过所述计数器累积计数的时间达到所定的设定驱动时间以后，与所述检测温度无关地控制所述电压转换电路使所述电机驱动电压值降低。
理想的是，使所述温度检测器检测所述直流电机近旁的温度。或者，使检测所述打印机的周边温度。
而且，本发明提出一种用于控制具有直流电机和在外圆面形成有供印刷用的多数个活字，并通过所述直流电机驱动旋转的活字轮而构成的打印机的控制方法，该方法包括检测所述打印机在所定位置的温度的步骤，把在所述检测温度步骤中检测出的温度和所定的设定温度进行比较的步骤，在所述检测温度超过所述设定温度时，降低驱动所述直流电机电压值的步骤。
最好是至少预先设定作为初始值的第1驱动电压值和比所述第1驱动电压值低的第2驱动电压值，当所述检测温度在所述设定温度以下时，把所述电机驱动电压值作为所述第1驱动电压值，当所述检测温度在所述设定温度以上时，把所述电机驱动电压值作为所述第2驱动电压值。
理想的是，所述第1驱动电压值和所述第2驱动电压值的差与所述检测温度和所述设定温度的差相对应。
在此，也可以使所述第2驱动电压值成为具有更多级的值。
而且，更理想的是，具有累计计数所述直流电机驱动时间的步骤和把所述积算计数时间与所定的驱动时间比较的步骤，当所述累计计数时间达到所述设定驱动时间后，与所述检测温度无关地降低所述电机驱动电压值。
理想的是，在所述检测温度步骤中，检测所述直流电机近旁的温度。或者检测所述打印机的周边温度。
在本发明的打印机及其驱动控制方法中，是根据直流电机近旁或打印机周边的温度转换电机驱动电压。因此，不需要因为采用在直流电机上附设机械调速器和测速发电机等而规定转速的上限，并能消除在高温环境下产生的直流电机旋转速增加和因文字选择爪的磁性保持力降低而引起的文字选择动作不良等弊端。因此，能实现适合于作为计算器等使用的廉价打印机。再有，与考虑到高温时旋转速增加而预先降低直流电机旋转速度的情况相比，具有在普通使用温度状态下不会引起打印速度降低的优点。
直流电机在所定时间以上又延续使用后，与检测温度器的检测结果无关地使驱动电压降低。因此，不必在直流电机上附设机械式调速器和调速发电机，便能消除因长期使用直流电机旋转速度上升而引起的文字选择动作不良等弊端。
图1B是表示图1A的活字轮选择式打印机中的电压转换电路例的电路图。
图2是表示图1A的活字轮选择式打印机中文字选择用时序脉冲发生器结构的说明图。
图3是表示图1A的活字轮选择式打印机动作的简要流程图。
图4是表示图1A的活字轮选择式打印机1个打印循环的时序图。
图5是表示图3的初始化处理时电压转换控制动作的流程图。
图6是表示图3的驱动电压转换控制处理动作的流程图。
图6是表示图1A活字轮选择式打印机中相对于直流电机环境温度变化的电机驱动电压的—控制例的曲线图。
图7A表示图1A的活字轮选择式打印机中相对于直流电机的环境温度变化电机驱动电压的一控制例的曲线图。
图7B以及图7C是表示图1A的活字轮选择式打印机中相对于直流电机的环境温度变化电机驱动电压的其它控制例的曲线图。
图8是表示通过图1A的活字轮选择式打印机电机电压转换作用的曲线图。
图9是表示以往的活字轮选择式打印机中的电磁驱动式的文字选择机构的示意图。
图10是表示伴随直流电机长期使用旋转速度增加的曲线图。
图11是表示直流电机的环境温度和旋转速变化的曲线图。
在图1活字轮选择式打印机1的基本结构和以往的相同，它具有驱动源直流电机2；通过该直流电机驱动旋转的旋转轴3a；在外圆具有多个文字，并和旋转轴3a能整体旋转和相对旋转，而安装在旋转轴3a的多个位数的活字轮3；停止和旋转轴3a整体旋转的活字轮3a的旋转，在打印位置为选择所需文字的电磁驱动式的文字选择机构4；与该活字轮3的旋转轴3a的旋转而能同期产生时序脉冲的光学式时序脉冲发生器5。在各活字轮3上有多个文字，例如排列着有12个文字，从时序脉冲发生器5，对应各文字的位置发生时序脉冲信号T。
活字轮选择式打印机1还具有打印机电源6；使电源6的电压二级转换为第1和第2电压值V1，V2(V1＞V2)的电压转换电路7；通过电压转换电路7，根据供给电机的驱动电压，驱动直流电机2的驱动电机电路8；为驱动文字选择机构4的电磁铁20的驱动电磁铁电路9。又具有由在直流电机2的近旁配置的热敏电阻组成的检测温度器的检测温度元件10。为达到驱动控制的目的，各电路7、8、9通过由CPU、ROM、RAM等构成的微处理器组成的驱动控制电路11而构成。
驱动控制电路11具有根据从检测温度元件10得到的检测信号10s，而检测直流电机的环境温度a的检测部12；对检测出的环境温度a与预定的设定温度b进行比较的比较部13；以及，在环境温度a超过设定温度b时，转换电压转换电路7，使低电压的第2电压值V2作为电机的驱动电压；供给驱动电机电路8的电机电压控制部14。其中还包括有根据直流电机2内装的编码器(无图示)的输出2s，积算电机驱动时间A的积算计数器15和通过该积算计数器15的积算值A把初始状态标志F取作“O”，当达到预先确定的设定驱动时间B时显示为“1”的标志F。在电机电压控制部14优先于该标志F的状态进行电机驱动电压的转换控制。
在此，在图1B表示有所述电压转换电路7的电路例。示于该图的电压转换电路7具有根据来自驱动控制电路11的转换信号11s进行开关切换的开关三极管21和在该三极管21的集电极及发射极之间并连的3个降压用二极管22、23、24。二极管22～24按顺向串连。根据来自驱动控制电路11的转换信号11s三极管21导通时，能得到高电压V1，截止时，能得到通过二极管22～24降压的低电压值V2。
以下，图2是表示时序脉冲发生器5的机械结构的说明图。时序脉冲发生器5是由安装在活字轮3的旋转轴3a的细缝圆盘51和在该细缝圆盘51形成的为检测各细缝的光耦合器52组成的光学式编码器。在细缝圆盘51形成有多条细缝，在图示中为明确相对于这些细缝和由该细缝产生的时序脉冲信号的对应关系，示于下述图4的各时序脉冲附有相同的符号。作为细缝圆盘上的细缝，为使产生对应活字轮3上的各文字的文字用时序脉冲，按一定角度间隔形成有13条狭窄的细缝T0～T12。在细缝T0的邻接位置形成宽幅细缝Ts，该时序脉冲Ts和细缝T12之间形成无细缝部分。细缝Ts的作用是为在活字轮3返回初始位置的返回行程的最后使其产生时序脉冲。
图3是表示活字轮打印机1动作的简要流程图，图4是表示1个打循环的时序图。参照这些图，说明本例的活字轮选择式打印机1的简单动作。
首先，接通电源，进行初始化(步骤ST1)。根据初始化设定各驱动部分的待机位置。接着，在有打印指令时，电机驱动信号接通，直流电机2开始旋转(步骤ST2)。由于直流电机2的旋转活字轮3也开始旋转，对应活字轮3上的各文字从时序脉冲发生器5产生时序脉冲信号T(步骤ST3)。
在驱动控制电路11，计数时序脉冲信号T的时序脉冲，在应该打印的文字旋转到所定位置时，驱动控制文字选择机构的电磁铁驱动电路9，使相关位的文字选择用电磁铁通电(步骤ST4，5)。并且，与该选择动作同时进行打印用螺旋带纸的传送。整个活字轮3的选择完了之后，打印辊(无图示)转动在活字轮3的文字选择行列部分，在相对位于它们之间的记录纸进行1行打印，接着继续进行返回动作(步骤ST6)。
在打印以及返回完了之后，进行1行份儿的传送纸动作(步骤ST7)。
接着，如下述的图6所示，进行电机驱动电压的转换控制(步骤ST8)。在传送纸动作的间隔，活字轮3返回到其初始状态。在活字轮3返回的行程中，从时序脉冲发生器5产生时序脉冲TS，并与此同步关闭电源(步骤ST9、10、11)。在反复进行打印时，反复进行步骤ST3～ST9的动作。
在此，在装置电源接通后的初始化处理(ST1)中，与各种初始化处理的同时，通过电压转换电路7设定供给驱动电机电路8的电机驱动电压Vp。在初始化处理时的电机驱动电压Vp的设定处理示于图5。在装置电源接通后的初始化处理中，判别电机驱动时间的积算值A是否超过设定驱动时间B(步骤ST21)，在超过时，在标志F立起“1”(步骤ST22)，没有超过时，标志F仍保持初始状态的“0”原样(步骤ST23)。接着，判别标志F的状态(步骤ST24)，如果是初始状态的“0”原样，那么通过电压转换电路7作为供给驱动电机电路8的电机驱动电压Vp设定为高电压值V1(步骤ST25)。然而，在直流电机2的驱动时间的积算值A达到设定驱动时间B的状态时，即如所述在标志F立起“1”的状态时，作为电机驱动电压Vp设定为低电压值V2(步骤ST26)。
如图6所示，在1行打印完传送纸动作后进行驱动电压设定处理(步骤ST8)时，根据检测温度元件10的输出10s，检测直流电机2的环境温度a(步骤ST32)，然后判别检测出的环境温度值a是否超过设定的温度b值(步骤ST33)。在设定温度b以下的普通使用温度状态时，作为电机驱动电压Vp设定为高电压值V1(步骤ST34)。与此相反，在检测出的环境温度a超过设定值b的高温状态时，作为电机驱动电压Vp设定为低电压值V2(步骤ST35)。
图7是表示根据有关环境温度，电机驱动电压Vp变化例的曲线图。在图示例中，设定温度b设定为45℃，环境温度a在低于45℃时，作为电机驱动电压Vp采用13.5V(第1电压值V1)，超过45℃时，作为电机驱动电压Vp采用12.5V(第2电压值V2)。
再次参照图6说明时，还是本例，优先根据直流电机2的环境温度的电机驱动电压的转换控制，而进行根据直流电机2的驱动时间的电机驱动电压的转换控制。即先行于环境温度a的检测处理而判别标志F1的状态(步骤ST31)。标志F1在转换状态时，如所述地根据直流电机2的环境温度a进行电机驱动电压的转换控制。然而，标志F1在显示为“1”时，因直流电机2的驱动时间A达到了设定驱动时间B，所以与直流电机2的环境温度如何没有关系，而把电机驱动电压Vp设定为低电压值V2(步骤ST35)。因此，直流电机2在处于长期使用状态后，如图7用虚线所示，与环境温度无关，经常把电机驱动电压Vp保持在低电压值，例如12.5V。
在这样构成本例的活字轮选择式打印机1中，如图8所示，在初始使用时直流电机2的驱动电压Vp设定在高电压值V1。活字轮选择式打印机1在长期使用时，直流电机2如所述地移动其电刷和整流子的接触位置而改变相角，能提高相对于额定电压的旋转速。其结果如图用实线所示，活字轮3的旋转速度超出表示在保证打印机功能范围内的上限速度的L线。
但是，本例通过连续统计地直流电机2驱动时间的积算值A，在处于长期使用状态后，直流电机2的驱动电压值Vp能转换成低电压值V2。其结果活字轮3的旋转速如图中粗虚线所示被抑制在L线以下，而能确保适当的打印动作。
再有，即使在处于长期使用状态之前，通过检测每一打印动作时直流电机2的环境温度a，在陷入高温状态时能使直流电机2的驱动电压值Vp转换成低电压值V2。其结果也能避免因温度上升磁力降低，直流电机2的旋转速增高(参照图11)而引起的文字选择动作不良和打印不佳。
如以上所述，采用本例的活字轮选择式打印机1，不需要机械调节器和测速发电机等部分，在高温环境下使用时也能避免因活字轮3旋转速度增高和文字选择爪的磁性保持力降低等而引起的打印不良等。还有，因长期使用，活字轮3的旋转速度增高而引起打印不良等弊端也能避免。因此，能降低打印机成本，作为计算器用打印机是适宜的。
再有，本例因通过使用二极管构成廉价的电路进行电机驱动电压的转换，这一点对降低打印机的制造成本是有利的。
更进一步，因不断转换电机驱动电压，与从开始低控电机驱动电压而抑制活字轮的旋转速度的情况不同，在一般使用温度状态下使用，以及在所定使用期间内，具有不失去打印速度，就能进行高速打印的优点。
还有，在所述实施例中，是把电机驱动电压值制成V1、V2二级转换，把它制成三级以上的多级转换控制也是可能的。再有，如图7B所示，伴随着温度的上升使电机驱动电压按曲线形或直线形逐渐降低也是有效的。又有如图7C所示，在设定温度以下取作同一个电压值，在超过设定温度以后，随着温度的上升使电机驱动电压按曲线形或直线形逐渐降低也是有效的。
再有，在所述例中是按每一行打印进行根据环境温度转换电机驱动电压的判别动作，使用除此以外的时点进行判别也是可能的。
还有，在所述例中是通过在直流电机的近旁配置检测温度元件进行温度检测，除此之外在打印机的周边部分配置检测温度元件来检测环境温度也是可能的。
权利要求
1.一种打印机，其特征在于具有直流电机；在外圆面形成有供印刷用的多个活字，并通过所述直流电机驱动旋转的活字轮；电源；把从所述电源供给的电压变换成多级电机驱动电压值的电压转换电路；通过由所述电压转换电路供给所述电机驱动电压值，来驱动所述直流电机的电机驱动电路；检测在所述打印机中的所定位置的温度的温度检测器；和把通过所述检测温度器的检测温度与设定的设定温度比较，在所述检测温度超过所述设定温度时，控制所述电压转换电路，使其降低该电机驱动电压值的驱动控制电路。
2.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于所述多级的电机驱动电压值，至少具有作为初始值的第1驱动电压值和比所述第1电压值低的第2驱动电压值，所述驱动控制电路，当所述检测温度在所述设定温度以下时，把所述电机驱动电压值作为第1驱动电压值，当所述检测温度在所述设定温度以上时，把所述电机驱动电压值作为所述第2驱动电压值。
3.根据权利要求2所述的打印机，其特征在于所述第1驱动电压值和所述第2驱动电压值的差与所述检测温度和所述设定温度的差相对应。
4.根据权利要求3所述的打印机，其特征在于所述第2驱动电压值具有更多级的值。
5.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于所述驱动控制电路具有累计所述直流电机驱动时间的计数器，控制所述电压转换电路，使其在由所述计数器累计计数的时间在达到规定的设定驱动时间后，与所述检测温度无关地降低所述电机驱动电压值。
6.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于所述温度检测器检测所述直流电机近旁的温度。
7.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于所述温度检测器检测所述打印机的周边温度。
8.一种打印机的控制方法，是一种用于控制具有直流电机和在外圆面形成有供印刷用的多个活字，并通过所述直流电机驱动旋转的活字轮的打印机的控制方法，其特征在于包括检测在所述打印机中所定位置的温度的步骤，把通过在所述检测温度步骤检测出的温度和所定的设定温度进行比较的步骤，在所述检测温度超过所述设定温度时，降低驱动所述直流电机电压值的步骤。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于至少预先设定作为初始值的第1驱动电压值和比所述第1驱动电压值低的第2驱动电压值，当所述检测温度在所述设定温度以下时，把所述电机驱动电压值作为所述第1驱动电压值，当所述检测温度在所述设定温度以上时，把所述电机驱动电压值作为所述第2驱动电压值。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于所述第1驱动电压值和所述第2驱动电压值的差与所述检测温度和所设定的温度差相对应。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于所述第2驱动电压值具有更多级的值。
12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于包括累计计数所述直流电机的驱动时间的步骤，把所累计计数的时间和所定的设定驱动时间进行比较的步骤，在所述累计计数时间达到所设定的驱动时间以后，与所述检测温度无关地降低所述电机驱动电压值。
13.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于在所述检测温度步骤中检测所述直流电机近旁的温度。
14.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于在所述检测温度步骤中检测所述打印机的周边温度。
全文摘要
本发明提供一种活字轮选择式打印机，具主要特征是用直流电机驱动在外圆面上形成有供印刷用的多个活字的活字轮旋转。电压转换电路把从电源供给的电压转换成多级的电机驱动电压值。驱动电机电路由通过该电压转换电路供给的该电机驱动电压值来驱动该直流电机。温度检测器检测在该打印机中所定位置的温度。驱动控制电路，把通过该温度检测器检测出的检测温度与所定的设定温度进行比较，在该检测温度超过该设定温度时，控制该电压转换电路使该电机驱动电压值降低。
文档编号B41J7/00GK1445097SQ03120168
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月11日 优先权日2002年3月12日
发明者平濑千裕, 原务 申请人:精工爱普生株式会社