CN1152500A - 打印装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种为了使光栅扫描方式的打印装置廉价化及开发周期短而使从低速机到高速机的主要部分的点式打印机构尽可能通用化的方法。将具有由板簧形成的、沿横向基本等间隔配置的、且在纵列方向配设有多列的打印针安装部的打印撞头，沿横向排列成多个形成打印撞头群，仅仅在较前述打印针安装部个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上装有打印针，形成打印撞头模件，将同一形状的数个这种打印撞头模件沿横向安装，便形成新的打印撞头群。

Description

打印装置及其制造方法

本发明涉及一种用光栅扫描方式进行打印的打印装置，更详细地说，是关于一种采用改变打印元件排列数的点式打印机构来组成新规格机种的方法。

作为用光栅扫描方式进行打印的典型代表是，称作所谓的点行式打印机(dot line printer)或往复式打印机(Shuttle printer)的打印装置。这种点行式打印机的特点是，将进行点式打印的打印元件沿横向方向基本等间隔设置的打印机构一边沿着横向方向(与送纸方向相垂直的方向)往复移动、一边将文字及图形等用点阵方式进行打印。

这种点行式打印机的打印速度主要取决于打印元件的点打印速度、打印元件的装载数量以及其纵列方向上(用纸的输送方向上)打印元件的排列数。排列数意味着在往复移动的一次移动过程(单程移动过程)中能够同时打印的行数，该数每增加1行进行打印时，走纸回数便可以减少，利用这种关系，有助于高速化。

对于这种打印机，应根据点式打印机的高速化需要进行开发。而且进行开发的最优先的课题是，实现打印元件高速化、其装载数目的提高(即安装密度的提高)以及纵列方向上打印元件排列数的提高。与初期打印机相比较，近来的打印机，其打印元件的点打印速度及其安装密度都分别提到了2倍的程度。打印纵列点数为24点的标准汉字类型的打印机中，打印元件的排列数由初期的1列变成数列(2-24列)的构成已成为了可能。结果，大幅度地提高了费用。

对于上述的高速化顾客需求仍在继续，但是，最近具有从低速机到高速机以低价格供给的愿望，并且这种需求越来越强烈。

为了满足上述从低速机到高速机并低价格这样的需求，必须将在打印机的成本方面占有最大比重的打印机构低价格化。

打印机构的成本费用，主要是由主体成本(材料费及加工费)、开发费用及生产设备等的折旧费所组成。因此，在不再产生新的开发费用及生产设备等折旧费用的前提下，降低主体成本是最有效的手段之一。为此，从低速机到高速机分别所装载的打印机构及其它部件，应尽可能地通用化成为必须。这样，达到既增加撞击机构各部件的生产批量又降低部件的成本的目的。但是，打印元件的装载数量，必须是合适应打印机打印速度所必要的最小限度的数量。

当然，并不限于打印机构，也希望其它部件尽可能地通用化。

因此，为了使从低速机到高速机上分别装载的打印机构通用化，采用根据高速机用高密度安装的点式打印用打印机构来形成低速机用打印机构的方案。

总之，上述课题是通过下述打印装置完成的，这种打印装置包括：由将具有用板簧形成的、同时沿横向等间隔且沿纵列方向配置成多列的打印针安装部的打印撞头沿横向排列成数个的打印撞头群，具有磁性吸引力的磁铁机构，借助于该磁铁机构的磁性吸引力使前述打印撞头的一端保持在非打印位置的梳形磁轭，用于固定前述打印撞头另一端的磁轭，缠绕在前述梳形磁轭上的撞头线圈所组成的点式打印用打印机构；驱动该打印机构的控制回路；与前述打印机构相连并且使该打印机构沿横向按照预定的打印行程往复移动的往复移动机构；以及输送打印用纸的走纸机构；其中，仅仅在较前述打印针安装部的个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上安装有打印针，形成打印撞头模件，并且将同一形状的数个前述打印撞头模件沿横向安装着。

上述结构的点式用打印机构，仅仅通过改变打印针的安装个数，便可以达到从低速机到高速机的通用。

此外，虽然打印机构往复移动的行程在同一列中是由相邻打印针安装部的间隔来决定的，但是，本发明由于是将同一形状的打印撞头模件沿横向排列成数个，因此，打印针的安装是用列单位进行的，往复移动的行程当然不会改变。由此，实现了往复移动机构的通用化。

并且，在本发明中，在前述结构的打印撞头模件中的对应于打印针非安装部分的撞头线圈、板簧或控制回路中的任一个、或者全部可以除去。

另一方面，根据本发明，通过提供一种制造打印装置的方法来实现，所述的打印装置包括：由将具有用板簧形成的、沿横向等间隔且沿纵列方向配置成多列的打印针安装部的打印撞头沿横向排列成数个的打印撞头群，具有磁性吸引力的磁铁机构，借助于该磁铁机构的磁性吸引力使前述打印撞头的一端保持在非打印位置的梳形磁轭，用于固定前述打印撞头另一端的磁轭以及缠绕在前述梳形磁轭上的撞头线圈所组成的点式打印用打印机构；驱动该打印机构的控制回路；与前述打印机构相连、并且使该打印机构沿横向按照预定的打印行程往复移动的往复移动机构；以及输送打印用纸的走纸机构；上述的方法是，根据所需要的打印速度，在较前述打印针安装部的个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上安装打印针，形成打印撞头模件，并将同一形状的数个前述打印撞头模件沿横向进行安装，由此制造出所期望打印速度的打印装置。

图1是本发明第一实施例的打印针排列状态的示意图。

图2是本发明第二实施例的打印针排列状态的示意图。

图3是本发明第三实施例的打印针排列状态的示意图。

图4是打印机构的平面图。

图5是打印机构的断面图。

图6是表示打印撞头排列状态的模式图。

图7是作为本发明基本形的打印针排列状态的示意图。

图8是本发明撞头排列与集成电路的对应说明图。

图9是表示本发明撞头控制回路一个例子的内部回路说明图。

下文，参照附图详述本发明。

本实施例就以光栅扫描方式为代表的打印装置中的点行式打印机进行详述，但是，对于采用光栅扫描方式，用一次扫描打印数个点行的打印装置同样适用。

下面，参照图4及图5分别示出的最初打印装置的平面图及打印机构的断面图叙述这种打印装置的打印方法。

进行点式打印的打印元件基本等间隔地装载在打印机构10上，打印机构10与往复机构20连接，并沿图4中箭头所示方向往复移动。

在打印机构10前面移动的带状墨带31从带盒30的一端伸出，经过带导向件34及带传感器33卷取在一对墨带滚轮32上，并容纳在带盒30中。

支持打印元件打印力的压纸卷轴40以预定的间隙面对打印机构10设置，使打印用纸50及墨带31处于此间隙间。

这种结构所使用的打印机构10及打印元件称作图5所示的一般的弹簧加载方式的部件。

板簧11由螺钉14安装在由梳形磁轭17、磁铁15及磁轭16形成的磁回路中的磁轭16上。在这种状态下，板簧11受梳形磁轭17的磁性吸引而挠曲。撞头线圈(hammer coil)13配设在梳形磁轭17上，通过控制回路可使脉冲电流在抵消板簧11的磁性吸引力的方向上流动，由此驱动板簧11进行点式打印。

此外，如图6所示，在板簧11的前端设置有打印安装部18，在该打印针安装部18上装有打印针12的是打印元件，并将此元件数个组合在一起便构成了打印撞头模件19。

打印机构10中其本排列的打印撞头如图7所示，是以打印针12从第1针至第12针的排列为一个单位。这样，由前述的数个打印撞头沿横向排列的打印撞头群便构成了打印机构。此外，图7的上下方向为纵列方向(走纸方向)。

在该例中的打印针12按照图示方式沿横向(往复移动方向)以基本一定的间隔P排列成纵列方向(走纸方向)的12列形式。本实施例中的间隔P约为0.1英寸。打印针12的总数为144针。

经过开发的高速机用高密度安装的打印机构10是按照上述的针排列方式的结构。这种打印机构10就是将打印针12排列为12列的打印机构，其往复移动的单程移动中，可以同时打印出12个点行。各个打印针12承担着到同一列中相邻打印针12的范围中的打印，也就是间隔相当于12×p的打印范围。因此，由往复机构20移动的打印机构10的往复移动行程等于12×P与作为走纸区间的往返移动的反向部分中移动距离之和。一般在打印纵列方向(走纸方向)为24个点的汉字文字的场合，该打印机构10往返一次(两程移动)就结束了。

打印针12的排列数是通常使用的文字行方向点数的约数，这样，使在这种打印中不产生空白，在列方向为24点的汉字文字场合，该排列数是从1、2、3、4、6、8、12、24中进行选择的。

下文叙述根据上述打印机构10构成低速机用打印机构10的方法。

图1示出了列方向排列数为8列、仅在第1-8列打印针安装部18上装有打印针12、而第9-12列打印针安装部18上没有装打印针12的打印撞头模件19排列状态的模式图。由于图中第9-12列为打印针12的非安装列，所以，从前一个打印撞头模件的第8列到相邻打印撞头模件的第1列之间的打印针12的间隔为5×P。

这样，将同一形状的前述打印撞头模件在横向排列成数个，由此，构成适应于低速机的新打印撞头群，形成打印机构。

在上述新的打印机构中，在一次移动中打印8点行，纵列为24点的文字要在三次移动中进行打印。往复移动的行程因同列打印针12的间隔相同而未产生变化。因此对于往复机构20，特别是其行程及构成不需要改变。

由于上述例中打印针12的排列最好为连续的8列，上述的第9-12列为打印针12的非安装列，除此之外，也可以将1-4列或1、2、11、12列作为非安装列。而其它方法，例如将1列及10-12列作为非安装列也是可行的。

此外，本发明不仅是打印针12，就连打印针12的非安装列对应部分的板簧11及撞头线圈17等也可以省去。这部分以外的构成为基本构成，与12列构成的打印机构相同。

图2示出了图7所示打印针12的12列排列中6列打印撞头的打印针安装部未装打印针12、而另外6列上装有打印针12的排列状态模式图。

另外，图3示出了图7所示打印针12的12列排列中8列为打印针12的非安装部分、4列装有打印针的状态模式图。

图中虽然未示，但是打印针12的12列排列中9列为非安装列而3列为排列的结构、或者打印针12的12列排列中10列为非安装列而2列为排列的结构也是可行的。

如上文所述，在本发明中，根据12列打印撞头为一个单位的打印机构10，仅仅将较12列更少一些的连续任意个数的打印针安装在打印撞头的打印针安装部分上，便可组成排列数不同的其它5种新打印机构。这5种类型的的打印机构10，可以根据其打印针12的排列数目灵活地运用到打印速度各不相同的打印装置中。

由于打印撞头的形状相同，所以可采用单一的模具来制造，达到了批量数增加而工时减少的目的。此外，由于打印撞头的形状相同，如果n-1个打印针安装部上装有打印针的打印撞头模件的一种作为维修部件，那么打印针的至少打印撞头模件可以共用。

虽然本发明根据基本排列为12列的打印机构10进行了详述，但是转换成一般情形时可通过下文来表达。如果以具有沿横向等间隔配设(N1)列的打印针安装部的打印机构的打印撞头针排列形式为基本排列，并在该基本排列中有(N2)列的打印针安装部未装打印针时，则(N1)列排列数中能以(N1-N2)列的排列数构成新的打印机构，并能形成装载有这种新打印机构的新的打印装置。

进一步，这种打印装置进行打印的主要文字行方向的点数为(M)个时，则可以将打印针安装部的总排列数(N1)列及装有打印针部分的排列数(N1-N2)列设定为文字行方向点数(M)的约数。其中，N1、N2、M为1以上的自然数。

另一方面，即使对于打印机构的控制回路，由于可以从装载在基本形式的控制板上的n个撞头控制回路中减去未安装打印针的n个撞头控制回路，所以可以形成将具有n个撞头控制回路的装载数变为(n-n)个装载数的控制基板，通过由此而形成的新打印机构的控制基板，而达到部件通用化的目的。

具体内容将通过下文叙述。

并且为了使下文叙述简单，是以总数为16个的打印撞头群为基础进行叙述的，这总数为16个的打印撞头群是将作为基本排列的打印针的排列沿纵向排列成4列的打印撞头并排设置4个。

控制回路由晶体管等元件构成，并由对应于各打印元件而设置的驱动回路、给该驱动系回路发出驱动信号的控制回路所组成，并由驱动信号来控制。一般来说，为了使打印撞头的磁性干涉及消耗电力平均化等，各打印元件的打印定时是错开的。因此，只有撞头控制回路不以打印撞头内的打印元件数目为必要条件。在本实施例中，由于各打印撞头的打印元件是每4列进行配置的，所以，对应于各个列的撞头控制回路必须有4种定时。

图9示出了撞头控制回路的方框原理图。

打印数据通过数据信号69送给撞头控制回路。具体地说，由于数据信号69和时钟信号70连接在由双稳态多谐振荡器(用F/F表示)所构成的移位寄存器上，因此，打印数据与时钟信号70周期顺次的移位，并分别记忆在F/F中。

另一方面，由定时生成回路71产生打印针排列数部分的打印定时。在本实施例中，由于打印针的排列数为4列，因此产生4种定时。此外，打印针的排列数为12列时，就必须产生12种打印定时。

定时选择回路73从上述定时生成回路71所生成的4种定时中进行选择，选择出任意的定时。4种的打印定时1-打印定时4与选择器72的1-4个输入相连接，选择器72所选择的输入(图S输入表示)给定为撞头控制回路自身的地址。在图9的场合，由于地址是2，所以将与选择器72的第2输入相连的打印定时2朝选择器72的Y输出方向输出。

更具体地说明如下。

在将数据H(即所有打印数据)输送给F/Fa)78的场合，与门a74的第一针输入为H。接着选择打印定时2，与门a74的另一个第二针输入变为H，与门a74的输出也变为H，晶体管a75接通，电流通过撞头线圈a76。

图8示出了这种撞头控制回路与打印针安装部(打印元件)排列的对应关系。为了使撞头控制回路的控制基板整体小型化、廉价化，一般将其容纳在称作门电路阵列的集成电路中。容纳在集成电路的撞头控制回路的数量一般为2个左右的回路。原因是，将一个回路容纳在集成电路中时要增加集成电路的装载数量。此外，容纳3个以上回路时，集成电路的回路规模增大，集成电路自身的单价升高，接头尺寸增大。此外，由于打印元件的排列数是文字构成的24点行，一般为4、6、8、12、24中的任一种，因此，从使集成电路效率高的使用观点出发，容纳在集成电路中的撞头控制回路数量无奇数，而是打印元件排列数的约数。

在本实施例中，撞头控制回路A由于从集成电路外部给定的地址为1，所以其打印定时为1，撞头No (序号，简单地用H N表示)1、HN5、HN9、NH13布线，可同时进行打印。而下面的集成电路B一集成电路D经过图中相同的动作。上述撞头控制回路产生全部的打印定时，从集成电路外部给定地址，然后能够选择对应于该地址的打印定时。此时，即使向各个撞头控制回路输送打印数据，虽然其说明省略，但是，由于其结构同样是能够接收任意的定时数据，因此，很明显各个集成电路的内部回路是完全一样的。

在该例中，还可以由成为基本排列的4列×4(共计16个)的打印撞头构成较具有基本排列的打印装置速度低一些的新的低速打印装置，其具体的结构是不在图8虚线所表示的第1列及第4列打印针安装部安装打印针，形成2列×4(共计8个)的打印撞头模件，由此形成低速打印装置。

如图所示，取消不安装打印针的第1列及第4列撞头控制回路。由于撞头控制回路A及撞头控制回路B是以容纳在同一集成电路A内的方式配置着，所以，仅仅通过从控制基本排列的控制基板上将虚线所示的集成电路A除去，便可以得到用于低速机的控制基板。也就是说，通过由高速机用控制基板除去对应于打印针非安装部分的撞头集成电路，在不需要开发新控制基板的前提下，便可简单地构成低速机用控制基板。

这样，在由基本排列构成至少2以上打印针为非安装打印针的新排列的打印撞头模件、形成新的打印撞头群的场合，如果控制预先的非安装打印针排列位置的撞头控制回路只是安装在同一集成电路内，则仅仅通过从控制基板上除去不需要的集成电路，便可以制造出新打印装置使用的控制基板。此外，将高速机用于低速机的撞头控制基板，除了除去集成电路以外，便可以通用，因此，可以省去新基板开发所需要的费用。

如上文详述，根据本发明，由于仅仅是在较打印针安装部的个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上装有打印针，形成撞头模件，并将数个同一形状的这样的撞头模件沿横向配置，形成低速用新的打印机构，因此，从低速机到高速机上分别装载的打印机构的主要部分能实现通用化。由此，可以在很短的时间内开发出从低速机到高速机上用的打印机构，同时大幅度消减了其开发费用，设备费用及部件费用等。

进一步，由于各打印撞头模件同一列的打印针安装部的间隔均等，因此，往返移动的行程可以是相同的，达到了使往返机构通用化的目的。

而且，由于可以将高速机用打印撞头用于低速机，所以维修部件可通用化，降低了维修保养的管理费用。

Claims (6)

1.一种打印装置，其特征在于包括：

点式打印用的打印机构，该打印机构由将打印撞头沿横向排列成数个的打印撞头群、其中，打印撞头具有由板簧形成的且沿横向等间隔地沿纵列方向配置成多列的打印针安装部，具有磁性吸引力的磁铁机构，借助于该磁铁机构的磁性吸引力使前述打印撞头的一端保持在非打印位置的梳形磁轭，用于固定前述打印撞头另一端的磁轭，缠绕在前述梳形磁轭上的撞头线圈所组成；

驱动前述打印机构的控制回路；

与前述打印机构相连并且使前述打印机构沿横向按照预定的打印行程往复移动的往复移动机构；以及

输送打印用纸的走纸机构；

仅仅在较前述打印针安装部的个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上安装有打印针，形成撞头模件，将同一形状的数个前述打印撞头模件沿横向安装着。

2.根据权利要求1所记载的打印装置，其特征是，打印的主要文字行方向的点数为M个时，前述打印撞头的排列数是点数M的约数。

3.根据权利要求1所记载的打印装置，其特征是，除去对应于前述打印撞头模件中打印针非安装部分的撞头线圈。

4.根据权利要求1所记载的打印装置，其特征是，除去对应于前述打印撞头模件中打印针非安装部分的板簧。

5.根据权利要求1所记载的打印装置，其特征是，将前述打印撞头模件中对应于打印针非安装部分的控制回路除去。

6.一种打印装置的制造方法，所述的打印装置包括：

点式打印用打印机构该打印机构由将打印撞头沿横向排列成数个的打印撞头群、其中，打印撞头具有由板簧形成的，沿横向等间隔且沿纵列方向配置成多列的打印针安装部，具有磁性吸引力的磁铁机构，借助于该磁铁机构的磁性吸引力使前述打印撞头的一端保持在非打印位置的梳形磁轭，用于固定前述打印撞头另一端的磁轭以及缠绕在前述梳形磁轭上的撞头线圈所组成；

驱动前述打印机构的控制回路；

与前述打印机构相连并且使前述打印机构沿横向按照预定的打印行程往复移动的往复移动机构；以及

输送打印用纸的走纸机构；

其特征是：

根据所需要的打印速度，在较前述打印针安装部的个数更少一些的连续任意个数的打印针安装部上安装打印针，形成打印撞头模件，将同一形状的数个前述打印撞头模件沿横向进行安装，由此制造出所期望的打印速度的打印装置。

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