DE3854199T2 - Druckvorrichtung mit punktanschlag. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nadeldrucker, der imstande ist, durch Anschlagen einer an einem Nadeldruckkopf vorgesehenen Drucknadel an ein Druckmedium zu drucken, insbesondere einen Nadeldrucker, der für Qualitätsdruck eingerichtet ist.
• Die GB-A-2 143 970 zeigt einen Zweirichtungsantriebs-Druckeraktuator mit Rückführungssteuerung sowie Betriebsverfahren, um die Leistung von Anschlag-Druckaktuatoren zu optimieren. Indem die Vorwärtsgeschwindigkeit der Drucknadel überwacht wird, kann ein Vorwärts-Eingangsstromimpuls in der Größe und Dauer verändert werden, um eine gewünschte vorbestimmte Geschwindigkeit der Drucknadel bis zum Zeitpunkt des Anschlags mit minimaler Energie aufrechtzuhalten. Indem Positionsrückführungssignale überwacht werden, die erzeugt werden, wenn die Drucknadel in eine Ruhestellung zurückkehrt, können ferner ein Rückwärts-Eingangsstromimpuls und ein Vorwärts-Eingangsstromimpuls in Größe und Dauer moduliert werden, um eine gewünschte Rückwärtsgeschwindigkeit der Drucknadel aufrechtzuerhalten und die Drucknadel in minimaler Zeit, jedoch mit minimalem Rückschlag aus dem hinteren Stillstand in eine Ruhestellung zu bringen.
• In Fig. 1 ist ein Aufbau eines aus dem Stand der Technik übernommenen Nadeldruckertyps dargestellt. In dieser Figur ist mit 100 eine Centronix-Schnittstelle bezeichnet, 101 ist eine CPU, 102 ist eine Ein-/Ausgabe-LSI (hochintegrierte Schaltung) als Schnittstelle, 103 ist ein Timer, 104 ist ein Kopftreiber, 105 ist ein Nadeldruckkopf, 106 ist ein Betriebsschalter, 107 ist ein Zeilenvorschubmotor, und 108 ist ein Spationiermotor. In dem Gerät empfängt die CPU 101 Druckdaten über die Centronix-Schnittstelle 100 und führt ein auf der Basis der Druckdaten ausgegebenes Steuersignal über die Ein-/Ausgabe-LSI 102 dem Timer 103, dem Kopftreiber 104, dem Zeilenvorschubmotor 107 und dem Spationiermotor 108 zu. Der Kopftreiber 104 empfängt für einen Antrieb des Nadeldruckkopfs 105, um das Drucken durchzuführen, ein Steuersignal von der CPU 101 und ein Antriebstiming-Signal von dem Timer 103.
• Als Nadeldruckkopf 105 gibt es eine Anordnung, wie in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur sind mit 110 mehrere Drucknadeln bezeichnet (in dieser Figur sind zwei Drucknadeln dargestellt), die in dem Nadeldruckkopf 105 vorgesehen sind, 111 ist ein Führungsrahmen mit einer Führungsnut 111a, 112 ist ein Anker zum Halten der Drucknadeln 110 und 113 ist eine Blattfeder zum Halten des Ankers 112. Weiterhin ist mit 114 eine Grundplatte bezeichnet, 115 ist ein Elektromagnet, der aus einem Kern 115a und einer um den Kern 115a gewickelten Spule 115b besteht, 116 ist ein Permanentmagnet, 117 ist eine Zahnstange, 118 ist ein Abstandsstück, 119 ist ein Joch, und 120 ist eine Klammer. Die Klammer 120 drückt und hält die Grundplatte 114, den Permanentmagneten 116, die Zahnstange 117, das Abstandsstück 118, die Blattfeder 113, das Joch 119 und die vordere Abdeckung 111 auf eine Weise zusammen, daß alle diese Elemente der Reihe nach übereinandergelegt und integriert sind.
• Der Anker 112 wird an der Seite eines freien Endes 113a der Blattfeder 113 gehalten, während ein Fußende 110a einer der Drucknadeln 100 fest an einem fernen Ende 112a des Ankers 112 befestigt ist. Ein fernes Ende 110b der Drucknadel 110 wird durch die Führungsnut 111a des Führungsrahmens 111 geführt, um an eine vorbestimmte Stelle des (nicht gezeigten) Druckpapiers anzuschlagen.
• Wenn bei der oben dargelegten Anordnung die Spule 115b des Elektromagneten 115 aberregt wird, wird der Anker 112 durch die Anziehungskraft des Permanentmagneten 116 gegen die Federkraft der Blattfeder 113 an die Seite der Grundplatte 114 angezogen (Richtung nach unten in der Figur). Wenn die Spule 115b erregt wird, wird ein Magnetfluß des Permanentmagneten 116 durch den Magnetfluß des Elektromagneten 115 aufgehoben, um den Anker 112 von der Anziehungskraft des Permanentmagneten 116 zu befreien, um den Anker 112 durch die Federkraft der Blattfeder 113 in Richtung auf die Seite des Führungsrahmens 111 zu bewegen (Richtung nach oben in dieser Figur). Im gleichen Augenblick bewegt sich die am Anker 112 vorgesehene Drucknadel 110 in Richtung auf die Seite des Führungsrahmens 111, und ihr fernes Ende 110b steht über den Führungsschlitz 111a hervor und schlägt an das Druckpapier an, um das Drucken durchzuführen.
• Fig. 3 ist ein Schaltplan des Timers 103, und Fig. 4 ist eine Signalform des Betriebs der Timerschaltung 103. Der Timer 103 ist ein Teil zum Einstellen einer optimalen Zeit zur Erregung der Spule 115b auf der Basis der an die Spule 115b anzulegenden Spannung.
• In dieser Figur ist mit 120 ein NICHT-Glied vom Typ mit offenem Kollektor bezeichnet, 121, 122, 123 sind Widerstände, 124 ist eine Diode, 125 ist ein Kondensator, und 126 ist ein Komparator. Die Timerschaltung 103 arbeitet wie folgt. Zuerst wird ein von der Ein-/Ausgabe-LSI 102 empfangenes Signal t1 auf der Basis des Befehls von der CPU 101 an das NICHT-Glied 120 angelegt. Das Signal t1 erhält während des Zeitintervalls T1 einen hohen Pegel (5 V), wie in Fig. 4 dargestellt. Zu der Zeit, in der das Signal t1 auf hohem Pegel ist, erhält ein Ausgang des NICHT-Gliedes 120 einen niedrigen Pegel (0 V), wodurch die elektrische Ladung des Kondensators 125 abrupt entladen wird. Nach dem Verstreichen der Zeit T1 wird das Signal t1 auf niedrigen Pegel zurückgebracht, so daß der Kondensator 125 durch eine Antriebsstromversorgungsspannung Vh wiederaufgeladen wird, die über den Widerstand 121 an den Nadeldruckkopf angelegt wird, und die Ausgangsspannung des NICHT-Gliedes 120 ansteigt. Der Komparator 126 vergleicht eine Referenzspannung Vr, die durch die Widerstandswerte R122, R123 der Widerstände 122, 123 und eine dem Logik-Glied zugeführte Stromversorgung Vcc bestimmt wird, was als R123/(R122+R123) Vcc ausgedrückt wird, und die Ausgangsspannung des NICHT-Gliedes 120. Ein Ausgangssignal t2 des Komparators 126 erhält einen hohen Pegel, während die Ausgangsspannung des NICHT-Gliedes 120 niedriger als die Referenzspannung Vr ist, während es in dem Zeitpunkt, in dem die Ausgangsspannung des NICHT- Gliedes 120 die Vergleichs-Referenzspannung Vr erreicht (nach dem Verstreichen der Zeit T2) auf einen niedrigen Pegel zurückgebracht wird. Im Falle, daß die Antriebsstromversorgungsspannung Vh hoch ist, erreicht demgemäß die Ausgangsspannung des NICHT-Gliedes 120 die Referenzspannung Vr schnell, so daß die Zeit T2 verkürzt wird, in der das Ausgangssignal des Komparators 126 auf einem hohen Pegel bleibt. Im Falle, daß die Antriebsstromversorgungsspannung Vh des Nadeldruckkopfs niedrig ist, wird die Zeit, in der die Ausgangsspannung des NICHT-Gliedes 120 die Referenzspannung Vr in einem langen Zeitintervall erreicht, und damit die Zeit T2 lang.
• Fig. 5 zeigt einen Schaltplan des Kopftreibers 104, und Fig. 6 ist eine Signalform des Betriebs des Kopftreibers 104. In diesen Figuren ist mit 130 ein Puffergatter bezeichnet, 131 ist ein UND-Gatter, 132, 133, 134 sind Transistoren, 135, 136 sind Widerstände, 137, 138 sind Dioden, und 115b ist die Kopfspule, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Kopftreiber 104 arbeitet wie folgt. Zuerst empfängt das Puffergatter 130 das in Fig. 6 gezeigte Signal t2 (Übersteuersignal) von der Timerschaltung 103 und legt die Antriebsstromversorgungsspannung Vh an die Kopfspule 115b an. Da das UND-Glied 131 ein Freigabesignal t3 von der Timerschaltung 103 und ein Drucksignal t4 von der Ein-/Ausgabe-LSI 102 empfängt, werden die Signale t3 und t4 am UND-Glied UND-verknüpft, um über einen Widerstand 136 ein UND- Signal an die Basis des Transistors 134 auszugeben. Das Drucksignal t4 ist ein Auswahlsignal der Drucknadel entsprechend den zu druckenden Zeichen. Im Falle, daß alle Signale t2, t3 und t4 auf hohem Pegel sind, sind demgemäß beide Transistoren 133, 134 EIN, so daß die Antriebsstromversorgungsspannung Vh an die Kopfspule 115b angelegt wird. Danach fließt der Strom 1h in der Richtung des Pfeils H1, wie in einer einfach strichpunktierten Linie in Fig. 5 gezeigt, und sein Stromwert steigt wie gezeigt innerhalb eines Bereichs F1 von Fig. 6 allmählich an. Im Falle, daß der Ausgang des Signals t2 nach dem Verstreichen der Zeit T2 einen niedrigen Pegel erhält, ist der Transistor 133 AUS, so daß auf der Basis einer rückwärts gerichteten elektromotorischen Kraft der Kopfspule 115b ein Schaltstrom in der Richtung des Pfeils H2 fließt, wie in einer zweifach strichpunktierten Linie gezeigt, wodurch der Strom wert des Stroms 1h innerhalb eines Bereichs F2 allmählich verringert wird, wie gezeigt. Im Falle, daß der Ausgang des Signals t3 einen niedrigen Pegel erhält, ist der Transistor 134 AUS, so daß der Strom 1h in der Richtung des Pfeils H3 fließt, wie in einer dreifach strichpunktierten Linie gezeigt, und der Stromwert des Stroms 1h innerhalb eines Bereichs F3 abrupt verringert wird, wie gezeigt.
• Im oben beschriebenen Stand der Technik wird im Falle, daß die Antriebsstromversorgungsspannung Vh des Nadeldruckkopfs hoch ist, die Zeit T2 verkürzt, in der das Signal t2 einen hohen Pegel erhält, um dadurch den Bereich F1 des Stroms 1h zu verkürzen, während im Falle, daß die Antriebsstromversorgungsspannung Vh niedrig ist, die Zeit T2 verlängert wird, um dadurch den Bereich F1 des Stroms 1h zu verlängern. Das heißt, der Strom 1h wird entsprechend der Änderung der Stromversorgungsspannung Vh gesteuert, an die Kopfspule 115b angelegt zu werden, um die Zeit der vom Antriebstiming, um der Drucknadel 110 zu befehlen, das Drucken zu starten (Timing, wenn das Signal t1 vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel wechselt), bis zum Drucktiming, in dem die Drucknadel 110 tatsächlich an das Druckpapier anschlägt, benötigten Antriebszeit festzulegen.
• Unterdessen werden die Antriebszeiten vom Antriebstiming zum Drucktiming für jede Drucknadel durch die Veränderung des Abstandes zwischen der Drucknadel 110 und dem Druckmedium und eine magnetische Störung der Kopfspule 115b im Nadeldruckkopf 105 anders gemacht.
• Obwohl im oben beschriebenen Stand der Technik die Korrektur der Veränderung der Antriebsstromversorgungsspannung Vh der Kopfspule 11 5b in bezug auf die Antriebszeit des Nadeldruckkopfs 1 05 durchgeführt wird, ist jedoch das Antriebstiming für jede Drucknadel 110 gleich und wird nicht für jede Drucknadel 110 individuell eingestellt. Daher entsteht eine Timingdivergenz-Verzögerung zwischen jeder Drucknadel 110, wodurch eine Versetzung der Druckposition erzeugt wird, was zu einer Verschlechterung der Druckqualität führt.
• Ferner gab es hier keine Einrichtung zur Korrektur der Veränderung der Kennwerte jedes Nadeldruckkopfs 105 und jeder Drucknadel 110, wodurch die Antriebszeit der Drucknadel 110 nicht auf das Optimum für den zu diesem Zeitpunkt verwendeten Nadeldruckkopf 105 eingestellt wird. Im Falle, daß die Antriebszeit kleiner als der optimale Wert ist, ist die zum Betrieb der Drucknadel 110 benötigte Energie klein, so daß die Anschlagkraft der Drucknadel 110 gegen das Druckmedium geschwächt und die Druckqualität verschlechtert wird. Um das Problem zu lösen, wird unter Berücksichtigung der Veränderung jedes einzelnen Kennwerts für den Nadeldruckkopf 105 und die Drucknadel 110 die Antriebszeit etwas länger eingestellt, um einen erweiterten Spielraum für die Antriebszeit zu schaffen. Jedoch gab es Probleme von der Art, daß die Übernahme des Verfahrensschrittes viel Energie zum Betrieb der Drucknadel 110 benötigte, um dadurch erstens viel Wärme in der Druckspule 115b zu erzeugen, und zweitens wird manchmal eine Wärmealarmfunktion ausgelöst, um zu verhindern, daß der Druckkopf stark erhitzt wird, um den Betrieb des Geräts zu unterbrechen, wodurch der Durchsatz verringert wird.
• Weiterhin wird ein Minimalwert des Druckwiederholungszykius auf Grund des Antriebs des Nadeldruckkopfs 105 im Druckprozeß festgelegt. Das heißt eine Druckgeschwindigkeit F (Anzahl/Sekunde) (Anzahl von Druckzeichen pro Zeiteinheit) im Druckbetrieb für eine Zeile wird von der Druckstartposition aus allmählich vergrößert, wie in Fig. 7 dargestellt, hält die gleiche Geschwindigkeit, wenn sie eine Nenndruckgeschwindigkeit Fn erreicht, und nimmt danach im Zeitpunkt nahe an der Druckendeposition allmählich ab. Dementsprechend wird der Druckwiederholungszyklus an der Druckstartposition allmählich verkleinert, ist im konstanten Druckmodus minimal und wird an der Druckendeposition allmählich vergrößert. Ein optimaler, unter verschiedenen Bedingungen veränderlicher Wert existiert in einem Minimalwert im Druckbetrieb während eines vorgeschriebenen Zyklus unter den Druckwiederholungszyklen. Im Falle, daß das Druckmedium ein Stück Papier ist, ist zum Beispiel die Zeit, die zum Betätigungsbetrieb der Drucknadel 110, zum Anschlagen an das Druckmedium durch ihr fernes Ende 110b und zum Zurückkehren in ihre Ursprungsposition benötigt wird (nachstehend als Flugzeit bezeichnet), ein relativ kurzes Zeitintervall. Dies liegt daran, daß die Energie beim Anschlagen der Drucknadel 110 an das Druckpapier im Falle, daß das Druckmedium ein Stück Papier ist, nicht vollständig im Druckpapier absorbiert wird, wodurch die Drucknadel 110 aufgrund der Widerstandskraft der Schreibwalze und dergleichen zur Unterstützung der Rückseite des Druckpapiers einen kräftigen Rückprall erfährt. Dementsprechend kann in diesem Fall die Flugzeit verkürzt werden, um dadurch den Druckwiederholungszyklus zu verkürzen und die Druckgeschwindigkeit zu vergrößern.
• Wird jedoch der Minimalwert des Druckwiederholungszyklus gemäß der Flugzeit für Einzelblätter in dem Fall festgelegt, daß als Druckmedium Durchschlagpapiere verwendet werden, die aus einer Anzahl übereinandergelegter Kohlepapiere usw. bestehen, so absorbieren die Durchschlagpapiere die Energie im Zeitpunkt des Anschlagens der Drucknadel 110 stärker als im Falle von Einzelblättern, um dadurch die durch die Schreibwalze und dergleichen verursachte elastische Rückprallkraft zu schwächen, so daß die Drucknadel langsam in ihre Ursprungsposition zurückkehrt. In diesem Fall ist die Flugzeit gelegentlich länger als der Druckwiederholungszyklus, so daß die Drucknadel 110 nicht vor dem nächsten Drucken in ihre Ursprungsposition zurückkehren kann. Infolgedessen entsteht das Problem, daß die Anschlagenergie der Drucknadel beim nächsten Drucken unzureichend ist, wodurch die Druckqualität beträchtlich verschlechtert wird. Man hat ein Steuerverfahren vorgeschlagen, den Minimalwert des Druckwiederholungszyklus im Hinblick auf die Maximalzeit der Flugzeit zu bestimmen, welche sich abhängig von der Art des Druckmediums ändert. Dieses Verfahren setzt voraus, daß der Nadeldruckkopf in dem großen Druckwiederholungszyklus verwendet werden kann, was das Problem schafft, daß die Druckgeschwindigkeit gegenüber der durch die Eigenleistung des Nadeldruckkopfs durchzuführenden verringert werden kann.
• Ein anderer Verfahrensschritt, ein Steuerungsverfahren zum Umschalten des Minimalwerts des Druckwiederholungszyklus in Übereinstimmung mit dem Kopfspalt in mehreren Stufen, ist kein Mittel, um das Problem vollständig zu lösen, da die Flugzeit nicht nur durch die Dicke des Druckmediums, sondern auch durch das Material des Druckmediums gesteuert wird und außerdem durch die Veränderung des Kennwerts des Nadeldruckkopfs oder eine Veränderung der Stromversorgungsspannung beeinflußt wird.
• Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nadeldrucker zu schaffen, um die zuvor erwähnten Probleme des Standes der Technik auf die Weise zu lösen, zu verhindern, daß die Druckposition durch gleichzeitiges Anschlagen einer Vielzahl von Drucknadeln an das Druckmedium verschoben wird, oder die Variable des Kennwerts für jede Drucknadel zu korrigieren, oder den optimalen Druckwiederholungszyklus einzustellen, wodurch das Qualitätsdrucken durchgeführt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 oder im Patentanspruch 2 beanspruchte Erfindung gelöst.
• Mit der obigen Anordnung und dem Steuerungsverfahren ist es möglich, einen Nadeldrucker zu erhalten, der die Verringerung der Druckgeschwindigkeit, die Kennwertabweichung oder das Verschieben der Druckposition beseitigt um dadurch das Drucken mit hoher Qualität durchzuführen.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Standes der Technik;
• Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines Nadeldruckkopfs von Fig. 3;
• Fig. 3 ist ein Schaltplan einer Timerschaltung von Fig. 1;
• Fig. 4 ist eine Signalform des Betriebs von Fig. 3;
• Fig. 5 ist ein Schaltplan eines Kopftreibers von Fig. 1;
• Fig. 6 ist eine Signalform des Betriebs des Kopftreibers von Fig. 5;
• Fig. 7 ist ein Graph, der Veränderungen der Druckgeschwindigkeit im Druckintervall einer Zeile im Stand der Technik zeigt;
• Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines Nadeldruckers, der keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, aber zu ihrer Erläuterung erforderlich ist;
• Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht eines Nadeldruckkopfs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 10 ist eine Draufsicht auf einen Druckträger;
• Fig. 11 ist eine Perspektivansicht, die einen Hauptteil des Druckträgers zeigt;
• Fig. 12 ist ein Schaltplan einer Sensorschaltung mit elektrostatischem Kondensator des Druckers von Fig. 8;
• Fig. 13 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips des Betriebs von Fig. 1 2;
• Fig. 14 ist eine Signalform des Betriebs von Fig. 13;
• Fig. 15 ist ein Graph, der Veränderungen des Ausgangssignals der Sensorschaltung mit elektrostatischem Kondensator in bezug auf eine Versetzung einer Drucknadel zeigt;
• Fig. 16 ist ein Blockdiagramm eines Nadeldruckers gemäß einer Ausführungsförm der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 17 ist ein Blockdiagramm einer Kennwertgewinnungsschaltung;
• Fig. 18 ist eine Signalform des Betriebs von Fig. 17;
• Fig. 19(a), 19(b), 19(c), 19(d) sind Ansichten, die jeweils konkrete Beispiele von in einem ROM gespeicherten Korrekturwerten zeigen;
• Fig. 20 ist ein Blockdiagramm eines Nadeldruckers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 21 ist ein Blockdiagramm einer Antriebszeit-Erfassungsschaltung;
• Fig. 22 ist eine Signalform des Betriebs von Fig. 21; und
• Fig. 23 ist eine Ansicht, die einen konkreten Korrekturwert Co in dem Fall zeigt, daß mehrere Drucknadeln gleichzeitig betrieben werden.
• In Fig. 8 ist mit 1 eine Centronix-Schnittstelle bezeichnet, die als Schnittstelle zum Empfang der Druckdaten übernommen wird, 2 ist eine CPU als Controller zur Steuerung des Betriebs des gesamten Gerätes, 3 ist eine Ein-/Ausgabe-LSI als Schnittstelle, 4 ist eine Timerschaltung, 6a ist ein Kopfantrieb, 6b ist eine Kopf spule, 6 ist eine Antriebseinrichtung zum Antreiben einer Drucknadel, die den Kopftreiber 6a und die Kopfspule 6b aufweist, 7 ist ein Nadeldruckkopf, der die Drucknadel aufweist, 8a ist eine Sensorelektrode, 8b ist eine Sensorschaltung mit elektrostatischem Kondensator (nachstehend als Sensorschaltung bezeichnet), 8 ist eine Veränderungserfassungseinrichtung, die aus einer Sensorelektrode 8a und der Sensorschaltung 8b besteht, 9 ist eine Flugzeiterfassungsschaltung zur Erfassung der Flugzeitzählung aus der Betätigung des Nadeldruckkopfs 7, um diesen in seine Ursprungsposition zurückzubringen, 10 ist ein Betriebsschalter, 11 ist ein Zeilenvorschubmotor für den Vorschub eines Druckpapiers als Druckmedium in der Längsrichtung, und 12 ist ein Spationiermotor zur Bewegung des Nadeldruckkopfs 7 in Richtung der Breite des Druckpapiers.
• Die CPU 2 empfängt Druckdaten über die Centronix-Schnittstelle 1 und führt ein von diesen Druckdaten ausgegebenes Signal über die Ein-/Ausgabe-LSI 3 dem Kopfantrieb 6a, dem Zeilenvorschubmotor 11 und dem Spationiermotor 12 zu. Der Kopftreiber 6a treibt den Nadeldruckkopf 7 an und führt einen Druckbetrieb auf der Basis eines von der CPU 2 empfangenen Signals und eines von der Timerschaitung 4 empfangenen Signals durch.
• Die vorliegende Ausführungsform mit der oben dargelegten Anordnung unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik darin, daß die vorliegende Ausführungsform die Veränderungserfassungseinrichtung 8 und die Flugzeiterfassungsschaltung 9 aufweist, und in bezug auf den Inhalt der Steuerung durch die CPU 2. Begleitet durch die Anordnung unterscheidet sich die Anordnung des Nadeldruckkopfs 7 von derjenigen von Fig. 2. Obwohl die Timerschaltung 4 die gleiche wie die Timerschaltung des Standes der Technik ist, ist die Timerschaltung des Standes der Technik auf die Weise angeordnet, daß die Timerschaltung standardisiert werden kann, um das Antriebstiming aller Drucknadein mit einer einzigen Timerschaltung einzustellen, während die Timerschaltung der vorliegenden Ausführungsform nicht standardisiert werden kann, sondern bei einer individuellen Drucknadel vorgesehen ist. Da die übrige Anordnung der vorliegenden Ausführungsform die gleiche wie die des Standes der Technik ist, wird ihre Erläuterung weggelassen, jedoch wird die von der des Standes der Technik abweichende Anordnung nachstehend beschrieben.
• Zuerst wird eine Anordnung des Nadeldruckkopfs 7 beschrieben. Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht des Nadeldruckkopfs 7. In dieser Figur sind mit 20 mehrere Drucknadeln bezeichnet, die im Nadeldruckkopf 7 vorgesehen sind (in dieser Figur sind zwei Drucknadeln dargestellt), 21 ist ein Führungsrahmen mit einer Führungsnut 21a zum Führen der Drucknadeln, 20, 22 sind Anker, die jeder aus einem magnetischen Material bestehen, 23 sind Blattfedern zum Halten der Anker 22, 24 ist eine Grundplatte, 25 ist ein Elektromagnet mit einem Kern 25a und einer um den Kern 25a gewickelten Kopfspule 6b, 26 ist eine Leiterplatte mit einer gedruckten Schaltung zur Versorgung des Elektromagneten 25 und eines Steckeranschlusses mit einer Stromversorgung, 27 ist ein Permanentmagnet, 28 ist eine Zahnstange, 29 ist ein Abstandsstück, 30 ist ein Joch, 31 ist eine Leiterplatte, und 32 ist eine Klammer. Die Klammer 32 drückt und hält die Grundplatte 24, den Permanentmagneten 27, die Zahnstange 28, das Abstandsstück 29, die Blattfeder 23, das Joch 30, die Leiterplatte 31 und den Führungsrahmen 21 auf die Weise zusammen, daß diese Elemente der Reihe nach aufeinandergelegt und integriert sind.
• Der Anker 22 wird an der Seite eines freien Endes 23a der Blattfeder 23 gehalten, während ein Fußende 20a einer der Drucknadeln 20 fest an einem fernen Ende 22a des Ankers 22 befestigt ist. Ein fernes Ende 20b der Drucknadel 20 wird durch die Rahmennut 21a des Führungsrahmens 21 geführt, um an einer vorbestimmten Position des (nicht gezeigten) Druckpapiers anzuschlagen.
• Fig. 10 ist eine Draufsicht auf die Leiterplatte 31, und Fig. 11 ist eine Perspektive des Hauptteils der Leiterplatte 31. Wie in diesen Figuren dargestellt, weist die Leiterplatte 31 der vorliegenden Ausführungsform Sensorelektroden Sa auf, die aus einer Kupferfolie hergestellt und dem Anker 22 gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Sensorelektroden 8a mit Steckeranschlüssen 31a verbunden sind, die entsprechend der gedruckten Schaltung am Ende der Leiterplatte 31 vorgesehen sind. Die Leiterplatte 31 ist mit einem lsolierfilm beschichtet, um für Isolierung von dem Joch 30 zu sorgen. Dementsprechend wird zwischen der Sensorelektrode 8a und dem Anker 22 eine elektrostatische Kapazität erzeugt, und der Kapazitätswert wird kleiner, wenn der Abstand zwischen der Sensorelektrode 8a und dem Anker 22 größer ist, während der Kapazitätswert größer wird, wenn der Abstand zwischen dem Sensor 8a und dem Anker 22 kleiner ist.
• Wird bei dem Nadeldruckkopf 7 mit der oben dargelegten Anordnung die Kopfspule 6b aberregt, so wird der Anker durch die Anziehungskraft des Permanentmagneten 27 gegen die Federkraft der Blattfeder 23 an die Seite der Grundplatte 24 angezogen (in der Figur Richtung nach unten). Wird die Kopfspule 6b erregt so wird ein Magnetfluß des Permanentmagneten 27 durch den Magnetfluß des Elektromagneten 25 gelöscht, um den Anker 22 von der Anziehungskraft des Permanentmagneten 27 zu befreien, um den Anker 22 durch die Federkraft der Blattfeder 23 in Richtung der Seite des Führungsrahmens 21 zu bewegen (in dieser Figur die Richtung nach oben). Hierauf bildet das Joch 30 einen Teil der durch den Elektromagneten 25 hergestellten magnetischen Schaltung und arbeitet, um die wechselseitige Störung der Sensorelektroden 8a zu stoppen.
• Die Versetzungserfassungseinrichtung 8 zur Erfassung der Versetzung der Drucknadel 20 wird als nächstes beschrieben. Fig. 12 ist ein Schaltplan der Sensorschaltung 8b, Fig. 13 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips von Fig. 12, und Fig. 14 ist eine Signalform des Betriebs von Fig. 13. In Fig. 13 ist mit 40 ein digitaler 1C bezeichnet (MSM74HCU04, hergestellt von Oki Electric lndustry Co., Ltd.), 40a, 40b sind MOSFET's von internen Äquivalenzschaltungen (Feldeffekttransistor). Mit 41 ist ein Qszillator bezeichnet, 42 ist ein Widerstand, 43 ist ein Integrierglied, und 44 ist ein Wechselstromverstärker. Bei der oben dargelegten Schaltung ist die Sensorelektrode 8a mit einem Ausgangsanschluß des digitalen lc 40 verbunden, während ein in Fig. 13 gezeigtes rechteckförmiges Signal SOSC aus dem Oszillator an den Eingangsanschluß des digitalen IC 40 angelegt wird, um dadurch zu erlauben, daß ein Strom IC am Ausgangsanschluß des digitalen IC 40 fließt. Der Strom IC ist ein Lade-/Entladestrom, der der Sensorelektrode 8a zuzuführen ist, so daß die FET's 40a, 40b beim Empfang des Signals SOSC abwechselnd ein- oder ausgeschaltet werden. Der Entladestrom IS fließt über den FET 40b und den Widerstand 42 zur Erde. Ein Integrationswert des Entladestroms IS für einen periodischen Zyklus entspricht der Menge Q an elektrischer Ladung, die im wesentlichen in die Sensorelektrode 8a zu laden ist. Unter der Voraussetzung, daß eine elektrische Kapazität der Sensorelektrode 8a CX ist, eine Schwingfrequenz des Oszillators 41 f ist, ein Widerstandswert des Widerstands 42 RS ist, ein Verstärkungsfaktor des Verstärkers 44 a-fach ist, wird der Hauptwert des Stroms lS zu f Q = f CX VDD, während die Ausgangsspannung des Verstärkers VQ = CX RS a f VDD wird, wodurch die der elektrischen Kapazität CX proportionale Spannung VQ erzeugt wird. Jedoch besteht der Verstärker 44 tatsächlich aus einem Wechselstromverstärker, so daß der (Gleichstrom-)Offset, wie die Verteilungskapazität usw., die außerhalb der Sensorelektrode 8a existiert, abgeschnitten wird und nur die Versetzung der Drucknadel 20 erzeugt wird. Dementsprechend ist die Beziehung zwischen der Versetzung der Drucknadel 20 und der Ausgangsspannung VQ der Sensorschaltung 8b in einem Graph von Fig. 15 dargestellt, da die elektrostatische Kapazität der Sensorelektrode 8a dem Abstand zwischen der Sensorelektrode 8a und dem Anker 22 ungefähr umgekehrt proportional ist.
• Fig. 16 ist ein Blockdiagramm eines Nadeldruckers einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist mit 120 eine CPU als Controller zum Steuern des Betriebs des gesamten vorliegenden Geräts bezeichnet und weist im Inneren einen RAM 2a und einen ROM 2b (Nur-Lese-Speicher) als Speicher auf. Mit 140 ist eine Timerschaltung bezeichnet, die mehrere Register 4b und Komparatoren 4c aufweist. Mit 190 ist eine Kennwertgewinnungsschaltung (Kennwertgewinnungseinrichtung) zur Erfassung der Zeitzählung bezeichnet, ab wann der Kopftreiber 6a einen Druckbetätigungsbefehl empfangen hat bis die Drucknadel arbeiten kann, und der maximalen Versetzung der Drucknadel. Die anderen Anordnungen sind die gleichen wie die in Fig. 8 erläuterten. Gemäß dieser Ausführungsform empfängt die CPU 120 die Druckdaten über die Centronix-Schnittstelle 1 und führt das von den Druckdaten ausgegebene Signal über die Ein-/Ausgabe-LSI 3 der Timerschaltung 140, dem Kopftreiber 6, dem Zeilenvorschubmotor 11 und dem Spationiermotor 12 zu. Der Kopftreiber 6a treibt den Nadeldruckkopf 7 an, um den Druckbetrieb auf der Basis der von der CPU 120 und der Timerschaltung 140 empfangenen Signale durchzuführen.
• Diese Ausführungsform mit der oben dargelegten Anordnung unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik darin, daß diese Ausführungsform die Timerschaltung 140 und die Kennwertgewinnungsschaltung 190 aufweist, und im Hinblick auf einen anderen Inhalt der Steuerung, die von der mit dem ROM 26 versehenen CPU 120 durchzuführen ist. Begleitet durch diese Unterschiede unterscheidet sich die Anordnung des Nadeldruckkopfs 7 von derjenigen von Fig. 2. Die anderen Anordnungen sind grundsätzlich die gleichen wie diejenigen des Standes der Technik oder diejenigen von Fig. 8. Daher wird deren Erläuterung weggelassen, und es werden die unterschiedlichen Anordnungen beschrieben.
• Die Kennwertgewinnungsschaltung 190 wird zuerst beschrieben. Fig. 17 ist ein Blockdiagramm der Kennwertgewinnungsschaltung 190, und Fig. 21 ist eine Signalform des Betriebs der Kennwertgewinnungsschaltung 190. In diesen Figuren ist mit 150 ein Differenzierglied bezeichnet, 151 ist ein Komparator, 152 ist eine Klemmschaltung, 153 ist ein Analogschalter, 154 ist ein Haltekondensator, 155 ist ein 4-Bit-A/D-Wandler, 156 ist eine D-Flipflop-Schaltung, 157 ist ein UND- Glied, 158 ist ein 8-Bit-Binärzähler, 159 ist ein 8-Bit-D-Latch, 160 ist ein 4-Bit-D- Latch, 161, 162 sind fremdgesteuerte Multivibratoren (nachstehend als Multivibrator bezeichnet), und 163 ist ein veränderlicher Widerstand. Bei der oben dargelegten Anordnung empfängt das Differenzierglied 150 ein Signal A von der Sensorschaltung 8b. Das Signal A wird durch das Differenzierglied 150 differenziert und als ein Signal B erzeugt, während der Komparator 151 eine durch den veränderlichen Widerstand 163 erzeugte Komparatorspannung M mit einer Spannung des Signals B vergleicht, um ein Signal C zu erzeugen. Das Signal C ist 5 V bei hohem Pegel und 0 V bei niedrigem Pegel. Das Signal C wird einem Rücksetz-Eingang (RES) der D-Flipflop-Schaltung 156 und einem Gate-Eingang des Analogschalters 153 zugeführt.
• Hierauf wird von der Ein-/Ausgabe-LSI 3 ein Antriebsstartsignal D, das eine Antriebsbetätigung zeigt, an den Multivibrator 161 mit der inversen Zeit 1 us angelegt. Der Multivibrator 161 beginnt nach der Erfassung der voreilenden Flanke des Signals D zu arbeiten und gibt ein Signal E aus, das 1 us später umgekehrt wird. Das Signal E wird an einen Takt-Eingang (CK) des D-Latch 159, einen Takt-Eingang des Multivibrators 162 mit der inversen Zeit 1 us und an einen Betätigungstimingwandlungs-Eingang (CON) des A/D-Wandlers 155 angelegt. Der Multivibrator 162 empfängt das Signal E als Triggersignal und beginnt nach der Erfassung der nacheilenden Flanke des Signals E zu arbeiten, um dadurch ein Signal F auszugeben, das 1 us später umgekehrt und einem Takt-Eingang der D- Flipflop-Schaltung 156, einem Rücksetz-Eingang des Zählers 158 und dem Takt- Eingang des D-Latch 160 zugeführt wird.
• Dementsprechend wird im Zeitpunkt, in dem das Antriebsstartsignal D auf einen hohen Pegel geht, der Multivibrator 161 invertiert, um dadurch zu erlauben, daß das D-Latch 159 den Wert des Zählers 158 zwischenspeichert. Der Multivibrator 162 wird gerade nach dem Zwischenspeichern des D-Latch 159 invertiert, um den Zähler 158 zurückzusetzen und gleichzeitig die D-Flipflop-Schaltung 156 zu setzen. Die UND-Schaltung 157 empfängt ein Signal G, das von einem Ausgang Q der D-Flipflop-Schaltung 156 ausgegeben wird, und einen Takt von 500 kHz, welche an das UND-Glied angelegt und UND-verknüpft werden, um ein UND- Signal H zu erzeugen, das an einen Takt-Eingang des Zählers 1 58 angelegt wird. Daher wird die D-Flipflop-Schaltung 156 gesetzt, und der Zähler 158 zählt das Signal H in der Zeit, in der das Signal G auf hohem Pegel bleibt.
• Hiernach wird die D-Flipflop-Schaltung 1 56 zurückgesetzt, und das Signal G wird auf den niedrigen Pegel invertiert, wenn das Ausgangssignal C des Komparators 151 auf einen hohen Pegel ansteigt. Der Anstieg und der Abfall des Signals C entspricht einer Betriebsposition der Drucknadel 20. Das heißt, der Zeitpunkt, in dem das Signal C ansteigt, stimmt mit dem Zeitpunkt überein, in dem die Drucknadel 20 zu arbeiten beginnt, während der Zeitpunkt, in dem das Signal C abfällt, mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, in dem die Drucknadel 20 an das Druckpapier anschlägt. Dementsprechend bleibt das Ausgangssignal G der D-Flipflop-Schaltung 156 während des Zeitintervalls vom Anlegen des Antriebsstartsignals D bis zur Betätigung der Drucknadel 20 auf einem hohen Pegel, und der Zähler 158 zählt das Zeitintervall. Der gezählte Wert wird gerade nach dem Anlegen des Antriebsstartsignals D von dem D-Latch 159 zwischengespeichert, und der Wert des Zählers 158 wird nach dem Zwischenspeichern gelöscht. Der vom D-Latch 159 zwischengespeicherte Wert wird der Ein-1ausgabe-LSI 3 als 8-Bit-Signal I zugeführt und von der CPU 120 gelesen. Eine Zeitauflösung des Zählwerts ist 2 us.
• Das Signal A wird außerdem an die Klemmschaltung 152 angelegt, der Gleichstromanteil des Ausgangssignals J der Klemmschaltung 152 wird regeneriert, wie in Fig. 18 dargestellt, und das untere Ende der Signalform wird an 0 V geklemmt. Das Ausgangssignal J wird an den Analogschalter 153 angelegt, der durch das Ausgangssignal C des Komparators 151 geöffnet oder geschlossen wird, während das Ausgangssignal K des Analogschalters 153 an einen Eingangsanschluß des A/D Wandlers 155 angelegt wird, der mit dem Haltekondensator 54 verbunden ist. Der Analogschalter 153 wird eingeschaltet, wenn sich das Signal C auf einem hohen Pegel befindet, wobei während dieser Zeit der Haltekondensator 154 aufgeladen wird. Im Zeitpunkt, in dem das Signal C auf einen niedrigen Pegel zurückgebracht wird, wird der Analogschalter 153 ausgeschaltet, so daß die Spannung des Signals K vom Haltekondensator 154 gespeichert wird. Da der Zeitpunkt, in dem der Analogschalter 153 ausgeschaltet wird, mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, in dem die Versetzung der Drucknadel 20 maximiert wird, wird jederzeit ein aktueller Maximalwert (neueste Kopfspaltdaten) im Signal K gespeichert. Die Multivibratoren 161, 162 werden aufeinanderfolgend durch das nächste Antriebsstartsignal D invertiert, um dadurch das Umwandlungsstartsignal an den A/D-Wandler 155 auszugeben und dann ein Taktsignal an das D-Latch 160 auszugeben. Ein Ausgangswert des D-Latch kann durch die CPU 120 über die Ein/Ausgabe-LSI 3 ausgelesen werden. Gemäß dieser Ausführungsform ist jede Drucknadel mit der Schaltung von Fig. 17 versehen, und die maximalen Daten über die Versetzung für jede Drucknadel werden während des Zeitintervalls zwischen der Betätigung des Antriebs und der Betätigung des Druckens erhalten.
• Die Timerschaltung 140 wird unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben. Wie in dieser Figur gezeigt, weist die Timerschaltung 140 einen Zähler 4a, eine Gruppe von Registern 4b und eine Gruppe von Komparatoren 4c auf, wobei die Zähler in einem vorgeschriebenen Zeitintervall (2 us) einzeln hochgezählt werden und der Zähler 4a von 0 aus zählt, während die Register 4b den Timerwert individuell für jede Drucknadel 20 setzen. Die in die Register 4b geschriebenen Timerwerte werden durch die Komparatoren 4c, die das Timing erfassen, wenn der Wert des Zählers 4a die Werte der Register 4b übersteigt, und dem Kopftreiber 6 ein Antriebstiming zuführen, mit dem Wert des Zählers 4a verglichen
• Es wird nun ein Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Korrekturwerts durch die CPU 120 beschrieben.
• Für jede Drucknadel 20 gibt es ein Übersteuerungssignal und ein Freigabesignal als von der Timerschaltung 140 zu ermittelnder Wert. Die Ermittlung des Übersteuerungssignals wird nachstehend zuerst beschrieben. Eine einen Timer- Korrekturwert zeigende Tabelle in Fig. 19 wird im ROM 2b der CPU 120 gespeichert und umfaßt vier Tabellen, nämlich eine Korrekturzahl C1 für die Anzahl von Drucknadeln, die gleichzeitig ein Drucken durchführen, wie in dieser Figur gezeigt (a), eine Korrekturzahl C2 für eine vergangene Aufzeichnung (Anzahl der Drucknadeln, die das vorhergehende Drucken durchführen), wie in dieser Figur gezeigt (b), eine Korrekturzahl C3 für einen Kopfspalt, wie in dieser Figur gezeigt (c), und eine Korrekturzahl C4 für eine Veränderung der Drucknadel, wie in dieser Figur gezeigt (d). Die oben dargelegten Korrekturzahlen können im RAM 2a gespeichert werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden sie aber von einer (nicht gezeigten) Host-Einheit geliefert. Die Korrekturzahl C1 für die Anzahl von Drucknadeln, die gleichzeitiges Drucken durchführen, korrigiert einen Stromversorgungsspannungsabfall und eine magnetische Störung innerhalb des Nadeldruckkopfs, während die Korrekturzahl C2 für die vergangene Aufzeichnung eine Beeinflussung der vergangenen Druckaufzeichnung korrigiert. Die Korrekturzahl C3 für den Kopfspalt korrigiert die Veränderung des Kopfspalts, während die Korrekturzahl C4 für die Veränderung der Drucknadel die Veränderung des Zeitintervalls korrigiert, das von der Ausgabe des Antriebsbefehls bis zur tatsächlichen Betätigung des Betriebs der Drucknadel dauert.
• Da die Anzahl der Drucknadeln zum Durchführen des Druckens und die Daten der vergangenen Aufzeichnung des vorhergehenden Druckens während des Zeitintervalls zwischen dem gegenwärtigen Druckbetrieb und dem nächsten Druckbetrieb aus den über die Centronix-Schnittstelle erhaltenen Druckdaten bekannt sind, können die Korrekturzahl C1 für die Anzahl von Drucknadeln, die gleichzeitiges Drucken durchführen, und die Korrekturzahl C2 der vergangenen Aufzeichnung aus der im ROM 2b gespeicherten Tabelle ausgewählt werden.
• Es ist möglich, die Kopfspaltdaten für jede Drucknadel und die Zeit-Strom- Betriebskennwerte des Zeitintervalls zu kennen, das von der Betätigung des Antriebs bis zur Betätigung des Betriebs der Drucknadel dauert, indem die Werte des Latch 159 und des Latch 160 der Kennwertgewinnungsschaltung 190 ausgelesen werden, wodurch die Korrekturzahl C3 für den Kopfspalt und die Korrekturzahl C4 für die Veränderung der Drucknadel durch die im ROM 2b gespeicherte Tabelle ausgewählt werden kann.
• Da die Kennwertgewinnungsschaltung 190 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen 8-Bit-Zähler 159 und einen 4-Bit-A/D-Wandler aufweist und ein Taktimpuls von 500 kHz an den Zähler mit einer Auflösung von 2 us angelegt wird, wird die Timer-Korrekturtabelle im Hinblick darauf hergestellt. Die Korrekturzahl C3 kann aus den Werten 0 bis 15 ausgewählt werden, die durch die 4-Bit- Auflösung der im D-Latch 160 gespeicherten Kopfspaltdaten erhalten werden. Die Zeitauflösung der im D-Latch 1 59 gespeicherten Daten ist 2 us, und dieser Wert (Standardwert) ist 100 (äquivalent zu 200 us), da die vorliegende Ausführungsform den Standard-Nadeldruckkopf übernimmt, wobei die Korrekturzahl C4 zur Veränderung der Drucknadel aus dem Wert ausgewählt wird, der durch Abzug von 100 aus dem D-Latch erhalten wird. Da vor der Ermittlung der Korrekturzahlen kein Druckbetrieb durchgeführt wird, sind die Werte in den D-Latchen 159, 160 leer, so daß als Korrekturzahl 0 ausgewählt wird.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die mit einem Standard-Nadeldruckkopf versehen ist, war der Wert (äquivalent zum Standardwert) 150 (äquivalent zu 300 us) und wird der in die Timerschaltung zu schreibende Timerwert der Wert der Summe von C1 + C2 + C3 + C4 + 150.
• Wie oben beschrieben, gewinnt die Kennwertgewinnungsschaltung 190 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis der von der Sensorschaltung 8b ausgegebenen Versetzungsdaten der Drucknadel 20 die Zeit-Strom-Betriebskennwerte für jede Drucknadel 20, wie Zeitdaten für das Zeitintervall, das vom Anlegen des Antriebsbetätigungssignals an den Kopftreiber bis zur tatsächlichen Betätigung des Betriebs der Drucknadel 20 dauert, oder Zeitdaten für das Zeitintervall, das von der Betätigung des Betriebs der Drucknadel 20 bis zum Anschlagen der druckenden Drucknadel an das Druckpapier dauert. Da der ROM 2b vorbereitend die Korrekturtabelle über den Zeit-Strom-Betriebskennwert auf die Weise speichert, daß er ausgelesen werden kann, liest die CPU 2 auf der Basis des von der Kennwertgewinnungsschaltung 190 gewonnenen Zeit-Strom-Betriebskennwerts die geeignete Korrekturzahl aus dem ROM 2b aus, so daß die CPU 120 den Zeit-Strom-Betriebskennwert auf der Basis der Korrekturzahl korrigiert und den nächsten Druckbetrieb durchführt. Da alle Drucknadeln abhängig von ihren eigenen geeignet korrigierten Zeit-Strom-Betriebskennwerten arbeiten, wird dementsprechend das schwierige Problem gelöst, daß die Energie für den Druckbetrieb unzureichend ist und der Kopfspule 6b eine übermäßige Energie zugeführt wird, die größer als benötigt ist.
• Gemäß dieser Ausführungsform wird die Korrekturzahl auf der Basis der resultierenden Erfassung durch die Kennwertgewinnungsschaltung aus dem ROM ausgelesen und wird der Zeit-Strom-Betriebskennwert auf der Basis der Korrekturzahl gesteuert, wobei aber der Zeit-Strom-Betriebskennwert durch einen arithmetischen Betrieb gesteuert werden kann.
• Fig. 20 ist ein Blockdiagramm eines Nadeldruckers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist mit 240 eine Timerschaltung bezeichnet, 250 ist eine Verzögerungsschaltung, und die Timerschaltung 240 und die Verzögerungsschaltung 250 arbeiten als Antriebstiming-Einstelleinrichtung. Mit 280a ist eine Sensorelektrode bezeichnet, 280b ist eine Sensorschaltung mit elektrostatischem Kondensator (nachstehend als Sensorschaltung bezeichnet), 280 ist eine Drucktiming-Erfassungseinrichtung, die aus der Sensorelektrode 280a und der Sensorschaltung 280b besteht, und 290 ist eine Antriebszeit-Erfassungsschaltung als Antriebszeit-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Antriebszeit aus dem Anlegen des Druckstartbefehls an den Kopftreiber 6a bis zum Anschlagen der Drucknadel an das Druckpapier, um ein Drucken durchzuführen. Die anderen Anordnungen sind die gleichen wie die von Fig. 8. Gemäß dieser Ausführungsform empfängt die CPU 2 die Druckdaten über die Centronix-Schnittstelle 1 und führt das von den Druckdaten ausgegebene Signal über die Ein/Ausgabe-LSI 3 der Verzögerungsschaltung 250, dem Kopftreiber 6a, dem Zeilenvorschubmotor 11 und dem Spationiermotor 12 zu. Der Kopftreiber 6a treibt die Drucknadel des Nadeldruckkopfs 7 an, um den Druckbetrieb auf der Basis der von der CPU 2 und der Timerschaltung 240 empfangenen Signale durchzuführen.
• Diese Ausführungsform mit der oben dargelegten Anordnung unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik darin, daß diese Ausführungsform die Verzögerungsschaltung 250, die Drucktiming-Erfassungseinrichtung 280 und die Antriebszeit-Erfassungsschaltung 290 aufweist, und hinsichtlich eines anderen Inhalts der von der CPU 120 durchzufuhrenden Steuerung. Begleitet durch diese Unterschiede unterscheidet sich die Anordnung des Nadeldruckkopfs 7 von derjenigen von Fig. 2. Obwohl die Timerschaltung 240 die gleiche wie die Timerschaltung des Standes der Technik ist, ist die Timerschaltung des Standes der Technik auf die Weise angeordnet, daß die Timerschaitung zum Einstellen des Antriebstiming aller Drucknadeln mit einer einzigen Timerschaltung standardisiert werden kann, während die Timerschaltung der vorliegenden Erfindung nicht standardisiert werden kann, sondern bei jeder einzelnen Drucknadel eine Timerschaltung 240a vorgesehen ist. Die anderen Anordnungen sind grundsätzlich die gleichen wie diejenigen des Standes der Technik oder diejenigen von Fig. 8. Ihre Erläuterung wird daher weggelassen, und es werden die unterschiedlichen Anordnungen beschrieben.
• Die Antriebstiming-Erfassungsschaltung 290 wird zuerst beschrieben. Fig. 21 ist ein Blockdiagramm der Antriebstiming-Erfassungsschaltung 290, und Fig. 22 ist eine Signalform eines Betriebs der Antriebstiming-Erfassungsschaltung 290. In diesen Figuren ist mit 250 ein Differenzierglied bezeichnet, 251 ist ein Komparator, 252 ist eine D-Flipflop-Schaltung, 253 ist ein 8-Bit-Binärzähler, 254 ist ein D-Latch, 255 ist ein UND-Glied, 256, 257 sind fremdgesteuerte Multivibratoren (nachstehend als Multivibrator bezeichnet), und 259 ist ein veränderlicher Widerstand. Bei der oben dargelegten Anordnung empfängt das Differenzierglied 250 ein Signal A von der Sensorschaltung 280b. Das Signal A wird durch das Differenzierglied 250 differenziert und in ein Signal B geändert, während der Komparator 251 eine durch den veränderlichen Widerstand 259 erzeugte Referenzspannung J mit einer Spannung des Signals B vergleicht, um ein Signal C zu erzeugen. Das Signal C ist 5 V auf einem hohen Pegel und 0 V auf einem niedrigen Pegel und wird einem Eingang CK der D-Flipflop-Schaltung 252 zugeführt.
• Hierauf wird ein Übersteuerungssignal von der Timerschaltung 240 als Antriebsstartsignal D (Antriebstimingsignal) an den Multivibrator 256 mit der inversen Zeit 1 us angelegt. Der Multivibrator 256 erfaßt die voreilende Flanke des Signals D (nämlich die Antriebsbetätigungszeit) und erhöht und gibt ein Signal E, das 1 us später umgekehrt wird, an den Multivibrator 257 mit der inversen Zeit 1 us und einen Takt-Eingang des D-Latch 254 aus. Der Multivibrator 257 empfängt das Signal E als Triggersignal und fällt nach Erfassung der nacheilenden Flanke des Signals E ab, um dadurch ein Signal F auszugeben, das 1 us später umgekehrt und einem Takt-Eingang der D-Flipflop-Schaltung 252 zugeführt wird.
• Dementsprechend wird im Zeitpunkt, in dem das Antriebsstartsignal D auf einen hohen Pegel geht, der Multivibrator 256 invertiert, um dadurch zu erlauben, daß das D-Latch 254 den Wert des Zählers 253 zwischenspeichert. Der Multivibrator 257 wird gerade nach dem Zwischenspeichern des D-Latch invertiert, um den Zähler 253 zurückzusetzen und gleichzeitig die D-Flipflop-Schaltung 252 zurückzusetzen. Das UND-Glied 255 empfängt ein Signal G, das von einem Ausgang NQ der D-Flipflop-Schaltung 252 ausgegeben wird, und einen Takt von 500 kHz, welche UND-verknüpft werden, um ein UND-Signal H zu erzeugen, das an einen Takt-Eingang des Zählers 253 angelegt wird. Daher wird die D-Flipflop- Schaltung 252 zurückgesetzt und zählt der Zähler 253 das Signal H in der Zeit, in der das Signal G auf hohem Pegel bleibt.
• Hierauf wird die D-Flipflop-Schaltung 252 gesetzt und das Signal G des Ausgangs NQ auf den niedrigen Pegel invertiert, wenn das Ausgangssignal C des Komparators 251 ansteigt und dann abfällt. Die voreilende Flanke und die nacheilende Flanke des Signals C entsprechen einem Betriebstiming der Drucknadel 20. Das heißt, der Zeitpunkt, in dem das Signal ansteigt, stimmt mit dem Zeitpunkt überein, in dem die Drucknadel 20 den Betrieb betätigt, und der Zeitpunkt, in dem das Signal C abfällt, stimmt mit dem Zeitpunkt überein, in dem die Drucknadel 20 an das Druckpapier anschlägt. Dementsprechend bleibt das Signal G des Ausgangs NQ der D-Flipflop-Schaltung 252 während des Zeitintervalls vom Anlegen des Antriebsstartsignals D bis zur Betätigung des Betriebs und dem Anschlagen der Drucknadel 20 an das Druckpapier auf hohem Pegel, und der Zähler 253 zählt dieses Zeitintervall. Der gezählte Wert wird gerade nach dem Anlegen des Antriebsstartsignals D vom D-Latch 254 zwischengespeichert, wobei der Wert des Zählers 253 nach dem Zwischenspeichern gelöscht wird. Der vom D-Latch 254 zwischengespeicherte Wert wird als 8-Bit-Signal 1 der Ein-/Ausgabe-LSI 3 zugeführt und von der CPU 2 gelesen. Eine Zeitauflösung des Zählwertes ist 2 us.
• Als nächstes wird ein Verfahren zur Ableitung eines an die Timerschaltung 240 anzulegenden Verzögerungssignals beschrieben. Zuerst wird die Verzögerungsschaltung 250 unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben. Wie in dieser Figur dargestellt, weist die Timer-Verzögerungsschaltung 250 als Zähler 5a eine Gruppe von Registern 5b und eine Gruppe von Komparatoren 5c auf, wobei der Zähler 5a auf der Basis eines Befehls von der CPU 2 zu zählen beginnt und auf der Basis eines Befehls von der CPU 2 nach dem Verstreichen eines vorgeschriebenen Zeitintervalls das Zählen stoppt, so daß der Zähler 5a zurückgesetzt wird. Die Register 5b stellen die Verzögerungswerte unabhängig für jede Drucknadel 20 ein. Die in die Register 5b geschriebenen Verzögerungswerte werden mit dem Wert des Zählers 5a durch die Komparatoren 5c verglichen, die das Timing erfassen, wenn der Wert des Zählers 5a die Werte der Register 5b übersteigt, und der Timerschaltung 240 ein Antriebstiming zuführen.
• Es soll nun ein Verfahren zur Berechnung der Verzögerungszeit im Falle von neun Drucknadeln 20 beschrieben werden. Die Berechnung der Verzögerungszeit wird grundsätzlich durchgeführt, um die Timings der anderen Drucknadeln mit dem Drucktiming in Übereinstimmung zu bringen, das die längste Antriebszeit unter den neun Drucknadeln aufweist. Wenn der Druckbetrieb betätigt wird, werden Daten des Zeitintervalls vom Antriebsstart bis zum Anschlag, nämlich die Antriebszeit, an die CPU 2 angelegt. Es sei angenommen, daß die den Drucknadeln 20 entsprechenden Antriebszeiten It1, It2, ..., It9 und die in die Register 4b ... zu schreibenden Verzögerungswerte Dt1, Dt2, ..., Dt&sub9; sind. Die CPU 2 sucht den Maximalwert der Antriebszeit aus Ith (n ist eine ganze Zahl, die über 1, aber unter 9 ist), um den Maximalwert Imax zu bestimmen. Die Verzögerungswerte Dti, Dt&sub2;, ..., Dt9 werden wie der folgende Ausdruck eingestellt, um das Drucktiming mit der Drucknadel mit der längsten Antriebszeit in Übereinstimmung zu bringen.
• wobei Co ein Korrekturwert im Hinblick auf einen Einfluß der Anzahl von gleichzeitig anzutreibenden Drucknadeln 20 auf das Drucktiming ist und im ROM der CPU 2 gespeichert wird. Je mehr die Anzahl von gleichzeitig anzutreibenden Drucknadeln 20 zunimmt, desto länger ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antriebszeit und desto langsamer ist das Drucktiming, so daß der in der Tabelle in Fig. 23 gezeigte Korrekturwert Co übernommen wird.
• Da der Verzögerungswert Dth wie oben dargelegt eingestellt wird, schlägt jede Drucknadel nach dem Verstreichen von (Ith + Dth) nach dem Antriebstiming an das Druckpapier an. Das heißt, wird der obige Ausdruck durch die Zeit (Ith + Dth) gegeben, so werden die Werte für alle Drucknadeln als (Imax + Co) ausgedrückt, was bedeutet, daß das Drucktiming standardisiert wird, um alle Drucknadeln zu identifizieren.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der oben dargelegten Anordnung stellt die Timerschaltung 240 die Antriebstimings ein, wenn die mehreren Drucknadeln 20 individuell angetrieben betätigt werden, um dadurch das Antriebstimingsignal an den Kopftreiber 6a und die Antriebszeit-Erfassungsschaltung 290 auszugeben. Zusätzlich erfaßt die Sensorschaltung 280b die elektrostatische Kapazität der Sensorelektrode 280a, um dadurch das Drucktiming zu erfassen, wenn die Drucknadel 20 an das Druckpapier anschlägt, wobei das Drucktimingsignal der Antriebszeit-Erfassungsschaltung 290 zugeführt wird. Die Antriebszeit- Erfassungsschaltung 290 erfaßt die Antriebszeit für jede Drucknadel 20 beim Empfang des Antriebstimingsignals und des Drucktimingsignals und führt die Antriebszeitdaten für die mehreren Drucknadeln 20 der CPU 2 zu. Die CPU 2 gibt den Verzögerungswert auf der Basis der zuvor erwähnten Antriebszeitdaten an die Verzögerungsschaltung 250 aus, so daß das Drucktiming für jede Drucknadel im nächsten Druckbetrieb das gleiche ist. Die Verzögerungsschaltung 250 verzögert das Antriebstiming einer gewissen Drucknadel unter den Drucknadeln auf der Basis des Verzögerungswerts um eine geeignete Zeit, so daß die mehreren Drucknadeln 20 gleichzeitig an das Druckpapier anschlagen können. Dementsprechend kann eine Versetzung des Drucktiming beim Anschlagen der Drucknadel an das Druckpapier für jede Drucknadel 20 beseitigt werden.
• Wie oben erwähnt, ermöglicht es der Nadeldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung, daß die Drucknadel mit einer ausreichenden Stärke zum Erhalt eines klar gedruckten Buchstabens an das Druckmedium anschlägt, und er ist imstande, die Versetzung jeder Drucknadel zu beseitigen. Dementsprechend wird es möglich gemacht, einen Nadeldrucker zu schaffen, der imstande ist, jederzeit mit hoher Qualität zu drucken, wodurch eine sehr hohe industrielle Anwendbarkeit gewährleistet ist.

Claims (2)

1. Nadeldrucker, enthaltend:

einen Nadeldruckkopf (7), der mit einem vorbestimmten Abstand in bezug auf das Druckmedium (14) angeordnet ist;

mehrere Drucknadeln (20), die an dem Nadeldruckkopf (7) vorgesehen sind und deren ferne Enden (20b) imstande sind, an das Druckmedium anzuschlagen, wenn die Drucknadeln (20) angetrieben werden;

eine Antriebseinrichtung (6) für einen unabhängigen Antrieb jeder Drucknadel (20) der mehreren Drucknadeln (20) für ein gegebenes Zeitintervall innerhalb eines Druckzyklus;

wobei die mehreren Drucknadeln (20) auf der Basis des an die Antriebseinrichtung angelegten Drucksignals selektiv angetrieben werden, um das Drucken durchzuführen;

eine Versetzungserfassungseinrichtung (8) zur Erfassung einer Versetzung der Drucknadel (20), wenn die Drucknadel (20) betrieben wird, und zur Ausgabe eines entsprechenden Versetzungserfassungssignals;

gekennzeichnet durch

eine Kennwertgewinnungseinrichtung (190), die auf der Basis des Versetzungserfassungssignals einen Zeit-Strom-Betriebskennwert für jede Drucknadel (20) gewinnt, und

eine Steuereinrichtung (120) zum Steuern der Korrektur des Zeit-Strom-Betriebskennwerts jeder Drucknadel (20) auf der Basis des gewonnenen Betriebskennwerts,

wodurch das Zeitintervall zum Antreiben jeder der Drucknadeln (20) durch eine Timerschaltungseinrichtung (140) in Übereinstimmung mit dem in einem vorhergehenden Druckzyklus erhaltenen Versetzungserfassungssignal korrigiert wird.

2. Nadeldrucker, enthaltend:

einen Nadeldruckkopf (7), der mit einem vorbestimmten Abstand in bezug auf das Druckmedium (14) angeordnet ist;

mehrere Drucknadeln (20), die an dem Nadeldruckkopf (7) vorgesehen sind, wobei jede der Drucknadeln als Antwort auf ein Antriebssignal versetzt wird und ein fern es Ende (20b) aufweist, das imstande ist, an das Druckmedium anzuschlagen, wenn die Drucknadeln (20) angetrieben werden;

eine Antriebseinrichtung (6) für eine unabhängige Ausgabe des Antriebssignals an jede Drucknadel (20) der mehreren Drucknadeln (20) für ein gegebenes Zeitintervall innerhalb eines Druckzyklus; und

eine Versetzungserfassungseinrichtung (280) zur Erfassung des Drucktiming jeder der mehreren Drucknadeln (20) und zur Ausgabe eines entsprechenden Versetzungserfassungssignals (A);

gekennzeichnet durch

eine Steuereinrichtung (240, 250, 290) zum Steuern des Drucktiming jeder Drucknadel (20) in Übereinstimmung mit dem in einem vorhergehenden Druckzyklus erhaltenen Versetzungserfassungssignal (A),

wobei die Steuereinrichtung eine Verzögerungseinrichtung (250) zum selektiven Verzögern des Antriebssignals jeder Drucknadel enthält, so daß das Drucktiming für alle Drucknadeln das gleiche ist.