JP2000334986A - インパクト式印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字ヘッドの移動速度にむらを生じても、印
字ピンの打ち出し継続時間を移動速度に基づいて決定
し、十分な印字濃度と安定した印字ピンの引き戻し時間
を確保する。 【解決手段】 モータの回転を検出するセンサの出力信
号のパルス数を数えることでキャリア１６の位置を求め
印字開始位置を検出する。キャリアの移動速度に対応す
る印字ピンの打ち出し継続時間を示す表を、記憶回路に
記憶しておき、制御回路の速度検出手段により検出され
たキャリアの移動速度に応じて、印字ピンの打ち出し継
続時間ＰＯｔを記憶回路の表から選択し、縦１ドット列
の印字データに対応した印字ピンを、この打ち出し継続
時間ＰＯｔで駆動してオンとし、時間ＰＯｔだけ経過し
たら当該印字ピンの駆動信号をオフとしてピンを引き戻
す。各ドット列ごとにこの動作を繰り返して「８」の数
字の印字を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ドットインパクト式の印
字ヘッドを有し、行方向に走査しながら印字を行うイン
パクト式印字装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インパクト式印字装置では、
印字ヘッドを走査方向に移動させるための駆動手段とし
て、ステッピングモータを使用するものやＤＣモータを
使用するものなどがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のステッ
ピングモータを使用するものでは、速度制御がし易い反
面、モータとドライバ回路の価格が高くなるという問題
点があった。

【０００４】また、ＤＣモータを使用するものは、印字
ヘッドの移動速度を一定に保つために駆動電圧を可変と
する高価なドライバ回路が必要で、やはり製品のコスト
アップの問題点があった。

【０００５】また、上記それぞれのモータに対して電池
駆動が要求される場合、電池の残り電荷の減少によりモ
ータの駆動電圧が小さくなり、この場合印字ヘッドの速
度を予め設計された移動速度に一定に保てなくなるとい
う問題が生じるため、この対策として、予め設計された
移動速度に対して大きくマージンをとり、通常時の印字
ヘッドの移動速度を速くすることが考えられる。また、
電池駆動が要求されない場合でも、動作環境の状況やメ
カの工作精度の度合によって、予め設計されたキャリア
の移動速度に対して、大きくマージンをとることが考え
られる。

【０００６】しかしながら、このように印字ヘッドの移
動速度を速くすると、印字ピンの打ち出し継続時間に自
ずと制限が生まれ、印字時の印字濃度が低下してしまう
という問題が生じる。よって、印字濃度を低下させない
ためには、印字ヘッドの速度を遅くして十分な打ち出し
継続時間を確保するように設定しなければならなかっ
た。

【０００７】通常、図５及び図６に示されるように、印
字ヘッドの打ち出し継続時間は一定に設定してあるの
で、図５のように駆動用モータの回転を検出するセンサ
の出力信号の周期が長い（キャリアの移動速度が遅い）
場合には、印字ピンをオンしている時間中に十分な印字
濃度で印字され、次いで、印字ピンをオフしている時間
も十分にあるので、印字ピンを正しい位置まで引き戻す
ことができる。しかしながら、上述したように電池駆動
の場合や環境やメカ動作のばらつきにより、駆動用モー
タの回転を検出するセンサの出力信号の周期が短く（印
字ヘッドの移動速度が早く）なってしまった場合には、
図６のように印字ピンをオンしている時間に対しオフし
ている時間が短くなるために、十分な印字濃度で印字さ
れたとしても印字ピンを十分に引き戻せなくなってしま
う。このために、印字ピンが設定されている位置まで戻
っていない状態で引き続いて次の打ち出し継続時間に入
ってしまうことになり、印字ピンが正しいオン・オフ動
作ができなくなり、所望の印字が行えなくなるという問
題点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、印字ヘッドの行方向への移動速度に
応じて印字ピンの打ち出し継続時間を制御するようにし
ている。こうすることによって、モータ等の諸要因によ
って印字ヘッドの行方向への移動速度が変化した場合に
も最適の打ち出し継続時間で印字ピンが駆動され、所望
の印字が行える。よって、印字ピンが設定されている位
置まで戻っていない状態で引き続いて次の打ち出し継続
時間に入ってしまい、印字ピンが正しいオン・オフ動作
ができなくなり、所望の印字が行えなくなるという問題
を解決できる。

【０００９】また、印字ピンの打ち出し継続時間を印字
ヘッドの行方向への移動速度に対応させて記憶しておく
こととしている。こうすることによって、上記と同様の
課題を解決できるとともに、印字ヘッドの行方向への移
動速度に応じて直ちに打ち出し継続時間が読み出せて印
字ピンを駆動できるので、素早い制御が可能になる。つ
まり、例えば演算により印字ピンの打ち出し継続時間を
求める場合に生じる制御時間の増大という問題を解決で
きる。

【００１０】また、印字ヘッドの行方向への移動速度の
検出手段を設けることとしている。こうすることによっ
て、さらに素早い制御が可能になる。

【００１１】また、上記の速度検出手段が検出する最新
の複数の移動速度の平均値を求め、この移動速度の平均
値に応じて印字ピンの打ち出し継続時間を制御するよう
にしている。こうすることによって、一層正確な打ち出
し継続時間で印字ピンを制御することが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本願の請求項１に係る発明は、列
方向に複数の印字ピンを有するドットインパクト式の印
字ヘッドと、この印字ヘッドを行方向に走査する走査機
構と、この走査機構を駆動するモータとを有し、上記印
字ヘッドを行方向に走査しながら印字を行うインパクト
式印字装置であって、上記印字ヘッドの上記行方向への
移動速度に応じて上記印字ピンの打ち出し継続時間を制
御する制御手段を含んでいる。

【００１３】本願の請求項２に係る発明は、請求項１に
おいて、上記制御手段は、上記印字ピンの打ち出し継続
時間を上記印字ヘッドの上記行方向への移動速度に対応
させて記憶している記憶手段を含み、上記記憶手段から
上記印字ヘッドの上記行方向への移動速度に応じて上記
印字ピンの打ち出し継続時間を読み出し、その読み出し
た上記印字ピンの打ち出し継続時間に基づき上記印字ピ
ンの打ち出し継続時間を制御するものとしている。

【００１４】本願の請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは２において、上記制御手段は、さらに上記印字ヘッ
ドの上記行方向への移動速度を検出する速度検出手段を
含むものとしている。

【００１５】本願の請求項４に係る発明は、請求項３に
おいて、上記制御手段は、上記速度検出手段が検出する
最新の複数の上記移動速度の平均値を求め、その移動速
度の平均値に応じて上記印字ピンの打ち出し継続時間を
制御するものとしている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施の形態の一例を、図面に
基づいて説明する。

【００１７】図１に示すように、フレーム１の上部近傍
にローラ軸２が水平な姿勢で、回転自在に設けてある。
ローラ軸２には、タイムカードＣの両側近傍に相当する
位置にピンチローラ２ａ，２ａが固着してある。タイム
カードＣのローラ軸２と対向する面と反対側には、ピン
チローラ２ａ，２ａと対をなすローラ（図示略）が回転
自在に設けてあり、ローラ軸２の正逆回転によりタイム
カードＣを上下方向に移動可能である。フレーム１の正
面左側部には、直流モータ（カード送りモータ）８の回
転をローラ軸２に伝達させてタイムカードＣを上下方向
に移動させるための輪列Ｒ１が設けてある。

【００１８】輪列Ｒ１の構成についてローラ軸２側から
駆動側に遡上して簡単に説明する。ローラ軸２には、ロ
ーラ軸駆動歯車３が固着してあり、この駆動歯車には第
１中間車４と一体のピニオン４ａが噛車している。第１
中間車４には第２中間車５が噛車しており、この中間車
にはさらに第３中間車６と一体のピニオン６ａが噛合し
ている。第３中間車６はモータ歯車７と噛合している。
モータ歯車７は、フレーム１の下部に取り付けられたカ
ード送りモータ８のモータ軸８ａに固着されている。し
たがって、カード送りモータ８の正逆回転は、輪列Ｒ１
を介してローラ軸２に伝達されることにより、タイムカ
ードＣを引き込み又は引き上げの搬送をされるようにな
っている。

【００１９】第２中間車５には、これと同心の回転板９
が一体的に回転可能に設けられている。この回転板９に
は外周部の内側に等間隔に放射状の透孔（図示せず。）
が設けられている。回転板９の外周部近傍の１ヶ所に
は、回転板を挾むようにしてインタラプタ型の光センサ
１０が設けてあり、回転板９の回転にともない透孔が光
センサ１０の光を通過させたり遮断したりするようにな
っている。つまり、回転板９とセンサ１０とによって、
カード送りモータ８の回転量をパルス信号に変換する検
出手段（エンコーダ）１１が構成されている。検出手段
１１から出力されるデータ信号は後述の制御回路２５に
供給される。

【００２０】フレーム１の上部近傍には、タイムカード
Ｃをうけるカード口１２が設けられ、このカード口１２
の中央部に、カード挿入検出用スイッチ１３が設けてあ
り、タイムカードＣの両側を挾む位置に、それぞれカー
ド基準位置のカード検知手段を構成する１対のカードセ
ンサ１４，１４が設けられている。

【００２１】ローラ軸２の下方には、タイムカードＣの
印字欄Ｃ１に日時等を印字する印字ヘッド１５が設けて
ある。印字ヘッド１５はキャリア１６に搭載され、キャ
リア駆動モータ１８の駆動によってガイド柱１７に沿っ
て水平方向（印字ヘッドの走査方向）に往復移動可能で
ある。ガイド柱１７の近傍には、フレーム１に回転自在
に支持されたリードスクリュー１９が設けてあり、キャ
リア駆動モータ１８の回転をリードスクリュー１９に伝
達する輪列Ｒ２が、フレーム１の正面右側部に設けられ
ている。輪列Ｒ２の構成は、モータ１８のモータ歯車１
８ａに、減速歯車２０、切換歯車２１が順次噛合してお
り、切換歯車２１にリードスクリュー１９に固着してあ
るリードスクリュー駆動歯車１９ａが噛合している。し
たがって、キャリア駆動モータ１８の回転は、輪列Ｒ２
を介してリードスクリュー１９に伝達されることによ
り、キャリア１６を移動させて印字ヘッド１５を行方向
に走査させる。

【００２２】モータ歯車１８ａには、これと同心の回転
板２２が一体的に回転可能に設けられている。この回転
板２２には外周部の内側に等間隔に放射状の透孔（図示
せず。）が設けられている。回転板２２の外周部近傍の
１ヶ所には、回転板を挾むようにしてインタラプタ型の
光センサ２３が設けてあり、回転板２２の回転にともな
い透孔が光センサ２３の光を通過させたり遮断したりす
るようになっている。つまり、回転板２２と光センサ２
３とによって、キャリア駆動モータ１８の回転を検出し
てキャリア１６の移動速度を求めるパルス信号に変換す
る検出手段（エンコーダ）２４が構成されている。検出
手段２４から出力されるデータ信号は、制御回路２５に
供給され、移動速度を検出する速度検出手段が構成され
ている

【００２３】したがって、タイムカードＣがカード挿入
口１２から挿入されると、カード挿入検出用スイッチ１
３がタイムカードＣの下端部を検知し、カード送りモー
タ８の駆動を開始してタイムカードＣの引き込み動作を
開始する。この引き込み動作中に、カード検知手段１４
がタイムカードＣの上端部を検知すると、カード引き込
み動作の停止制御を行う。

【００２４】その後、カード送りモータ８を逆転方向で
駆動を開始して印字目的位置までのタイムカードＣの引
き上げ動作を開始し、再びカード検知手段１４がタイム
カードＣの上端部を検知すると、その位置をタイムカー
ドＣの基準位置として印字目的位置までのタイムカード
Ｃの引き上げ動作の停止制御を行う。

【００２５】タイムカードＣが印字目的位置にて停止し
たら、キャリア駆動用モータ１８の駆動を開始し、モー
タ歯車１８ａ、減速歯車２０、切換歯車２１、リードス
クリュー駆動歯車１９ａを介してリードスクリュー１９
を回転させる。リードスクリュー１９の回転により、キ
ャリア１６はガイド柱１７に沿って水平方向に移動する
ので、キャリア１６に設けられた印字ヘッド１５は、キ
ャリアの移動に合わせて行方向に走査され、後で詳細に
説明するような印字処理がなされて、タイムカードＣの
印字欄Ｃ１に日時等の所望の印字が行われる。

【００２６】印字処理は、キャリア駆動用モータ１８の
回転を検出するための回転板２２及びセンサ２３からな
るエンコーダ２４からの出力信号から、制御回路２５の
速度検出手段によりで印字ヘッド１５の移動速度が求め
られ、この移動速度に応じて印字ヘッド１５の印字ピン
ごとの打ち出し継続時間を制御する。

【００２７】図２はインバクト式印字装置の構成をブロ
ック図で示したものであり、モータ制御装置の中枢部を
なす制御回路（ＣＰＵ）２５に対しては、上述のカード
検知手段１４からの出力信号が入力可能であり、上述の
印字ヘッド１５へは、印字ピンの駆動信号を供給するよ
うになっている。制御回路２５にはＣＰＵ２５ａ、ＲＯ
Ｍ２５ｂ、ＲＡＭ２５ｃが備わっている。また、検出手
段２４は上述の回転板２２とセンサ２３とからなるエン
コーダであり、キャリア駆動用モータ１８の回転が検出
される。センサ２３の出力は、キャリア駆動用モータ１
８の１回転あたりに、６パルスの信号が得られ、キャリ
アは１．８ｍｍ進むようになっている。このセンサ２３
の出力は制御回路２５に供給され、制御回路２５の速度
検出手段で、この出力信号の周期を毎回検出すること
で、キャリア１６（印字ヘッド１５）の移動速度が算出
される。この移動速度は、センサ２３から新たな信号出
力が入力されるごとに更新され、最新の４パルス分の周
期の平均値ｔが求められる。

【００２８】また、制御回路２５は、ＲＯＭ２５ｂに記
憶してある動作プログラムに従ってＣＰＵ２５ａで諸デ
ータを処理し、その結果をモータ駆動回路２６に出力可
能である。更にＲＡＭ２５ｃには、タイムカードの印字
位置や印字内容等の諸データが記憶される。

【００２９】制御回路２５には、記憶手段２７がデータ
を授受可能に設けられている。記憶手段２７には２つの
記憶回路が備わっている。

【００３０】即ち、第１記憶回路２７ａには、表１のテ
ーブルが記憶してある。この表１は、エンコーダ２４の
センサ２３の出力から制御回路２５で算出された信号周
期ｔ[μs]、即ちキャリア１６の移動速度に応じた値に
対して、最も望ましい印字ピンの打ち出し継続時間ＰＯ
ｔ[μs]を対応させて作成したテーブルである。例え
ば、移動速度が９１５〜９７５μsでは、打ち出し継続
時間は４４２μsが最適の印字ピンの打ち出し継続時間
であるとして選択され、移動速度が１１５９〜１２１９
μsでは、打ち出し継続時間は７１７μsが最適の印字ピ
ンの打ち出し継続時間であるとして選択される。このよ
うな打ち出し継続時間が選択されることで、信号周期内
で十分に印字ピンをオフとする時間が残され、印字ピン
を正しい位置に引き戻すことが可能になる。

【表１】

【００３１】また、第２記憶回路２７ｂには、制御回路
で算出された最新の４パルス分の周期の平均値ｔが記憶
してある。そして、制御回路２５により第２記憶回路２
７ｂから移動速度ｔが読み出されてモータ駆動回路２６
に供給されることにより、キャリア駆動用モータ１８を
回転駆動する。

【００３２】次に動作を説明する。

【００３３】図４に示しているような「８」の数字の印
字の動作について次に説明する。印字開始位置は、セン
サ２３の出力信号のパルス数を数えることでキャリア１
６の位置が求められて印字開始位置が検出される。上記
のようにこのときも最新の信号周期の平均値ｔは、制御
回路２５で算出されて第２記憶回路２７ｂに記憶されて
いる。

【００３４】キャリア１６が印字開始位置に到達する
と、第１記憶回路２７ａに記憶されている表１から、図
３に示すようなセンサ出力信号の周期の平均値ｔに対応
して、印字ピンの打ち出し継続時間ＰＯｔが選択され
る。そして、図４に示す縦１ドット列の印字データに対
応した印字ピンを、打ち出し継続時間ＰＯｔで駆動して
オンとし、時間ＰＯｔだけ経過したら当該印字ピンの駆
動信号をオフとしてピンを引き戻す。

【００３５】その後、キャリア１６が移動して縦２ドッ
ト列の印字開始位置に到達したときには、センサ２３の
出力信号の１パルスごとに最新の４パルス分の周期の平
均値ｔを求め直し、さらに、その周期の平均値ｔから打
ち出し継続時間ＰＯｔを求め、上述のように縦２ドット
列の印字データに対応した印字ピンを、この打ち出し継
続時間ＰＯｔで駆動してオンとし、時間ＰＯｔだけ経過
したら当該印字ピンの駆動信号をオフとしてピンを引き
戻す。

【００３６】この動作が繰り返されて、縦３ドット列か
ら縦５ドット列までのそれぞれの印字データに対応した
印字ピンを、それぞれの打ち出し継続時間ＰＯｔで駆動
してオンとし、時間ＰＯｔだけ経過したら当該印字ピン
の駆動信号をオフとしてピンを引き戻すことにより、図
４に示す「８」の数字の印字が完了する。

【００３７】このように、印字ピンの打ち出し継続時間
ＰＯｔを、最新のキャリアの移動速度の平均値ｔに合わ
せることで、キャリア駆動モータ１８の回転速度にむら
があっても、常に印字濃度が十分に得られかつ印字ピン
の引き戻しも十分に得られる印字ピンの駆動が可能にな
る。

【００３８】なお、上記では本発明をタイムレコーダに
用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、種々のイ
ンパクト式印字装置に適用可能である。

【００３９】また、表１ではキャリアの移動速度に応じ
た値であるセンサ２３の信号周期と印字ピンの打ち出し
継続時間との関係の表としたが、キャリアの移動速度と
印字ピンの打ち出し継続時間との関係の表にしてもよ
い。この場合、制御回路２５でセンサ２３の信号周期か
らキャリアの移動速度を求め、その求めた移動速度から
印字ピンの打ち出し継続時間を求めればよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、印字ヘッドの行方向への移動
速度に応じて印字ピンの打ち出し継続時間を制御するよ
うにしている。こうすることによって、モータ等の諸要
因によって印字ヘッドの行方向への移動速度が変化した
場合にも最適の打ち出し継続時間で印字ピンが駆動さ
れ、所望の印字が行える。よって、印字ピンが設定され
ている位置まで戻っていない状態で引き続いて次の打ち
出し継続時間に入ってしまい、印字ピンが正しいオン・
オフ動作ができなくなり、所望の印字が行えなくなると
いう問題を解決できる。

【００４１】また、印字ピンの打ち出し継続時間を印字
ヘッドの行方向への移動速度に対応させて記憶しておく
こととしている。こうすることによって、上記と同様の
課題を解決できるとともに、印字ヘッドの行方向への移
動速度に応じて直ちに打ち出し継続時間が読み出せて印
字ピンを駆動できるので、素早い制御が可能になる。つ
まり、例えば演算により印字ピンの打ち出し継続時間を
求める場合に生じる制御時間の増大という問題を解決で
きる。

【００４２】また、印字ヘッドの行方向への移動速度の
検出手段を設けることとしている。こうすることによっ
て、さらに素早い制御が可能になる。

【００４３】また、上記の速度検出手段が検出する最新
の複数の移動速度の平均値を求め、この移動速度の平均
値に応じて印字ピンの打ち出し継続時間を制御するよう
にしている。こうすることによって、一層正確な打ち出
し継続時間で印字ピンを制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したタイムレコーダの内部構成例
を示す正面図である。

【図２】本発明の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明のセンサの出力信号の波形と印字ピン制
御信号の波形との関係を示す波形図である。

【図４】本発明において印字データを印字する際のセン
サの出力信号の波形と印字ピン制御信号の波形との関係
を示す図である。

【図５】従来のセンサの出力信号の波形と印字ピン制御
信号の波形との関係を示す波形図である。

【図６】従来の他のセンサの出力信号の波形と印字ピン
制御信号の波形との関係を示す波形図である。

【符号の説明】

１５ 印字ヘッド １８ モータ（キャリア駆動用モータ） １９ 走査機構（リードスクリュ） ２４ 検出手段（エンコーダ） ２５ 制御回路 ２６ モータ駆動回路 ２７ 記憶手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列方向に複数の印字ピンを有するドット
   インパクト式の印字ヘッドと、この印字ヘッドを行方向
   に走査する走査機構と、この走査機構を駆動するモータ
   とを有し、上記印字ヘッドを行方向に走査しながら印字
   を行うインパクト式印字装置であって、 上記印字ヘッドの上記行方向への移動速度に応じて上記
   印字ピンの打ち出し継続時間を制御する制御手段を含む
   ことを特徴とするインパクト式印字装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記制御手段は、上
   記印字ピンの打ち出し継続時間を上記印字ヘッドの上記
   行方向への移動速度に対応させて記憶している記憶手段
   を含み、上記記憶手段から上記印字ヘッドの上記行方向
   への移動速度に応じて上記印字ピンの打ち出し継続時間
   を読み出し、その読み出した上記印字ピンの打ち出し継
   続時間に基づき上記印字ピンの打ち出し継続時間を制御
   するものであることを特徴とするインパクト式印字装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記制御手
   段は、さらに上記印字ヘッドの上記行方向への移動速度
   を検出する速度検出手段を含むことを特徴とするインパ
   クト式印字装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、上記制御手段は、上
   記速度検出手段が検出する最新の複数の上記移動速度の
   平均値を求め、その移動速度の平均値に応じて上記印字
   ピンの打ち出し継続時間を制御するものであることを特
   徴とするインパクト式印字装置。