JP2002144609A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速印刷時における印字ヘッドの移動速度の
変動に起因する印字品質の劣化を良好に抑制できる印刷
装置を提供する。 【解決手段】 スイッチ部３５による複数の印字ピンの
駆動が完了するまでに、移動検出部から検出信号が出力
された場合、スイッチ部３５を制御して複数の印字ピン
のうち未駆動の印字ピンを強制的に駆動させる印字ピン
監視部３４を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、往復直線移動する
印字ヘッドと、印字ヘッドに設置された複数の印字ピン
とを有する印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】主に業務用に利用されている高速のプリ
ンタとして、往復直線移動するシャトル機構に印字ヘッ
ドを搭載し、印字ヘッドに、複数の印字ピンを備えたピ
ンブロックを印字ヘッドの移動方向に複数個設置して、
印字ヘッドの移動により複数ラインを同時に印刷するド
ットプリンタが存在する。

【０００３】このようなドットプリンタにおいては、従
来、印字ヘッドが所定距離移動する毎に検出パルスを出
力するセンサを設け、このセンサからの検出パルスに基
づいて、各ピンブロックの印字ピンを駆動していた。

【０００４】たとえば、各ピンブロックの複数の印字ピ
ンが、印字ヘッドの移動方向とそれに直交する方向との
双方に対して傾斜した方向に所定間隔をあけて一直線上
に配置されている場合、センサからの検出パルスをトリ
ガとして、複数の印字ピンを順次駆動していた。そし
て、これら複数の印字ピンの駆動間隔は、予めテーブル
形式でメモリに記憶させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のド
ットプリンタでは、近年の印刷速度の高速化の要請に従
って印字ヘッドを高速に移動させた場合、移動速度の予
期していない変動に対して対処できないという課題があ
った。

【０００６】すなわち、印字ヘッドは往復直線移動する
ので、移動方向の両端部には減速および加速領域が存在
し、特にこの領域において移動速度の予期していない変
動が生じ易いのであるが、従来のドットプリンタでは、
印字ヘッドの実際の移動速度に係わらず、複数の印字ピ
ンの駆動間隔が予めメモリに記憶されているデータによ
って決定されるので、移動速度の予期していない変動に
対処できない場合がある。

【０００７】たとえば、ある位置で印字ヘッドの移動速
度が設計上の速度よりも高速側に変動した場合、センサ
からの検出パルスの周期が短くなる。この場合、従来の
ドットプリンタのように印字ヘッドの移動速度が比較的
遅ければ、印字ピンの駆動間隔も比較的長いので、１つ
の検出パルスに基づく最終の印字ピンの駆動から次の検
出パルスに基づく最初の印字ピンの駆動までに時間的な
余裕があり、最終の印字ピンの駆動前に次の検出パルス
が出力されることはない。しかし、高速印刷を実現する
ために、印字ヘッドの移動速度を高速化すると、印字ピ
ンの駆動間隔が短くなり、最終の印字ピンの駆動前に次
の検出パルスが出力される場合がある。

【０００８】従来のドットプリンタでは、このような事
態を想定しておらず、何らの対策も講じられていなかっ
た。

【０００９】このような事態に対する対処としては、次
の検出パルスの出力により印字データのバッファメモリ
が次の印字データに更新されてしまうことから、未駆動
の印字ピンは未駆動のまま放置し、次の印字データの印
字のために新たに最初の印字ピンの駆動を開始するとい
う方法が考えられる。

【００１０】しかし、このような方法では、未印字のド
ットが発生することになり、印字品質が低下する。

【００１１】

【発明の開示】本発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、高速印刷時における印字ヘッドの
移動速度の変動に起因する印字品質の劣化を良好に抑制
できる印刷装置を提供することを、その課題とする。

【００１２】上記課題を解決するため、本発明では、次
の技術的手段を講じている。

【００１３】本発明の第１の側面によれば、往復直線移
動する印字ヘッドと、印字ヘッドの移動方向とそれに直
交する方向との双方に対して傾斜した方向に所定間隔を
あけて配置された複数の印字ピンを有し、印字ヘッドに
固定された任意数のピンブロックと、印字ヘッドが所定
距離移動する毎にそれを検出する移動検出部と、移動検
出部からの検出信号に基づいて、複数の印字ピンを順次
駆動するピン駆動部とを有する印刷装置であって、ピン
駆動部による複数の印字ピンの駆動が完了するまでに、
移動検出部から検出信号が出力された場合、ピン駆動部
を制御して複数の印字ピンのうち未駆動の印字ピンを強
制的に駆動させる強制駆動制御部を備えたことを特徴と
する、印刷装置が提供される。

【００１４】好ましい実施の形態によれば、ピン駆動部
は、移動検出部から検出信号が出力されたときに、その
直前の検出信号の周期を複数の印字ピンの個数で除した
周期で複数の印字ピンを順次駆動する。

【００１５】他の好ましい実施の形態によれば、ピン駆
動部は、移動検出部から検出信号が出力されたときに、
その前の複数の検出信号の平均周期を複数の印字ピンの
個数で除した周期で複数の印字ピンを順次駆動する。

【００１６】他の好ましい実施の形態によれば、強制駆
動制御部は、未駆動の印字ピンが複数存在する場合、そ
れらを同時に強制的に駆動させる、請求項１ないし３の
いずれかに記載の印刷装置。

【００１７】他の好ましい実施の形態によれば、強制駆
動制御部は、未駆動の印字ピンが複数存在する場合、そ
れらを連続的に順次強制的に駆動させる。

【００１８】本発明によれば、強制駆動制御部が、ピン
駆動部による複数の印字ピンの駆動が完了するまでに、
移動検出部から検出信号が出力された場合、ピン駆動部
を制御して複数の印字ピンのうち未駆動の印字ピンを強
制的に駆動させるので、未印字のドットが発生しないこ
とから、高速印刷時における印字ヘッドの移動速度の変
動に起因する印字品質の劣化を良好に抑制できる。

【００１９】本発明のその他の特徴および利点について
は、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明ら
かになるであろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２１】図１は、本発明に係る印刷装置の概念説明
図である。この印刷装置は、印字ヘッド１、リニアモー
タ２、リニアエンコーダ３、移動体４、ベルト５、プー
リ６ａ，６ｂ、案内ロッド７、およびコイルバネ８ａ，
８ｂを備えている。

【００２２】移動体４の先端部には、案内ロッド７に摺
動自在に嵌合するストッパ９ａ，９ｂが設けられてお
り、印字ヘッド１および移動体４は、案内ロッド７に沿
って移動可能である。コイルバネ８ａ，８ｂは、案内ロ
ッド７に摺動自在に嵌合している。リニアモータ２は、
移動体４を図１の矢印方向に往復直線移動させる。移動
体４の移動に伴って、移動体４に連結されたベルト５が
移動し、このベルト５の移動に伴って、ベルト５に連結
された印字ヘッド１が移動体４と逆方向に移動する。し
たがって、移動体４が図１における右方向に移動した場
合、印字ヘッド１が左方向に移動し、コイルバネ８ｂが
印字ヘッド１と移動体４のストッパ９ｂとの間に挟み込
まれて圧縮される。逆に、移動体４が図１における左方
向に移動した場合、印字ヘッド１が右方向に移動し、コ
イルバネ８ａが印字ヘッド１と移動体４のストッパ９ａ
との間に挟み込まれて圧縮される。

【００２３】図２は、リニアモータ２の要部の正面図で
ある。図３は、リニアモータ２の要部の平面図である。
リニアモータ２は、所定間隔をあけて相対向する対の永
久磁石１１ａ，１１ｂを複数対（本実施形態では６対）
備えており、これら各対の永久磁石１１ａ，１１ｂの間
には、移動体４のコイル支持部１２が位置している。コ
イル支持部１２には、複数（本実施形態では６個）のコ
イル１３が配置されており、各コイル１３は、各対の永
久磁石１１ａと永久磁石１１ｂとの間隙に位置してい
る。これらコイル１３のうち、両端の２個のコイル１３
が定速コイルとして機能し、残りの４個のコイルが反転
コイルとして機能する。反転コイルは、印字ヘッド１が
移動方向を反転させるために加減速する際に主に印字ヘ
ッド１に推進力あるいはブレーキ力を付与するためのコ
イルであり、定速コイルは、印字ヘッド１が定速走行を
行なう際に主に印字ヘッド１に推進力を付与するための
コイルである。印字ヘッド１の移動方向を反転させるに
際しては、リニアモータ２により付与された推進力によ
ってコイルバネ８ａあるいはコイルバネ８ｂを圧縮変形
させる。これにより、コイルバネ８ａあるいはコイルバ
ネ８ｂの弾性復元力が印字ヘッド１に作用し、印字ヘッ
ド１の移動方向が瞬時に反転する。

【００２４】図４は、リニアエンコーダ３の概略正面図
である。図５は、リニアエンコーダ３の概略平面図であ
る。図６は、リニアエンコーダ３のスリット板の拡大正
面図である。リニアエンコーダ３は、スリット板１５
と、反射型の光電スイッチ１６とを備えている。光電ス
イッチ１６は、印字ヘッド１に取り付けられており、ス
リット板１５に沿って往復直線移動する。スリット板１
５には、光電スイッチ１６の移動方向に沿って多数のス
リット１７が所定のピッチで形成されている。スリット
１７の配置ピッチＰは、印刷の画素密度によって決定さ
れており、たとえば画素密度が１８０ｄｐｉの場合、配
置ピッチＰは０．１４１ｍｍである。

【００２５】図７は、印字ヘッド１に設置されたピンブ
ロックの説明図である。ピンブロック２１には、図７に
矢印Ａで示す印字ヘッド１の移動方向とそれに直交する
方向との双方に対して傾斜した方向に所定間隔をあけ
て、換言すればピンブロック２１のほぼ対角線上に、複
数個（本実施形態では１２個）の印字ピン２２が所定の
ピッチで設置されている。印字ヘッド１には、印字ヘッ
ド１の移動方向に沿ってピンブロック２１が多数配置さ
れている。本実施形態においては、図７の左上端に位置
する印字ピン２２を１番ピンとし、以下順番に番号を増
加させていき、右下端に位置する印字ピン２２をｎ番ピ
ンとする。たとえば連続紙からなる印刷用紙（図示せ
ず）は、図７の矢印Ｂ方向に搬送される。なお図示して
いないが、印字ピン２２の駆動により、印字ピン２２が
インクリボンを介して印刷用紙をプラテンローラに押圧
することにより、印字が行なわれる。

【００２６】図８は、本発明に係る印刷装置の制御部の
回路ブロック図である。この制御部は、ＭＰＵ２５、Ｒ
ＯＭ２６、ＲＡＭ２７、およびインターフェース回路２
８を備えている。これらＭＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡ
Ｍ２７、およびインターフェース回路２８は、バス線に
より相互に接続されている。インターフェース回路２８
には、リニアモータ２のコイル１３およびリニアエンコ
ーダ３の光電スイッチ１６が接続されている。

【００２７】ＭＰＵ(microprocessor unit) ２５は、印
刷装置の全体を制御する。

【００２８】ＲＯＭ（read only memory）２６は、ＭＰ
Ｕ２５が実行すべき制御プログラムや設定値などのデー
タを記憶している。

【００２９】ＲＡＭ（random access memory）２７は、
ＭＰＵ２５の作業領域などとして用いられ、各種のデー
タを記憶する。

【００３０】インターフェース回路２８は、ＭＰＵ２５
とリニアモータ２およびリニアエンコーダ３との間の信
号の授受を制御する。

【００３１】図９は、ＭＰＵ２５によって実現される機
能ブロックの説明図である。ＭＰＵ２５は、ＲＯＭ２６
に格納された制御プログラムに基づいて動作することに
より、第１タイマ部３１、第２タイマ部３２、演算部３
３、印字ピン監視部３４、およびスイッチ部３５を実現
している。

【００３２】第１タイマ部３１は、リニアエンコーダ３
の光電スイッチ１６からの検出信号の周期を計時する。

【００３３】第２タイマ部３２は、演算部３３により演
算された各印字ピン２２の駆動間隔の時間を計時する。

【００３４】演算部３３は、第１タイマ部３１により計
時された検出信号の周期に基づいて、各印字ピン２２の
駆動間隔を演算する。具体的には、検出信号の立上がり
のタイミングで、その直前の検出信号の周期が第１タイ
マ部３１から供給されるので、その周期をｎで除算し、
その除算結果を各印字ピン２２の駆動間隔として第２タ
イマ部３２に供給する。

【００３５】印字ピン監視部３４は、スイッチ部３５か
ら出力される各印字ピン２２を駆動するための印字タイ
ミング信号を常時監視し、リニアエンコーダ３の光電ス
イッチ１６からの検出信号が入力された時点で、１番ピ
ンからｎ番ピンまでの印字ピン２２の駆動が完了してい
なければ、演算部３３から第２タイマ部３２に設定され
る値を無効とし、第２タイマ部３２に０を設定する。そ
して、ｎ番ピンの駆動が完了した時点で、演算部３３か
ら第２タイマ部３２に設定される値を有効とする。

【００３６】スイッチ部３５は、１番ピンからｎ番ピン
までの印字ピン２２を順次駆動するための印字タイミン
グ信号を出力する。すなわちスイッチ部３５は、第２タ
イマ部３２からのキャリー信号が入力される毎に、次の
印字ピン２２を駆動するための印字タイミング信号を出
力する。

【００３７】次に動作を説明する。図１０は、検出信号
および印字タイミング信号の波形図である。時刻ｔ１の
時点において、検出信号が立上がり、そのときの第１タ
イマ部３１による計時結果がＴ１であったとすると、演
算部３３が、α＝Ｔ１／ｎを演算し、αを第２タイマ部
３２に設定する。これにより第２タイマ部３２が、時間
α毎にキャリー信号を出力し、スイッチ部３５が、時間
α毎に印字タイミング信号を１番ピンからｎ番ピンまで
順次出力する。したがって、各ピンブロック２１におけ
る印字ピン２２の駆動周期はαになる。

【００３８】ところが、印字ヘッド１の移動速度が高速
側に変動して、時刻ｔ２において次の検出信号が立上が
り、検出信号の周期がＴ２になったとすると、時刻ｔ２
の時点でｎ番ピンの印字タイミング信号が未だ出力され
ていないことになる。この場合、それを印字ピン監視部
３４が検出し、第２タイマ部３２に計時時間として０を
設定する。これにより第２タイマ部３２は、計時に利用
しているクロック信号のタイミングで即座にキャリー信
号を出力するので、時刻ｔ２における検出信号の立上が
りと同時にスイッチ部３５からｎ番ピンの印字タイミン
グ信号が出力され、ｎ番ピンが駆動される。ｎ番ピンが
駆動されると、印字ピン監視部３４は演算部３３から第
２タイマ部３２に供給される計時時間の設定値を有効に
するので、スイッチ部３５は時間β毎に印字タイミング
信号を出力し、β＝Ｔ２／ｎの駆動周期で１番ピンから
ｎ番ピンまでが順次駆動される。もちろん、印字ピン２
２を選択的に駆動するための印字データを一時記憶する
バッファメモリの内容は、ＭＰＵ２５の制御により、ｎ
番ピンが駆動されると同時に書き替えられる。

【００３９】時刻ｔ３の時点で次の検出信号が立上が
り、この時点では印字ヘッド１の移動速度の変動が解消
されていたとすると、検出信号の周期Ｔ３の期間に１番
ピンからｎ番ピンまでの印字ピン２２が全て駆動されて
いるので、γ＝Ｔ３／ｎの周期で各ピンブロック２１に
おける１番ピンからｎ番ピンまでの印字ピン２２が順次
駆動される。

【００４０】なお、実際には、印字ヘッド１の速度変動
はそれほど極端なものではなく、図１０のように周期Ｔ
２の期間に最後のｎ番ピンだけが未駆動になるのが最悪
のケースであると考えられるが、印刷の高速化がさらに
顕著になるなどの要因により、複数の印字ピン２２が未
駆動になった場合を想定すると、印字ピン監視部３４に
より第２タイマ部３２の計時時間として０が設定されて
いるので、第２タイマ部３２から連続的にキャリー信号
が出力され、各ピンブロック２１における未駆動の印字
ピン２２が順次連続的に駆動されることになる。

【００４１】このように、検出信号の１周期の期間に未
駆動の印字ピン２２が発生した場合、それらをその周期
の終了時点から強制的に駆動するので、未印字のドット
が発生することがなく、印字品質の劣化を良好に抑制で
きる。

【００４２】また、検出信号の１周期において未駆動の
印字ピン２２が複数発生した場合、それらを同時に駆動
するのではなく、連続的に順次駆動するので、印字ピン
２２を駆動するための電流のピーク値を良好に抑えるこ
とができ、必要な電源容量の増大を抑制できる。

【００４３】また、検出信号の１周期において未駆動の
印字ピン２２が発生した場合、先に未駆動の印字ピン２
２を駆動し、その後に次の周期のための印字ピン２２の
駆動を１番ピンから開始するので、バッファメモリに検
出信号の２周期分の印字データを記憶させておく必要が
なく、バッファメモリの所要容量の増大を良好に抑制で
きる。

【００４４】なお、上記実施形態においては、ピン駆動
部や強制駆動制御部を構成する、第１タイマ部３１、第
２タイマ部３２、演算部３３、印字ピン監視部３４、お
よびスイッチ部３５を、ＭＰＵ２５により実現したが、
これらの一部または全部をハードウェアにより実現して
もよい。

【００４５】また、上記実施形態においては、演算部３
３により、直前の検出信号の周期を印字ピン２２の個数
で除算し、その値を印字ピン２２の駆動周期としたが、
演算部３３により、直前の検出信号を含む連続した複数
の検出信号の平均周期を印字ピン２２の個数で除算し、
その値を印字ピン２２の駆動周期としてもよい。

【００４６】あるいは、演算部３３により、直前の検出
信号を含む連続した複数の検出信号の周期の変化率に基
づいて、現時点における検出信号の予測周期を演算し、
その予測周期を印字ピン２２の個数で除算し、その値を
印字ピン２２の駆動周期としてもよい。

【００４７】また、上記実施形態においては、検出信号
の１周期において未駆動の印字ピン２２が複数個発生し
た場合、それらを連続的に順次駆動したが、それらを同
時に駆動してもよい。

【００４８】また、上記実施形態においては、検出信号
の１周期において未駆動の印字ピン２２が発生した場
合、それらを駆動した後に、次の印字データを印字する
ために１番ピンから順次駆動するように構成したが、検
出信号の立上がりと同時に、未駆動の印字ピンと１番ピ
ンとの双方を駆動するように構成してもよい。

【００４９】また、上記実施形態においては、印字ヘッ
ド１に複数のピンブロック２１を設置したが、ピンブロ
ック２１の設置数は任意である。

【００５０】もちろん、上記実施形態における印刷装置
の具体的な構成は一例であって、本発明はこのような具
体的な構成に限定されるものではない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、強
制駆動制御部が、ピン駆動部による複数の印字ピンの駆
動が完了するまでに、移動検出部から検出信号が出力さ
れた場合、ピン駆動部を制御して複数の印字ピンのうち
未駆動の印字ピンを強制的に駆動させるので、未印字の
ドットが発生しないことから、高速印刷時における印字
ヘッドの移動速度の変動に起因する印字品質の劣化を良
好に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印刷装置の概念説明図である。

【図２】図１に示す印刷装置に備えられたリニアモータ
の要部の正面図である。

【図３】図１に示す印刷装置に備えられたリニアモータ
の要部の平面図である。

【図４】図１に示す印刷装置に備えられたリニアエンコ
ーダの概略正面図である。

【図５】図１に示す印刷装置に備えられたリニアエンコ
ーダの概略平面図である。

【図６】図１に示す印刷装置に備えられたリニアエンコ
ーダのスリット板の拡大正面図である。

【図７】印字ヘッドに設置されたピンブロックの説明図
である。

【図８】図１に示す印刷装置に備えられた制御部の回路
ブロック図である。

【図９】図８に示すＭＰＵによって実現される機能ブロ
ックの説明図である。

【図１０】検出信号および印字タイミング信号の波形図
である。

【符号の説明】

１ 印字ヘッド ２ リニアモータ ３ リニアエンコーダ １３ コイル １５ スリット板 １６ 光電スイッチ １７ スリット ２１ ピンブロック ２２ 印字ピン ２５ ＭＰＵ ３１ 第１タイマ部 ３２ 第２タイマ部 ３３ 演算部 ３４ 印字ピン監視部 ３５ スイッチ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復直線移動する印字ヘッドと、 前記印字ヘッドの移動方向とそれに直交する方向との双
   方に対して傾斜した方向に所定間隔をあけて配置された
   複数の印字ピンを有し、前記印字ヘッドに固定された任
   意数のピンブロックと、 前記印字ヘッドが所定距離移動する毎にそれを検出する
   移動検出部と、 前記移動検出部からの検出信号に基づいて、前記複数の
   印字ピンを順次駆動するピン駆動部とを有する印刷装置
   であって、 前記ピン駆動部による前記複数の印字ピンの駆動が完了
   するまでに、前記移動検出部から検出信号が出力された
   場合、前記ピン駆動部を制御して前記複数の印字ピンの
   うち未駆動の印字ピンを強制的に駆動させる強制駆動制
   御部を備えたことを特徴とする、印刷装置。
2. 【請求項２】 前記ピン駆動部は、前記移動検出部から
   検出信号が出力されたときに、その直前の検出信号の周
   期を前記複数の印字ピンの個数で除した周期で前記複数
   の印字ピンを順次駆動する、請求項１に記載の印刷装
   置。
3. 【請求項３】 前記ピン駆動部は、前記移動検出部から
   検出信号が出力されたときに、その前の複数の検出信号
   の平均周期を前記複数の印字ピンの個数で除した周期で
   前記複数の印字ピンを順次駆動する、請求項１に記載の
   印刷装置。
4. 【請求項４】 前記強制駆動制御部は、前記未駆動の印
   字ピンが複数存在する場合、それらを同時に強制的に駆
   動させる、請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装
   置。
5. 【請求項５】 前記強制駆動制御部は、前記未駆動の印
   字ピンが複数存在する場合、それらを連続的に順次強制
   的に駆動させる、請求項１ないし３のいずれかに記載の
   印刷装置。