JP2869225B2 - ワイヤドットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤドットプリンタに
係わり、特に、ドットインパクトプリンタの印字ヘッド
の印字条件を最適値に調整するものに用いて好適なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、インパクト式ドットプリン
タにおいては、印字速度や印字力等の性能は重要であ
り、これにより印字品質が大きく左右されると言われて
いる。上記印字速度や印字力等の性能は、ドット印字ヘ
ッドの基本性能に依るところが大きいが、上記ドット印
字ヘッドの印字条件、例えば印字ギャップや印字コイル
への通電時間（以後はドライブとする）等に依っても大
きく左右される。

【０００３】ここで、従来の印字ヘッドにおける１素子
の断面図を図５に示し、構造および動作原理を説明す
る。図５において、マグネット３１で発生した磁束がロ
ワヨーク３２、ベース３３、コア３４を通り、スプリン
グ３５、アーマチュア３７、アーマチュアヨーク３８、
スペーサ３９、アッパヨーク３６を通り、再びマグネッ
ト３１に戻る磁路を構成することで、アーマチュア３７
を固着したスプリング３５を吸引しておく。

【０００４】そして、コイル４６を励磁することでコア
３４を通る前記の磁束が打ち消されるとスプリング３５
が開放され、アーマチュア３７に固着されている印字ワ
イヤ４０がガイド４１より突出して、図示せぬインクリ
ボンと印字媒体とをプラテンに押し付けてドットを印字
する。そして、コイル４６への通電が終了し、マグネッ
ト３１による磁束の吸引力が再び発生することにより、
スプリング３５はコア３４に吸引され、これにより１回
の印字動作が終了する。

【０００５】通常は、この印字素子を放射状に複数個分
配置し、これを一体的に組立ることにより印字ヘッドを
構成するようにしている。そして、複数個の印字素子の
コイル通電をオン／オフしながら横移動させて文字やグ
ラフィック等を印字するようにしている。なお、図５に
おいて、４２はガイド４１を支えるガイドノーズ、４３
はガイドノーズを固定するガイドフレーム、４５はアー
マチュア３７の後端が当接するストッパ、４７はコイル
４６に通電圧する配線よりなるコイル基板、４８はカバ
ー、４９は全体を固定するクランプである。

【０００６】次に、この印字ヘッドの制御方法を図６に
基づいて説明する。図６で第１の印字信号Ｓ₁ および第
２の印字信号Ｓ₂ により、第１のドライブ期間ＤＴ₁ の
間はコイルの端子間に電圧を印加する。これにより、コ
イル通電電流Ｉは徐々に増加して行き、期間Ｔ₁ が経過
した時点においてスプリングが開放されると印字ワイヤ
の飛行が開始される。

【０００７】第１の印字信号Ｓ₁ がオフした後の第２の
ドライブ期間ＤＴ₂ の間は、コイルの端子間は接続され
ているので、内部に貯えられた磁気エネルギーによる電
流が減少していくが、飛行波形Ｘに示すようにこの間も
印字ワイヤは飛行を続ける。そして、次に、第２の印字
信号Ｓ₂ がオフするとコイル端子間は浮いた状態となっ
て逆起電圧が発生し、後述するようにツェナダイオード
を介して電源側に電流が流れ、消滅して行く。この直後
付近で印字ワイヤは媒体に衝突し、反発力と前述した吸
引力とで、期間Ｔ₃ の間に原点位置に再び戻って行く。

【０００８】図７は、このドライブ回路の一例であり、
第１の印字信号Ｓ₁でオン／オフされるトランジスタ２
０、第２の印字信号Ｓ₂ でオン／オフされるトランジス
タ２１、ドット印字ヘッドのコイル２２、ツェナダイオ
ード２３、およびダイオード２４により構成されてい
る。このように構成されたドライブ回路においては、図
６の第１のドライブ期間ＤＴ₁ の間は、電流Ｉ₁ が流れ
る。また、第２のドライブ期間ＤＴ₂ の間は、電流Ｉ₂
が流れ、第２の印字信号Ｓ₂ がオフした直後は電流Ｉ₃
が流れる。

【０００９】図６の第１の印字信号Ｓ₁ および第２の印
字信号Ｓ₂ のドライブタイムは、予め設定された時間を
プログラムや電気回路で発生させ、必要に応じて同時本
数や電圧の変動、印字ギャップ等の情報が判る場合は、
簡単な補正を加えている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このド
ライブタイムは多様な動作をするアクチュエータに対し
て、個々の動作に対応するドライブをすることは不可能
である。そのため、頻度は少ないがドット抜けやリボン
の引っ掛け等の不良印字を発生させたりすることがあっ
た。したがって、従来はこのような不都合を避けるため
に、ドット印字ヘッドが本来有している最大の性能を多
少低下させて使用している。

【００１１】これを、ドライブタイムと印字ワイヤのス
トロークとの関係を示す図８のタイミングチャートで説
明する。図８（ａ）は、ドライブ電流Ｉ_D に対してワイ
ヤ変位波形Ｗ_H も正常である状態を示している。これに
対し、図８（ｂ）はワイヤストロークが小さく、ドライ
ブが切れる前に衝突してしまっている。このため、図８
（ｂ）の場合は、衝突時の反発力を有効に利用すること
ができないので戻りが遅れる。その結果、次のドライブ
にかかることとなり、今度はリバウンドの影響で速く飛
び出してしまうことになる。また、衝突時はドライブ中
であるため、その後２度打ちを発生し、ケースによって
はリボン引っ掛けを起こす問題がある。

【００１２】また、図８（ｃ）はこれとは逆にワイヤス
トロークが大きく、ドライブ終了後も飛行しているため
に衝突時の速度が落ちる。この結果、戻りが遅くなるの
で、次のドライブではタイミングが遅れ、印字する前に
吸引されてしまうこととなり、この結果抜けドットとな
る。このケースでは、同一ドライブで印字ギャップが変
化したケースであったが、逆に印字ギャップが同じでも
ドライブが長過ぎると、引っ掛けやすくなる。また、そ
の逆にドライブが短いとドット抜けが発生しやすくな
る。

【００１３】また、印字周期が早くなると、リバウンド
の影響を受けてワイヤ動作が不安定となり、更に、ドッ
ト印字ヘッドを取り付けるフレーム構造の強度も限度が
あるため、印字ギャップが振動で変動するため、常に最
適ドライブを行うことは困難である。また、印字ギャッ
プ設定は通常は操作者が行うが、設定ミスをすることが
あり、この場合にもやはり印字ミスを発生することがあ
る。

【００１４】このような印字ミスが発生しないようにす
るために、通常は印字周期を長くし、ドライブタイムも
多少長めに設定することにより、これらの印字不良を少
なくするようにしている。このため、印字速度が低下
し、コイル等の発熱が増えたりする不都合や、印字力を
コントロールすることができない不都合が発生すること
がある。更に、印字力は複写紙を印字できる程度に強く
設定するため、単紙であっても印字騒音が高くなる問題
もあった。

【００１５】また、印字ギャップについては、各種のオ
ートギャップ機構が考えられていて、媒体厚に対して最
適な印字ギャップを設定できるプリンタも実現されてい
る。したがって、このようなプリンタにおいては印字ギ
ャップが最適に設定されないことに関する印字不良は低
減できるが、連続印字時等の多様な動作に対しては対応
出来ない問題があった。

【００１６】ここで、印字の目的と重要性能を大まかに
分類すると表２に示すようになると考えられる。

【表２】 表２から考えられることは、単紙であれば印字速度や熱
スループットが重要であり、印字力等はあまり必要では
ない。それに対し、複写紙であれば複写能力が求められ
ており、また封筒等の段差紙では多様な印字ギャップで
安定した印字品位が求められている。本発明は上述の問
題点に鑑み、以上述べた印字不良を低減し、目的に合っ
た最大の性能が得られるように印字条件を制御できるよ
うにすることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤドットプ
リンタは、印字媒体の種類を検知したり、或いは上記印
字媒体の種類を入力したりする機能を有する手段と、上
記印字媒体とドット印字ヘッドとの間の印字ギャップを
制御する手段と、上記印字媒体にドット印字を行う周期
を制御する手段と、上記ドット印字を行うために印字コ
イルに供給するエネルギーを制御する手段と、上記印字
コイルに通電する期間を制御する通電制御手段とを具備
するインパクト式のワイヤドットプリンタにおいて、上
記ドット印字ヘッドにおける印字時の各ドットピン駆動
アクチュエータの動作を検出するアクチュエータ動作検
出手段と、上記印字媒体の種類や印字データの種類等に
対応して印字ギャップやドット印字周期、或いは印字コ
イルの通電条件等の種々の要素の最適値を算出する最適
値算出手段と、上記アクチュエータ動作検出手段の検出
出力や、上記最適値算出手段の出力に基づいて、上記印
字周期制御手段や供給エネルギー制御手段、およびコイ
ルの通電制御手段等を制御する動作制御回路とを具備し
ている。

【００１８】

【作用】印字媒体の種類や厚さの情報を検知したり、ま
たは入力したりすることを可能にするとともに、印字デ
ータの種類を判別できるようにすることにより、印字目
的に応じて印字ギャップ、ドライブ条件、サイクルタイ
ム等の印字パラメータを最適値に制御したり、アクチュ
エータの動作をフィードバックした制御を行うことがで
きるようになり、印字目的に応じてその印字ヘッドの性
能を最高に発揮させた印字が可能となる。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すワイヤドッ
トプリンタの構成図である。図１に示したように、本実
施例のワイヤドットプリンタは、印字媒体制御手段１、
ギャップ制御手段２、印字周期制御手段３、供給エネル
ギー制御手段４、コイルの通電制御手段５、最適値算出
手段６、動作制御回路７、アクチュエータ動作検出手段
８、印字ヘッド９等によって構成されている。

【００２０】印字媒体制御手段１は、プラテン上に装着
される印字媒体の種類を検知したり、或いは上記印字媒
体の種類を入力したりする機能を有し、印字媒体の種類
をプリンタの制御系に認知させるためのものである。ま
た、ギャップ制御手段２は上記印字媒体とドット印字ヘ
ッドとの間隔を広げたり狭めたりして、高品質の印字を
行うのに必要なギャップ、すなわち、最適なギャップ値
を得るようにするためのものである。

【００２１】印字周期制御手段３は、印字媒体上にドッ
ト印字を行う周期を制御するために設けられているもの
であり、、供給エネルギー制御手段４はドット印字を行
うためのエネルギーを印字コイルに供給する作用を有し
ている。また、コイルの通電制御手段５は上記印字コイ
ルに駆動電流を通電する期間を制御するためのものであ
る。

【００２２】以上の各機能は、従来のワイヤドットプリ
ンタに設けられているものであり、本実施例のワイヤド
ットプリンタにおいては首記した目的を達成するために
上記構成の他に、以下の各手段を備えている。すなわ
ち、上記ドット印字ヘッドにおける印字時の各ドットピ
ン駆動アクチュエータの動作を検出するアクチュエータ
動作検出手段８と、上記印字媒体の種類や印字データの
種類等に対応して印字ギャップやドット印字周期、或い
は印字コイルの通電条件等の種々の印字要素の最適値を
算出する最適値算出手段６と、上記アクチュエータ動作
検出手段８の検出出力や、上記最適値算出手段の出力に
基づいて、上記印字周期制御手段３や供給エネルギー制
御手段４、およびコイルの通電制御手段５等を制御する
動作制御回路７とを備えている。

【００２３】このような機能を有する本実施例のワイヤ
ドットプリンタにおいては、以下に説明するような制御
を行ってドット印字ヘッドの性能を最高に発揮させるこ
とができるようにしている。すなわち、先ず最初に本実
施例のワイヤドットプリンタを制御する際の制御項目の
一例を表１に示す。

【表１】

【００２４】表１に示したように、印字媒体の種類と印
字データとで印字目的を区分し、その区分ごとに印字ギ
ャップ、ドライブの投入エネルギー量、サイクルタイム
等を設定する。例えば、Ａの単紙に文字、記号を印字す
る場合であれば、印字力をあまり必要としないために印
字ギャップを最小として、投入エネルギーを最低にする
ことにより、サイクルタイムを早くする。

【００２５】また、Ｂの単紙にグラフィックを印字する
場合であれば、同一印字ワイヤの連続印字や、高密印字
で電圧降下等で印字不良を起こす可能性があるため、Ａ
に対してサイクルを下げている。さらに、Ｃの２〜３枚
複写印字では従来と同等の印字性能であり、Ｄの多数枚
複写印字では投入エネルギーを増加させることにより印
字力を増加させる。Ｅの封筒や段差紙では、早めよりギ
ャップを広げて投入エネルギーを増加させ、サイクルタ
イムを遅くし、多様な厚さでも追従できるようにしてい
る。

【００２６】また、この設定だけでは高速印字や各種ば
らつき、印字ヘッドの振動等でアクチュエータの動作が
不安定になって印字不良が発生することがあるため、図
２に示すようなアクチュエータ動作検出手段８により、
各印字ワイヤごとのアクチュエータの動作を検知する。
そして、その検出信号に基づいてドライブを制御する方
法を併用することにより、印字不良を無くして印字ヘッ
ドの最大の能力を引き出すようにしている。

【００２７】図２は、アクチュエータ動作検出手段８の
検知構造を示している。図２から明らかなように、アク
チュエータ動作検出手段８は図５に示したアーマチュア
３７と対向させて、基板１０ａに取り付けられた状態で
電極１０を設けたものである。これにより、電極１０と
アーマチュア３７とで静電容量が形成されることとな
り、ギャップ変化を容量変化として観測する。そして、
上記容量変化を速度または変位波形として出力するよう
にしている。

【００２８】図３は、速度変化波形Ｓ_V にスライスレベ
ルＶ_REF を設け、これをドライブタイムとしてコイルに
通電した場合の電流波形Ｓ_I を示している。この方法に
よれば、アーマチュアの動作によりドライブタイムが決
まり、動作が遅い場合はドライブタイムＤＴ₁ が長くな
る。また、その反対に動作が早い場合にはドライブタイ
ムＤＴ₁ が短くなる。そして、印字ギャップが広い場合
はドライブタイムＤＴ₂ が長くなるとともに、逆に狭い
場合には短くなるので、印字不良を大幅に低減すること
ができる。また、図３に示したように、スライスレベル
Ｖ_REF を指定することにより、全体的にドライブタイム
ＤＴ₁ を可変できるので、供給エネルギーを制御するこ
とができ、このドライブタイムＤＴ₁ を極端に短くしな
い限り、印字力を自由に制御することができる。

【００２９】なお、従来より用いられている各種のギャ
ップ制御方法により印字ギャップを制御するようにして
もよい。例えば図４に示すように、キャリッジ１１にド
ット印字ヘッド１２を固定しておく。そして、シャフト
１３を支点としてもう一端側に取り付けられているギヤ
付きスクリュー１４にギャップモータ１５のギヤ１５ａ
を噛合させ、上記ギャップモータ１５を回転させること
でギヤ付きスクリュー１４を回転させる。これにより、
一端側を上下に動かすことでプラテン１７に対する印字
ギャップＳを可変するようにしてもよい。

【００３０】また、サイクルタイムの制御はソフトウエ
アで数値を変え、スペースモータ制御用の定数を代えれ
ば簡単に行うことができる。印字媒体の種類を識別する
方法としては、図４に示したギャップ制御機構の中で、
印字媒体無しの状態で印字ギャップＳが０のとき、印字
媒体がある時の印字ギャップの差をギャップモータのパ
ルス数より計算することで、印字媒体の厚さを検知して
印字媒体の種類を知ることができる。

【００３１】或いは、図７で説明したドット印字ヘッド
のアーマチュア３７の動作波形より得られるドライブタ
イムＤＴ₂ の時間より計算したり、操作者が操作パネル
よりスイッチ等で入力したり、ホスト側よりインターフ
ェイスを介して指定したりしてもよい。さらに、これら
の方法を複数組み合わせて優先順位を決めて判断しても
い。また、印字データはホスト機器より送られる印字デ
ータの中のファンクションコードより知ることができ
る。

【００３２】また、印字ギャップ、ドライブ条件、サイ
クルタイムの各印字目的毎の最適データは、ＲＯＭやバ
ッテリバックアップ付きＲＡＭ等に記憶させておけばよ
い。そして、これらをＣＰＵを中心とする制御部でそれ
ぞれの条件を判断して制御していけばよい。なお、本実
施例では説明しやすいように、各条件のレベルを３種程
度に少なくしているが、実際はもっと細分化した条件が
可能であり、複写紙等も枚数や厚さに応じて、最適値を
細かく設定してもよい。

【００３３】更に、特殊な用途として、低騒音、半速、
高印字力、ギャップ大等の指定があれば、これらの条件
と前述した印字目的に合った最適値を併せもつようにす
れば、一層便利である。また、前述のドライブ条件はド
ライブタイムの指定のみを説明したが、更に駆動電圧を
変えれば、供給エネルギーや印字力を更にすることがで
き、印字力の向上や低騒音化、低エネルギー化に効果が
ある。

【００３４】また、ドット印字ヘッドが発熱して印字量
制限を行う必要があるときや、高密印字等で駆動電圧が
低下する場合は、別途これらに対する最適値を併設し、
更に複数パス、片方向印字等の印字制限条件を併せても
ってもよい。また、図３で説明したアーマチュアの速度
波形から復帰時間も知ることができるので、この復帰時
間や前述のドライブタイムＤＴ₁ 、ＤＴ₂ と基準値とを
比較することにより、最適な印字条件を設定するように
してもよい。すなわち、例えば戻りが遅い場合にはサイ
クルタイムを低下させたり、印字ギャップを小さくした
りすればよい。また、その逆の場合は逆の設定を行えば
よく、初期の設定値にこだわらず、印字動作をチェック
しながら可変すればよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述したように、印字目的に応
じて印字ギャップ、ドライブ条件、サイクルタイム等の
印字パラメータを最適値に制御したり、アクチュエータ
の動作をフィードバックした制御を行うようにしたりす
るようにしたので、その印字ヘッドが有する最高の性能
を十分に発揮させて印字を行うことができ、これにより
印字不良を無くして高品位の印字を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すワイヤドットプリンタ
の機能構成図である。

【図２】アクチュエータ動作検出手段の要部断面図であ
る。

【図３】コイルに通電する電流波形図である。

【図４】ギャップ制御機構の一例を示す概略構成図であ
る。

【図５】従来の印字ヘッドの要部断面図である。

【図６】制御方法を説明するためのタイミングチャート
である。

【図７】ドライブ回路の一例を示す回路図である。

【図８】ドライブ電流およびワイヤ変位波形を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１ 印字媒体制御手段 ２ ギャップ制御手段 ３ 印字周期制御手段 ４ 供給エネルギー制御手段 ５ コイルの通電制御手段 ６ 最適値算出手段 ７ 動作制御回路 ８ アクチュエータ動作検出手段 ９ 印字ヘッド １０ 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 直司 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−310766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−303760（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−147249（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−299055（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/51 B41J 29/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字媒体の種類を検知したり、或いは上
   記印字媒体の種類を入力したりする機能を有する手段
   と、上記印字媒体とドット印字ヘッドとの間の印字ギャ
   ップを制御する手段と、上記印字媒体にドット印字を行
   う周期を制御する手段と、上記ドット印字を行うために
   印字コイルに供給するエネルギーを制御する手段と、上
   記印字コイルに通電する期間を制御する通電制御手段と
   を具備するインパクト式のワイヤドットプリンタにおい
   て、 上記ドット印字ヘッドにおける印字時の各ドットピン駆
   動アクチュエータの動作を検出するアクチュエータ動作
   検出手段と、 上記印字媒体の種類や印字データの種類等に対応して印
   字ギャップやドット印字周期、或いは印字コイルの通電
   条件等の種々の要素の最適値を算出する最適値算出手段
   と、 上記アクチュエータ動作検出手段の検出出力や、上記最
   適値算出手段の出力に基づいて、上記印字周期制御手段
   や供給エネルギー制御手段、およびコイルの通電制御手
   段等を制御する動作制御回路とを具備することを特徴と
   するワイヤドットプリンタ。