JP2878465B2

JP2878465B2 - ドットプリンタのヘッド駆動時間設定方法

Info

Publication number: JP2878465B2
Application number: JP6272891A
Authority: JP
Inventors: 二郎田沼; 隆雄内田; 明萩原; 直司阿久津
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH04276469A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットインパクトプリ
ンタにおける印字ヘッドの駆動時間を適切に設定できる
ようにしたヘッド駆動時間設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来のドットプリンタのヘッド
駆動回路の一例を示す図である。この図は、１つのヘッ
ドコイルの部分の回路のみを示す。この図においては、
放電用抵抗１を介してヘッド駆動信号HEADが入力され
る。尚、このヘッド駆動信号HEADは、反転入力である。
抵抗４及びコンデンサ３は、積分回路を構成し、電源電
圧ＶCCから積分波形を作り出す。クランプダイオード２
は、電圧制限用のダイオードである。抵抗５及び６は、
コンパレータ８の閾値を決める分圧抵抗回路を構成し、
これらの抵抗値はＲ1 及びＲ2 である。抵抗７及び８
は、コンパレータ９の閾値を決める分圧抵抗回路を構成
し、これらの抵抗値はＲ3 及びＲ4 である。サブ駆動ト
ランジスタ１０は、メイン駆動トランジスタ１２のベー
ス電流を決定する。ＡＮＤ回路１１は、ヘッド駆動信号
HEADと制御信号φn とのＡＮＤ論理回路を構成し、スイ
ッチトランジスタ１６への信号を決定する。ヘッドコイ
ル１５は、印字ヘッド（図示省略）を駆動させるコイル
である。このヘッドコイル１５は、メイン駆動トランジ
スタ１２とスイッチトランジスタ１６との間に接続され
ている。このヘッドコイル１５の所定箇所には、回生ダ
イオード１３、１４がそれぞれ接続されている。

【０００３】次に、上述したヘッド駆動回路の動作を詳
細に説明する。まず、印字命令信号として、放電用抵抗
１を介してヘッド駆動信号HEADが入ると、コンパレータ
８への入力電圧Ｖ１は、電源電圧ＶCCと抵抗１、抵抗４
とで決まる電圧になる。仮に、コンデンサ３に電荷が蓄
えられていたとしても、放電用抵抗１の抵抗値を小さく
設定しておけば、急速に放電する。電圧Ｖ1 が電源電圧
ＶCCからツェナーダイオードを介して定まる電圧Ｖ0
と、分圧抵抗Ｒ1 、Ｒ2 により定まる電圧よりも下がる
と、コンパレータ８の出力Ｖ2 はハイレベルとなる。ま
た、コンパレータ９の出力Ｖ3 も同様に変化する。この
とき、コンパレータ９の＋入力に入る閾値電圧をコンパ
レータ８の＋入力に入る閾値電圧よりも低く設定してお
けば、コンパレータ８の出力の方が早く反転するが、コ
ンデンサ３の放電時間を短く設定しておけば、その反転
するまでの時間は短くなる。これにより、コンパレータ
９の出力反転の方がわずかに遅いもののほぼ同時に反転
し、まず、メイン駆動トランジスタ１２が導通し、次
に、スイッチトランジスタ１６が導通する。そして、電
源電圧ＶCCからヘッドコイル１５に駆動電流が流れる。

【０００４】図３は、駆動電流のタイミングチャートで
あり、図４は、駆動電流の立ち上がりのタイミングを示
すグラフである。図３に示すように、駆動電流は、印字
ヘッドが動作を始めるまで、急激に立ち上がり、印字ヘ
ッドが動作し始めたら、一定値に保つ。そして、駆動電
流が頂点に達して、印字動作が終了した後、印字ヘッド
を急激に戻すため、電流を速やかに減少させる必要があ
る。この場合の理想的な電流波形を図３中の点線で示
す。印字ヘッドが動作を始めるために必要な駆動電流は
印字ヘッドによって同時に印字されるドット数によって
異なる。駆動電流は、傾きＶCC／Ｌ（Ｌはヘッドコイル
のインダクタンス）によって上昇するが、印字ヘッドの
動きによりインダクタンスＬも変化し、抵抗分もあるの
で、実際には直線にならず、図３のように曲線を描く。
次に、ヘッド駆動信号HEADがハイレベルに達すると、先
にロウレベルに達したのとは逆に、まず電圧Ｖ3 がロウ
レベルになり、次に電圧Ｖ2 がロウレベルになる。この
とき、コンデンサ３と抵抗１とで決まる時定数より抵抗
４とコンデンサ３とで決まる時定数を大きく設定してお
けば、ヘッド駆動信号HEADがハイレベルに変化する際に
は大きな時間差を作ることができる。この様子を図４に
示す。印字ヘッドに流れる電流はＤＴ1 期間において
は、メイン駆動トランジスタ１２及びスイッチトランジ
スタ１６の双方とも導通しているため、電源電圧ＶCC、
メイン駆動トランジスタ１２、ヘッドコイル１５、スイ
ッチトランジスタ１６の順に流れる。ＤＴ2 期間におい
ては、スイッチトランジスタ１６は非導通状態となった
が、ヘッドコイル１５に蓄えられたエネルギーを消費す
るため、電流はすぐには減少せず、トランジスタ１２、
ヘッドコイル１５、ダイオード１４と流れ、メイン駆動
トランジスタ１２に戻る。このとき、電流値の変化は、
τ＝ＬＲで減少する。ＤＴ3 期間においては、メイン駆
動トランジスタ１２も非導通となるため、電流はアース
から、ダイオード１３、ヘッドコイル１５、回生ダイオ
ード１４を介して電源に戻り、急激に電流は減少する。

【０００５】一方、印字ヘッドの電流値そのものは既に
述べたように、電源電圧ＶCCとヘッドコイル１５の抵抗
で定まるが、電源電圧ＶCCは一般的に駆動電流の増加に
伴って減少する。駆動電流は、印字ヘッドの種類によっ
て異なるが、一般に１ピン当り１〜1.5 Ａであり、１０
ピン同時に打つと仮定して電源電圧ＶCCから流れる電流
は、１０Ａ以上になる。従って、基板のパターンの複雑
さや電線の長さによる電圧降下と言えども無視できなく
なる。従って、駆動電流が図４の点線で示す電流値に達
する時間は電源電圧ＶCCによって異なる。そこで、上述
したように、駆動時間ＤＴ1 、ＤＴ2 を一意的に定め
ず、基本的なヘッド駆動信号HEADに加え、ヘッドピン数
により電源電圧ＶCCから作成する積分回路により、それ
らのタイミングを定めているのである。これにより、ヘ
ッド駆動信号HEADに対し、電源電圧ＶCCが高ければ、駆
動時間ＤＴ1 、ＤＴ2 は比較的短くなり、逆に低ければ
長くなる。このため、電源電圧ＶCCに対し、駆動時間Ｄ
Ｔ1 、ＤＴ2 はほぼリニアに変化させることが可能とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題があった。即ち、電
源電圧ＶCCに対して、印字ヘッドが要求する時間変化の
曲線と積分回路によって作成される時間変化の曲線が異
なっていた。従って、積分回路で構成する限り、タイミ
ングの変化量は、図２に示すτ（＝ＣＲ）及び抵抗値Ｒ
1 、Ｒ2 、及びＲ3 、Ｒ4 に依存する。一方、ヘッドコ
イルが要求する電源電圧と時間変化の要求は２次曲線に
近いものである。つまり、積分回路を使用した場合に、
理想的な良い積分定数を見つけ出すことは不可能であ
る。このような理由から、ヘッド駆動時間の設定が適切
に行なわれなくなり、用紙に印字する際にドット抜けが
生じたり、逆に用紙にピンが引っ掛かったりするおそれ
があるという問題があった。一方、単に、Ａ／Ｄ変換回
路等を用いて印字ヘッドの駆動電流の立ち上がり時に電
源電圧ＶCCを測定したのでは、検出タイミングが遅すぎ
るという問題がある。本発明は、以上の点に着目してな
されたもので、電源電圧ＶCCの検出タイミングをヘッド
駆動信号HEADの立ち下がり時と、その時から所定時間後
の時点とに設け、駆動電流の立ち上がり時の電源電圧Ｖ
CCを予想し、これに応じてヘッド駆動時間を補正するこ
とにより最適なタイミングで印字が行なえるようにした
ヘッド駆動時間設定方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のドットプリンタ
のヘッド駆動時間設定方法は、印字ヘッドへの駆動電流
の出力直後の駆動開始タイミングと、前記駆動電流を遮
断する駆動終了タイミングとの間の複数の所定タイミン
グで電源電圧を検出し、当該複数の所定タイミングで検
出された電源電圧により電源電圧の変化分を求め、当該
電源電圧の変化分に応じて印字ヘッドの駆動時間を補正
することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明のドットプリンタのヘッド駆動時間設定
方法においては、制御回路により印字ヘッドへの駆動電
流の出力直後の駆動開始タイミングと、前記駆動電流を
遮断する駆動終了タイミングとの間の複数の所定タイミ
ングで電源電圧を検出する。そして、当該複数の所定タ
イミングで検出された電源電圧により電源電圧の変化分
を求め、当該電源電圧の変化分に応じて印字ヘッドの駆
動時間を補正する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明のヘッド駆動時間設定方法
の実施例のブロック図である。図示の回路には、制御回
路２２が備えられている。この制御回路２２には、ドラ
イバ１７、１８と、Ａ／Ｄ変換回路１９とが接続されて
いる。ドライバ１７、１８は、各々サブ駆動トランジス
タ１０、スイッチトランジスタ１６を駆動させる。これ
らのドライバ１７、１８と、サブ駆動トランジスタ１
０、スイッチトランジスタ１６の各々のベースとの間に
は、プルアップ抵抗２０、２１がそれぞれ接続されてい
る。Ａ／Ｄ変換回路１９は、電源電圧ＶCCをディジタル
信号に変換して制御回路２２に入力する。このＡ／Ｄ変
換回路１９は、図示のように、専用のＩＣを用いた外付
けの回路とする場合のほか、制御回路２２としてＡ／Ｄ
変換回路内蔵型マイクロコンピュータ等を用いることも
できる。いずれの場合にも図示の回路は容易に構成する
ことができる。その他の構成については、前述した図２
に示す従来のものと同様である。

【００１０】次に、上述した回路の動作を説明する。図
５は、電源電圧ＶCCの検出のタイミングの説明図であ
り、図６は、駆動時間の計算手順を説明するフローチャ
ートであり、図７は、電源電圧ＶCCと印字本数と駆動時
間との関係図であり、また、図８は、電源電圧ＶCCの予
測式の説明図である。まず、制御回路２２によって、印
字動作の際の印字本数により駆動時間ＤＴ1、ＤＴ2 を
制御回路２２内のテーブルから引き出してセットする
（ステップＳ１）。印字のために必要な駆動時間ＤＴ1
は、前述したように、印字ヘッド内で動作するピンの本
数や電源電圧ＶCCによって異なる。この関係を図７に示
す。同図中すべての点について駆動時間ＤＴ1 、ＤＴ2
のテーブルを作るのはメモリの制約により問題があり、
また、その必要もない。このため、駆動時間ＤＴ1 、Ｄ
Ｔ2 のテーブルは、これらの各点を適当に間引いて作成
する。テーブルにセットする駆動時間ＤＴ1 、ＤＴ2
は、電源電圧ＶCCが最大となる時、即ち駆動時間ＤＴ1
、ＤＴ2 が最小となる時を想定した値をセットする。

【００１１】一方、制御回路２２は、電源電圧ＶCCをＡ
／Ｄ変換回路１９を介して読み取り、メモリに格納して
おく（ステップＳ２）。このタイミングは、図５中のＴ
0 である。最小にセットした駆動時間ＤＴ1 の期間中適
当なタイミングで再び電源電圧ＶCCを読み取る（ステッ
プＳ３、Ｓ４）。このときの電源電圧ＶCC1 とタイミン
グＴ0 で検出した電源電圧ＶCC0 との変化分を△Ｖとす
る。そして、この変化分△Ｖにより駆動時間ＤＴ1 後の
電源電圧ＶCC2 を予想する（ステップＳ５）。この電圧
は図５において、タイミングＴ0 からタイミングＴ1 ま
での電圧の変化分△Ｖに対し、ある係数を掛けた値であ
ることが予想される。この係数は予めプログラムされた
式に従い、制御回路２２内で求める。この係数は図８の
モデルにより考察すると、図中の△Ｖ1 の式で与えられ
る。

【００１２】この式は、以下のようにして算出される。
即ち、電源電流を三角波とすると、タイミングＴ0 から
タイミングＴ1 までの平均電流Ｉave は次式(1) のよう
になる。Ｉave ＝Ｉ1 ／２ (1) 従って、タイミングＴ0 からタイミングＴ1 までの電圧
の変化分△Ｖは、次式(2) のようになる。 △Ｖ＝Ｉave （Ｔ1 −Ｔ0 ）／Ｃ (2) ここに、Ｃは、定数である。この式をＩave について表
わせば、次式(3) のようになる。Ｉave ＝△Ｖ・Ｃ／（Ｔ1 −Ｔ0 ） (3) また、電流Ｉ1 、Ｉ2 の関係は、次式(4) のようにな
る。Ｉ2 ＝Ｉ1 （Ｔ2 −Ｔ0 ）／（Ｔ1 −Ｔ0 ） (4) 従って、電流Ｉ2 と、平均電流Ｉave の関係は、次式
(5) のようになる。Ｉ2 ＝２Ｉave （Ｔ2 −Ｔ0 ）／（Ｔ1 −Ｔ0 ） (5) 一方、タイミングＴ0 からタイミングＴ2 までの電圧の
変化分△Ｖ1 は、次式(6) のようになる。 △Ｖ1 ＝（Ｉ2 ／２）・（Ｔ2 −Ｔ0 ）／Ｃ (6) 上記式(6) に、上記式(5) 及び(3) 代入することによ
り、図示の式が得られる。

【００１３】図示の式を用いることにより、すべての印
字ピンの本数や電源電圧ＶCCについての電圧の変化分の
テーブルを用意する必要はなくなる。即ち、予想される
最終電圧についての駆動時間ＤＴ1 のテーブルを用意す
るだけで電源電圧ＶCCに対応した最適な駆動時間ＤＴ1
を決めることが可能となる。以上のようにして、駆動時
間ＤＴ1 、ＤＴ2 を補正する（ステップＳ６）。これに
より、本プログラムの処理は、終了する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のヘッド駆
動時間設定方法によれば、電源電圧の検出をヘッド駆動
タイミング中に２回以上行ない、最終的に達する電源電
圧を予想するようにしたので、印字ヘッドの動作時に流
れる最終的な電流が予想でき、電源電圧に対応して印字
ヘッドを最適なタイミングで動作させることができる。
従って、印字ピンが用紙に届かずに印字濃度が薄くなっ
たり、印字ピンが出すぎて用紙に引っ掛かったりするこ
とを防止することができる。また、電源電圧の検出を最
低２回行なうようにしたため、例えば、制御回路等のフ
ァームウェア上の処理時間は増すが、印字ヘッドの駆動
の終了時に測定するのに比べて、電源電圧の検出に対す
る時間的な余裕もあるので、逆に制御回路等の負担が軽
減される効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッド駆動時間設定方法の実施例のブ
ロック図である。

【図２】従来のドットプリンタのヘッド駆動回路の一例
の回路図である。

【図３】駆動電流のタイミングチャートである。

【図４】電流の立ち上がりのタイミングを示す図であ
る。

【図５】電源電圧ＶCCの検出のタイミングの説明図であ
る。

【図６】駆動時間の計算手順を説明するフローチャート
である。

【図７】電源電圧ＶCCと印字本数と駆動時間との関係図
である。

【図８】電源電圧ＶCCの予測式の説明図である。

【符号の説明】

１０サブ駆動トランジスタ１２メイン駆動トランジスタ１３、１４回生ダイオード１６スイッチトランジスタ１７、１８ドライバ１９Ａ／Ｄ変換回路２０、２１プルアップ抵抗２２制御回路

───────────────────────────────────────────────────── 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１−204755（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−200512（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−104762（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−9556（ＪＰ，Ａ) 特開平４−62161（ＪＰ，Ａ) 特開平４−223184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/51 B41J 2/515

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】印字ヘッドへの駆動電流の出力直後の駆
動開始タイミングと、前記駆動電流を遮断する駆動終了
タイミングとの間の複数の所定タイミングで電源電圧を
検出し、当該複数の所定タイミングで検出された電源電
圧により電源電圧の変化分を求め、当該電源電圧の変化
分に応じて印字ヘッドの駆動時間を補正することを特徴
とするドットプリンタのヘッド駆動時間設定方法。