JP2881793B2 - 小型プリンタのステップモータの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電卓等に搭載するステップモータを用いた小
型プリンタの制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来この種のプリンタのステップモータの制御方法
は、特開昭61−164865の第５図に示されるように、選
択、印字行程と、紙送り行程は、共に、１−２相通電を
採用しており、紙送り行程では、長いパルスを通電して
いた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の従来技術による１−２相通電のみの場
合には、負荷の高い行程においてパルスの長さを長くす
るだけで対応しており、第13図に示すように、スピード
アップ、即ち、トルクT1を発生させるf1を増加するため
には、トルクカーブを矢印Ｃ方向へ移動させなければな
らなかった。従って、より発生トルクの大きいモータが
必要となり、モータの大型化、コストアップという問題
を避けることができなかった。

本発明は、上記の欠点を解決するために成されたもの
であり、モータを小型、安価、且つ高スピードとするこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る小型プリンタのステップモータの制御方
法は、外周に活字を配設し回動可能な活字ドラムと、該
活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前記ステ
ップモータにより間欠的に紙送りを行う紙送り機構とを
有するプリンタの前記ステップモータを制御する方法に
おいて、前記ステップモータにより前記活字ドラムを回
動させつつ印字を行うタイミングにおいては、１−２相
通電を行い、前記ステップモータにより前記紙送り機構
が紙送りを行うタイミングにおいては、２相通電を行う
ことを特徴とする。この場合において、前記プリンタ
は、前記ステップモータにより前記活字ドラムを桁方向
に間欠的に移動させる移動機構をさらに有し、前記ステ
ップモータにより前記移動機構が前記活字ドラムを桁方
向に移動させるタイミングにおいて、２相通電を行うよ
うにしてもよい。

また、本発明の小型プリンタのステップモータの制御
方法は、外周に活字を配設し回動可能な活字ドラムと、
該活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前記ス
テップモータにより前記活字ドラムを桁方向に間欠的に
移動させる移動機構とを有するプリンタの前記ステップ
モータを制御する方法において、前記ステップモータに
より前記活字ドラムを回動させつつ印字を行うタイミン
グにおいては、１−２相通電を行い、前記ステップモー
タにより前記移動機構が前記活字ドラムを桁方向に移動
させるタイミングにおいては、２相通電を行うことを特
徴とする。

更に、本発明の小型プリンタのステップモータの制御
方法は、外周に活字を配設し回動可能な活字ドラムと、
該活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前記ス
テップモータにより前記活字ドラムを回動させつつ印字
を行うタイミング以外のタイミングにおいて前記ステッ
プモータから動力の供給を受けて作動する機構とを有す
るプリンタの前記ステップモータを制御する方法におい
て、前記ステップモータにより前記活字ドラムを回動さ
せつつ印字を行うタイミングでは、１−２相通電を行
い、前記ステップモータにより前記機構が前記ステップ
モータから動力の供給を受けて作動するタイミングで
は、２相通電を行うことを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の制御方法によれば、プリンタの１印字
ライン中で負荷の高いタイミング即ち、紙送り行程、活
字ドラムのスライド行程においてはステップモータを２
相通電により駆動し、負荷の低いタイミング即ち、選択
行程では１−２相通電により駆動されるものである。

［実施例］ 第１図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の
実施例におけるタイムチャート図、分解斜視図、平断面
図、側断面図である。

まず、プリンタの機構説明をする。

１はフレームであり、穴101、溝102を設けてある。２
はステップモータであり、外周に溝201と各活字の位相
に対応したラチェット歯202が設けてある。３は活字ド
ラムであり、カム溝301、溝302、突起303、紙送り駆動
歯車304、リセット信号カム305が一体成形されており、
外周に貫通穴306が設けてある。４は活字シートであ
り、表面に活字401と、裏面には活字401に対応して突起
402とを配設してあり、突起402を貫通穴306に挿通して
活字ドラム３に巻装されている。５及び６は電磁石の継
鉄を成すヨーク、７はヨーク６に固定した鉄心、８は活
字401の２桁に１個の割合で配置したコイル、９はコイ
ル８の内部に摺動可能にセットしたハンマ、10はコイル
８の内部に位置し、ハンマ９とほぼ一体的に動き、コイ
ル８に通電すると吸引力により鉄心７に吸引される吸引
板である。ヨーク５の一端501はステップモータ２を貫
通し、一端502は軸受け11を貫通する。軸受け11は活字
ドラム３を軸支し、活字ドラム３の突起303はステップ
モータ２の溝201と係合する。ヨーク５は穴503、504に
よりフレーム１に位置決めされ固定される。ステップモ
ータ２及び軸受け11は桁方向に揺動不能であるが、活字
ドラム３は桁方向に揺動可能である。12は回転子であ
り、フレーム１の穴101に枢支され、活字ドラム３のカ
ム溝301と係合し、活字ドラム３を１回転ごとに１桁分
桁方向に揺動させる。13は第一検出ばねであり、14は第
二検出ばねである。第一検出ばね13の湾曲部131が活字
ドラム３のリセット信号カム305に乗り上げ、第一検出
ばね13と第二検出ばね14とが接触することにより、活字
ドラム３の２回転に１回リセット信号を発生させる。15
はインクローラカバーであり、インクローラ軸16を軸支
する。インクローラ受け17は、黒色インクローラ18また
は赤色インクローラ19を挿着し、インクローラ軸16に遊
貫されており、その隔壁部171はインクローラカバー15
の溝151に遊嵌され、インクローラ18及び19の桁方向の
位置決めを行なっている。20は紙送り軸であり、紙送り
ゴム21を貫通しフレーム１に取り付けられたプラテン22
に軸支されている。23は紙送り歯車であり、紙送り軸20
と同軸上にプラテン22に軸支され、フレーム１に取り付
けられた紙送りばね24により紙送り軸20側に押し付けら
れている。紙送り歯車23と紙送り軸20とは三角歯により
ワンウェイクラッチを成して係合し、紙送り方向の回転
では紙送り歯車23が紙送り軸20を確実に駆動するように
なっている。紙押えローラ25は両端をフレーム１に支持
された紙押え軸26に挿通され、紙押え軸26のばね力によ
り印字紙31を紙送りゴム21に押し付けている。27はフレ
ーム１に取り付けられた逆転止め爪であり、ステップモ
ータ２のラチェット歯202の度当りとなり、活字401を印
字位置28に停止させる。29はインクローラフレームであ
り、突起291が活字ドラム３の溝302に係合することによ
り、フレーム１の溝102に沿って活字ドラム３と一体的
に揺動する。30はインクローラばねであり、インクロー
ラ18及び19を活字ドラム３側に押し付けている。

以上の構成からなる機構の動きを説明する。本実施例
では、第１図に示すように活字ドラム３の２回転を１行
の印字サイクルとし、１行の印字サイクルは第１行程か
ら第５行程までの５行程により構成される。活字ドラム
３の回転及び停止はステップモータ２の通電制御により
行なわれる。

第１行程において活字ドラム３は第３図に示すよう
に、ステップモータ２の側、即ち下位桁側に寄った位置
におり、ハンマ９と活字401との位置関係は第５図に示
す通りである。なお、１個のハンマ９は活字401の２桁
分の印字を担当する。ステップモータ２に通電し矢印Ａ
方向に回転させると、この回転にともない印字位置28に
は順次活字401が位置する。所望の色の所望の活字401が
印字位置28に対向したときにステップモータ２を制御
し、活字ドラム３を停止させる。この際、正確かつ迅速
に活字ドラム３を停止させるためには、ステップモータ
２に逆転（矢印Ｂ方向）する通電を与え、ラチェット歯
202を逆転止め爪27に度当りさせればよい。活字ドラム
３の停止中に所望の桁のコイル８に通電し吸引板10を吸
引させ、ハンマ９を動作させ活字401を印字紙31に押圧
し印字を行なう。コイル８の通電を遮断後、再びステッ
プモータ２を矢印Ａ方向に回転させる。所望の各活字に
おいて同様の動作を繰り返し、第１行程を終了する。

第２行程は、活字ドラム３が下位桁側から上位桁側に
移動する行程である。ステップモータ２の回転にともな
いカム溝301と回転子12との係合により活字ドラム３が
１桁分上位桁側に移動する。

第３行程では活字ドラム３は上位桁側に位置し、ハン
マ９と活字401との位置関係は第６図に示す通りにな
る。この位置関係において、第１行程と同様の動作を繰
り返し、所望の活字を印字する。また第３行程初期にお
いて、活字ドラム３の紙送り駆動歯車304は紙送り歯車2
3と歯合する角度まで回転してくるが、紙送り駆動歯車3
04と紙送り歯車23との桁方向の位置関係は第８図及び第
10図に示すように歯合不能となっているため、紙送り歯
車23は回転せず、従って紙送りも行なわれない。またこ
の時期に、活字ドラム３のリセット信号カム305が第一
検出ばね13の湾曲部131を押し上げる角度まで回転して
くるが、リセット信号カム305と第一検出ばね13との桁
方向の位置関係は第11図に示すように係合不能となって
いるため、第一検出ばね13の湾曲部131は押し上げられ
ず、従ってリセット信号も発生しない。

第４行程は、活字ドラム３が上位桁側から下位桁側に
移動する行程である。ステップモータ２の回転にともな
いカム溝301と回転子12との係合により活字ドラム３が
１桁分下位桁側に移動する。

第５行程は紙送りの行程である。この行程において活
字ドラム３は第３図に示すように下位桁側に位置し、紙
送り駆動歯車304と紙送り歯車23との位置関係は第７図
及び第９図に示すように歯合可能となっている。またリ
セット信号カム305と第一検出ばね13との桁方向の位置
関係は第12図に示すように係合可能となっている。活字
ドラム３の回転にともない紙送り駆動歯車304と紙送り
歯車23とが歯合し、紙送り歯車23が所定量回転し、１行
分の紙送りを行なう。またこの紙送りの最中にリセット
信号カム305が第一検出ばね13の湾曲部131を押し上げ、
第一検出ばね13と第二検出ばね14とが接触し、リセット
信号が発生する。このリセット信号を検出した後、所定
の位置でステップモータ２を停止させ、１行の印字サイ
クルが終了する。

１印字サイクル中の負荷のレベルは、第１図に示す通
りであり、活字ドラム３の回転行程である第１行程、第
３行程では低く、活字ドラム３の桁移動の行程である第
２行程、第４行程及び紙送りの行程である第５行程では
高い。

一方、ステップモータのトルクと周波数の関係は、第
13図に示す通りであり、２相通電は低周波数領域（f1、
f2付近）では発生トルクが高いが、高速応答性が悪くパ
ルスレートf3ではモータは追従できない。１−２相通電
は低周波領域では発生トルクは低いが、高速応答性に優
れておりパルスレートf3でトルクT2が得られる。そこ
で、モータにT1及びT2の負荷が作用する場合、負荷T2に
対しては１−２相通電で対応するが、負荷T1を得るため
に１−２相通電ではパルスレートをf1にしなければなら
ないところを、２相通電ではf2とすることができる。従
って、高い印字スピードを実現することができる。

尚、ここで言う２相通電とは、ステップモータを駆動
する際に各ステップを全て２相のコイルに通電し駆動す
る方式であり、１−２相通電とは１相のコイルの通電と
２相のコイルの通電を交互に行い駆動する方法である。

各行程におけるモータの駆動方法は第１図の「ステッ
プモータの駆動方式」に示すものであり、第１行程、第
３行程は高い周波数の１−２相通電により駆動し第２行
程、第４行程、第５行程は低い周波数の２相通電を行な
っている。

全行程中、インクローラ18、19はインクローラフレー
ム29とともに活字ドラム３と一体的に揺動し、活字401
にインクを供給する。第２図に示すように、インクロー
ラ受け17の隔壁部171の外径はインクローラ18、19の外
径より大きいため、黒色インクローラ18のインクと赤色
インクローラ19のインクとが混色することはない。ま
た、インクローラ受け17はインクローラ軸16に遊貫され
ており、その隔壁部171はインクローラカバー15の溝151
に遊嵌され、インクローラ18、19の桁方向の位置決めを
行なっているため、溝151の寸法精度を確保することに
より、活字401に対するインクローラ18、19の桁方向の
位置精度を容易に確保することができる。

本実施例においては黒と赤の２色の印字を行なってい
るが、必要に応じてどんな色をどんな配列で使用しても
よく、また、１色のみ、あるいは３色以上を用いてもよ
い。従って、活字ドラム３を揺動させる機構がなくても
よい。

また、本実施例においては、カム溝301、活字ドラム
３、紙送り駆動歯車304、およびリセット信号カム305を
すべて一体に成形したが、これらは、別体に成形後何ら
かの方法により一体化したものを用いてもよく、また、
活字ドラム３とカム溝301、活字ドラム３と紙送り歯車3
04のあいだに何等かの動力伝達手段が介在しても良い。

更に、本実施例においては、活字ドラム３の桁移動の
行程と紙送りの行程において２相通電を用いたが、それ
以外で負荷が高い行程があれば、そこに２相通電を用い
てもかまわない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、プリンタにおいて
モータに作用する負荷のレベルの変動が大きい場合にお
いても、それぞれの負荷レベルにあったモータの駆動方
式及びパルスレートを選択するという簡単な方法によ
り、プリンタの高速化に絶大な効果があり、小型で安価
なモータを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第13図は本発明の実施例を示す図であり、 第１図はタイムチャート図、 第２図は分解斜視図、 第３図は平断面図、 第４図は側断面図、 第５図は第１行程、第５行程での活字とハンマとの桁方
向の位置関係を示す図、 第６図は第３行程での活字とハンマとの桁方向の位置関
係を示す図、 第７図は第１行程、第５行程での紙送り駆動歯車と紙送
り歯車との桁方向の位置関係を示す斜視図、 第８図は第３行程での紙送り駆動歯車と紙送り歯車との
桁方向の位置関係を示す斜視図、 第９図は第１行程、第５行程での紙送り駆動歯車と紙送
り歯車との桁方向の位置関係を示す平断面図、 第10図は第３行程での紙送り駆動歯車と紙送り歯車との
桁方向の位置関係を示す平断面図、 第11図は第３行程でのリセット信号カムと検出ばねとの
桁方向の位置関係を示す図、 第12図は第５行程でのリセット信号カムと検出ばねとの
桁方向の位置関係を示す図である。 第13図はステップモータのパルスレートとトルクの関係
を示す図である。 １…フレーム、２…ステップモータ ３…活字ドラム、４…活字シート ５、６…ヨーク、７…鉄心 ８…コイル、９…ハンマ 10…吸引板、11…軸受け 12…回転子、13…第一検出ばね 14…第二検出ばね、15…インクローラカバー 16…インクローラ軸 17…インクローラ受け 18…黒色インクローラ 19…赤色インクローラ 20…紙送り軸、21…紙送りゴム 22…プラテン、23…紙送り歯車 24…紙送りばね、25…紙押えローラ 26…紙押え軸、27…逆転止め爪 28…印字位置 29…インクローラフレーム 30…インクローラばね 31…印字紙

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に活字を配設し回動可能な活字ドラム
   と、該活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前
   記ステップモータにより間欠的に紙送りを行う紙送り機
   構とを有するプリンタの前記ステップモータを制御する
   方法において、 前記ステップモータにより前記活字ドラムを回動させつ
   つ印字を行うタイミングにおいては、１−２相通電を行
   い、 前記ステップモータにより前記紙送り機構が紙送りを行
   うタイミングにおいては、２相通電を行うことを特徴と
   する小型プリンタのステップモータの制御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の制御方法において、前記プ
   リンタは、前記ステップモータにより前記活字ドラムを
   桁方向に間欠的に移動させる移動機構をさらに有し、 前記ステップモータにより前記移動機構が前記活字ドラ
   ムを桁方向に移動させるタイミングにおいて、２相通電
   を行うことを特徴とする小型プリンタのステップモータ
   の制御方法。
3. 【請求項３】外周に活字を配設し回動可能な活字ドラム
   と、該活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前
   記ステップモータにより前記活字ドラムを桁方向に間欠
   的に移動させる移動機構とを有するプリンタの前記ステ
   ップモータを制御する方法において、 前記ステップモータにより前記活字ドラムを回動させつ
   つ印字を行うタイミングにおいては、１−２相通電を行
   い、 前記ステップモータにより前記移動機構が前記活字ドラ
   ムを桁方向に移動させるタイミングにおいては、２相通
   電を行うことを特徴とする小型プリンタのステップモー
   タの制御方法。
4. 【請求項４】外周に活字を配設し回動可能な活字ドラム
   と、該活字ドラムを回動せしめるステップモータと、前
   記ステップモータにより前記活字ドラムを回動させつつ
   印字を行うタイミング以外のタイミングにおいて前記ス
   テップモータから動力の供給を受けて作動する機構とを
   有するプリンタの前記ステップモータを制御する方法に
   おいて、 前記ステップモータにより前記活字ドラムを回動させつ
   つ印字を行うタイミングでは、１−２相通電を行い、 前記ステップモータにより前記機構が前記ステップモー
   タから動力の供給を受けて作動するタイミングでは、２
   相通電を行うことを特徴とする小型プリンタのステップ
   モータの制御方法。