JP3277264B2 - ドット印字ヘッド及びその印字制御方法 - Google Patents

ドット印字ヘッド及びその印字制御方法

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JP3277264B2
JP3277264B2 JP22830093A JP22830093A JP3277264B2 JP 3277264 B2 JP3277264 B2 JP 3277264B2 JP 22830093 A JP22830093 A JP 22830093A JP 22830093 A JP22830093 A JP 22830093A JP 3277264 B2 JP3277264 B2 JP 3277264B2
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英昭 石水
明 萩原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリアルドットプリン
タに用いられるインパクト式のドット印字ヘッド及びそ
の印字制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、印字媒体をインクリボンを介して
ワイヤで打撃し印字を行うインパクト式のプリンタは、
印字媒体の自由度が高く、また比較的安価なことから、
情報処理システム等の出力装置をはじめとして多方面に
用いられている。また、そのインパクト式のプリンタ
は、印字ヘッドの形式から、バネチャージ形,プランジ
ャ形,クラッパ形等に分けられる。
【0003】このうち、バネチャージ形のものは、ワイ
ヤを固定したアーマチュアを板バネによって揺動自在に
支持し、このアーマチュアを板バネの弾性力に抗して予
めコアに永久磁石により吸引させておき、印字する際に
上記コアに巻かれたコイルを励磁させて上記永久磁石の
磁束方向と逆の方向に磁束を発生させ、上記アーマチュ
アを解放させる構造となっている。そして、近年、印字
の高速化が求められている中で、高速応答性が良好であ
るこのバネチャージ形のドット印字ヘッドを採用したプ
リンタが多く用いられている。
【0004】図9は、従来におけるバネチャージ形のド
ット印字ヘッドの一構成例を示す側面図である。なお、
図9では左側の半分を断面し、この断面により内部構造
を概略的に示してある。
【0005】図9において、ワイヤドット印字ヘッド1
は、裏面側に図示せぬ絶縁板を介して通電基板2が取り
付けられたベース3を備えている。
【0006】また、このベース3の上側にヨークA4,
永久磁石5,ヨークB6,スペーサ7が順次積み重ねら
れ、これが図示せぬ手段により一体化されている。加え
て、スペーサ7上には板バネ8,ヨークC9,アーマチ
ュア10,ガイドノーズ11及びガイドフレーム12
が、図示せぬノックピンで位置決めされて、順次積み重
ねられた状態で載せられている。
【0007】一方、ベース3の裏面側には、放熱用のフ
ィン13を有したキャップ14が、通電基板2を覆って
保護する状態にして配置されている。
【0008】そして、この印字ヘッド1では、ガイドフ
レーム12の上側面とキャップ14の係止爪15との間
をクランプスプリング16で挟持し一体化された状態に
なっている。
【0009】さらに詳述すると、ベース3上には、コア
17の外周にコイルボビン18を介してコイル19を巻
装してなる電磁石が印字ワイヤ20の数に対応した数だ
け放射状に複数個配置されて設けられている。また、各
コイル19の端子19aはコイルボビン18の下側より
それぞれ導出されて通電基板2上に結線されている。
【0010】板バネ8には、中心に向かって片持ばり状
に突出された可撓部8aが、電磁石のコア17にそれぞ
れ対応するようにして、この電磁石の数だけ一体に設け
られている。また、各可撓部8aには、ヨークC9と隣
接し、かつ電磁石のコア17と対向する状態にしてアー
マチュア10が取り付けられている。
【0011】加えて、アーマチュア10の先端にはそれ
ぞれ上記印字ワイヤ20が取り付けられ、この印字ワイ
ヤ20の先端側がガイドノーズ11に固着されたワイヤ
ガイド21のガイド孔内に摺動自在に配置されている。
【0012】次に、このように構成されているワイヤド
ット印字ヘッド1の動作について説明する。 まず、こ
の印字ヘッド1では、永久磁石5の磁束が、ヨークB
6,スペーサ7,ヨークC9,アーマチュア10,板バ
ネ8,コア17及びベース3,ヨークA4を通って再び
永久磁石5に戻る磁気回路が形成される。そして、非通
電時(非印字状態)では、アーマチュア10及び板バネ
8の可撓部8aは永久磁石5より発生する磁束でコア1
7に吸引され、印字ワイヤ20はガイドノーズ11内に
引き込まれている。図9は、この状態を示している。
【0013】これに対して、電磁石を励磁、すなわちコ
イル19に電流を流して励磁させると、磁気回路と反対
方向の磁束、すなわち永久磁石5の磁束を打ち消す方向
に磁束が発生する。すると、アーマチュア10をコア1
7側に吸引している力が減少し、板バネ8に蓄積されて
いた歪エネルギーが解放され、板バネ8の可撓部8aが
アーマチュア10と共に復帰する。すると、この復帰で
アーマチュア10の先端に固着して取り付けられている
印字ワイヤ20がガイドノーズ11より突出されて、イ
ンクリボン31を介して図示せぬプラテン上の印字媒体
にインパクトされる。これにより、文字やグラフィック
パターン等を印字することができる。
【0014】こうして、アーマチュア10を一度開放し
た後は、再びコイル19への通電が断たれる。すると、
印字媒体をインパクトして戻ってきた印字ワイヤ20と
共にアーマチュア10が可撓部8aの歪を伴ってコア1
7に再び吸着保持される。これにより1回の印字動作を
終了する。
【0015】なお、上記アーマチュア10,印字ワイヤ
20及びこの印字ワイヤ20を駆動する電磁石等でなる
印字素子は放射状に複数個配置されており、この数は一
般的に英数字等を印字する9本の印字ワイヤ20とこれ
を印字媒体に打ち付けるための9個の電磁石でなる9ピ
ンヘッドや、漢字や印字品質の良い印字を行う24本の
印字ワイヤ20とこれを印字媒体に打ち付けるための2
4個の電磁石でなる24ピンヘッドが主流となってい
る。
【0016】また、このうち24ピンヘッドは素子数が
多いため、印字ワイヤ20の先端を定めた位置へ個々に
誘導するためのガイド手段としてのワイヤガイド21の
ガイド孔は、図10にガイド孔の配列を示すように、左
右に略7.5/180 インチ(Inch)離されて2列に配置され
るとともに、各列間で上下に約1/180 インチづつずらさ
れ、全体として千鳥状に2列に並べられた状態となるよ
うにして構成されている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
24ピンヘッドの2列に配置されたガイド配列では、次
のような問題点があった。
【0018】(1)漢字等の縦線の多い印字では、同時
に多数の印字ワイヤ(ピン)20を駆動させる場合が多
くなるが、このときに他の印字素子におけるコイル19
の磁束が回り込んでその磁束分も打ち消してしまう。そ
こで、印字力として使用される投入エネルギーを増加さ
せる必要があるので効率が悪くなる。また、全印字素子
個々の電流値も瞬間的に大きくなって電源の供給が不足
し、電圧降下を起こして印字力の低下を起こす。また、
騒音の観点からしても、単位時間内に同じドット数(印
字本数×印字頻度)を打たせた場合、同時印字本数を少
なくして頻度を多くした場合と同時印字本数を多くして
頻度を少なくした場合とでは、同時印字本数を少なくし
て頻度を多くした場合の方が騒音の発生が少なく靜であ
ることが知られている。
【0019】(2)次に、印字ヘッド1内における各印
字素子の配置について見ると、図11中には符号P1
2 ,P3 ,…,P24でワイヤ根元位置を、また符号C
1 ,C2 ,C3 ,…,C24でガイド位置(ガイド孔)を
各々示している。この図11で分かるように、各印字ワ
イヤ20のワイヤ根元位置は順次長円状に整列されてい
るのに対してガイド位置では左右2つの直線状に整列さ
れており、ワイヤ根元位置(P1 〜P24)とガイド位置
(C1 〜C24)の2つの位置ではその方向や距離が異な
る。このため、各印字ワイヤ20毎にワイヤ側圧やワイ
ヤ応力がそれぞれ異なるとともに、ワイヤガイド21の
ガイド孔と印字ワイヤ20の側面との間に生ずる摩擦力
等もそれぞれ異なり、摩耗の頻度や、印字時間、印字力
等の特性に差が生じる。
【0020】そこで、これを解決するのに、ワイヤガイ
ド21におけるガイド孔の配列を例えば図12に示すよ
うに菱形状に配置したり、図13に示すように4列配置
にしたもの等が提案され実用化され、低エネルギー化及
び低騒音化を実現している。なお、図12,図13にお
いて、各ガイド孔間の寸法はそれぞれ図12,図13中
に示す通りで、左右では1/2 ピッチづつ各々ずらされて
千鳥状になっている。
【0021】しかしながら、菱形状に配列したものや4
列に配置のものは文字等のように密度の低い場合には有
効であるが、グラフィックス等のように密度の高いパタ
ーンでは効果が減少し、全てのピン(印字ワイヤ20)
を印字させるベタ黒字印字に至っては効果は無くなって
しまう。
【0022】これは、多数の印字密度モード(以後、こ
れを「DPIモード」と言う。なお、このDPIは「D
ot Per Inch」の略であり、ドット印字ヘッ
ド移動方向において1インチに印字する最大ドット数を
指す)があり、例えば60DPI・F,120DPI・
Q,120DPI・F,240DPI・Q,180DP
I・F,360DPI・Q,80DPI・F,90DP
I・Fが一般的である。しかし、これらのDPIモード
では全印字素子の印字タイミングがその印字素子の最大
の繰り返し周期に一致していることや、ガイド配置が変
わっても同じタイミング上で駆動できるのでベタ黒字印
字では重なり、同時本数は全く減少しないことによる。
また、各印字素子の印字タイミングがずれてしまうガイ
ド孔の配置では、各種DPIモードでの印字タイミング
の発生が複雑になり制御が困難になる欠点がある。
【0023】なお、上記DPI・Fにおける添え字Fは
「Full」の略であり、全印字素子の印字タイミング
がその印字素子における最大の繰り返し周期に一致して
いる。さらに、DPI・Qにおける添え字Qは「Qua
si」の略であり、「Full」のさらに半分のタイミ
ングで印字が可能であるが、そのドットの前後には印字
は行えない。
【0024】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、同時印字本数が多くなることによるエネルギ
ー効率の悪化や、瞬時電流による電圧効果の問題を改善
するとともに、騒音の低下と、ガイド孔と印字ワイヤの
側面との間に生ずる側圧の差よる特性のバラツキ、及び
制御の簡略化を可能にするドット印字ヘッド及びその印
字制御方法を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためのドット印字ヘッドであって、印字ワイヤを
それぞれ有した複数の印字素子が略円状に配置されてい
るとともに、前記印字ワイヤの先端を定めた位置へ個々
に誘導するためのガイド手段が前記各印字ワイヤに対応
して設けられているワイヤガイドを備えたインパクト式
のドット印字ヘッドにおいて、前記ガイド手段の位置を
少なくとも4つ以上の列に分割し、各列の間隔を1/2
40インチの奇数倍を含む整数倍としたことを特徴とす
る。さらに好ましくは、前記複数の各ガイド手段を略楕
円状に順次配置させる。 また、本発明は、上記目的を達
成するためのインパクト式のドット印字ヘッドの印字制
御方法であって、前記ガイド手段の位置を少なくとも4
つ以上の列に分割し、各列の間隔を1/240インチの
奇数倍を含む整数倍とするとともに、各列間における印
字素子の駆動周期を、同一列の印字素子を駆動するとき
の最大繰り返し周期の1/n(nは1〜4の整数)とす
ることを特徴とする。さらに好ましくは、前記各列間に
おける印字素子の駆動周期の最小単位が、前記最大繰り
返し周期の1/4であるようにする。
【0026】
【作用】この構成によれば、ガイド手段の位置を各列の
間隔が1/240インチの奇数倍を含む整数倍である少
なくとも4つ以上の列に分割しているので、各列間にお
ける印字素子を駆動する際の駆動タイミングが少なくと
も1/4周期単位に分散され、同時印字本数が文字印字
やベタ黒字印字でも減少し、エネルギー効率の悪化や瞬
間電流による電圧降下、騒音等の問題が改善される。
【0027】また、誘導位置を略楕円状に配置させるこ
とにより、印字素子の位置(ワイヤ根元位置)とガイド
手段位置との差(ずれ)を減少させ、2つの位置での方
向及び距離の差を少なくすることができる。これにより
ガイド手段と印字ワイヤとの間に生じる摩擦力も略等し
くなり、特性のバラツキを少なくすることが可能とな
る。
【0028】さらに、各列間における印字素子の駆動周
期を、同一列の印字素子を駆動するときの最大繰り返し
周期の1/n(nは1〜4の整数)とすることにより、
印字位置が従来の1/2から1/4になる擬似印字が可
能となり、より精密な印字が容易に実現できる。
【0029】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例として示すワ
イヤガイドにおけるガイド孔の配置構成図である。この
ガイド孔は印字ワイヤの先端を定めた位置へ個々に誘導
するためのガイド手段を構成しているもので、図9に示
したワイヤガイド21上のガイド孔に対応するものであ
る。そして、本発明ではワイヤガイドを除いた他の構造
は従来と同じ構造として差し支えないものである。した
がって以下の説明ではワイヤガイド21だけを入れ変え
他の構造は図9に示したワイヤドット印字ヘッド1と同
じ構造をしているものとして説明する。よって、以下の
説明で図9と同一符号を付したものは図9と同一のもの
を示している。
【0030】まず、図1に示すガイド孔の配列は24ピ
ンヘッドのものであり、符号#1〜#24で示す24個
のガイド孔は印字ワイヤ20にそれぞれ対応してガイド
17上に、略楕円状となる状態にして設けられている。
【0031】このうち、ガイド孔のセンタ間の縦方向の
寸法は1/180 インチで単位で、横方向の寸法は#10,
#12,#14,#16をA1 列とし、このA1 列を基
準に1/240 インチずれて#6,#8,#18,#20の
2 列を配置し、さらに1/240 インチずれて#4,#2
2のA3列を配置し、さらに1/240 インチずれて#2,
#24のA4 列を配置し、またA1 〜A4 列よりそれぞ
れ12/240インチずれた所にB1 〜B4 列を配置し、B1
列に#1,#23を、B2 列に#3,#21を、B3
に#5,#7,#17,#19を、B4 列に#9,#1
1,#13,#15を配置したものである。なお、A列
とB列はそれぞれ4列に分割した場合を示しているが、
これは4列以上であっても良いものである。そして、こ
こではAi列の配置ピン数とBi列の配置ピン数は、A
i列とBi列のピン数の合計が6つになるように設定さ
れている。
【0032】図2は各種DPIモード毎の印字位置及び
ガイド孔の位置を示した図である。なお、図中、符号◎
は「Full」位置を示し、符号○は疑似印字により印
字可能な位置を示している。そして、図2において、こ
の実施例ではA1 列とB1 列、A2 列とB2 列、A3
とB3 列、A4 列とB4 列は、90DPI・Fを除くと
全て同じタイミングになっている。
【0033】図3乃至図7は、図2に示した各DPIモ
ードにおいて各ガイド列を印字駆動するタイミングを示
すものである。また、図3乃至図7において、実線表示
部は「Full」の印字タイミングで、点線表示部は
「Quasi」の印字可能位置を示している。
【0034】そして、図3には360DPI・Qモード
と180DPI・Fモードの場合を一緒に記してあり、
ここでの各ガイド列は1/4周期の何れかに駆動タイミ
ングが分散し、同時印字本数も減ることになる。
【0035】図4は240DPI・Qモードと120D
PI・Fモードの場合を一緒に記してあり、ここでの各
ガイド列は1/240インチ単位で配置されているので
駆動タイミングは従来と同じである。
【0036】図5は120DPI・Qモードと60DP
I・Fモードの場合を一緒に記してあり、ここでの各ガ
イド列の駆動タイミングは1/4周期となり、同時印字
本数が減ることになる。
【0037】図6は80DPI・Fモードの場合であ
り、ここでは各ガイド列の繰り返し周期を従来と同様に
通常周期の1.5倍に伸ばして使用するとともに、駆動
タイミングも従来と同じにしている。
【0038】図7は90DPI・Fモードの場合であ
り、ここでは各ガイド列の繰り返し周期を従来と同様に
通常周期の2倍に伸ばして使用するとともに、駆動タイ
ミングを従来の倍に分散させている。
【0039】すなわち、図3及び図7において、使用頻
度の多い360DPI・Qモードと180DPI・Fモ
ード、120DPI・Qモードと60DPI・Fモード
は何れも1/4周期に分散していることにより、同時印
字本数が減少する。また、240DPI・Qモードと1
20DPI・Fモードにおける駆動タイミングにおいて
も、従来はFull位置が全て同じ駆動タイミングであ
ったのに対して、本実施例では半分が1/2周期ずれた
ところに分散し、実質的には同時印字本数が減ることに
なる。このように、80DPI・Fモードを除く全ての
印字モードの駆動タイミングは1/4周期単位で行える
ようにしている。一方、80DPI・Fモードは1/3
周期で駆動すれば1.5倍に繰り返し周期を伸ばす必要
はない。
【0040】また、この通電時の電流波形は図8に示す
ように、コイル19に電位差をかけ、エネルギーを投入
する時間(DT1)は他の駆動タイミングと重なると干
渉を起こし、特性の変化が大きくなるため、1/4周期
以下にするのが望ましい。さらに、印字ワイヤ根元位置
とガイド位置との関係においては、図1に示したガイド
孔(ガイド位置)#1〜#24と図11に示した印字ワ
イヤにおける印字ワイヤ根元位置P1 〜P24と、図11
に示したガイド孔(ガイド位置)C1 〜C24の場合とを
比べる、本実施例の場合では従来のワイヤガイドにおけ
るガイド位置C1 〜C24よりも差が少なくなるのはあき
らかである。
【0041】なお、本実施例以外でも1/240インチ
単位の奇数倍を含むガイド配列を行えば同等の効果が得
られる。
【0042】したがって、本実施例によれば、駆動タイ
ミングが1/4周期単位の何れかに分散されるため、同
時印字本数は文字印字やベタ黒字印字でも減少し、エネ
ルギー効率の悪化や瞬間電流による電圧降下、騒音等の
問題が改善される。また、印字素子の配置とガイド位置
の配置差による各特性差を減少させることができる。
【0043】さらに、これらを実現する駆動タイミング
の制御は、全ての印字密度モードにおいて1/4周期単
位で行えるため容易に行え、また任意の1/4の印字タ
イミングで駆動させることで印字位置を従来の1/2か
ら1/4の疑似印字が可能となり、より細密な印字も容
易に実現できる。また、アーマチュア10を直接吸引し
て印字を行う、いわゆるクラッパ式ドット印字にもその
まま応用できるのは勿論のことで、さらにガイド孔(#
1〜#24)も印字ワイヤ20を定めた位置へ誘導でき
るものであれば完全な丸孔でなくても差し支えないもの
である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
駆動タイミングが少なくとも1/4周期単位に分散さ
れ、同時印字本数が文字印字やベタ黒印字でも減少し、
エネルギー効率の悪化や瞬間電流による電圧降下、騒音
等の問題が改善される。また、ガイド手段位置を略楕円
状に配置させることにより、印字素子の位置(ワイヤ根
元位置)とガイド手段位置との差を減少させ、2つの位
置での方向及び距離の差を少なくすることができる。こ
れにより、ガイド位置と印字ワイヤとの間に生じる摩擦
力も略等しくなり、特性のバラツキを少なくすることが
可能になる。さらに、各列間における印字素子の駆動周
期を、同一列の印字素子を駆動するときの最大繰り返し
周期の1/n(nは1〜4の整数)とすることにより、
印字位置が従来の1/2から1/4になる擬似印字が可
能になり、より精密な印字が容易に実現できる等の効果
が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る印字ヘッドにおけるガ
イド配列図である。
【図2】DPIモード毎の印字位置及びガイド列を示す
図である。
【図3】DPIモード毎の駆動タイミングを示す図であ
る。
【図4】DPIモード毎の駆動タイミングを示す図であ
る。
【図5】DPIモード毎の駆動タイミングを示す図であ
る。
【図6】DPIモード毎の駆動タイミングを示す図であ
る。
【図7】DPIモード毎の駆動タイミングを示す図であ
る。
【図8】駆動タイミング通電時の電流波形図である。
【図9】従来のドット印字ヘッドの側面図である。
【図10】従来の印字ヘッドにおけるガイド配列図であ
る。
【図11】従来の印字ヘッドにおけるガイド配列図であ
る。
【図12】ワイヤ根元位置とガイド位置との関係を模式
的に示す配列図である。
【図13】従来の印字ヘッドにおけるガイド配列図であ
る。
【符号の説明】
20 印字ワイヤ 17 ワイヤガイド #1〜#24 ガイド孔(ガイド手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 忠 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1−226344(JP,A) 特開 昭63−31761(JP,A) 特開 昭63−87250(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/255

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印字ワイヤをそれぞれ有した複数の印字
    素子が略円状に配置されているとともに、前記印字ワイ
    ヤの先端を定めた位置へ個々に誘導するためのガイド手
    段が前記各印字ワイヤに対応して設けられているワイヤ
    ガイドを備えたインパクト式のドット印字ヘッドにおい
    て、 前記ガイド手段の位置を少なくとも4つ以上の列に分割
    し、各列の間隔を1/240インチの奇数倍を含む整数
    倍としたことを特徴とするドット印字ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記各ガイド手段を略楕円状に順次配置
    させて設けた請求項1に記載のドット印字ヘッド。
  3. 【請求項3】 印字ワイヤをそれぞれ有した複数の印字
    素子が略円状に配置されているとともに、前記印字ワイ
    ヤの先端を定めた位置へ個々に誘導するためのガイド手
    段が前記各印字ワイヤに対応して設けられているワイヤ
    ガイドを備えたインパクト式のドット印字ヘッドにおい
    て、 前記ガイド手段の位置を少なくとも4つ以上の列に分割
    し、各列の間隔を1/240インチの奇数倍を含む整数
    倍とするとともに、各列間における印字素子の駆動周期を、同一列の印字素
    子を駆動するときの最大繰り返し周期の1/n(nは1
    〜4の整数)とする ことを特徴とするドット印字ヘッド
    の印字制御方法。
  4. 【請求項4】 前記各列間における印字素子の駆動周期
    の最小単位が、前記最大繰り返し周期の1/4である
    とを特徴とする請求項3に記載のドット印字ヘッドの印
    字制御方法。
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