JP4411983B2 - ドットラインプリンタ - Google Patents

Description

本発明はドットラインプリンタに関し、特にシャトル機構の動作制御に関する。

ドットラインプリンタはハンマバンクを印刷行に沿って往復運動させる過程でドット印刷を行い、該印刷ドットの組合せで文字や図柄を構成する。ドットラインプリンタでは、印刷速度を上昇させるドラフト印刷が考案され、印刷速度の向上を図ってきた。このようなドットラインプリンタの印刷制御方式としては、たとえば特許文献１がある。

特開平９−１８６５号公報

従来のドットラインプリンタは、ハンマバンクのドット印刷の繰り返し速度と横方向のドット密度に応じたシャトル動作速度を得ると共に、シャトル動作速度を一定に保つ速度制御を行った台形波動作パターンが必要である。シャトル動作速度を上昇させるには、上昇後の動作速度に応じた加減速を伴う速度制御が必要なため、結果的にシャトル機構に対する動作時の負荷を増大させ、シャトル機構やその速度制御機構が複雑になり、騒音や振動、コストの増大につながっていた。

特に、始動時、印刷中断時、及び印刷終了後の待機時など、印刷動作を伴わずにシャトル動作が行われているような場合には、騒音や振動による障害が顕著になる。このような印刷動作を伴わない期間だけシャトル動作を停止することも可能ではある。しかし、この場合のシャトル動作は、上位装置からの印刷命令を受信した場合に直ちに印刷動作に移行できないため印刷処理速度（以下、スループット速度と称す）が低下し、製品の性能低下につながる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、非印刷状態におけるシャトル機構に対する動作負荷を低減させて騒音や振動を抑制し、高性能、高品質のドットラインプリンタを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、印刷行に沿って所定ピッチで配列された複数の印刷ハンマと、この印刷ハンマを印刷行に沿って往復運動させるシャトル機構と、前記印刷ハンマと前記シャトル機構を制御する印刷制御装置を有し、前記シャトル機構の往復運動の過程で前記印刷ハンマを駆動することによりドットマトリクス状に印刷を行うドットラインプリンタであって、前記印刷制御装置は複数の動作パターンを有し、前記シャトル機構を印刷時に動作させる動作パターンと、印刷動作を伴わずにシャトル動作が行われている非印刷時に動作させる動作パターンとを異ならせ、後者の動作パターンが前者の動作パターンに比べ前記シャトル機構に対して小さな動作負荷で動作する構成としたことを特徴とする。前記非印刷時は始動時、印刷中断時、或は印刷終了後の待機時などである。

また、前記印刷時は台形波動作パターンで動作し、前記非印刷時は正弦波動作パターンで動作する。あるいは、前記印刷時は所定の台形波動作パターンで動作し、前記非印刷時は前記所定の台形波動作パターンより速度、加減速度が低い台形波動作パターンで動作する。

本発明のドットラインプリンタによれば、非印刷時（印刷中断時、及び印刷終了後の待機時など）の印刷動作を伴わないシャトル動作時に、印刷時とは異なる負荷の小さい動作パターンを採用することにより、非印刷状態での騒音と振動の低減を図る効果がある。また、印刷開始時又は印刷再開時に瞬時に印刷を開始できるため、スループット速度の低下を防止しながら製品の性能、品質を維持できる効果がある。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図３にドットラインプリンタの印刷機構を示す。複数の図示しない印刷用ハンマを搭載したハンマバンク３０は、シャトル機構３１に接続されている。シャトル機構３１はカム機構やクランク機構等によりハンマバンク３０を所定のストローク幅で印刷行に沿って往復運動させる。ハンマバンク３０が往復運動する過程において、後述する印刷制御装置２１により印刷用ハンマが駆動され、インクリボン３２を介して印刷用紙３３の所定の位置にドット印刷を行う。ハンマバンク３０の１ストローク分のドット印刷が終了するとハンマバンク３０が反転する。そして、ハンマバンク３０が次の印刷位置に移動するまでの間に、用紙搬送用モータ３４により駆動される用紙搬送用トラクタ３５によって印刷用紙３３が所定量搬送され、次のストロークのドット印刷の開始が可能になる。このようにハンマバンク３０を印刷行に沿って往復運動させる過程でドット印刷を行い、印刷ドットの組合せによる文字や図柄を印刷する。

ドットラインプリンタは印刷速度の向上を図るため、ドット印刷の繰り返し速度を上昇する。あるいは、印刷動作中のシャトル機構３１の往復運動速度を一定に保つための速度制御を行い、ドット印刷の繰り返し速度に応じて無駄時間なしに印刷したり、文字や図柄を構成するドットを間引いて印刷するなど、印刷速度をアップするドラフト印刷が行われる。

ドットラインプリンタのシャトル機構３１は、印刷ハンマのドット印刷の繰り返し速度に応じて無駄時間なしに印刷する場合、印刷動作中のシャトル速度を一定に保つための速度制御を行った台形波動作パターンを用いて往復運動を行う必要がある。この場合、シャトル動作速度を上昇させると、結果的にシャトル機構３１に対する動作時の負荷が増大し、特に始動時、印刷中断時、及び印刷終了後の待機時など、印刷動作を伴わずにシャトル動作が行われているような場合に、騒音や振動による障害が発生する。

図４は台形波動作パターンを示す。台形波動作パターンＡのように、左から右へ移動する場合の速度を（＋）とし、逆の場合を（−）とすると、加速度αで加速を行った後に定速度Ｖに達すると、シャトル機構は一定速度Ｖで左から右へ移動し、この間に印刷動作を行う。印刷動作が終了すると加速度−αで減速し、速度０で反転動作を行い、右から左へ移動しながら加速を続け、速度が−Ｖに達すると印刷を行う。

図３に示したようなカム機構やクランク機構を用いたシャトル機構３１では、急激な加減速は騒音や振動を誘発する要因になっており、これら騒音や振動を押さえるためには加減速を極力排したパターンが望ましい。図５は正弦波動作パターンを示し、駆動源となるシャトルモーター３１１を正弦波動作パターンにより一定の回転速度で動作させる。

しかし、ドラフト印刷の採用に代表される印刷速度の上昇のためには、シャトル動作速度の上昇が必須である。この場合、印刷動作中のシャトル機構の往復運動速度を一定に保つための速度制御を行い、ドット印刷の繰り返し速度に応じて無駄時間なしに印刷することが可能な台形波動作パターンでの動作が必要になるが、シャトルの加減速動作は騒音や振動を増大させる。

本発明によるシャトル機構の制御には、非印刷状態（始動時、印刷中断時、印刷終了後の待機時など）における印刷動作を伴わないシャトル動作時に、印刷時とは異なる動作パターン、例えばシャトル機構に対する動作負荷の小さい正弦波動作パターンを用いる。これにより、非印刷状態での騒音と振動の低減を可能にしながら、印刷開始、又は印刷再開時（上位装置からの印刷命令を受信した場合）には起動動作をすることなく瞬時の印刷開始が可能となるので、スループットの低下を防止できる。

本発明のドットラインプリンタは印刷データの有無の検出と、シャトル機構の動作パターンを選択して動作する制御機構を有する。制御機構はシャトル機構によって、動作パターンを行単位で瞬時に切替えることが可能で、始動時、印刷中断時、或は印刷終了後の待機時などの非印刷時に、印刷時と比較しシャトル機構に対する動作負荷が小さい動作パターンに自動的に移行し往復運動する。また、印刷開始又は印刷再開時には、指定した動作パターンに瞬時に戻り印刷する。

図１は本発明の一実施例によるドットラインプリンタの制御装置のブロック図を示す。ドットラインプリンタ制御装置にはマイクロプロセッサ２１により構成される。マイクロプロセッサ２１には、印刷制御部２１１、ハンマ制御部２１２及びシャトル制御部２１３があり、印刷制御部２１１は上位コントローラ２０からの印刷命令を受けてシャトル動作パターンを選択し、ハンマ制御部２１２及びシャトル制御部２１３に動作命令を送る。

この時、シャトル制御部２１３は指定された動作時用の動作パターンを動作パターン記憶部２１４から選択し、シャトル機構部２３をこの動作パターンによって動作させる。ハンマ制御部２１２はハンマバンク２２を動作させ、印刷動作が終了した時に印刷制御部２１１に動作終了信号を送信する。

動作終了信号を受けた印刷制御部２１１は、上位コントローラ２０に対し次の印刷データの有無を確認し、印刷データがない場合には非動作時用に指定された動作パターンを動作パターン記憶部２１４から選択し、シャトル制御部２１３に動作命令を送信し、動作させる。

また上位コントローラ２０から印刷データを受信した場合は、印刷データに応じた動作パターンを動作パターン記憶部２１４から選択し、シャトル制御部２１３に動作命令を送信して動作させる。

ここで、シャトル制御部２１３は印刷ハンマの位置を検出する位置センサの信号を基にドット印刷位置を特定すると共に、印刷範囲外で加減速を終了させ、一定速度Ｖ（又は−Ｖ）に到達するように速度制御を行う。

図２に一実施例によるシャトル動作パターンを示す。印刷時のシャトル動作パターンは図４に示す台形波動作パターンＡである。非印刷時のシャトル動作パターンは図５に示す正弦波動作パターンを用いる。台形波動作パターンＡの定速Ｖ、加減速度αに対し、正弦波動作パターンの最大速度Ｖｓ、加減速度αｓである。ここで、Ｖｓ＜Ｖ、αｓ＜αの関係となることがより望ましい。

これにより、非印刷時は正弦波パターンを採用するので台形波パターンの印刷時に比較してシャトル機構に対する負荷を小さくすることが可能で、非印刷時の騒音と振動を低減できる。また、スループット速度を維持しながら、印刷開始、又は印刷再開時には起動動作なしに瞬時に印刷を開始することができる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。図６は印刷時、非印刷時共に台形波を用いる動作パターンを示している。動作パターン記憶手段２１４には複数の動作パターンを記憶していて、台形波動作パターンＢは加速度αｄ、速度Ｖｄを印刷動作時に、台形波動作パターンＡ（加速度α、速度Ｖ）は非印刷動作時に選択される。両者の加速度、速度の関係はαｄ＞α、Ｖｄ＞Ｖとなる。

複数の台形波動作パターンでの印刷が選択可能なドットラインプリンタのシャトル機構の場合、非印刷時はシャトル機構に対する負荷がより小さい台形波動作パターンＡを用いることで、騒音と振動を低減できる。また、スループット速度を維持しながら、印刷開始又は印刷再開時には起動動作なしに瞬時に印刷を開始することが可能になる。

なお、上記実施例では、シャトル機構を２つの異なる動作パターンにより駆動する例を示したが、３つ以上のパターンであっても同様の効果が得られる。

また、上記の各実施例では印刷時の動作パターンには１つのパターンのみが選択されているが、複数であっても良い。たとえば、印刷時の動作パターンとして台形動作パターンＡと台形動作パターンＢを印刷命令に応じて動的に選択し、非印刷時は正弦波パターンを選択する構成も可能である。

本発明の一実施例によるドットラインプリンタの制御装置を示すブロック図。 第一の実施例によるシャトル動作パターンの例を示す説明図。 ドットラインプリンタの印刷機構を示す概略構成図。 台形波動作パターンＡのシャトル動作速度を示す説明図。 正弦波動作パターンのシャトル動作速度を示す説明図。 第二の実施例で、印刷時の台形波動作パターンＢと非印刷時の台形波動作パターンＡによる、シャトル動作パターンの例を示す説明図。

符号の説明

２０…上位コントローラ、２１…マイクロプロセッサ、２１１…印刷制御部、２１２…ハンマ制御部、２１３…シャトル制御部、２１４…動作パターン記憶部、２２…ハンマバンク部、２３…シャトル機構部、３０…ハンマバンク、３１…シャトル機構、３１１…シャトルモーター、３２…インクリボン、３３…印刷用紙、３４…用紙搬送用モータ、３５…用紙搬送用トラクタ。

Claims (4)

1. 印刷行に沿って所定ピッチで配列された複数の印刷ハンマと、この印刷ハンマを印刷行に沿って往復運動させるシャトル機構と、前記印刷ハンマと前記シャトル機構を制御する印刷制御装置を有し、前記シャトル機構の往復運動の過程で前記印刷ハンマを駆動することによりドットマトリクス状に印刷を行うドットラインプリンタであって、
   前記印刷制御装置は印刷データの有無の検出を行う検出手段と、前記シャトル機構の速度に由来する複数の動作パターンから一つを選択し、当該動作パターンを行単位で切替えて動作せしめる制御機構を有し、前記印刷制御装置が印刷データの有りを検出した場合には所定の第１の動作パターンで前記シャトル機構の速度制御を行い、前記印刷制御装置が印刷データの無しを検出した場合には、前記第１の動作パターンよりも前記シャトル機構に対して小さな負荷で動作する第２の動作パターンへ移行して前記シャトル機構の速度制御を行う構成としたことを特徴とするドットラインプリンタ。
2. 請求項１において、前記第１の動作パターンは台形波動作パターンであり、前記第２の動作パターンは正弦波動作パターンであることを特徴とするドットラインプリンタ。
3. 請求項１において、前記印刷制御装置が印刷データの有りを検出した場合には前記第１の動作パターンまたは前記第１の動作パターンと同種のパターンで第１の動作パターンよりも前記シャトル機構に対して小さな負荷で動作する第３のパターンを切替えながら動作することを特徴とするドットラインプリンタ。
4. 請求項１において、前記第２の動作パターンは前記第１の動作パターンである台形波パターンより速度、加減速度が低い台形波動作パターンで動作することを特徴とするドットラインプリンタ。

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