JPH04276469A - ドットプリンタのヘッド駆動時間設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１
２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。Ｄ
Ｔ２　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ＤＴ１　、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
Ｒ１　、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ＶＣＣ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１０
、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、ＤＴ
２　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Ｄ
Ｔ１　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　、ＤＴ２　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
Ｔ０　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Ｓ
６）。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 １９　　Ａ／Ｄ変換回路 ２０、２１　　プルアップ抵抗 ２２　　制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。