JPH0678013B2 - 印字ハンマ駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子式タイプライターやコンピユータの出力
装置として使用される印字装置の印字ハンマ駆動制御装
置に関する。

〈従来の技術〉 印字ハンマを駆動して印字を行う印字装置として、多数
の印字素子を周辺に配置した活字ホイールを設け、この
活字ホイール上の印字位置にある印字素子を印字ハンマ
装置によつてプラテン上の印字用紙に叩打して印字を行
なうものをはじめ、円筒状のタイプホイールを備えたも
の、ラインプリンタ等様々な印字装置が使用されてい
る。このような印字装置において使用される印字ハンマ
装置は電磁ソレノイド式のアクチユエータにより印字ハ
ンマを突き出して印字を行なう構造であるが、印字ハン
マの叩打力と動きを安定化するために、印字ハンマを駆
動する電磁コイルに通電する電流と時間を制御して印字
ハンマの叩打エネルギーを調整する印字ハンマ制御装置
が従来開発されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の印字ハンマ制御装置では、予めコイルに流す電流
値を設定し、コイル電流を定電流制御すると共に、印字
文字の印字面積などにより通電時間を変える制御を行な
つているが、定電流制御であることから、第９図の電流
波形図に示すように、t₁の時点で通電をオフしてもこの
時の電流が大きいためにコイルの残留磁気による電流が
t₂の時点まで長く残り、このt₁からt₂までの長さが部品
の固体差によつてばらつくため、叩打エネルギーが製品
毎にばらついて安定した印字動作ができなくなることが
あつた。また、コイル電流をオフした後の残留磁気によ
る電流持続時間t₁〜t₂が長いと、印字ハンマの戻り動作
時間が長くなり、印字速度に影響を与える問題があつ
た。さらに、上記の印字ハンマ制御では、コイル電流に
対応した電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した基
準電圧をコンパレータに入力して比較することにより定
電流制御を行なつていたため、コンパレータやツエナー
ダイオード等による基準電圧発生回路に固体差による精
度のばらつきがあり、製品毎におけるハンマ装置の動作
にばらつきが生ずる問題も生じていた。

〈発明の目的〉 本発明は、上記の点にかんがみなせれたもので、製品毎
の印字ハンマの動作性能のばらつきを極めて少なくで
き、印字ハンマの戻り時間を短縮でき印字速度を上げる
ことが可能となり、また、コイルの電流波形を前半部で
高く後半部にかけて減少させるような合理的な形で効率
的に制御することができる印字装置の印字ハンマ駆動制
御装置を提供することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 このために、本発明の印字ハンマ駆動制御装置は、第１
図に示すように、コイル１への通電によつて発生する磁
界により印字ハンマ２を駆動する印字装置の印字ハンマ
駆動制御装置において、コイル１に流れる電流を対応す
る電圧に変換するための抵抗３と、抵抗３の電圧をデジ
タル値に変換するアナログデジタル変換器４を内蔵した
中央処理装置５とを備え、中央処理装置５はアナログデ
ジタル変換器４にてデジタル化された電圧のデジタル値
に基づいてコイル１への通電をスイツチングするスイツ
チング素子６を制御する制御手段７を有して構成され
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、多数の印字素子を周辺に有する活字ホイール
を備え、キーボードのキー操作を電子的に処理し、各キ
ーに対応した印字素子を印字ハンマにより叩打する構造
の電子式タイプライターのブロツク図を示している。こ
のタイプライターは、予め記憶されたプログラムデータ
に基づき、タイプライターの動作に必要な各種演算制御
処理を実行する中央処理装置（以下CPUという）５、プ
ログラムデータや各種定数を記憶する読み出し専用メモ
リのROM11、読み出し書き込み可能な一時メモリのRAM12
を有し、ROM11には後述のデータテーブル13が格納さ
れ、RAM12は入力バツフア14、プリントバツフア15等の
ワーキング用として動作する。ROM11内のデータテーブ
ル13は第７図に示すように、印字ハンマ装置35のコイル
電流に対応した電圧Vnを時間的経過順に格納しコイル電
流波形を適正な状態に制御するための基準電圧を格納し
たものであり、時間経過と共に徐々に低下する電圧デー
タが各々の活字毎に、例えば活字の印字面積に応じて各
電圧データが変わるように格納される。またこれらの各
電圧データVn毎に、その最大継続時間を示す制御時間デ
ータTmaxが合せて格納され、印字ハンマ装置35のコイル
１に特定の電流が流れたままとなることを防止してい
る。RAM12内の入力バツフア14には、キーボード18のキ
ー操作やインターフエイス19を介して外部機器から入力
されたデータが一時記憶される。プリントバツフア15
は、入力バツフア14に記憶されたデータが、キヤリツジ
30の移行、印字用紙38の送り、活字ホイール33を回転す
る選字、印字ハンマ装置35の駆動等の印字動作に適する
ように再編成されて一時記憶される。CPU5と、キーボー
ド18、インターフエイス19及び後述する各ドライバ20、
22、25、28、31、駆動回路34とは、それぞれ入出力ポー
ト16を介して接続され、データ信号の入出力が行われ
る。なお、CPU5にはアナログ入力信号をデジタル信号に
変換するアナログデジタル変換器（以下A/D変換器とい
う）４が内蔵され、後述する印字ハンマ駆動用の駆動回
路34から入力されるコイル電流に対応した検出電圧は、
このA/D変換器４によりデジタル値に変換され処理され
る。また、CPU5、ROM11、RAM12、入出力ポート16の各ユ
ニツトはデータバス17により接続され、相互にデータの
伝送が行なわれる。この電子式タイプライターのリボン
リフト機構36はドライバ20により駆動制御されるステツ
プモータ21により駆動され、リボン送り機構24はドライ
バ22により駆動制御されるステツプモータ23により駆動
される。さらに、印字用紙38を送る用紙送り機構27はド
ライバ25により制御されるステツプモータ26によつて駆
動され、活字ホイール33、印字ハンマ装置35及びリボン
37を搭載したキヤリツジ30はドライバ28によつて制御さ
れるステツプモータ29により印字行方向に駆動される。
また、その印字ホイール33はドライバ31によつて制御さ
れるステツプモータ32により駆動され、印字ハンマ装置
35は駆動回路34により駆動される。

この駆動回路34は第５図に示すように、入出力ポート16
から出力されるパルス制御信号に応じてトランジスタTr
（スイツチング素子）をオンオフさせ、印字ハンマ装置
35のコイル１に流れる電流を制御するように構成され、
さらに、コイル１と直列に電流検出用の抵抗３を接続
し、コイル電流に応じた電圧を入出力ポート16に送るよ
うに接続される。なお、トランジスタTrのコレクタには
逆電流からトランジスタTrを保護するフライホイールダ
イオードＤが接続される。

印字ハンマ装置35は第４図に示すように、ハウジング40
内にプランジヤ形の印字ハンマ２を軸受41と42により摺
動可能に支持し、印字ハンマ２の外周におけるハウジン
グ40内に励磁用のコイル１が配置され、印字ハンマ２の
一部にはこれを引き戻す方向に付勢するコイルばね43が
外嵌され、コイル１に通電すると、印字ハンマ２がコイ
ルばね43の力に抗して所定の長さだけ飛び出る構造であ
る。

上記構造の印字ハンマ装置35は第３図に示すように、タ
イプライターにおけるキヤリツジ30上の活字ホイール33
の上部に対向した印字位置に設置され、プラテン44上の
印字用紙38にリボン37を介し印字位置にある活字ホイー
ル33の活字を叩打し、印字を行なうように構成される。

このような電子式タイプライターでは、キーボード18又
はインターフエイス19を介して入力されるデータに応じ
て、CPU10が実行する印字制御処理により活字ホイール3
3を回し、リボン１をリフト及び歩進させ、印字ハンマ
装置35を駆動して印字ハンマ２により活字ホイール33の
活字を叩打し、印字動作が行なわれる。ここではすでに
公知となつているリボンソフト機構36、リボン送り機構
24、用紙送り機構27、キヤリツジ、活字ホイール33など
の動作は省略し、本発明の特徴である印字ハンマの制御
動作を、第６図のフローチヤートに基づき説明する。

この処理ルーチンに入ると、先ず、ステツプ110を実行
し、キーボード18のキー操作等による印字指令があつた
か否かを判定する。ここで、印字指令がない場合にはこ
のステツプ110の処理を繰り返し、印字指令があつた場
合は、ステツプ120に進む。ステツプ120では印字指令さ
れた文字等の印字素子を印字位置に移動させるべく、ド
ライバ31に制御信号を送りステツプモータ32を駆動して
活字ホイール33を回転させて選字を行なう。次に、ステ
ツプ130では印紙指令された文字のデータを格納したROM
11内の絶対アドレスをカウンタにセツトし、次のステツ
プ140では、第７図のデータテーブルに示すように各々
の活字について時間毎に設定される電圧データVnの番号
を指定する読出カウンタの値Crを「１」にセツトする。
そして、ステツプ150に進み、入出力ポート16から駆動
回路34に高レベル信号を出力して出力オンすると共に、
この印字ハンマ装置35の駆動時間をカウントするタイマ
ーをスタートさせる。次に、ステツプ160では指定され
た文字等について読出カウンタで指定した１番の電圧デ
ータV₁をデータテーブル13から読み出してCPU10内の電
圧レジスタに入れ、続いて、ステツプ170にて電圧デー
タV₁に付された最大制御時間を示す制御時間データT₁を
データテーブル13から読み出し、CPU10内の時間レジス
タに入れる。

さらに、ステツプ180に進み、印字ハンマ装置35にコイ
ル１の電流に対応した電圧、つまり駆動回路34の抵抗３
にかかる電圧を入出力ポート16からCPU10のA/D変換器４
に入れてデジタル値に変換し、この検出電圧Viがステツ
プ160で電圧レジスタに入れた電圧データV₁以上か否か
を判定し、コイル電流に対応した検出電圧Viが基準電圧
である電圧データV₁以上になつたときにはステツプ190
に進み、入出力ポート16から駆動回路34に印加していた
高レベル信号を低レベルに落し出力をオフする。ステツ
プ150で駆動回路34への出力信号Psをオンした後、ステ
ツプ190でこれをオフする間、第８図に示すように、コ
イル電流Ilは零から最大値まで上昇することになる。一
方、ステツプ180にて検出電圧Viが電圧データV₁未満の
ときには次にステツプ270に進み、ステツプ150でスター
トさせたタイマーのカウント値Tiが時間レジスタ内の制
御時間データT₁以上か否かを判定し、制御時間データT₁
になるまでは再びステツプ180に戻り、検出電圧Viが電
圧データV₁となるまで、或はタイマー時間Tiが制限時間
T₁になるまではステツプ180と270を繰り返して実行す
る。そして、タイマー時間Tiに達しても検出電圧Viが電
圧データV₁に達しない場合には、次に、ステツプ280に
進み、何らかの故障が発生したものとして、エラー表示
を行ない、この処理を終了する。

一方、ステツプ190で入出力ポートからの出力信号Psを
オフした場合、次にステツプ200に進み、読出カウンタ
の値Crが最終値か否かを判定し、最終値でなければ、次
にステツプ210に進み、読出カウンタの値Crに１を加え
てCrを２とし、データテーブル13内の次の電圧データV₂
と制限時間データT₂を読み出すようにする。そして、ス
テツプ220で次の電圧データV₂を、ステツプ230で制限時
間データT₂をデータテーブル13から読み出し、次にステ
ツ240に進み、駆動回路34の抵抗３にかかる電圧を入出
力ポート16からCPU10内のA/D変換器４に入力してこれを
デジタル値に変換し、この検出電圧Viが電圧データV₂以
下か否かを判定する。そして、上記ステツプ190で出力
信号Psをオフし、トランジスタTrを遮断することにより
コイル１の電流Ilが徐々に低下するが、検出電圧Viが電
津データV₂以下になるまではステツプ290に進み、タイ
マー時間Tiが制限時間T₂以上か否かを判定し、ステツプ
240と290を繰り返す。そして、検出電圧Viが電圧データ
V₂以下に低下したとき、次に、ステツプ240からステツ
プ250に進み、再び出力信号Psを高レベルにして出力を
オンし、これにより駆動回路34のトランジスタTrが導通
し、コイル１の電流Ilが再び上昇する。一方、ステツプ
290で、タイマー時間Tiが制限時間T₂以上になつた場
合、何らかの故障が発生したものとして次にステツプ28
0にジヤンプし、エラー表示を行つた後、この処理を終
了する。

ステツプ250で出力信号Psをオンした後、ステツプ260に
て再び読出カウンタの値Crに「１」を加え、Crを３とす
る。次に、再びステツプ160に戻つて電圧データV₃を読
み出すと共に、ステツプ170で制限時間データT₃を読み
出す。そして、上記と同様にステツプ180に進み、検出
電圧Viが電圧データV₃以上か否かを判定し、ステツプ25
0で出力信号Psをオンしコイル電流Ilの増加による抵抗
３により検出電圧ViがV₃以上に上昇したとき、再びステ
ツプ190にて出力信号Psをオフする。これによつて、コ
イル電流Ilは再び徐々に低下し、その後、ステツプ200
〜ステツプ250が実行され再び出力信号Psがオンするよ
うに、出力信号Psのオンオフが繰り返され、データテー
ブル13に格納した電圧データVnが次第に低下するように
設定されていることから、コイル電流Ilは第８図に示す
如く鋸歯状を呈しながら徐々に低下し、読出カウンタの
値Crがデータテーブル13上の最終値となつたとき、ステ
ツプ190にて出力信号Psをオフした後、ステツプ200にて
Crが最終値と判定し、この処理を終了する。このように
コイル電流Ilが低下してから出力信号Psが完全にオフす
るためこの後、コイル電流Ilはすぐに零となり、コイル
１内の残留磁気によつて流れる出力オフ後の電流は小さ
く流れる時間も短いため、印字ハンマ装置35の固体差に
よる印字ハンマの動作性能のばらつきは小さくなる。

印字ハンマ装置35における印字ハンマ２は上記のような
コイル１への通電制御により前方へ押し出されるが、上
述のように、コイル電流にIlが電流波形の前半部で高
く、後半部にかけて次第に減少させるように制御するこ
とによつて、印字ハンマ２を動かす際、最も大きいエネ
ルギーを必要とする移動初期に充分な駆動エネルギーを
印字ハンマ２に与えることができ、合理的に効率良く印
字ハンマ２を駆動することができる。そして、前方へ押
し出された印字ハンマ２は印字位置にある活字ホイール
33の活字を叩打した後、コイルばねのばね力により内部
に引き戻される。また、コイル電流による印字ハンマの
加速時間は例えば2ms〜5msであるが、残留磁気によるコ
イル電流Ilが小さいために印字ハンマ２の戻りも素速く
行なわれ、印字速度を速くすることも可能である。

なお、上記の実施例ではデータテーブル内に適正に変化
するコイル電流に対応した基準となる電圧データを予め
格納し、これらのデータを順に読み出してコイル電流を
制御したが、データテーブルの代わりに演算式により徐
々に変化する電圧データを求めコイル電流の制御に使用
かることもできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の印字ハンマ駆動制御装置
によれば、コイル電流を、従来のような定電流制御では
なく、前半部で高く後半部にかけて減少させるような合
理的な電流波形で制御することかできるため、出力オフ
後のコイルの残留磁気によるコイル電流を小さくするこ
とができ、これによつて印字ハンマの戻り時間を短縮で
き、印字速度をあげることが可能となる。また、出力オ
フ時に必然的に生ずる残留磁気によるコイル電流が少な
く短くなるため、印字ハンマ装置の固体差による動作性
能のばらつきが少なくなり、製品毎の印字エネルギーを
安定させることができる。さらに、CPU内蔵のA/D変換器
によりコイル電流に対応した検出電圧をデジタル値に変
換しCPUにより処理するため、部品の固体差による精度
のばらつきの大きいコンパレータやツエナーダイオード
等によるその基準電圧発生回路を使用せずにすむことか
ら、製品毎における印字ハンマ装置の動作のばらつきを
少なくすることができる。また、A/D変換器はCPUに内蔵
されているため、コストの上昇を極めて低く抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図〜第８図は本
発明の実施例を示し、第２図は電子式タイプライターの
ブロツク図、第３図はキヤリツジ上の印字ハンマ装置の
概略配置図、第４図は印字ハンマ装置の断面図、第５図
は駆動回路の回路図、第６図は印字ハンマの制御動作を
しめすフローチヤート、第７図はデータテーブルの状態
図、第８図は出力信号、コイル電流等の波形図、第９図
は従来のコイル電流の波形図である。 １…コイル、 ２…印字ハンマ、 ３…抵抗、 ４…A/D変換器（アナログデジタル変換器） ５…CPU（中央処理装置）、 ６…スイツチング素子、 ７…制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルへの通電によつて発生する磁界によ
   り印字ハンマを駆動する印字装置の印字ハンマ駆動制御
   装置において、 前記コイルに流れる電流を対応する電圧に変換するため
   の抵抗と、 該抵抗の電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル
   変換器を内蔵した中央処理装置と を備え、 前記中央処理装置は前記アナログデジタル変換器にてデ
   ジタル化された前記電圧のデジタル値に基づいて前記コ
   イルへの通電をスイツチングするスイツチング素子を制
   御する制御手段を有することを特徴とする印字ハンマ駆
   動制御装置。