JPS6018552B2 - 印刷ヘツド駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印刷ヘッドの機械的な走査により逐次印字する
印刷装置において、上記印刷ヘッドの駆動制御を行う印
刷ヘッド駆動装置に関する。

たとえば印刷ヘッドを記録紙の紙面上を横切るように駆
動させながら記録紙にドットマトリクス状の画素形で文
字を印字記録する印刷装置として、たとえばワイヤープ
リンタが一般に知られている。このような装置では、Ｍ
行Ｎ列に配列されたワイヤもしくは鉛直線上にＮ列に配
列された複数のワイヤとこれらをそれぞれ駆動する複数
のソレノィドからなる印字機構を備えた印刷ヘッドを、
それに固着したワイヤまたはベルトを使用してモータの
回転力を直線運動に変換し、紙面を横切って紙面に平行
に配置された案内面に沿って往復運動するように駆動し
ている。一般には、負荷変動があっても速度変動がない
同期モータなどを常時回転させておき、これとクラッチ
を絹合せて印刷ヘッドを駆動している。そして、１行分
印字した後あるいは印字動作の途中に印刷ヘッドをその
始動位置まで復帰させる場合、クラッチを断って復帰ば
ねで強制的に行うようにしている。しかしながら、この
ような従来の方法では、クラッ升こよってモータの動力
伝達制御を行っているので、印刷ヘッドのステップ的運
動ができず、よってキーボードで打鍵印字するには不適
であり、計算機などからの情報を記録する場合には１行
分のバッファメモリを必要とする。また、印扇ヘッドの
復帰を復帰‘まねで行っているので常に定の位置に印刷
ヘッドを停止できず、停止の際はダンパなどの緩衝停止
菱鷹が必要となる。さらに、クラッチの立上りにより印
刷ヘッドが等速になるまである時間を必要とするため、
等速になる位置または時間を検出してそこから印字を開
始しなければならない。このため、印刷ヘッドの位鷹検
出器（リミットスイッチなど）が必要であるとともに、
印刷ヘッドの動作に無駄があり、常に安定した高速印字
ができない。本発明は上記事憎に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、印刷ヘッドの動作に無駄が
なく常に安定した高速印字が行え、しかも印刷ヘッドの
停止位置は常に一定で印字位贋を揃えることができると
ともに、印刷ヘッドの復帰時間を考慮した平均的な印字
速度の向上が計れ、さらに鮮明な文字を印字できる印刷
ヘッド駆動装置を提供しようとするものである。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図において、１は回転方向、回転量および回転速度
が制御可能なパルスモータであり、このモータ１の回転
軸には巻取りドラム２が直結され、このドラム２にはモ
ータ１の回転力を印刷ヘッドの往復運動に変換すべ〈ワ
イヤ３が適当な回数巻回されている。

また、このワイヤ３は案内論４，５を介して途中の部分
が印刷ヘッド６に固着されている。この印刷ヘッド６は
、案内榛７に沿って図中矢印ａの方向に摺動自在に設け
られている。なお、上記印刷ヘッド６には、たとえば鉛
直線上に１列に配列された７本のワイヤとこれらをそれ
ぞれ駆動する７個のソレノイドからなる印字機構（図示
しない）を備えており、この印字機構が紙面を横切って
走査することによってドットマトリクス状の画素形文字
を印字記録するものである。このような構成においてモ
ータ１が回転すると、その回転力は印刷ヘッド６の直線
往復運動に変換される。かくして、印刷ヘッド６は、案
内棒７に沿って記録紙８の紙面上を横切るように走査し
ながら、上記ソレノィドを駆動してワイヤの突出をリボ
ン（図示しない）を介して紙面に打印し、ドットマトリ
クス状の画素形文字を印字記録する。次に、制御回路を
第２図によって説明する。

第２図において、入力ライン１１はたとえば母子計算機
に接続されており、計算機からの文字信号を受けたり、
計算機との間に制御信号の送受を行う複数の信号線から
構成されている。この入力ライン１１を経て送られてく
る文字信号はキャラクタデコーダ１２に印加され、この
デコーダ１２によってキャラクタゼネレータ１３に対応
する所定のドットマトリクスの文字パタ−ンを選択する
ためのコード信号Ｐ，〜Ｐ６に変換され、キャラクタゼ
ネレータ１３に印加される。このキヤラクタゼネレータ
１３は、文字をたとえば５×７などのセグメントに分割
してドットの有無を固定記憶させてあり、印字しようと
する文字信号に対してドットマトリクスの行または列ご
とに時間的に選択して文字の画素信号（ワイヤ駆動信号
となる）Ｇ，〜Ｇ７を出力する。ロウカウンタ１４は、
後述する発振器１７から出力されるパルスに応じて動作
し、たとえば７ステップのステップパルスＳ，〜Ｓ７を
出力するもので、そのステップパルスＳ，〜Ｓ７を上記
キヤラクタゼネレータ１３に印加し、そのステップパル
スＳ，〜Ｓ７に応じてドットマトリクスの出力すべきロ
ウ（列）を選択する。このようにして、時間的に選択さ
れて文字の画素信号Ｇ，〜Ｇ７は次の印字機構駆動回路
１５に印放され、ここで整形増幅されたのち印刷ヘッド
６の印字機構のソレノィド‘こ加えられ、ワイヤを駆動
して印刷情報に応じた文字を印字する。なお、上記ロウ
カウンタ１４から出力されるステップパルスＳ，〜Ｓ７
と文字の画素信号Ｇ．〜Ｇ７との時間的な関係（つまり
印字のタイミング）は第３図に示すようになる。一方、
前記入力ライン１１からの制御信号は制御回路１６に印
加され、この制御回路１６によって発振周波数（つまり
周期）が変化可能なパルス発振器１７およびモータ駆動
回路１８がそれぞれ制御される。

上記発振器１７の出力は、前記ロウカウンタ１４および
上記モータ駆動回路１８にそれぞれ印加され、ロウカウ
ンタ１４の駆動パルスとパルスモータ１の駆動パルスと
を共用している。このようにすれば、文字パターンの発
生とパルスモータの動作とが同期する。すなわち、印字
横の印字動作と印刷ヘッド６の動作とを同期ごせている
。なお、印字周期とパルスモータ１のステップ周期との
比は、１：１または１：ｎ（ｎは整数）にとる。かくし
て、前記印字機構駆動回路１５は、上記発振器１７から
出力されるパルスに応じて印字機構を駆動し、また上記
モータ駆動回路１８は、上記発振器１７から也力される
パルスに応じて前記パルスモータ１を駆動するとともに
、上記制御回路１６からヘッド復帰指令信号が印加され
ると前記パルスモータ１を反転（逆回転）させる。可逆
カウンタ（アップダウンカウンタ）１９は印字桁数を計
数し、印刷ヘッド６の復帰の際、復帰速度変更のタイミ
ングを与えるものである。すなわち、印字動作のときは
前記ロウカゥンタ１４の出力を入力として印字文字数を
加算計数し、印刷ヘッド６の復帰のときはその復帰動作
に応じてその内容を減算計数する。そして、計数内容が
あらかじめ設定された値になったとき信号を出力するカ
ウンタである。このカウンタ１９の出力信号は前記制御
回路１６に印加され、上記カウンタ１９から信号が出力
されたとき制御回路１６によって発振器１７の発振周波
数を制御するようになっている。次に、前記パルス発振
器１７を詳細に説明する。

この発振器１７は、たとえば第４図に示すように、ＮＰ
Ｎ形トランジスタ２１，２２を主体に構成した非安定マ
ルチパイプレータ回路２３、オープンコレクタ形のィン
バータ回路２４、抵抗２５，２６およびコンデンサ２７
からなるＣＲ時定数回路２８から構成している。なお、
２９は制御回路１６から制御信号が印加される入力端子
で、通常は制御回路１６によって“１”信号（ハィレベ
ル）に保たれているが、制御回路１６にヘッド復帰指令
信号が印加されると“０”信号（ローレベル）となり、
可逆カウンタ１９から制御回路１６に信号が印加される
と再び“１”信号となる。３０は前記トランジスタ２２
のベース電位を変化させて発振動作あるいは停止させる
ための制御信号が制御回路１６から印放される入力端子
で、印字しないときつまり制御回路１６にヘッド駆動指
令信号が印加されていないときはＰ点の電位より低く保
たれ、印字するときつまり制御回路１６にヘッド駆動指
令信号が印加されるＰ点の電位より高く保たれる。

また、３１．３２は電源＋Ｅ，，−Ｅ２がそれぞれ印加
される亀濠端子、３３はクロックパルスが出力される出
力端子である。また、３４１，３４２ は非安定マルチ
パイプレータ回路２３のＣＲ時定数回路であり、抵抗Ｒ
とコンデンサＣとで礎成されている。このような構成に
おいて、たとえば今、制御回 ．路１６にヘッド駆動指
令信号が印加されていないものとする、この場合は入力
端子３０がＰ点の鰭位より低くなっており、一方入力端
子２９は“１”信号となり、ィ・ンバー夕回路２４がオ
ン状態になっているのでＰ点の爵位は略装地電位（略宅
ボルト）となっている。

したがって発振動作しない。しかして今、制御回路１６
に入力ライン１１を経てヘッド駆動指令信号が印加され
ると、入力端子３０がＰ点の電位より高くなるので所定
の周波数で発振動作を開始する。したがって、モータ駆
動回路１８は発振器１７から出力されるパルスに応じて
パルスモー夕１を駆動する。これにより印刷ヘッド６が
駆動され、印字動作を行う。このときつまり印字動作の
際は可逆カウンタ１９が動作し、印字文字数つまり印字
桁数を加算計数する。しかして、制御回路１６に入力ラ
イン１１を経てヘッド復帰指令信号が印加されると、モ
ータ駆動回路１８によってパルスモータ１が反転（逆回
転）されるとともに、入力端子２９が“０”信号となる
のでィンバータ回路２４はオフ状態となる。

こうなると、Ｐ点の電位は接地鰭位（略零ボルト）から
ＣＲ時定数回路２８の時定数でもつて電源十Ｅ，に向っ
て徐々に上昇する。一般に、非安定マルチパイプレータ
回路の発振周波数は、Ｐ点の電位をＥｂ、電源端子３２
の電位をＥｅ、自然対数をｌｎとすれ‘まｌｎ（十Ｅ蚕
害毒）の逆数に比例するので、Ｐ点の電位が上昇すれば
それに応じて発振周波数が徐々に高くなる。したがって
、この発振器１７の出力を駆動パルスとしているパルス
モータ１の回転速度は徐々に上昇し、印刷ヘッド６の復
帰速度が速くなる。印刷ヘッド６が復帰動作に入いると
、可逆カウンタ１９はその内容を減算計数し、その内容
が設定値に達すると信号を出力し、その出力信号が制御
回路１６に印加される。こうなると、入力端子２９が“
１”信号になるのでィンバータ回路２４はオン状態とな
り、Ｐ点の電位はＣＲ時定数回燐２８の時定数でもつて
接地電位に向って徐々に下降する。したがって、発振周
波数は徐々に低下し、印刷ヘッド６の速度が徐々に遅く
なる。そして、上記周波数がパルスモータ１の自起動周
波数以下になってから制御。路１６にヘッド復帰指令信
号が印加され、発振１７の動作が停止する。したがって
、印刷ヘッド６はその始動位置に復帰停止する。以上の
動作説明における発振器１７の発振周、数変化の様子を
示すと第５図のようになる。

図Ｆ，は印字動作中における周波数であり、これはパル
スモータ１の自起動周波数より低く選び、またＦ２は復
帰動作中における周波数であり、これはパルスモータ１
の最高応答周波数よりやや低い値になるように選定する
。このようにすれば、パルスモータ１の脱調などを生ず
ることなく、印刷ヘッド６の合理的な速度制御ができ、
印刷ヘッド６の停止位置は常に一定で印字位置を揃える
ことができるとともに、印刷ヘッド６の復帰時間を考慮
した平均的な印字速度の向上が計れる。以上説明したよ
うに上記実施例によれば、印刷ヘッドの駆動にパルスモ
ータを使用しているので、印刷ヘッドのステップ的運動
が可能となり、よってキーボードなどで打鍵印字するに
適したものとなり、計算機などからの情報を印字記録す
る場合、１行分のバッファメモリが不要となる。

また、印刷ヘッドの動作制御を鰭子的に行っているので
、従来のように印刷ヘッドの位置検出器（リミットスイ
ッチなど）を用いる必要がなく、かつ印刷ヘッドの動作
に無駄がなくなり、よって常に安定した高速印字を行う
ことができるとともに、印刷ヘッドを任意の位置から迅
速に復帰させることができる。さらに、１つの発振器に
より印字動作と印刷ヘッドの走査の動作とを同期させて
いるので、印字の行方向への伸び縮みがなく、常に一定
である。また、印刷ヘッドの復帰制御に復帰ばねなどを
使用せず、電子的に行っているので、菱鷹が簡素化され
るとともに、印字速度、信頼性、耐久性の向上をも計る
ことができる。

また、可逆カウンタによって印字桁数を可逆計数し、そ
の出力で復帰動作中の印刷ヘッドを減速させてから印刷
ヘッドを復帰停止させているので、常に一定の位置に印
刷ヘッドを停止させることができ、印字舷鷹を揃えるこ
とができるとともに、復帰停止時の衝撃を非常に小さく
することができ、緩衝停止装置などが不要となるので、
装置の簡素化およびコストの低下を計ることができる。
また、可逆カウンタによって印字桁数を可逆計数するこ
とにより、印刷ヘッドの復帰制御を行っているので、前
記したように印刷ヘッドの位置検出器および復帰ばねな
どが不要になることは勿論、上記可逆カウンタによって
印字桁数を簡単に表示できる。

一般に、この種の印刷装置においては印字桁数を表示す
るようになっており、そのための専用の桁表示カウンタ
あるいは桁表示装置を必要としているが、そのようなも
のを格別に設ける必要はない。また、発振器の発振周波
数を可変制御するものであるから、きわめて簡単な構成
で発振器の発振周波数を第５図のように容易に可変制御
できる。これにより、パルスモータの脱調などを生ずる
ことなく、印刷ヘッドの合理的な速度制御ができ、印刷
ヘッドの停止位置は常に一定で印字位置を揃えることが
できるとともに、印刷ヘッドの復帰時間を考慮した平均
的な印字速度の向上が計れるものである。さらに、ロウ
カウンタ１４（キヤラクタゼネレータ１３）の駆動パル
スとパルスモータ１の駆動パルスとを共用することによ
り、文字パターンの発生とパルスモータ１の動作とを同
期させ、印字機構の印字動作と印字ヘッド６の動作とを
同期させているので、鮮明な文字を印字することができ
る。

なお、前記実施例では、パルス発振器として非安定マル
チパイプレータ回路を用いたが、これに限らず他の回路
によるものであってもよい。

また、パルス発振器の発振周波数を第５図のように印刷
ヘッドの復帰開始時および復帰停止時にそれぞれ可変制
御したが、これに限らずたとえば印刷ヘッドの駆動時（
始動時）にも可変制御してもよい。また、ワイヤープリ
ンタに実施した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、たとえばインクジェットプリンタ、
放電破壊記録印刷装置および感熱プリンタなど、印字機
構を備えた印刷ヘッドの機械的な走査により逐次印字を
行う印刷装置であれば実施可能なことは勿論である。ま
た、前記実施例では、発振器の電源電圧をＣＲ時定数回
路によって制御することにより発振周波数を可変制御す
るようにしたが、これに限らずたとえば非安定マルチパ
イプレータ回路の時定数をＣＲ時定数回路によって制御
することにより発振周波数を可変制御するようにしても
よい。

すなわち、たとえば非安定マルチパイプレータ回路２３
のＣＲ時定数回路３４，．３４２を総成する抵抗Ｒに抵
抗を介してトランジスタを並列に接続し、このトランジ
スタのベース電圧をＣＲ時定数回路２８の出力で制御す
ることにより、上記抵抗Ｒの抵抗値を徐々に可変制御す
るものである。この場合、Ｐ点からＣＲ時定数回略２８
を切離し、Ｐ点に一定の電源電圧を印加しておく。以上
詳述したように本発明によれば、印刷ヘッドの動作に無
駄がなく常に安定した高速印字が行え、しかも印刷ヘッ
ドの停止位底は常に一定で印字位置を揃えることができ
るとともに、印刷へツドの復帰時間を考慮した平均的な
印字速度の向上が計れ、さらに鮮明な文字を印字できる
印刷ヘッド駆動装直を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は印刷ヘ
ッド部分を千隣略的に示す斜視図、第２図は制御回路の
ブロック線図、第３図は印字タイミングを示すタイムチ
ャート、第４図はパルス発振器の構成図、第５図はパル
ス発振器の発振周波数の変化状態を示す図である。 １…・心ぐルスモータ、６……印刷ヘッド、１５・…・
・印字機構駆動回路、１６・・・・・・制御回路、１７
…・・・パルス発振器、１８・…・・モータ駆動回路、
１９１・・・・・可逆カウンタ、２８・・・・・・ＣＲ
時定数回路。 第１図第２図 第５図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 印字機構を備えた印刷ヘツドの機械的な走査により
   逐次印字する印刷装置において、前記印刷ヘツドを駆動
   するパルスモータと、周期が変化可能なパルス発生手段
   と、このパルス発生手段から出力されるパルスに応じて
   前記パルスモータを駆動するとともに、ヘツド復帰指令
   信号が印加されたとき前記パルスモータを反転させるモ
   ータ駆動回路と、前記パルス発生手段から出力されるパ
   ルスを計数し１／Ｓの出力を発生するロウカウンタと、
   このロウカウンタの出力に同期して駆動され文字パター
   ンを発生するキヤラクタゼネレータと、前記印刷ヘツド
   の駆動に応じて前記ロウカウンタからの１／Ｓの出力を
   可逆計数することにより印刷ヘツドの位置を検出する可
   逆計数手段と、前記印刷ヘツドの少なくとも復帰停止時
   に前記可逆計数手段により所定の位置まで復帰したこと
   が検出されたことに基づいて前記パルス発生手段の周期
   を設定値まで徐々に可変制御する制御回路とを具備し、
   前記キヤラクタゼネレータからの文字パターンによつて
   前記印刷ヘツドにより文字を印字するようにしたことを
   特徴とする印刷ヘツド駆動装置。