JPH0126872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は多数の発熱素子が配列されたサーマル
ヘツドによつて印字を行う電池駆動のサーマルプ
リンタに関するものであり、特に、サーマルヘツ
ドをプラテンに沿つて往復移動させるステツプモ
ータの励磁方式の改善に関するものである。 従来技術 サーマルプリンタは、サーマルヘツドを印字用
紙に押圧し、プラテンに沿つて移動させつつサー
マルヘツドに配列された多数の発熱素子の所定の
ものを発熱させて印字を行うものであるが、この
サーマルプリンタにおいてサーマルヘツドが印字
を伴わないで一定量以上移動させられる際には、
サーマルヘツドの印字用紙に対する押圧を解除す
ることが従来から行われていた。 また、サーマルヘツドをプラテンに沿つて往復
移動させるための駆動モータとして、ステツプモ
ータを使用することも従来から行われていた。 しかしながら、従来は、印字用紙に押圧された
状態（以下、圧着状態という）のサーマルヘツド
を移動させる場合も印字用紙に対する押圧を解除
された状態（以下、解離状態という）のサーマル
ヘツドを移動させる場合もステツプモータは同じ
励磁方式で駆動されていた。解離状態のサーマル
ヘツドを移動させる際の負荷は圧着状態のサーマ
ルヘツドを移動させる際の負荷より小さいため、
ステツプモータの駆動力も小さくて済むにもかか
わらず、従来はステツプモータが同じ励磁方式で
励磁されて、同じ駆動力を発生し得るようにされ
ていたのであり、そのため解離状態のサーマルヘ
ツドの移動速度が低く抑えられ、また、電池の寿
命が短く制限される欠点があつた。 発明の目的 本発明はこの事実の発見に基づいて為されたも
のであり、圧着状態のサーマルヘツドを移動させ
る場合と解離状態のサーマルヘツドを移動させる
場合とでステツプモータの励磁方式を変えること
によつて、解離状態のサーマルヘツドを移動させ
る際、従来より高い速度が得られ、かつ、電池寿
命を延長させ得るサーマルプリンタを提供するこ
とを目的として為されたものである。 発明の構成 本発明は上記の目的を達成するために、(a)多数
の発熱素子が配列されたサーマルヘツドと、(b)印
字用紙を支持するプラテンと、(c)サーマルヘツド
をプラテンに沿つて往復駆動する駆動モータと、
(d)印字時は印字用紙にサーマルヘツドを押圧し、
サーマルヘツドが印字を伴わないで予め定められ
た一定量以上移動させられる際はサーマルヘツド
の印字用紙に対する押圧を解除するヘツド圧着解
離手段とを有する電池駆動のサーマルプリンタに
おいて、前記駆動モータをステツプモータにより
構成し、かつ、そのステツプモータの励磁方式を
印字時は２相励磁に、また、サーマルヘツドの印
字用紙に対する押圧解除状態の移動に際しては１
−２相励磁に切り替える励磁方式切替手段を設け
たことを特徴とするものである。 発明の効果 例えば４相のステツプモータを同じ速度で作動
させる場合、１−２相励磁の消費電力は２相励磁
の消費電力の約４分の３で済み、従来のように解
離状態のヘツドを移動させる際にも２相励磁を行
う場合に比較して消費電力が少なくて済むことと
なり、電池の寿命がそれだけ延長されることとな
る。４相のステツプモータを１−２相励磁と２相
励磁とにより同一速度で作動させる場合には、そ
れぞれ第５図の上段と下段とに示すタイムチヤー
トに従つてステツプモータに電流を供給するので
あるが、この際、２相励磁の１サイクルはAB、
Ｂ、、Ａであり、１−２相励磁の１サイ
クルはAB、Ｂ、Ｂ、、、、Ａ、Ａ
であつて、両励磁方式によつてステツプモータを
同一速度で作動させるためには、上記各１サイク
ルを同一時間で終了させることが必要である。こ
の場合第５図から明らかなように、２相励磁にお
いては１サイクル中にＡ相、Ｂ相、相、相の
４相に電流が供給される時間の総和は８単位時間
（１単位時間は第５図において互いに隣接する縦
の細線の間隔に対応する時間である）のに対し、
１−２相励磁においては６単位時間であつて、１
−２相励磁の消費電力は２相励磁の消費電力の約
４分の３で済むこととなるのである。勿論、通常
のステツプモータにおいては、１−２相励磁され
る場合は２相励磁される場合より発生し得る駆動
力が低下することとなるが、解離状態のヘツドを
移動させる場合の負荷も小さいため、ヘツドは１
−２相励磁で支障なく移動させられるのである。 また、電池は一定時間に得られる電流量が制限
されるものであるため、一定時間に行い得る仕事
量も制限されることとなる。しかるに、前述のよ
うに解離した状態のサーマルヘツドを移動させる
場合の負荷は圧着状態のサーマルヘツドを移動さ
せる場合に比較して小さいため、両者において一
定時間に行われる仕事量を同一とすれば、サーマ
ルヘツドが解離状態にある状態では圧着状態にあ
る状態より高速でサーマルヘツドを移動させるこ
とができることとなる。したがつて、改行等、キ
ヤリツジを長距離移動させる場合の速度を増大さ
せることができ、印字作業の能率を向上させるこ
とができる。 また、電池は使用に伴つて徐々に電圧が降下す
ることを避け得ず、また、大きな電力が消費され
る場合には一時的に電圧が降下することも避け得
ず、この一時的に降下した電圧が一定レベル以下
となればステツプモータに脱調が発生することと
なり、これによつて電池寿命が決まる。したがつ
て、改行時等のようにサーマルヘツドを高速で移
動させる必要がある場合に、本質的に消費電力が
少なくて済む１−２相励磁でステツプモータを駆
動すれば一時的な電圧降下を少なくすることがで
き、それによつてサーマルヘツドの移動速度を高
く設定しながら長い電池寿命を得ることができる
こととなる。 また、ステツプモータの中には、例えば高速パ
ーマネントマグネツト型モータのように、同一電
圧、同一速度で、１−２相励磁においても２相励
磁とほぼ等しい駆動力が得られる特性を持つもの
があるが、このようなステツプモータを電池で駆
動する場合には、前述のような一時的な電圧降下
を考慮すれば、２相励磁より１−２相励磁のほう
が高速で回転させることができ、改行時等におけ
るサーマルヘツドの移動速度を高く設定し得て印
字能率が向上し、かつ、消費電力が更に低減され
ることとなる。 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。 第１図は本発明の一実施例であるタイプライタ
の外観を示す図であるが、この図から明らかなよ
うに、タイプライタの前部にはキーボード１０が
設けられ、後部には印字機構部１１が設けられて
いる。キーボード１０には各種キーが配列される
とともに、一定数のキー入力データを表示し得る
液晶デイスプレイ１２が設けられている。また、
印字機構部１１には、長手板状のプラテン１４、
そのプラテン１４に沿つて移動するキヤリツジ１
６、そのキヤリツジ１６によつて支持されたサー
マルヘツド１８等が設けられている。このタイプ
ライタは乾電池を電源とするものであり、かつ、
小形、軽量に作られて携帯用とされている。 上記印字機構部１１を拡大して第２図に示す。
前記キヤリツジ１６は、プラテン１４に平行に配
設された断面形状が円形のガイドロツド２０およ
び長手板状のガイドプレート２２に支持されて、
プラテン１４に沿つて移動可能とされている。こ
のキヤリツジ１６は、タイミングベルト２４とタ
イミングプーリ２６とを介して４相のステツプモ
ータ２８によつて往復駆動されるようになつてい
る。 前記ガイドロツド２０には更にヘツドキヤリツ
ジ３０が相対回転可能に支持されるとともに、キ
ヤリツジ１６に一定間隔を隔てて設けられた２個
のアーム３２（一方のみ図示）の間に挟まれてお
り、プラテン１４の長手方向に関してはキヤリツ
ジ１６と一体的に移動するのであるが、ガイドロ
ツド２０のまわりにはキヤリツジ１６とは無関係
に回動し得るようにされている。このヘツドキヤ
リツジ３０に、多数の発熱素子が配列されたサー
マルヘツド１８が固定されている（正確には、第
２図に図示されているのはヘツドキヤリツジ３０
から上方へ延び出させられた放熱板であり、この
放熱板のプラテン１４に対向する面にサーマルヘ
ツド１８が固着されているのである）。ヘツドキ
ヤリツジ３０は更に、ガイドロツド２０の半径方
向外向きに、キヤリツジ１６の下方へ、かつ、キ
ヤリツジ１６にほぼ平行に延びる図示しないアー
ムを備えており、そのアームの下方にはプラテン
１４に平行に延びる長手形状の駆動板３３が配設
されていて、その駆動板３３の両端部に設けられ
た一対のアーム部がガイドロツド２０によつて回
動可能に支持されている。そして、この駆動板３
３の一端から突設された舌片がベルクランク３４
の一方のアームと係合可能とされている。ベルク
ランク３４は主フレーム３８に固定の短軸３６に
よつて回動可能に支持されており、このベルクラ
ンク３４の駆動板３３と係合する側とは反対側の
アームはソレノイド４０の出力ロツド４２に連結
されている。前記ヘツドキヤリツジ３０とベルク
ランク３４とはそれぞれ図示しないスプリングに
よつて共に第２図において時計方向へ回動するよ
うに付勢されているため、サーマルヘツド１８は
常にはプラテン１４から離れた解離状態にある
が、ソレノイド４０に電流が供給された場合に
は、ベルクランク３４および駆動板３３を介して
上記スプリングの付勢力に抗してプラテン１４に
押し付けられる圧着状態となるのであり、以上ヘ
ツドキヤリツジ３０、駆動板３３、ベルクランク
３４、ソレノイド４０、スプリング等によつてヘ
ツド圧着解離手段が構成されているのである。 プラテン１４の後方位置には印字用紙を案内す
るペーパーガイド４４が配設されており、このペ
ーパーガイド４４に案内されて挿入された印字用
紙は、一対の紙送りローラ４６，４８に挟まれて
プラテン１４とサーマルヘツド１８との間に供給
されるようになつている。５０は紙送りローラ４
６を駆動するためのステツプモータであり、５２
は紙送りローラ４６，４８を互いに離間した非作
用位置へ移動させるためのリリースレバーであ
る。 以上のような構造を有するタイプライタは、第
３図に示す制御回路によつて制御される。図から
明らかなように、前記キーボード１０はCPU（中
央処理装置）６０に接続されており、このCPU
６０にはROM（リードオンリメモリ）６２およ
びRAM（ランダムアクセスメモリ）６４が接続
されている。ROM６２には第４図のフローチヤ
ートで表されるプログラムを始め、タイプライタ
の作動を制御するためのプログラムが記憶されて
おり、RAM６４にはキーボード１０から入力さ
れたデータを一定文字数だけ一時的に記憶する入
力バツフアメモリ６６、３〜４頁の文書の印字デ
ータを記憶し得るテキストメモリ６８、正に印字
されるべきデータを一時的に記憶する印字バツフ
アメモリ７０を始め、サーマルヘツド１８をプラ
テン１４に沿つて移動させるために必要なキヤリ
ツジ１６の移動量を記憶する移動量レジスタ７
２、キヤリツジ１６を高速で移動させるべきこと
を示す高速フラグを記憶する高速フラグレジスタ
７４、ステツプモータ２８の回転方向を記憶する
回転方向レジスタ７６等の各種レジスタが設けら
れている。 CPU６０には更にヘツド圧着解離回路８０、
サーマルヘツド駆動回路８２、キヤリツジ駆動回
路８４およびデイスプレイコントローラ８５が接
続されている。ヘツド圧着解離駆動回路８０は前
記ソレノイド４０を励磁することによつてサーマ
ルヘツド１８をプラテン１４に圧着させ、消磁す
ることによつてプラテン１４から解離させるもの
であり、サーマルヘツド駆動回路８２は、印字バ
ツフアメモリ７０に記憶されているコードデータ
に基づいてCPU６０がROM６２から読み出した
パターンデータに基づいて、サーマルヘツド１８
の複数の発熱素子の所定のものを発熱させるもの
である。キヤリツジ駆動回路８４はサーマルヘツ
ド１８をプラテン１４に沿つて移動させるために
キヤリツジ１６を駆動するステツプモータ２８の
回転を制御するものであり、ステツプモータ２８
を１−２相励磁方式と２相励磁方式との両方で励
磁し得るように構成されている。また、デイスプ
レイコントローラ８５は液晶デイスプレイ１２に
キー入力されたデータを表示させるものである。 以上のように構成された本実施例のタイプライ
タは、キーボード１０に配設されたモード選択ス
イツチの切換えによつて、キーボード１０からの
キー入力と同時に印字を行うダイレクトプリント
モードと、キー入力されたデータが液晶デイスプ
レイ１２に表示されている間は印字が行われず、
タイプミスの訂正が行われた上、液晶デイスプレ
イ１２からオーバフローしたデータから順に印字
されるコレクシヨンプリントモードと、印字を伴
わないでキー入力されたデータが専らテキストメ
モリ６８にストアされるノンプリントモードとの
３つのモードに切替え可能なものであるが、それ
ぞれのモードにおける作動そのものは本発明の理
解に必要のないものであるため詳細な説明は省略
し、以下、ノンプリントモードでテキストメモリ
６８にストアされたデータがストア終了後、まと
めて印字される場合を例として、本発明に関連の
深い部分のみを第４図に示すフローチヤートに基
づいて説明する。 テキストメモリ６８に記憶されているデータが
CPU６０によつて順次読み出され、その読み出
されたデータに基づいてヘツド圧着解離駆動回路
８０、サーマルヘツド駆動回路８２、キヤリツジ
駆動回路８４および図示しない紙送り駆動回路が
制御されて印字が行われるのであるが、この際、
キヤリツジ駆動回路８４は第４図のフローチヤー
トで表されるプログラムに従つて制御される。 まず、ステツプS1においてテキストメモリ６
８から読み出されたデータが印字指令、改行指
令、タブ動作指令等のようにステツプモータ２８
の回転を伴う指令のデータであるか否かの判定が
行われ、判定の結果がYESであればステップS2
においてそのデータが印字指令のデータであるか
否かの判定が行われる。判定の結果がYESであ
ればステツプS3が実行されて、移動量レジスタ
７２に予め定められている１文字分の移動量がス
トアされる。また、ステツプS2の判定の結果が
NOであれば、すなわちデータが改行指令あるい
はタブ動作指令であつた場合には、ステツプS4
においてその指令を実行するために必要なサーマ
ルヘツド１８の移動量が計算され、その計算結果
が移動量レジスタ７２にストアされる。 上記ステツプS4でセツトされたヘツド移動量
が予め定められている基準量より大きい否かがス
テツプS5において判定され、基準量より大きけ
ればステツプS6において高速フラグがセツトさ
れる。すなわち、高速フラグレジスタ７４の内容
が〔１〕とされるのである。これに対して、移動
量が基準量より小さい場合にはステツプS7にお
いて高速フラグがリセツト、すなわち高速フラグ
レジスタ７４の内容が

〔０〕とされる。勿論、ス
テツプS3においてセツトされる１文字分の移動
量は基準移動量より小さいため、この場合も高速
フラグはリセツトされる。 続いてステツプS8においてステツプモータ２
８の回転方向がセツトされる。すなわち、本タイ
プライタは正逆両方向に印字を行い得るようにさ
れており、改行時におけるサーマルヘツド１８の
移動量が最小となるように印字方向が決定される
ようになつているのであつて、このように決定さ
れた回転方向が回転方向レジスタ７６にストアさ
れるのである。次にステツプS9において高速フ
ラグがセツトされているか否かの判定が行われ、
セツトされていなければ、すなわちヘツドの移動
量が小さければステツプＳ１０が実行されて、ス
テツプモータ２８の励磁方式が２相励磁に切り替
えられる。一方、ヘツドの移動量が基準量より大
きく、高速フラグがセツトされていれば、ステツ
プS11が実行されてステツプモータ２８の励磁方
式が１−２相励磁に切り替えられる。すなわち、
ROM６２に記憶されている第１表のような２相
励磁用データと第２表のような１−２相励磁用デ
ータとの選択が行われるのである。なお、ステツ
プモータ２８の回転方向はそれぞれのデータの読
み出しの向きが逆にされることによつて逆転させ
られる。

【表】

【表】

【表】 以上の切替えが終わつたならば、ステツプS12
においてステツプモータ２８が２相励磁方式もし
くは１−２相励磁方式に対応した励磁相で励磁さ
れ、ステツプS13において２相励磁方式もしくは
１−２相励磁方式に応じたパルス幅だけその励磁
状態が維持され、ステツプS14においてその励磁
状態が終了させられる。１−２相励磁される場合
には２相励磁される場合に比較してステツプモー
タ２８が高速で回転するように各励磁方式におけ
るパルス幅が予め決定されており、そのパルス幅
分だけ励磁状態が維持されるのである。そして、
ステツプS15においてステツプS3もしくはS4にお
いて移動量レジスタ７２にセツトされた移動量だ
けヘツドが移動させられたか否かが判定され、移
動させられていなければプログラムの実行はステ
ツプS9へ戻り、以後、ステツプモータ２８は順
次異なる励磁相で励磁されて回転させられること
となる。そして、サーマルヘツド１８が移動量レ
ジスタ７２にストアされている量だけ移動させら
れた場合には、プログラムの実行はスタートへ戻
る。 以上の説明から明らかなように、本実施例のタ
イプライタにおいては、印字を伴うサーマルヘツ
ド１８の移動ならびに比較的短い距離の移動はス
テツプモータ２８の２相励磁で行われ、サーマル
ヘツド１８の比較的長い距離の移動は１−２相励
磁によつて行われるのであり、このような励磁方
式の切替えが印字データに基づいて自動的に行わ
れるのである。 なお、以上の説明はテキストメモリ６８に記憶
されているデータが順次読み出されて印字される
場合について行つたが、本実施例のタイプライタ
がダイレクトプリントモードあるいはコレクシヨ
ンプリントモードで使用される場合においても、
改行データ、タブ動作データ等がキー入力された
場合にサーマルヘツド１８の移動距離が長けれ
ば、ステツプモータ２８の励磁方式の切替えが行
われる。 以上、本発明が広義のプリンタに属するタイプ
ライタに適用された場合の一実施例を詳細に説明
したが、キーボードを備えず、外部から供給され
るデータを印字するのみの狭義のプリンタであつ
ても、サーマルヘツドを備え、かつ、電池で駆動
されるものであれば本発明を適用することが可能
であり、また、印字が一方向にのみ行われるサー
マルプリンタに本発明を適用することも可能であ
る。 その他、いちいち例示はしないが、印字機構部
や制御回路の構成ならびにステツプモータの励磁
方式を切り替えるためのプログラム等に当業者の
知識に基づいて種々の変形、改良を施した態様で
本発明を実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるサーマルヘツ
ドを備えたタイプライタの外観を示す斜視図であ
り、第２図はそのタイプライタの印字機構部のみ
を取り出して示す斜視図である。第３図は上記タ
イプライタの作動を制御する制御回路のブロツク
図であり、第４図はその制御回路のROMに記憶
されているプログラムの本発明に関連の深い部分
のみを取り出して示すフローチヤートである。第
５図は本発明によつて消費電力の節約が可能とな
る理由を説明するためのタイムチヤートである。 １０：キーボード、１４：プラテン、１６：キ
ヤリツジ、１８：サーマルヘツド、２８：ステツ
プモータ（駆動モータ）、３３：駆動板、ヘツド
圧着解離手段、３４：ベルクランク、ヘツド圧着
解離手段、３６：短軸、ヘツド圧着解離手段、４
０：ソレノイド、ヘツド圧着解離手段、６０：
CPU（中央処理置）（励磁方式切替手段）６２：
ROM（リードオンリメモリ）（励磁方式切替手
段）、６４：RAM（ランダムアクセスメモリ）
（励磁方式切替手段）８０：ヘツド圧着解離駆動
回路（励磁方式切替手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の発熱素子が配列されたサーマルヘツド
   と、印字用紙を支持するプラテンと、 前記サーマルヘツドをプラテンに沿つて往復駆
   動する駆動モータと、 印字時は前記印字用紙に前記サーマルヘツドを
   押圧し、サーマルヘツドが印字を伴わないで予め
   定められた一定量以上移動させられる際はサーマ
   ルヘツドの印字用紙に対する押圧を解除するヘツ
   ド圧着解離手段と を有する電池駆動のサーマルプリンタにおいて、 前記駆動モータをステツプモータにより構成
   し、かつ、そのステツプモータの励磁方式を印字
   時は２相励磁に、また、サーマルヘツドの印字用
   紙に対する押圧解除状態の移動に際しては１−２
   相励磁に切り替える励磁方式切替手段を設けたこ
   とを特徴とするサーマルプリンタ。