JPH0671909A - シリアルワイヤードットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリアルワイヤードットプリンタにおいて、
２列のワイヤー列が千鳥状に配列された従来の印字ヘッ
ドを用いて、各ワイヤーごとに印字タイミング信号をず
らすことにより印字品質と印字騒音軽減を両立させられ
るようにする。 【構成】 印字ヘッド先端部のワイヤー列Ｌ，Ｒが鉛直
方向に対し次式を満足する角度θ傾いた状態となるよう
に、印字ヘッドをキャリッジに搭載する。 １００・ｂ（１−ｃｏｓθ）／ｅ≦４ ここに、ｂはワイヤー列間隔、ｅは印字ドット間ピッチ
である。そして、印字開始用タイマの出力によりカウン
トされるカウンタ出力をデコードして順次各ワイヤーの
駆動を開始し、同様の構成で順次各ワイヤーの駆動を停
止することによって印字タイミングをずらす印字制御手
段を有する。これにより、２列のワイヤー列が千鳥状に
配列された従来の印字ヘッドを用いて、印字品質と印字
騒音軽減を両立できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリアルワイヤードッ
トプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリアルワイヤードットプリンタの問題
点の一つとして印字騒音の大きさがあげられるが、従来
のシリアルワイヤードットプリンタには特開昭５０−１
０４５３４号のように各ワイヤーに対する印字タイミン
グをずらすことにより印字騒音を軽減するものがあっ
た。この時、印字ヘッドはキャリッジに搭載され左右に
移動しながら印字を行うため、印字タイミングをずらす
分だけ印字ヘッドのワイヤー列を鉛直から斜めに配列し
直していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方式で
は従来の印字ヘッドを活用できず、また、斜め配列され
たワイヤー列をもつ印字ヘッドの製作は精度的にも困難
であった。

【０００４】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的は２列のワイヤー列が千鳥状に配列さ
れた従来の印字ヘッドを用いて、印字品質と印字騒音軽
減を両立させたシリアルワイヤードットプリンタを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のワイヤ
ーが垂直距離ｂだけ離れた位置に平行に２列（Ｌ、Ｒ）
に並べられ、同列内の隣あったワイヤーの間隔が２・ａ
となるように配置され、かつ一方のワイヤー列（Ｌ）の
各ワイヤー間の中点を通りこのワイヤー列（Ｌ）に垂直
な直線上に、他方のワイヤー列（Ｒ）の各ワイヤーの中
心が位置するようにワイヤーが配置された印字ヘッド
と、前記印字ヘッドを搭載して水平方向に移動するよう
に構成されたキャリッジを有するシリアルワイヤードッ
トプリンタにおいて、印字ドット間ピッチをｅとして、
前記ワイヤー列（Ｌ，Ｒ）が鉛直方向に対し １００・ｂ（１−ｃｏｓθ）／ｅ≦４ を満足する角度θ傾いた状態で前記印字ヘッドが前記キ
ャリッジに搭載されていることを特徴とするシリアルワ
イヤードットプリンタを提供する。

【０００６】また、本発明は上記のシリアルワイヤード
ットプリンタにおいて、印字データをラッチする印字デ
ータラッチ手段と、前記ラッチ手段の出力に接続され、
各ワイヤーごとの印字データをオンオフする印字データ
出力手段と、キャリッジ速度をＶｃｒとしたときにｔｄ
／２＝ａ・ｓｉｎθ／Ｖｃｒによって定義される一定周
期ｔｄ／２ごとにパルスを発生する印字開始用タイマ
と、前記印字開始用タイマの出力パルスが発生するごと
に各ワイヤーごとの印字データを順次オンするように前
記印字データ出力手段を制御する印字開始制御手段と、
前記一定周期ｔｄ／２ごとにパルスを発生する印字停止
用タイマと、前記印字停止用タイマの出力パルスが発生
するごとに各ワイヤーごとの印字データを順次オフする
ように前記印字データ出力手段を制御する印字停止制御
手段とを有することを特徴とするシリアルワイヤードッ
トプリンタを提供する。

【０００７】

【作用】従来の千鳥配列されたワイヤー列をもつ印字ヘ
ッドが所定の角度θだけ傾けられてキャリッジに搭載さ
れ、そして、印字タイミングが各ワイヤーごとにずらさ
れている。そのため、ワイヤーがプラテンを加振するタ
イミングは各ワイヤーごとに異なり、プラテンの振動の
位相も各ワイヤーごとに異なるので、合成されたプラテ
ンの振動は各ワイヤーが同時加振した場合よりも小さく
なる。これによって、印字騒音が軽減される。その反
面、従来の印字ヘッドを傾けて使用していることによ
り、印字品質の低下という問題が生じるが、傾斜角度θ
が後述する式１を満たしていれば、印字品質の低下は実
用上支障がない。

【０００８】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。印字ヘッド１がキャリッジ２に搭載され、プラテン
５と向い合いの位置に、プラテン５の直径線が印字ヘッ
ド１の後述するワイヤー列中心Ｏを通るように配置され
ている。さらに、ベルト４が取り付けられたキャリッジ
２は軸３に通され、図示しないモータによって軸３上を
プラテン５の中心軸と平行な方向（この明細書では水平
方向という）に走査される。印字ヘッド１の先端部１１
には複数のワイヤーが配列されており、印字ヘッド１を
走査しながら、選択したワイヤーを飛び出させてインク
リボン６を印字紙７に打ちつけることにより文字を構成
することができる。

【０００９】図１はキャリッジ２に搭載された印字ヘッ
ド１をプラテン５側から見た正面図である。印字ヘッド
１の先端部１１には２列のワイヤーが、プラテン５の中
心軸と後述するワイヤー列中心Ｏを含む平面に垂直な方
向（この明細書では鉛直方向という）に対し式１を満足
する所定角度θ傾いた状態で配置されている。その傾け
方は、後述するワイヤー列の中心Ｏを中心にしてθだけ
回転させるようにしている。

【００１０】 １００・ｂ（１−ｃｏｓθ）／ｅ≦４ ［式１］ ここに、ｅは印字ドット間ピッチ（例えば、印字密度が
３６０ｄｐｉの場合、ｅ＝２５．４／３６０mmである）
である。

【００１１】図３は印字ヘッド１の２列のワイヤーを印
字紙面側から見た配列図であり、各ワイヤーの番号は＃
をつけて示してある。奇数番号ワイヤーが間隔２・ａご
とに１２本配置されたワイヤー列Ｌと、偶数番号ワイヤ
ーが間隔２・ａごとに１２本配置されたワイヤー列Ｒと
が垂直距離ｂだけ離れた位置に平行に、かつ一方のワイ
ヤー列Ｌの隣あった各ワイヤー間の中点を通り、このワ
イヤー列Ｌに垂直な直線上にもう一方のワイヤー列Ｒの
各ワイヤーの中心が位置するように千鳥状に配置されて
いる。ａ、ｂの値は例えば表１に示す通りである。ここ
で、一方のワイヤー列Ｌの最端部ワイヤー＃１の中心
と、その反対側に位置する他方のワイヤー列Ｒの最端部
ワイヤー＃２４の中心とを結ぶ直線の中点をワイヤー列
中心Ｏと定義する。

【００１２】 前記印字ヘッド１は、本来各ワイヤー列を鉛直にした状
態で使用した時に正しい文字高さとなるように設計され
ているので、図３に示す矢印方向に角度θ傾けた時の文
字高さｌは式２のように変化する。

【００１３】 ｌ＝２[(２３・ａ／２）² ＋（ｂ／２）² ］^1/2 ・sin(ψ＋θ） ［式２］ ここで、（ψ＋θ）が９０度を越えるとワイヤー列Ｌお
よびＲの端の部分のワイヤー（例えば＃１と＃２４）の
左右の位置関係が逆転してしまい、＃１が＃２４に対し
て右に位置するようなことが起こる。そうなっては意味
がないので（ψ＋θ）は９０度を越えることはなく、そ
の範囲で文字高さｌは印字ヘッド１を傾けない場合に比
べて高くなる。

【００１４】この時の文字高さ誤差ε１を、鉛直から角
度θ傾けた時の文字高さｌから本来の文字高さ２３・ａ
を引いた値の、本来の文字高さ２３・ａに対する比率と
してパーセント表示すれば式３のようになる。

【００１５】 ε１＝１００・（ｌ−２３・ａ）／（２３・ａ） ［式３］ また、前記印字ヘッド１を鉛直から図３の矢印方向に角
度θ傾けることにより、本来ワイヤー列Ｌの隣あった各
ワイヤー間の中点を通る水平線上に位置すべきワイヤー
列Ｒの各ワイヤーの中心は、図３に示すｐ２だけ下方に
ずれ、これがドットピッチむらとして印字品質に影響す
る。ｐ２の値は次の式４で与えられる。

【００１６】 ｐ２＝ｂ・ｓｉｎθ ［式４］ この時のドットピッチ誤差ε２を、図３のピッチｐ１に
対するｐ２の比率としてパーセント表示すれば次の式５
のようになる。

【００１７】 ε２＝１００・Ｐ２／（ａ・ｃｏｓθ） ＝１００・ｂ・ｔａｎθ／ａ ［式５］ 実際の印字ヘッドの値として図３のａ、ｂに表１の値を
用いて，角度θに対する文字高さ誤差ε１、ドットピッ
チ誤差ε２を示せば図４のようになる。この図を見る
と、文字高さ誤差ε１は角度θが増加してもほとんど増
加せず、文字高さ誤差ε１よりドットピッチ誤差ε２の
方が印字品質に対する支配的な要因であることが分か
る。

【００１８】一方、ワイヤー列Ｌ、Ｒを鉛直から傾けた
角度θを、ワイヤー間印字タイミングずらし時間ｔｄと
ともに横軸にとり、縦軸に印字の際の騒音（ｄＢ）をと
った結果を図５に示す。横軸にとった印字タイミングず
らし時間ｔｄとは、各ワイヤー列内の隣あったワイヤー
間の印字のタイミングをずらす時間のことで、その値は
キャリッジの走査スピードをＶｃｒとすると、次の式６
で求めることができる。

【００１９】 ｔｄ＝２・ａ・ｓｉｎθ／Ｖｃｒ ［式６］ ここで、図５に示したｔｄは、１０インチ内に１０文字
が並ぶ標準的な大きさの文字を１秒間に３００文字印字
できる（それを３００ｃｐｓと表す）中級プリンタの場
合のものであり、１００および２００ｃｐｓの場合のｔ
ｄはここでは図示していない。この図を見ると、印字ス
ピードに関わらず、θが４．５度程度で騒音軽減効果が
一定値にほぼ収束していることがわかる。この値は３０
０ｃｐｓの場合のｔｄでいうとｔｄ＝２８（μｓｅｃ）
に相当する。

【００２０】さらにまた、一般に千鳥配列された印字ヘ
ッド１の２列のワイヤー列間隔（図３のｂ）はドットピ
ッチの整数倍となるように設計され、ワイヤー列Ｌ，Ｒ
は同じタイミングで駆動されている。表１の値を持つ印
字ヘッド１の場合には、前記ワイヤー列間隔は１／３０
インチであり、これは高品質印字時の１２ドット分に相
当する。ところが、本発明の印字ヘッド１は角度θ傾い
た状態でキャリッジ２に搭載されているため、ワイヤー
列Ｌ，Ｒの水平距離は図３のｃとなり、本来の距離ｂよ
りも短くなる。短くなった分の長さは次の式７で与えら
れる。

【００２１】 （ｂ−ｃ）＝ｂ−（ａ² ＋ｂ² ）^1/2 ｃｏｓ（φ＋θ） ＝ｂ［１−ｃｏｓ（φ＋θ）／ｃｏｓφ］ ［式７］ ここに、φ＝ｔａｎ^-1（ａ／ｂ）である。従って、キャ
リッジ２が図１の矢印方向に走査される場合のワイヤー
列Ｌの印字制御信号は、図示しない制御ユニットによ
り、ワイヤー列Ｒの印字制御信号に対し式７に示す長さ
（ｂ−ｃ）をキャリッジ速度Ｖｃｒで割った時間として
定義されるワイヤー列間補正時間ｔｒだけ早く出力され
なければならない。

【００２２】これでは、ワイヤー列Ｌ，Ｒごとに独立し
た印字タイミングずらし制御回路が必要となり、回路構
成が複雑かつ高価なものとなってしまう。そこで、前記
印字タイミングずらし時間ｔｄの１／２の時間を前記ワ
イヤー列間補正時間ｔｒの代りに使するようにすると、
印字タイミングずらし制御回路をワイヤー列Ｌ，Ｒ共通
とすることができる。つまり、印字タイミングずらし時
間ｔｄ／２ごとに各ワイヤーを番号順に順次駆動するよ
うな印字タイミング制御回路を構成することにより、ワ
イヤー列Ｌ，Ｒをこの一つの制御回路で制御できる。し
かし、この場合、正確なワイヤー列間補正時間ｔｒと制
御回路が用いるワイヤー列間補正時間ｔｄ／２との間の
誤差に起因して、ワイヤー列Ｌ、Ｒの印字位置がずれる
ために品質の低下が生じる。この誤差をとろうとして次
のように定義する。すなわち、式７で与えられるワイヤ
ー列間隔の短くなった分の長さ（ｂ−ｃ）から、印字タ
イミングずらし時間ｔｄ／２で補正した分の長さを引い
て、これをドット間のピッチｅに対する比率で表したも
のを上記誤差ε３とする。このε３は次の式で表わされ
る。

【００２３】 ε＝１００・［ｂ｛１−cos(φ＋θ）/cosφ｝−Vcr ・td/2］／ｅ ＝１００・［ｂ｛１−cos(φ＋θ）/cosφ｝−ａ・sin θ］／ｅ ＝１００・ｂ・（１−cos θ）／ｅ ［式８］ 上の式８を１インチ間に３６０ドット打つことのできる
プリンタ（３６０ｄｐｉ）の場合に適用すると次のよう
になる。

【００２４】 ε３＝１００・ｂ（１−cos θ）・３６０／２５．４ ［式９］ ここで、１インチは２５．４ｍｍであることを用いてお
り、ワイヤー列間隔ｂもｍｍ単位で表されているとす
る。

【００２５】上記式９に従って、印字ヘッド１を傾けた
角度θを横軸にとり、縦軸にこのε３をとって表した結
果を図６に示す。前述したように、文字高さ誤差ε１よ
りドットピッチ誤差ε２の方が印字品質に対する支配的
な要因であるので、ドットピッチ誤差ε２とε３とを比
べてみる。ε２の方は縦方向の誤差であり、これは縦ケ
イ線の疎密としてしか影響を与えないのに対し、ε３の
方は横方向の誤差であり、これは縦ケイ線の直線性に大
きな影響を及ぼすので、ε２に比べε３の方が印字品質
に対してより支配的な要因であると考えられる。ε３と
して許される限界の値は４％程度であり、この誤差に相
当する角度θは図６より約４．５度である。この角度θ
は図５で見たように騒音軽減効果がほぼ収束する値であ
るので、印字ヘッドを傾ける角度θがこの値より小さい
範囲であれば、ワイヤー列Ｌ，Ｒを一つの制御手段で制
御しても印字品質的には許容範囲に入る。これを一般式
で表したものが式１であり、したがって、式１を満たす
角度θの範囲内に印字品質確保と印字騒音軽減を両立で
きる最適値があることが分かる。

【００２６】なお、この実施例では前記印字ヘッド１を
前記ワイヤー列中心０を中心として傾けているため、図
２における印字ヘッドの先端１１とプラテン５との距離
ｄの変化が前記ワイヤー列中心を中心として対称とな
り、印字品質に与える影響を最少限に抑えることができ
る。

【００２７】図７は、印字ヘッド１に配置されているワ
イヤーの駆動タイミングを決めるための装置の構成を示
すブロック図である。データバス１００につながれた印
字データをラッチする印字データラッチ回路１１０の出
力が、各ワイヤーごとに印字データをオンオフする印字
データ出力回路１２０に接続されている。また、印字タ
イミングずらし時間ｔｄ／２を周期としてパルスを発生
する印字開始用タイマ８１が印字開始制御回路９１につ
なげられ、印字開始制御回路９１の出力は印字データ出
力回路１２０の各ワイヤーに対応した端子に接続されて
いる。同様に、ｔｄ／２を周期としてパルスを発生する
印字停止用タイマ８２が印字停止制御回路９２につなげ
られ、印字停止制御回路９２の出力は、印字データ出力
回路１２０の各ワイヤーに対応した端子に接続されてい
る。そして、印字データラッチ回路１１０、印字開始用
タイマ８１、印字停止用タイマ８２には印字制御信号線
１３０が接続されている。 図７の装置のより具体的な
構成としては、印字データラッチ回路１１０としてバッ
ファ、印字データ出力回路１２０としてフリップフロッ
プが使用できる。また、印字開始制御回路９１、印字停
止制御回路９２としては、アップダウンカウンタ９１
１、９２１とデコーダ９１２、９２２の組み合わせが使
用できる。この時、前記バッファの出力は前記フリップ
フロップのデータ端子に、デコーダ９１２の出力は前記
フリップフロップのトリガ端子に、デコーダ９２２の出
力は前記フリップフロップのクリア端子に接続される。

【００２８】キャリッジ２が図１の矢印方向に移動する
時の図７の装置の動作を、図８のタイミングチャートを
併用して説明する。ここで、図８のタイミングチャート
は、ハイレベルがオン、ローレベルがオフを表す。

【００２９】アップダウンカウンタ９１１、９２１のカ
ウント方向は図示しない制御ユニットにより予めアップ
に設定されている。まず、ワイヤー列Ｌ用の印字制御信
号がオンになるとデータバス１００に出力されていた印
字データ信号が印字データラッチ回路１１０にラッチさ
れ、同時に印字開始用タイマ８１がカウントを開始す
る。デコーダ９１２は初期的に印字データ出力回路１２
０の＃１ワイヤーに対応したフリップフロップのトリガ
端子をオンにするため、印字制御信号オンと同時に＃１
ワイヤーの印字データは印字データ出力回路１２０から
出力される。印字タイミングずらし時間ｔｄ／２が経過
すると印字開始用タイマ８１がパルスを発生し、これが
アップダウンカウンタ９１１に入力されることによっ
て、印字データ出力回路１２０の＃２ワイヤーに対応し
たフリップフロップのトリガ端子に接続されたデコーダ
９１２の出力がオンとなり、印字データが印字データ出
力回路１２０から出力される。以下同様に、印字タイミ
ングずらし時間ｔｄ／２経過ごとに、＃２４ワイヤーを
最後として、印字データが順次に印字データ出力回路１
２０から出力される。出力されたデータは、図示しない
印字ヘッド駆動ドライバに入力され、各ワイヤーを駆動
する。

【００３０】図８に示すワイヤー駆動に必要な時間ｔｗ
経過したところで印字制御信号がオフになると、印字停
止用タイマ８２がカウントを開始する。デコーダ９２２
は初期的に印字データ出力回路１２０の＃１ワイヤーに
対応したフリップフロップのクリア端子をオンにするた
め、印字制御信号オフと同時に＃１ワイヤーの印字デー
タは印字データ出力回路１２０から出力停止される。印
字タイミングずらし時間ｔｄ／２が経過すると印字停止
用タイマ８２がパルスを発生し、これがアップタウンカ
ウンタ９２１に入力されることによって、印字データ出
力回路１２０の＃２ワイヤーに対応したフリップフロッ
プのクリア端子に接続されたデコーダ９２２の出力がオ
ンとなり、印字データが印字データ出力回路１２０から
出力停止される。以下同様に、印字タイミングずらし時
間ｔｄ／２経過ごとに、＃２４ワイヤーを最後として、
印字データが順次に印字データ出力回路１２０から出力
停止される。これにより、図示しない印字ヘッド駆動ド
ライバは各ワイヤーの駆動を停止する。

【００３１】キャリッジ２が図１の矢印と逆方向に走査
される場合には、駆動するワイヤー順序を逆にする必要
があるので、アップダウンカウンタ９１１、９２１のカ
ウント方向は図示しない制御ユニットによりダウンに設
定される。

【００３２】なお、本発明の実施例では印字開始制御回
路９１、印字停止制御回路９２としてアップダウンカウ
ンタとデコーダの組み合わせを用いたが、シフトレジス
タを用いるなどその他の組合わせも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ワイ
ヤーが千鳥配列された従来の印字ヘッドを用い、それを
所定の角度より小さく傾けてキャリッジに配置すること
により、印字品質と騒音軽減効果を両立させたシリアル
ワイヤードットプリンタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるキャリッジとヘッド
の位置関係を示す正面図。

【図２】同実施例におけるキャリッジ、ヘッドおよびプ
ラテンの位置関係を示す断面図。

【図３】同実施例で用いるヘッドのワイヤー配列図。

【図４】同実施例における印字品質の低下状況を示すグ
ラフ。

【図５】同実施例における騒音軽減状況を示すグラフ。

【図６】同実施例における印字品質の低下状況を示すグ
ラフ。

【図７】同実施例における印字タイミングの制御回路を
示すブロック図。

【図８】図７の回路の動作を示すタイミングチャート。

【符号の説明】 １ 印字ヘッド ２ キャリッジ ８１ 印字開始用タイマ ８２ 印字停止用タイマ ９１ 印字開始制御回路 ９２ 印字停止制御回路 １２０ 印字データ出力回路 ９１１ 印字開始用アップダウンカウンタ ９１２ 印字開始用デコーダ ９２１ 印字停止用アップダウンカウンタ ９２２ 印字停止用デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 橋 哲 朗 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のワイヤーが垂直距離ｂだけ離れた位
   置に平行に２列（Ｌ、Ｒ）に並べられ、同列内の隣あっ
   たワイヤーの間隔が２・ａとなるように配置され、かつ
   一方のワイヤー列（Ｌ）の隣あったワイヤー間の中点を
   通りこのワイヤー列（Ｌ）に垂直な直線上に、他方のワ
   イヤー列（Ｒ）の各ワイヤーの中心が位置するようにワ
   イヤーが配置された印字ヘッドと、前記印字ヘッドを搭
   載して水平方向に移動するように構成されたキャリッジ
   を有するシリアルワイヤードットプリンタにおいて、印
   字ドット間ピッチをｅとして、前記ワイヤー列（Ｌ，
   Ｒ）が鉛直方向に対し １００・ｂ（１−ｃｏｓθ）／ｅ≦４ を満足する角度θ傾いた状態で前記印字ヘッドが前記キ
   ャリッジに搭載されていることを特徴とするシリアルワ
   イヤードットプリンタ。
2. 【請求項２】請求項１記載のシリアルワイヤードットプ
   リンタにおいて、印字データをラッチする印字データラ
   ッチ手段と、前記ラッチ手段の出力に接続され、各ワイ
   ヤーごとの印字データをオンオフする印字データ出力手
   段と、キャリッジ速度をＶｃｒとしたときにｔｄ／２＝
   ａ・ｓｉｎθ／Ｖｃｒによって定義される一定周期ｔｄ
   ／２ごとにパルスを発生する印字開始用タイマと、前記
   印字開始用タイマの出力パルスが発生するごとに各ワイ
   ヤーごとの印字データを順次オンするように前記印字デ
   ータ出力手段を制御する印字開始制御手段と、前記一定
   周期ｔｄ／２ごとにパルスを発生する印字停止用タイマ
   と、前記印字停止用タイマの出力パルスが発生するごと
   に各ワイヤーごとの印字データを順次オフするように前
   記印字データ出力手段を制御する印字停止制御手段とを
   有することを特徴とするシリアルワイヤードットプリン
   タ。