JPH07205456A - ドットインパクト印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近隣の印字素子の運動伝達機構からの熱伝導
を考慮して、ほぼ正確な温度上昇を予測することによ
り、特定の印字素子群に印字が集中しても、印字処理能
力を必要以上に低下させることなく、かつ印字不良や破
損も発生させないで、印字を継続する。 【構成】 各印字素子毎に印字ドット数を計数するとと
もに、近隣の印字素子の印字ドット数をもとにその近隣
の印字素子からの熱伝導による影響値を算出し、その印
字素子自身の印字ドット数と近隣のものからの影響値を
加算する。その加算値からタイマ部が所定時間計測する
毎に、自然冷却を考慮した所定値を減算する。そしてそ
の減算結果と基準値を比較して、いずれかの印字素子の
減算結果が基準値を超えていると判断したとき、印字を
休止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータなどの出
力データをドットマトリクス形式で印字するドットイン
パクト印字装置に関し、特に、印字ヘッドの過熱を抑制
する制御装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドットインパクト印字装置では発
熱による印字ヘッドの破損や印字不良、およびドライバ
素子などの破損を防ぐために、１行の印字動作毎にその
行の印字ドット数を計数し、その計数値が基準値を超え
る場合には、１行を複数回に分けて印字する、あるいは
印字を休止するなどの印字制限をして、印字ヘッドおよ
びドライバ素子の過熱を防止していた。

【０００３】また、特定の印字素子だけが長時間繰り返
し使用されることを考えて、印字素子毎に計数部を設け
て、同様に印字を休止するなどの制御を行うものもあっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
１行のドット数を計数するものでは、例えば横罫線を印
字する場合のように、少ないドット数でも特定の印字素
子に印字が集中したときに印字ヘッドおよびドライバ素
子の過熱を防止できるようにするために、基準値を低く
設定してある。このため同じドット数でも、特定の印字
素子に印字が集中しないときには、過熱する危険が少な
いにもかかわらず、必要以上に印字が休止し、印字処理
能力が低下するという問題があった。

【０００５】後者の印字素子毎に計数部を設けたもので
は、例えば特定の印字素子で横罫線を印字した直後に、
それに隣接する印字素子でも横罫線を印字した場合のよ
うに、各印字素子での印字ドット数は比較的少ないにも
拘らず、後者の印字素子のための運動伝達機構およびド
ライバ素子は前者のものからの熱伝導の影響でかなりの
高温になっている。このものでも、正確な過熱の抑制が
困難で、比較的低い基準値を設定しなければならず、必
要以上に印字が休止し、処理能力が低下するという問題
があった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、印字処理能力を必要以上に低下
させることなく、かつ、印字不良や破損も発生させない
で、印字を継続することができるようにするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のドットインパクト印字装置は、印字素子を印
字媒体に印打するための複数の運動伝達機構を隣接配置
した印字ヘッドと、前記各運動機構毎に設けられ、その
各運動伝達機構の動作回数を計数する複数の計数部と、
前記運動伝達機構の１つに対し近隣の他の運動伝達機構
の前記動作回数に係わる数値をもとに、その１つの運動
伝達機構への影響値を算出する影響値算出部と、前記各
運動伝達機構毎にその動作回数に係わる数値と前記影響
値を加算する影響値加算部と、その影響値加算部による
加算値に係わる数値と基準値を比較する比較部と、その
比較部による比較の結果、前記影響値加算部による加算
値に係わる数値が前記基準値を超えていると判断された
とき、前記印字ヘッドによる印字動作を制限する制限部
とを備える。

【０００８】また本発明はさらに、時間を計測する時間
計測部と、その時間計測部が、所定時間計測する毎に、
前記影響値加算部による加算値から所定値を減算する減
算部とを備え、前記比較部は、前記減算部による減算値
と前記基準値を比較するようになっている。前記制限部
は、１行の印字動作後、前記印字ヘッドによる印字動作
を休止するようにする。

【０００９】さらに、印字行の印字動作における前記運
動伝達機構の最大動作可能回数に対して一定の割合とな
る補正値を算出する補正値算出部と、前記各運動伝達機
構の動作回数値から、前記補正値算出部による補正値を
それぞれ減算する補正値減算部とを備え、前記影響値算
出部は、前記補正値減算部による減算値をもとに近隣の
他の運動伝達機構から１つの運動伝達機構への影響値を
算出し、前記影響値加算部は、各運動伝達機構毎に、前
記補正値減算部による減算値とその影響値を加算するよ
うにする。前記補正値算出部は、１行の印字動作の開始
から終了までの間に、前記時間計測部が所定時間計測す
る毎に、規定値を逐次加算した値を前記補正値とするこ
とができる。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明のドットインパクト
印字装置は、各運動伝達機構毎の動作回数を計数すると
ともに、近隣の他の運動伝達機構の動作回数値をもと
に、各運動伝達機構への影響値を算出し、各運動伝達機
構毎にその動作回数値と影響値を加算する。つまり各運
動伝達機構毎に、自己の動作回数と、近隣のものからの
影響値にもとづいて、その運動伝達機構の温度上昇を判
断するものである。したがって特定の印字素子に印字が
集中していること、および近隣の印字素子からの影響を
判断でき、そしていずれかの運動伝達機構の負荷が基準
値を超えていると判断されたとき、印字ヘッドによる印
字動作を制限する。その制限は、例えば１行の印字動作
後休止する。

【００１１】上記の加算値から所定時間毎に、所定値を
逐次減算することで、印字ヘッドの自然冷却による温度
低下を考慮し、より正確な印字ヘッドの温度上昇を判断
できる。

【００１２】また印字行での印字動作において運動伝達
機構の最大動作可能回数に対して一定の割合となる補正
値を算出し、その補正値を各運動伝達機構の動作回数か
ら減算する。つまり補正値を大きく超える動作をした印
字行は、高密度であり、急激な温度上昇をもたらす。中
または低密度の印字行は、補正値との差が小さく、温度
上昇がほとんどないか、きわめて緩やかである。そして
動作回数値と補正値の差を、上記のように影響値と加算
し、温度上昇を判断する。

【００１３】上記補正値は、その印字行の印字動作中
に、所定時間毎に、ほぼ低密度のドット数に相当する規
定値を逐次加算することで、求めることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１５】図１はプリンタの制御構成を示すもので、
中央処理装置（以下ＣＰＵという）６０はホストコンピ
ュータ等の外部装置（図示せず）とインターフェイス６
１を介して接続される。該外部装置から入力された文字
データ、制御データ等の各種データは、ＣＰＵ６０によ
り読み書き可能なメモリ（ＲＡＭ）６３の入力バッファ
領域６８に格納される。その格納されたデータのうち文
字データは、ＣＰＵ６０により読出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）６２の文字発生器領域６４から対応するドットパタ
ーンが読出され、ＲＡＭ６３のプリントバッファ領域６
９に１行分のドットパターンとして格納される。ＣＰＵ
６０はそのドットパターンを順次読出して、印字ヘッド
８４の複数個の印字素子にドライバ８５を介して供給す
るとともに、ドライバ８７を介してキャリッジ（ＣＲ）
モータ８６を駆動し、印字ヘッド８４を印字行方向に移
動しながら１行分の印字をドットマトリクス形式で行
う。またＣＰＵ６０は１行の印字終了後、ドライバ８９
を介して紙送り（ＬＦ）モータ８８を駆動し、印字行と
直角方向に印字用紙を送る。

【００１６】これらの制御は、ＲＯＭ６２のプログラム
メモリ領域６５に格納されたプログラムにもとづいてＣ
ＰＵ６０の印字制御部８１により実行される。

【００１７】印字ヘッド８４は、印字ワイヤまたは印字
ピンなどの印字要素１を運動伝達機構２で前進して印字
媒体に印打するドットインパクト型のものである。運動
伝達機構２は、周知のように電磁石の吸引力により印字
要素１を前進するもの、永久磁石の吸引力により印字要
素１を後退させるとともにバネに付勢力を蓄えておき、
電磁石により永久磁石の吸引力を打ち消してバネの付勢
力により印字要素を前進するもの、あるいは圧電素子の
伸縮により印字要素１を前進後退するものなど、電磁石
や圧電素子など通電により発熱するものが使用される。

【００１８】図２、３に示す例では、圧電素子を用いて
いる。運動伝達機構２は、特開平４ー１８５４５４号公
報などに示されるようにフレーム３と圧電素子４とにそ
れぞれ１対の板バネ５、６が固着され、その両板バネ
５、６の先端にアーム７が固着され、さらにそのアーム
７の先端に印字要素１が固着されたものである。圧電素
子４に電圧を印加すると、圧電素子４は伸長し、１対の
板バネ５、６を湾曲してアーム７を回転し、印字要素１
を前進するようになっている。各運動伝達機構２は、図
３に示すように互いに隣接して円形に配置されている。
各運動伝達機構２の間には熱伝導性のよい柔軟なシリコ
ーン樹脂８が充填され、圧電素子４に発生した熱は、シ
リコーン樹脂８から印字ヘッドのケース９に伝達され、
放熱フィン１０から外部に放熱される。

【００１９】電源を投入した後、まず周知のとおり、プ
リンタの初期化が行われる。特に本発明にかかわるとこ
ろでは、ＲＡＭ６３の第２の格納領域９２がリセットさ
れ、ＣＰＵ６０の時間計測部すなわちタイマ部７８がス
タートする（図４のステップ１）。印字ドット数メモリ
領域７０、第１および２の格納領域７２、９２は、印字
ヘッドの各印字素子毎に設けられ、後述するように、各
印字素子毎の動作回数値すなわち印字ドット数を格納す
る。タイマ部７８は、後述するように所定時間計測する
毎に所定値を減算し、または規定値を加算するために、
その所定時間を計測するものである。

【００２０】ＲＡＭ６３の入力バッファ領域６８に格納
された制御データのうちから印字指令が読出される（ス
テップ２）と、ＣＰＵの印字制御部８１は、印字制限フ
ラグがＦ＝０かどうか判定し（ステップ４）、Ｆ＝０な
らば、文字データをドットパターンに変換してプリント
バッファ領域６９に展開し、印字動作を行う（ステップ
６）。また印字制限フラグがＦ＝１ならば、後に述べる
ように印字制限フラグがＦ＝０になるまで印字を制限す
なわち印字を休止する。読出された制御データが印字指
令以外のものならば、その制御データに応じて他の処理
が行われる（ステップ３）。

【００２１】１行の印字動作に入る前にＲＡＭ６３の印
字ドット数メモリ領域７０、補正値メモリ領域７１、第
１の格納領域７２、影響値メモリ領域７３がリセットさ
れる（ステップ５）。印字動作に際しプリントバッファ
領域６９からドットデータを読出して各印字素子に供給
するのにともない、ＣＰＵ６０の計数部７７は、各印字
素子Ｊ毎に動作回数すなわち印字するドット数を印字ド
ット数メモリ領域７０に逐次加算する（ステップ７）。
これはその１行の印字が終了する（ステップ８）まで続
けられる。なおステップ７は、１行の印字終了の後、各
印字素子Ｊ毎に印字したドット数を各ドット数印字ドッ
ト数メモリ領域７０に一挙に格納してもよい。

【００２２】１行の印字が終了の後、ＣＰＵ６０の補正
値減算部８３は、印字ドット数メモリ領域７０から各印
字素子の印字ドット数を読出し（ステップ９）、そのド
ット数から補正値メモリ領域７１に格納された後述する
補正値を減算し、ＲＡＭ６３の第１の格納領域７２に格
納する（ステップ１０）。

【００２３】さらに近隣の運動伝達機構２の影響値を算
出する（ステップ１１）。例えば１つの運動伝達機構２
ａについて見ると、すぐ隣のもの２ｂ，２ｂが印字した
ドット数から前記補正値を減算後の値に対して０．７を
乗じた値、さらにその隣のもの２ｃ，２ｃが印字したド
ット数から前記補正値を減算後の値に対して０．４を乗
じた値を、それぞれその運動伝達機構２ａが印字したド
ット数と同等の発熱効果をもたらすものと考える。そこ
でＣＰＵ６０の影響値算出部９０は、ＲＯＭ６２の影響
係数メモリ領域７５から上記係数０．７および０．４を
読出し、近隣の運動伝達機構について第１の格納領域７
２から読出した値にそれぞれ乗じて、算出した影響値を
ＲＡＭ６３の影響値メモリ領域７３に格納する。この影
響係数は適宜実験により求めることができる。影響係数
は、近隣の数個の運動伝達機構のすべてについて１であ
ってもよい。

【００２４】そしてＣＰＵ６０の影響値加算部９１は、
各印字素子毎に、その影響値メモリ領域７３の影響値と
第１の格納領域７２の補正値減算後のドット数とを加算
し、第２の格納領域９２に格納する（ステップ１２）。

【００２５】上記印字動作中または印字動作後に拘らず
印字装置に電源が入っている限り、タイマ部７８が所定
時間計測する毎に、図５の動作が割込み処理として繰り
返し実行される。まずＣＰＵの補正値算出部８２は、そ
の行において運動伝達機構の最大動作可能回数に対して
一定の（低密度に相当する）割合となる補正値を算出す
る。例えば１行の印字動作中タイマ部７８が所定時間
（例えば２０ｍｓ）計測する毎に補正値算出部８２は、
ＲＯＭ６２の規定値格納領域７４から規定値を読出し、
ＲＡＭ６３の補正値メモリ領域７１に逐次加算しながら
格納する（ステップ２１）ことにより、その累積値を補
正値とする。規定値は、温度上昇がほとんどないか、き
わめて緩やかな低密度のドットパターンを印字する場合
において所定時間計測する間に印字するドット数に相当
する。前述のステップ５で補正値メモリ領域７１をリセ
ットするため、１行の印字開始から所定時間計測する毎
に、規定値は逐次加算されていく。そして１行の印字終
了直後のステップ１０で、ほぼその１行の印字開始から
終了までの間に累積された規定値を補正値とし、各印字
素子毎に印字ドット数メモリ領域７０のドット数から減
算することになる。換言すれば、累積された規定値すな
わち補正値は、その行において運動伝達機構の最大動作
可能回数（最高密度のドット数）に対して一定の（低密
度の）割合となる。そして、その１行中での印字素子の
印字ドット数が補正値を下回る場合は、、ステップ１０
の減算結果は、０（負の場合は０とする）となり、その
運動伝達機構自身の印字動作による温度上昇は、きわめ
て緩やかか、ほとんど無視できることを意味する。また
印字ドット数が補正値を超える、すなわち高密度の場合
には、減算結果は大きい値となり、急激に温度上昇した
ことを意味し、後述するように印字制限を実行する。

【００２６】さらにタイマ部７８が所定時間（例えば２
０ｍｓ）計測する毎に、ＣＰＵ６０の減算部７９は、各
印字素子毎に第２の格納領域９２の値から所定値（ＲＯ
Ｍ６２の領域６６に格納されている）を減算する（ステ
ップ２２）し、同領域９２に格納する。この減算は、印
字動作中、印字動作後の紙送り中、または印字の休止中
における印字ヘッドの自然冷却を考慮するものである。
なお上記の規定値を逐次加算する周期、所定値を減算す
る周期を、同じ所定時間毎としたが、両者を変えてもよ
い。

【００２７】そしてＣＰＵ６０の比較部８０は、各印字
素子毎に第２の格納領域９２のドット数を、ＲＯＭ６２
の基準値メモリ領域６７の基準値と比較し、その基準値
を超えているかどうかを判断する（ステップ２３）。複
数の印字素子のいずれか１つでも超えている場合、印字
制御部８１は、ＲＡＭ６３のフラッグ領域９３のフラッ
グを立てＦ＝１とする（ステップ２５）。下回る場合
は、フラッグを倒しＦ＝０とする（ステップ２４）。

【００２８】要するに、１行の印字に際して、各印字素
子毎に印字ドット数を計数（ステップ７）し、各ドット
数から補正値を減算（ステップ１０）し、近隣の印字素
子による影響値を算出（ステップ１１）して、その影響
値を各印字素子毎の印字ドット数に加算（ステップ１
２）する。ステップ１２の加算値が基準値を超える（ス
テップ２３）と、その印字素子自身の動作または近隣の
印字素子の動作の影響により、その印字素子の運動伝達
機構が大きく温度上昇していると判断し、印字制限フラ
ッグをＦ＝１とする（ステップ２５）。そして、次の行
の印字指令があって（ステップ２）も、Ｆ＝０になるま
で（ステップ４）、印字の開始を休止する。所定時間計
測する毎に、ステップ１２の加算値から所定値を逐次減
算しているので、印字ヘッドが冷却されるのに十分な時
間経過すれば、印字制限フラッグがＦ＝０となり（ステ
ップ２４）、ステップ４以降の、次の行の印字動作に入
る。上記休止中に、印字ヘッドで印字動作することなく
キャリッジを走行させ、印字ヘッドの冷却を促進するよ
うにしてもよい。また休止に代えて、印字素子を複数の
グループに分け、そのグループ毎に同じ印字行を複数回
に分けて印字する（すなわち同時に動作する印字素子の
数を制限する）ようにしてもよい。この場合、高頻度で
動作した印字素子を後で印字するグループに割付ける。
これらの印字制限動作は、ＣＰＵの印字制御部８１が兼
ねる。

【００２９】ステップ１２の加算値が基準値を下回る
（ステップ２３）と、その印字素子の運動伝達機構の温
度上昇はほどんどないか、印字に支障のない程度である
と判断し、印字制限フラッグをＦ＝０とする（ステップ
２４）。そして、次の行の印字指令があれば（ステップ
２）、直ちに印字動作に入る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のドットインパクト印字装置によれば、各運動伝達
機構毎に、自己の動作回数と、近隣のものからの影響値
にもとづいて、その運動伝達機構の温度上昇を判断する
ものであるから、近隣のいくつかの印字素子に印字が集
中しているが、各印字素子の印字ドット数は比較的少な
い場合でも、それぞれの運動伝達機構の温度上昇をほぼ
正確に判断することができる。従来のように安全率を見
込んで基準値を低く設定し印字処理能力を必要以上に低
下させることがなく、かつ印字不良や破損も発生させな
いで、印字を継続することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドットインパクト印字装置の制御のた
めの構成を示したブロック図。

【図２】上記印字装置に使用される印字ヘッドの一部破
断側面図。

【図３】同印字ヘッドの一部破断正面図。

【図４】制御処理のフローチャート図。

【図５】上記制御処理における割込み処理のフローチャ
ート図。

【符号の説明】

１ 印字素子 ２ 運動伝達機構 ６７ 基準値メモリ領域 ７０ 印字ドット数メモリ領域 ７７ 計数部 ８０ 比較部 ８１ 印字制御部（印字制限部） ９１ 影響値加算部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字素子を印字媒体に印打するための複
   数の運動伝達機構を隣接配置した印字ヘッドと、 前記各運動機構毎に設けられ、その各運動伝達機構の動
   作回数を計数する複数の計数部と、 前記運動伝達機構の１つに対し近隣の他の運動伝達機構
   の前記動作回数に係わる数値をもとに、その１つの運動
   伝達機構への影響値を算出する影響値算出部と、 前記各運動伝達機構毎にその動作回数に係わる数値と前
   記影響値を加算する影響値加算部と、 その影響値加算部による加算値に係わる数値と基準値を
   比較する比較部と、 その比較部による比較の結果、前記影響値加算部による
   加算値に係わる数値が前記基準値を超えていると判断さ
   れたとき、前記印字ヘッドによる印字動作を制限する制
   限部とを備えることを特徴とするドットインパクト印字
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のドットインパクト印字
   装置において、さらに、 時間を計測する時間計測部と、 その時間計測部が、所定時間計測する毎に、前記影響値
   加算部による加算値から所定値を減算する減算部とを備
   え、前記比較部は、前記減算部による減算値と前記基準
   値を比較することを特徴とするドットインパクト印字装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のドットインパクト印字
   装置において、 前記制限部は、１行の印字動作後、前記印字ヘッドによ
   る印字動作を休止することを特徴とするドットインパク
   ト印字装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のドットインパクト印字
   装置において、さらに、 印字行の印字動作における前記運動伝達機構の最大動作
   可能回数に対して一定の割合となる補正値を算出する補
   正値算出部と、 前記各運動伝達機構の動作回数値から、前記補正値算出
   部による補正値をそれぞれ減算する補正値減算部とを備
   え、前記影響値算出部は、前記補正値減算部による減算
   値をもとに近隣の他の運動伝達機構から１つの運動伝達
   機構への影響値を算出し、前記影響値加算部は、各運動
   伝達機構毎に、前記補正値減算部による減算値とその影
   響値を加算することを特徴とするドットインパクト印字
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のドットインパクト印字
   装置において、 前記補正値算出部は、１行の印字動作の開始から終了ま
   での間に、前記時間計測部が所定時間計測する毎に、規
   定値を逐次加算した値を前記補正値とすることを特徴と
   するドットインパクト印字装置。