JPH08207372A - シャトルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャトルプリンタにおける印字動作時に被記
録媒体の紙送り量を正確にして高い印字品質を得るよう
にする。 【構成】 複数の印字ピンを被記録媒体の移送方向に対
して直交する方向に１列に配置し、全ての印字ピンを列
方向に正弦波的に往復揺動させながら印字動作すると共
に、４相ステップモータの紙送りモータにて、被記録媒
体を揺動端部にて１ドット分紙送りするとき、ｔ２時間
及びｔ３時間の２ステップを順方向に２相励磁駆動した
後、ｔ４時間の１ステップでは逆方向に２相励磁駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字ピンを進退動させ
る単位印字機構の複数個を列状に配置し、これら印字ピ
ンを、被記録媒体の送り方向と交差する方向に列状に配
列し、且つ、これらの印字ピンを被記録媒体の送り方向
と交差する方向に一斉に往復揺動させつつ印字するよう
にしたシャトルプリンタに関し、より詳しくは、この種
のシャトルプリンタに対する紙送りの制御に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】最近のプリンタにおける紙送り機構の駆
動モータとして、ステップモータを利用することが多く
なった。そして、多相（２，３，４等）巻線を有するス
テップモータの駆動（励磁）方法として、その多相巻線
のうちの２つの相（巻線）を同時に励磁しながら駆動す
る２相励磁駆動の方式と、多相巻線のうち１つの相を励
磁駆動することと前記２相励磁駆動することを交互に繰
り返す１−２相励磁駆動の方式があり、２相励磁駆動の
場合には、絶えず２つの巻線（相）を励磁してモータの
ロータを回転させるため、出力（回転）トルクが大き
い。他方、１−２相励磁駆動では、１サイクル当たりの
消費電力が２相励磁に比べて少ない分だけ回転トルクは
小さくなるが、分解能、いわゆるステップモータにパル
スを一個与えるごとに回動するロータの角度（ステップ
角）は２相励磁に比べて１−２相励磁では１／２となる
ため滑らかな回転を得ることができるという利点があ
る。

【０００３】そこで、本出願人が先に実開平５−４１８
０８号公報にて開示したように、ドットマトリックスを
駆動する印字ヘッドをキャリッジに搭載し、該キャリッ
ジを被記録媒体（用紙）の紙送り方向に対して直交する
方向に移動させつつ１行の印字を実行し、キャリッジが
用紙幅方向端部に移動すれば、当該用紙を改行分だけ紙
送り方向（行方向）に紙送りして後印字するドット式シ
リアルプリンタにおいて、前記紙送りの駆動をステップ
モータにて実行するに際して、改行動作時には高トルク
を発生させ、高速紙送りすることのできる２相励磁駆動
させ、改ページ動作時には滑らかな回転を得ることがで
きる１−２相励磁駆動させるように駆動形式を切り換え
ることを提案した。

【０００４】他方、シャトルプリンタの一例として、特
公昭５７−５２９１３号公報に記載されているように、
印字ピンを進退動させる単位印字機構の複数個を列状に
配置し、これら印字ピンを、被記録媒体の送り方向と交
差する方向に列状に配列し、且つ、これらの印字ピンの
先端部のみを被記録媒体の送り方向と交差する方向に一
斉に往復揺動させつつ、複数の単位印字機構のうちの適
宜のものを選択的に駆動させて印字することが開示され
ている。

【０００５】この場合、一方向への印字ピンの移動中に
一列のドットを印字して後、印字ピンの揺動端部にくる
と行方向に１ドット分だけ行方向に紙送りして後、反転
移動して次の一列のドットを印字するものであり、例え
ば、英文字、数字、片仮名（以下ＡＮＫ文字という）や
バーコードの印字においては、１文字を紙送り方向に８
ドットにて構成する場合、当該１文字を印字するのに、
印字ピンを４往復させるように揺動する必要がある。

【０００６】従って、この種のシャトルプリンタにおい
ては、改行動作や、改ページ動作に伴う紙送り動作に加
えて、１行分の文字を印字する場合にも、被記録媒体
（用紙）を前述のように行方向のドット間隔にて細か
く、且つ迅速に紙送りする必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャト
ルプリンタにおける印字作動時のように極めて短時間の
うちに頻繁に細かく紙送りしなければならないから、１
行分の印字動作中の紙送りを、前述のように、１−２相
励磁にて実行すると、その紙送り速度が遅いため、高速
印字できない。

【０００８】反対に２相励磁にて実行した場合には、出
力（回転）トルクが大きすぎることからステップモータ
のロータの回転慣性力のため、所定の停止すべき位置
（安定点）から行き過ぎることになり、前記行方向の１
ドット分の紙送り以上に被記録媒体が移動してしまい、
前記行方向のドット間隔が乱れ、高品質印字を実現し難
いという問題があった。

【０００９】また、グラフや図形、絵画等のグラフィッ
クを描くときには、前記ＡＮＫ文字やバーコードの印字
動作時以上に細かく紙送りして高品質を得るようにする
必要がある。さらに、改行動作時には、紙送り機構に加
速、減速、停止という動作サイクルを実行して所定位置
に用紙を正確に停止させなければならないため、ステッ
プモータに高トルクが要求される。

【００１０】そこで、本発明は、ステップモータの作動
の相励磁駆動を、印字の種類や印字動作付随する作業に
応じて切換できるようにすることにより、前記先行技術
における問題点を解決し、高印字品質が得られ、且つ高
速印字可能なシャトルプリンタを提供することを目的と
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明のシャトルプリンタは、印字
ピンを進退動させる単位印字機構の複数個を列状に配置
し、印字ピンを被記録媒体の送り方向と交差する方向に
一定周期にて往復揺動させながら印打駆動するように構
成してなるシャトルプリンタであって、前記被記録媒体
の紙送り機構の駆動手段としてステップモータを使用
し、印字動作中には２ステップの順方向励磁に続いて、
１ステップの逆相励磁を実行するように制御するもので
ある。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
シャトルプリンタにおいて、非印字時の紙送り動作時に
は、前記前記ステップモータの逆相励磁を実行しないよ
うに制御することを特徴とするものである。また、請求
項３に記載の発明は、請求項１に記載のシャトルプリン
タにおいて前記ステップモータのステップ角の１／２回
転にて紙送り量の最小単位を実現するように構成し、前
記ステップモータを２相励磁駆動制御することと、１−
２相励磁駆動制御することの選択手段を備えたものであ
る。

【００１３】

【実施例】次に本発明を具体化した実施例について説明
する。図１はシャトルプリンタ１の側断面図、図３は印
字ヘッド２の斜視図を各々示し、本発明のシャトルプリ
ンタ１は、フレーム３の上部に配置したカバー上体４と
カバー下体５との間の用紙通路に設けた紙送り機構６に
おける駆動ローラ６ａと押圧ローラ６ｂとにより図１の
矢印Ａ方向に移送される用紙等の被記録媒体７の下面に
印字するものである。カバー上体４の下面に固定したほ
ぼ台形状のプラテン８と対峙して後述する印字ヘッド２
が配置されており、印字ヘッド２における単位印字機構
１２の印字ピン１３は被記録媒体７の移送方向と直交す
る方向に一列状に配置され、この印字ピン１３が所定の
振幅にて配列方向に沿って左右揺動しながらプラテン８
の下面に向かって突出動してインクリボンを介して被記
録媒体７の表面に印字し、その後の被記録媒体７はロー
タリ式の切断装置９にて所定の長さに切断された後、ゴ
ム製の突起部が複数放射状に突出した排出ローラ１０に
て機外に排出されるように構成されている。

【００１４】本実施例の印字ヘッド２の基本的構成は、
図２〜図６に示すように、金属製の断面上向きコ字型の
ベース体１１と、該ベース体１１内に相対向させて配置
され、且つ被印字媒体７の送り方向と直交するように２
列状に配列させた複数の単位印字機構１２と、各単位印
字機構１２における印字ピン１３の中途部を案内支持す
るための揺動可能な支持部材１４と、この支持部材１４
を被記録媒体７の送り方向と直交する方向に往復揺動さ
せるための揺動連動機構１５とからなる。

【００１５】前記被記録媒体７の送り方向に対して直交
する方向に長いベース体１１はアルミニウム合金等の金
属製であり、支持部材１４はＰＢＴ等の合成樹脂製であ
り、支持部材１４は後述するように、ベース体１１の上
面を覆うようにビスにて取付けられるカバー体１６と一
体成形されている。複数（実施例では２８個）の単位印
字機構１２は、ベース体１１の相対峙する垂直側板１１
ａ，１１ａの長手方向に沿い、被記録媒体７の送り方向
に対して直交する方向で交互に（ジグザグ状に）配置
し、各垂直側板１１ａの内面に各単位印字機構１２にお
ける主フレーム２１ａの背面を当接させてビス１７等に
て固定する。従って、各垂直側板１１ａに対して単位印
字機構１２が１４個づつ配置されることになり、且つ複
数の印字ピン１３が平面視で一列状に配置されることに
なる（図３参照）。

【００１６】各単位印字機構１２は、図６に示すよう
に、一層の厚さが 100ミクロン程度の矩形状の圧電セラ
ミックを多数枚積層した上下長手の圧電素子１８と、該
圧電素子１８の先端（上端）に装着して、当該圧電素子
１８の伸縮運動を拡大して印字ピン７に伝達するための
駆動機構１９と、この駆動機構１９及び圧電素子１８を
支持するための側面視略上向きコ字状の鉄、ニッケル合
金（インバー合金）等の線膨張係数の小さい材料からな
る側面視上向きコ字型の支持フレーム２１とから構成さ
れている。

【００１７】電圧の印加により充電すると、圧電素子１
８はその積層方向（長手方向）に伸長し、放電すると収
縮するものである。なお、圧電素子１８は温度上昇によ
り縮小するので、それを補正する正の温度膨張特性を持
つ温度補償体２０は、支持フレーム２１の下端部と圧電
素子１８の後端との間に介挿し、接着剤にて固着する。

【００１８】駆動機構１９は、先端に適宜長さ（実施例
では50mm) の印字ピン１３の基部をろう付けしてなる側
面視略三角形状のアーム２２と、前記支持フレーム２１
における主支柱部２１ａの長手方向後向きに平行に延び
る板状の第１板ばね及び第２板ばねとこの両板ばねの先
端を連結する剛体の連結部とからなる側面視略「Π」字
状のばね体２３と、４節リンク部材２４とにより構成さ
れ、前記連結部をアーム２２の基端部にろう付け等によ
り嵌合固定する。第１板ばねの基端部を前記主支柱部２
１ａの側面にろう付け固着する一方、第２板ばねの基端
部は、圧電素子１８の前端面に押圧状態で接触する可動
子２５に同じくろう付け等により固着する。

【００１９】また、ばね板等の弾性材製の４節リンク機
構部材２４は、可動子２５の他側部と支持フレーム２１
における副支柱部２１ｂとに跨がって配設され、該４節
リンク機構部材２４の広幅側板部には、側面視略Ｈ状等
の切欠き孔を穿設し、該切欠き孔を挟んで左右両広幅側
板部を副支柱部２１ｂの表裏側面及び可動子２５の表裏
側面に各々スポット溶接（ろう付けでも可能）により固
定し、圧電素子１８が電圧印加にて伸縮するとき、４節
リンク機構部材２４における左右両広幅側板部が側面視
平行四辺形状に弾性変形して位置固定的な副支柱部２１
ｂの長手方向に沿って平行状に可動子２５が移動できる
ように構成したものである。

【００２０】そして、所定のタイミングで各圧電素子１
８が作動するように、シャトルプリンタ１の制御装置７
０から駆動電圧信号を伝送するため、ベース体１１の底
板部の外面の印刷基板２６と電気的に接続させるべく、
一対のリード部２７，２７を備える。この構成により、
印字作動時では、電圧印加で圧電素子１８が長手方向に
沿って伸長するとき、前記主支柱部２１ａに固着した前
記第１板ばねの長手方向略中途部を回動中心とするよう
にばね体２３が揺動変位し、その連結部を介して、前記
変位量をアーム２２で拡大し、印字ピン１３をプラテン
８の下面に向かって前進させて、前記カバー上体４上に
搭載したインクリボンカートリッジ２８から繰り出され
るインクリボンを介して被記録媒体７の表面に打印す
る。

【００２１】次に、図１〜図７を参照しながら、支持部
材１４及び揺動連動機構１５の構成について説明する。
支持部材１４は、ベース体１１の上面を覆うカバー体１
６から上向きに突出する一対の可撓性の支柱３０，３０
と、該一対の支柱３０、３０の上端間を一体的に連設し
て前記プラテン８の長手方向に沿う主案内片３１とから
なり、ベース体１１の上面を覆うカバー体１６の中央部
には、前記一列状に突出する印字ピン１３が挿通する溝
孔３２が穿設されており、カバー体１６の両端（前記溝
孔３２の長手両端部）から一対の可撓性の支柱３０，３
０が上向きに一体的に突出されている。

【００２２】また、前記主案内片３１及び前記一対の支
柱３０，３０の上下中途部間を連結するための撓み可能
な複数本の補助案内片３３には、一定間隔（実施例で
は、2.8 mm）で一列状に配置される印字ピン１３を各々
摺動自在に案内支持するための案内孔（図示せず）を備
える。なお、各補助案内片３３の長手方向の両端は、各
支柱３０に対して連結ピン３４を介してそれぞれ回動可
能に連結されている。

【００２３】次に、揺動連動機構１５について、図１〜
図５及び図７を参照しながら説明する。前記主案内片３
１の側面長手方向中央部の支持ブロック３５には、被記
録媒体７の移送方向上流側に向かって水平方向に突出す
る横ピン３６を備えた連結ブロック３７をねじ３８にて
固定する。そして、支持部材１４と揺動連動機構１５と
の揺動連結部位である前記横ピン３６に回動可能に枢着
連結したクランクアーム４０の基端をフレーム３におけ
る軸受４１を介して回転自在に軸支された偏心ロータ３
９に回動可能に装着し、片揺動振幅量ｅの偏心ロータ３
９は一定方向に定速回転する揺動用モータ４２及び増速
伝動歯車機構４３を介して一定方向に回転駆動されるよ
う構成されている。

【００２４】なお、前記支持部材１４の近傍には印字タ
イミングを制御するためのセンサ手段としてのリニアエ
ンコーダを設ける。即ち、図１〜図５に示すように、前
記主案内片３１の一側にはその長手方向に沿って長いポ
リエチレンテレフタレート等の合成樹脂製薄板製のセン
サ片４４を配置し、該センサ片４４の両端は、前記一対
の支柱３０，３０の側面に着脱自在に取付けられるブラ
ケット４５に装着されている。センサ片４４には、印字
タイミング用の８本のスリット４６からなる往動用スリ
ット部４６ａと、同じく８本のスリット４６からなる復
動用スリット部４６ｂとが穿設されており、その各々の
スリット部４６ａ，４６ｂに対して、センサ片４４を上
下から挟むようにフォトインタラプタ等の光透過式検出
器４７ａ，４７ｂを配置する。なお、実施例では、支持
部材１４ひいては印字ピン１３を後述するように正弦波
的に揺動させると共に、印字ピン１３のドット１３ａの
間隔Ｐ１をほぼ等しくするため、各スリット４６の間隔
は不等間隔としている。

【００２５】即ち、実施例では、支持部材１４ひいては
印字ピン１３を後述するように正弦波的に揺動させると
共に、図８に示すごとく、印字ピン１３のドット１３ａ
の間隔Ｐ１（例えば１／７２インチのドット間隔）をほ
ぼ等しくするため、往動用に対応する各スリット４６の
間隔Δｆ１〜Δｆ７及び復動用に対応する各スリット４
６の間隔Δｒ１〜Δｒ７は不等間隔としている。

【００２６】図９は、本発明の制御装置の機能ブロック
図を示し、シャトルプリンタ１内のマイクロコンピュー
タ等からなるプリンタ制御装置７０は、図示しない中央
処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを記憶させた読み
出し専用メモリ（ＲＯＭ）、各種データを記憶させる随
時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インター
フェイス等からなり、入力インターフェイスには前記切
断装置９における回転位相角検出器６０と、印字ヘッド
２の揺動及び印字タイミングを検出するための光透過式
検出器４７ａ，４７ｂと、被記録媒体の搬送方向前端が
紙送り機構６における駆動ローラ６ａ箇所に到達したこ
とを検出する紙送りセンサ６１とが接続され、それぞれ
の検出信号が入力される。

【００２７】プリンタ制御装置７０の出力インターフェ
イスには、駆動モータ５６の駆動回路７２を作動させる
切断装置制御部７３と、印字ヘッド２の揺動用モータ４
２を作動させる揺動駆動回路７４及び圧電素子１８を作
動させる印字駆動回路７５のための印字制御部７６と、
４相ステップモータからなる紙送りモータ６ｃを作動さ
せる紙送り駆動回路７７のための紙送り制御部７８とを
接続し、印字作業に応じてそれぞれの駆動回路を動作さ
せる。

【００２８】また、前記紙送りモータ６ｃはステップモ
ータのステップ角の１／２回転（１／２θｏ）にて紙送
り量の最小単位を実現するように構成し、該紙送りモー
タ６ｃを２相励磁駆動制御することと、１−２相励磁駆
動制御することの選択手段を備える。後述するように、
英字、数字、片仮名文字、バーコードを印字するとき、
及び改行動作、改ページ動作には、前記の２相励磁駆動
制御を実行し、絵画を描くグラフィック動作時には、１
−２相励磁駆動制御するものであり、そのため、前記選
択手段としては、ホストコンピュータ７１によりプリン
タ制御装置７０に送られるコマンドが好ましい。また、
シャトルプリンタ１に設けたパネルスイッチ（図示せ
ず）の印字スイッチ、改行スイッチや改ページスイッ
チ、グラフィックスイッチを選択手段としても良い。

【００２９】次に、印字動作について説明すると、シャ
トルプリンタ１の電源スイッチをＯＮすると、揺動用モ
ータ４２が起動し、増速伝動歯車機構４３を介して偏心
ロータ３９が一定方向に回転する。そして、揺動用モー
タ４２が一定回転速度になった時点以後において、印字
指令があると、紙送り機構６にて被記録媒体７は図１の
矢印Ａ方向に移送される。

【００３０】前記偏心ロータ３９が一定速度で回転する
と、クランクアーム３９及び横ピン３６を介して支持部
材１４である主案内片３１は一対の支柱３０，３０の基
部を中心にして図２、図３及び図１１のＣ，Ｄ方向に正
弦波的に往復揺動する。従って、各印字ピン１３の先端
側が主案内片３１における案内孔３１ａの側面または側
縁にて側圧を受けて、当該各印字ピン１３はその基端を
中心にして左または右に湾曲しながら、（図１０参
照）、印字ピン１３の先端は図１１の実線に示すごとく
片振幅量ａにて正弦波５０のように揺動する。なお、図
１１の破線は印字ピン１３の速度曲線であり、余弦波５
１になる。

【００３１】そして、印字開始のタイミングは、図１１
に示すように、例えば、主案内片３１がＣ方向の揺動端
部から反転してＤ方向に移動する揺動Ｕターン区間Ｔｕ
の終了時点とし、主案内片３１が右揺動端もしくは左揺
動端でＵターンする左右両側の揺動Ｕターン区間Ｔｕで
挟まれた印字区間Ｔｐにて所定のドット数を印打する。
この印字区間Ｔｐでは、片振幅量Ｐａであり、印字ピン
１３の揺動速度の絶対値は大きいが、当該速度の変動は
少ない期間に相当する。他方、前記揺動Ｕターン区間Ｔ
ｕでは、印字ピン１３の揺動速度の絶対値は小さいが、
当該速度の変動が大きいので、この揺動Ｕターン区間Ｔ
ｕの間に改行動作を実行する。

【００３２】即ち、前記印字区間Ｔｐにおいて、入力さ
れた印字データのキャラクタ（文字）に対応するドット
パターンに展開したドットパターンデータと、図８に示
す往動用スリット部４６ａに対する光透過式検出器４７
ａまたは復動用スリット部４６ｂに対する光透過式検出
器４７ｂにて検出した圧電素子１８への電圧印加タイミ
ングに基づき、所定の単位印字機構１２における圧電素
子１８にパルス電圧を印加させると、印字ピン１３がプ
ラテン８方向に瞬間的に突出してインクリボンを介して
被記録媒体７の表面にドット印字できるのである。

【００３３】このようにして、印字ピン１３がＣ及びＤ
方向に移動する途次において所定の印字タイミングにて
次々にドット印字する。主案内片３１が揺動端のＵター
ン区間Ｔｕに来た時、紙送り機構６を間欠作動させて１
ドット分だけ被記録媒体７を行方向に移動させた後、前
記と同様にしてドット印字を実行するのである。この場
合、英字、数字、片仮名（以上の文字種類をＡＮＫとい
う）やバーコードを印字する時、１ドット分だけ被記録
媒体７を行方向に移動させるには、前記紙送り機構６に
おけるステップモータとしての紙送りモータ６ｃを２相
励磁すると共に、印字ピン１３が揺動端のＵターン区間
Ｔｕに来た時、図１２（ｂ）に示すように所定時間ｔ４
だけ逆方向励磁を実行する。即ち、４相ステップモータ
の場合、その４相（φ１，φ２，φ３，φ４）の内の２
相を同時に励磁するものであり、且つ時間的に１相ずつ
ずらせて励磁する。例えば、図１２（ｂ）に示すごと
く、印字ピン１３の往動方向の印字タイミング時（図１
２（ａ）参照）で当該印字ピン１３を８ドット印字する
時間ｔ１の間は２つの相（φ１，φ２）を励磁し、次に
ｔ２時間だけ（φ２，φ３）相を励磁し、次いでｔ３時
間だけ（φ３，φ４）励磁するという順方向の２相励磁
をするが、その後ｔ４の時間は（φ２，φ３）相を励磁
するという逆相励磁（時間ｔ３の箇所からみて逆相とな
る）を実行した後、復動方向の印字タイミング時（図１
２（ａ）参照）では、（φ３，φ４）という具合に順方
向の２相励磁に戻る。このようにすると、図１２（ｃ）
に示すように、印字ピン１３が揺動端のＵターン区間Ｔ
ｕで被記録媒体７を１ドット分（２θｏ）のステップ角
にて行方向に紙送りすることができる。つまり、２相の
順方向励磁のステップにて紙送りを実行すると、ステッ
プモータのロータ等の慣性が大きすぎるため、前記１ド
ット分を越えて紙送りされることがあり得る。この不都
合を解消するため、このステップモータにおいて、２ス
テップの順方向の２相励磁駆動を実行した後１ステップ
の逆相励磁駆動を実行することにより、前記順方向に回
転する慣性力に対して逆方向のブレーキ力をステップモ
ータのロータに付与することになり、被記録媒体７を１
ドット分、例えば（１／７２）インチだけ行方向に正確
に紙送りできることになるのである。

【００３４】そして、１行分の印字動作を終了して後改
行するときや、印字しない複数行の空白スペースを開け
るときや、改ページ動作するときには、その４相（φ
１，φ２，φ３，φ４）の内の２相を同時に励磁するも
のであり、且つ時間的に１相ずつずらせて励磁する。例
えば、図１２（ｄ）のごとく、励磁の順序を（φ１，φ
２）→（φ２，φ３）→（φ３，φ４）→（φ４，φ
１）という具合に順方向の２相励磁駆動のみを実行す
る。

【００３５】これにより、ステップモータは高いトルク
で高速回転することができ、迅速に改行や改ページすべ
く被記録媒体７を紙送りすることができる。他方、グラ
フや図形、絵画等のグラフィックを描くときには、前記
ＡＮＫ文字やバーコードの印字動作時以上に細かく紙送
りして高品質の画を得るようにする必要がある。この場
合には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、
被記録媒体７の横方向（桁方向）への印字ピン１３の揺
動の１往復間（ｔ６）の励磁を（φ１，φ２）にて実行
したのち、被記録媒体７を１ドット分（前記ＡＮＫ文字
の場合のステップ角度の半分）例えば（１／１４４）イ
ンチだけ行方向に紙送りする時には、区間（ｔ７）を
（φ２，φ３）の順方向の２相励磁駆動したのち、区間
（ｔ８）は（φ１，φ２）の逆相励磁駆動を実行する。
そして、次の印字ピン１３の揺動の１往復間の励磁を
（φ２，φ３）にて実行する。これにより被記録媒体の
紙送りを細かく且つ滑らかに実行できる。

【００３６】このとき、往動方向に印字ピン１３を動か
す場合の当該印字ピン１３による印打の位置Ｆと復動方
向に印字ピン１３を動かす場合の当該の印字ピン１３に
よる印打の位置Ｒとは、被記録媒体７の横方向（桁方
向）に対して適宜距離だけずれるように印打されるもの
とする。例えば図１３（ｃ）に示すように、往動方向で
印打した箇所の間に復動方向時の印打箇所がくるように
すると、被記録媒体７の桁方向のドット（印打）間隔が
狭くなる。即ち被記録媒体７の単位面積当たりのドット
数が多い、高密度の精巧なグラフィックを形成すること
ができる。

【００３７】図１４は第２実施例を示し、ＡＮＫ文字の
印字時には２相励磁駆動を実行し、グラフィックの場合
には、１−２相励磁駆動を実行するというように励磁方
法を切り換えることにより、印字品質を変更しようとす
るものであり、ＡＮＫ文字の印字時には、図１４（ａ）
及び図１４（ｂ）に示すように、１ドット分だけ被記録
媒体７を行方向に移動させるには、前記紙送り機構６に
おけるステップモータとしての紙送りモータ６ｃを２相
励磁すると共に、印字ピン１３が揺動端のＵターン区間
Ｔｕに来た時、図１２（ｂ）に示すように所定時間ｔ１
１だけ逆方向励磁を実行する。即ち、４相ステップモー
タの場合、その４相（φ１，φ２，φ３，φ４）の内の
２相を同時に励磁するものであり、且つ時間的に１相ず
つずらせて励磁する。例えば、図１４（ｂ）に示すごと
く、印字ピン１３の往動方向の印字タイミング時（図１
４（ａ）参照）で当該印字ピン１３を８ドット印字する
時間ｔ９の間は２つの相（φ１，φ２）を励磁し、次に
ｔ１０時間だけ（φ２，φ３）相を励磁するという順方
向の２相励磁をするが、その後ｔ１１の時間は（φ１，
φ２）相を励磁するという逆相励磁（時間ｔ１０の箇所
からみて逆相となる）を実行した後、復動方向の印字タ
イミング時（図１４（ａ）参照）では、区間ｔ１２は
（φ２，φ３）という具合に順方向の２相励磁に戻る。
このようにすると、図１４（ｃ）に示すように、印字ピ
ン１３が揺動端のＵターン区間Ｔｕで被記録媒体７を１
ドット分（θｏ）のステップ角にて行方向に、例えば
（１／７２）インチずつ紙送りすることができる。つま
り、２相の順方向励磁のステップにて紙送りを実行する
と、ステップモータのロータ等の慣性が大きすぎるた
め、前記１ドット分を越えて紙送りされることがあり得
る。この不都合を解消するため、このステップモータに
おいて、１ステップの順方向の２相励磁駆動を実行した
後１ステップの逆相励磁駆動を実行することにより、前
記順方向に回転する慣性力に対して逆方向のブレーキ力
をステップモータのロータに付与することになり、被記
録媒体７を１ドット分、例えば（１／７２）インチだけ
行方向に正確に紙送りできることになるのである。

【００３８】そして、グラフィックの場合には、図１４
（ｄ）及び図１４（ｅ）に示すように励磁方法を１−２
相励磁駆動に切り換える。この場合、被記録媒体７の横
方向（桁方向）への印字ピン１３の揺動の１往復間（ｔ
１３）の励磁を（φ１，φ２）にて実行したのち、被記
録媒体７を１ドット分（前記ＡＮＫ文字の場合のステッ
プ角度の半分、１／２θｏ）例えば（１／１４４）イン
チだけ行方向に紙送りする時には、区間（ｔ１４）を
（φ２，φ３）の順方向の２相励磁駆動したのち、区間
（ｔ１５）は（φ１，φ２）の逆相励磁駆動を実行す
る。そして、次の印字ピン１３の揺動の１往復間（ｔ１
６）の励磁を（φ２）の１相励磁駆動とするというよう
に、印字ピン１３の揺動の１往復ごとに２相励磁と１相
励磁とを交互に実行するが、１往復の間の被記録媒体７
の紙送り時には、順方向励磁の次に逆相励磁を実行す
る。これにより被記録媒体の紙送りを細かく且つ滑らか
に実行できる。

【００３９】このとき、往動方向に印字ピン１３を動か
す場合の当該印字ピン１３による印打の位置Ｆと復動方
向に印字ピン１３を動かす場合の当該の印字ピン１３に
よる印打の位置Ｒとは、被記録媒体７の横方向（桁方
向）に対して適宜距離だけずれるように印打されるもの
とする。例えば図１４（ｃ）に示すように、往動方向で
印打した箇所の間に復動方向時の印打箇所がくるように
すると、被印字媒体７の桁方向のドット（印打）間隔が
狭くなる。即ち被印字媒体７の単位面積当たりのドット
数が多い、高密度の精巧なグラフィックを形成すること
ができる。

【００４０】なお、主案内片３１が右揺動端もしくは左
揺動端のＵターン区間Ｔｕに来たとき、大きく湾曲した
各印字ピン１３の先端が主案内片３１における案内孔の
側面や側縁にてこじれを生じないようにするため、支持
部材１４の揺動振幅量は制限されている。本実施例で
は、各印字ピン１３の先端の全振幅量２ａが３．１ｍｍ
になるように設定されている。また、１つの印字ピン１
３にて被記録媒体７の幅方向（印字桁方向）には印字の
ための全振幅量２Ｐａ＝２．８ｍｍの間に８ドット印字
できるものとし、これにより、英字、数字、片仮名（以
上の文字種類をＡＮＫという）が印字可能となるように
設定されている。

【００４１】このとき、前記印字ピン１３の先端から横
ピン３６までの距離Ｈ２を、当該印字ピン１３の全長
（アーム２２に対する印字ピン１３の取付け部から、印
字ピン１３の先端までの距離Ｈ１）の３０％以内になる
ように設定する。本実施例では、前記横ピン３６の位置
は、全長５０ｍｍの印字ピン１３の先端から１５ｍｍ以
内であることが好ましく、１０ｍｍ以内が一層好まし
い。このように、揺動連動機構１５から支持部材１４に
揺動力を伝達する作用点である横ピン３６の高さ位置を
印字ピン１３の先端側に接近させることにより、支持部
材１４における主案内片３１の揺動全振幅量と、印字ピ
ン１３先端の実際の揺動全振幅量との差異が少なくな
る。

【００４２】また、印字ピン１３の印字タイミングを検
出するためのセンサ手段であるセンサ片４４を印字ピン
１３の先端に近い主案内片３１に沿って配設し、該主案
内片３１と一体的に揺動するから、印字ピン１３先端の
実際の揺動運動に即して印字タイミングを正確に検出で
きるという効果を奏する。さらに、前記センサ手段は、
上述したように、長手のセンサ片４４と、当該センサ片
４４に穿設した往動用のスリット部４６ａ及び復動用の
スリット部４６ｂに対する非接触式の光透過式検出器４
７ａ，４７ｂとによるリニアエンコーダにて構成してあ
るから、正弦波的に揺動するときの、短い揺動Ｕターン
部による検出誤りを無くして往復時の印字タイミングを
正確に検出することができる。

【００４３】さらに、一列状に並んだ印字ピン１３を一
斉に一定振幅にて揺動させるため、可撓性を有する左右
一対の支柱３０，３０と、この両支柱３０，３０の先端
間を連結する主案内片３１とからなる門型の支持部材１
４を左右に揺動させるだけであり、しかも、印字ピン１
３の揺動振幅量は、ほぼ１文字分程度であって小さいか
ら、揺動に際しての慣性力も小さくて済み、増速伝動歯
車機構４３をコンパクトに形成でき、揺動用モータ４２
の駆動馬力も少なくて済むと言う効果を奏する。

【００４４】

【発明の作用及び効果】以上のように、請求項１に記載
の発明のシャトルプリンタによれば、請求項１に記載の
発明のシャトルプリンタは、印字ピンを進退動させる単
位印字機構の複数個を列状に配置し、印字ピンを被記録
媒体の送り方向と交差する方向に一定周期にて往復揺動
させながら印打駆動するように構成してなるシャトルプ
リンタであって、前記被記録媒体の紙送り機構の駆動手
段としてステップモータを使用し、印字動作中には２ス
テップの順方向励磁に続いて、１ステップの逆相励磁を
実行するように制御すれば、前記順方向に回転する慣性
力に対して逆方向のブレーキ力をステップモータのロー
タに付与することになり、被記録媒体を１ドット分だけ
行方向に正確に紙送りできるという効果を奏するのであ
る。

【００４５】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
シャトルプリンタにおいて、非印字時の紙送り動作時に
は、前記前記ステップモータの逆相励磁を実行しないよ
うに制御する。つまり、改行動作、または改ページ動作
のように被記録媒体の紙送り量を多く必要とする場合に
は、２相励磁であって順方向のみの駆動を実行すると、
高いトルクで高速に紙送りることができるのである。

【００４６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載のシャトルプリンタにおいて前記ステップモータ
のステップ角の１／２回転にて紙送り量の最小単位を実
現するように構成し、前記ステップモータを２相励磁駆
動制御することと、１−２相励磁駆動制御することの選
択手段を備えたものである。従って、１−２相励磁駆動
制御を選択すれば、紙送り量の最小単位にて被記録媒体
を紙送りするので、狭い印字ドット間隔にて印字でき、
細かいドット（高印字品質）を必要とする絵画を鮮明に
記録することができる一方、２相励磁駆動制御を選択す
ると、ＡＮＫ文字の印字や改行動作を迅速に実行できる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】シャトルプリンタの側断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視平面図である。

【図３】印字ヘッドの要部斜視図である。

【図４】印字ヘッドの一部破断正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図である。

【図６】単位印字機構の斜視図である。

【図７】図２のVII −VII 線矢視による揺動連結部位と
揺動機構の正面図である。

【図８】スリット部の間隔と印字ドットの間隔との関係
を示す説明図である。

【図９】制御装置の機能ブロック図である。

【図１０】印字ピンと主案内片との位置関係及び印字ピ
ンの湾曲状態を示す図である。

【図１１】印字ピンの揺動振幅等を示す作用説明図であ
る。

【図１２】（ａ）はＡＮＫ文字の印字時における往動方
向及び復動方向の印字タイミングのタイムチャート、
（ｂ）はＡＮＫ文字の印字時における２相励磁駆動であ
って、２ステップの順方向励磁後１ステップの逆方向励
磁を実行する４相の励磁順序を示すタイムチャート、
（ｃ）はＡＮＫ文字の印字時と１ドットの紙送り時との
紙送り方向の移動量をステップ角θｏで示すタイムチャ
ート、（ｄ）は改行時等における２相順方向励磁のみの
場合の４相の励磁順序を示すタイムチャートである。

【図１３】（ａ）はグラフィックの印字時における往動
方向及び復動方向の印字タイミングのタイムチャート、
（ｂ）はグラフィックの印字時における２相励磁駆動で
あって、１ステップの順方向励磁後１ステップの逆方向
励磁を実行する４相の励磁順序を示すタイムチャート、
（ｃ）はグラフィックの印字と１ドットの紙送り時との
紙送り方向の移動量をステップ角θｏで示すタイムチャ
ートである。

【図１４】（ａ）はＡＮＫ文字の印字時における往動方
向及び復動方向の印字タイミングのタイムチャート、
（ｂ）はＡＮＫ文字の印字時における２相励磁駆動であ
って、１ステップの順方向励磁後１ステップの逆方向励
磁を実行する４相の励磁順序を示すタイムチャート、
（ｃ）はＡＮＫ文字の印字時と１ドットの紙送り時との
紙送り方向の移動量をステップ角θｏで示すタイムチャ
ート、（ｂ）はグラフィックの印字時における１−２相
励磁駆動であって、１ドットの紙送り時には１ステップ
の順方向励磁後１ステップの逆方向励磁を実行する４相
の励磁順序を示すタイムチャート、（ｃ）はグラフィッ
クの印字と１ドットの紙送り時との紙送り方向の移動量
をステップ角θｏで示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ シャトルプリンタ ２ 印字ヘッド ６ 紙送り機構 ６ｃ 紙送りモータ ７ 被記録媒体 ８ プラテン １１ ベース体 １２ 単位印字機構 １３ 印字ピン １３ａ 印字ドット １４ 支持部材 １５ 揺動機構 ４２ 揺動用モータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】（ａ）はＡＮＫ文字の印字時における往動方
向及び復動方向の印字タイミングのタイムチャート、
（ｂ）はＡＮＫ文字の印字時における２相励磁駆動であ
って、１ステップの順方向励磁後１ステップの逆方向励
磁を実行する４相の励磁順序を示すタイムチャート、
（ｃ）はＡＮＫ文字の印字時と１ドットの紙送り時との
紙送り方向の移動量をステップ角θｏで示すタイムチャ
ート、（ｄ）はグラフィックの印字時における１−２相
励磁駆動であって、１ドットの紙送り時には１ステップ
の順方向励磁後１ステップの逆方向励磁を実行する４相
の励磁順序を示すタイムチャート、（ｅ）はグラフィッ
クの印字と１ドットの紙送り時との紙送り方向の移動量
をステップ角θｏで示すタイムチャートである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ピンを進退動させる単位印字機構の
   複数個を列状に配置し、印字ピンを被記録媒体の送り方
   向と交差する方向に一定周期にて往復揺動させながら印
   打駆動するように構成してなるシャトルプリンタにおい
   て、前記被記録媒体の紙送り機構の駆動手段としてステ
   ップモータを使用し、印字動作中には２ステップの順方
   向励磁に続いて、１ステップの逆相励磁を実行するよう
   に制御することを特徴とするシャトルプリンタ。
2. 【請求項２】 非印字時の紙送り動作時には、前記ステ
   ップモータの逆相励磁を実行しないように制御すること
   を特徴とする請求項１記載のシャトルプリンタ。
3. 【請求項３】 前記ステップモータのステップ角の１／
   ２回転にて紙送り量の最小単位を実現するように構成
   し、前記ステップモータを２相励磁駆動制御すること
   と、１−２相励磁駆動制御することの選択手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のシャトルプリンタ。