JPS5849193B2 - シリアルプリンタにおけるハンマリング制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリアルプリンタにおけるハンマリング方式に
関する。

シリアルプリンタは逐次打字方式の印刷装置であり、各
種伝票、通帳等に所望の文字、記号等を印字するもので
ある。

例えば、現在急速に普及し始めている統一伝票等に印字
してＯＣＲ処理するのに十分な高い印字品質、複写能力
を実現している。

この場合、印字速度もまたシリアルプリンタが有すべき
重要な要素であり、従来、シリアルプリンタはタイプバ
一式であり、２０字／秒程度の印字速度を実現していた
。

然し、コンピュータによるオンライン処理が導入される
ようになると、上記の印字速度では十分でなく、近年サ
ーボ式のシリアルプリンタが提案され４０字／秒程度の
印字速度が確保されるようになった。

然し、上記の４０字／秒なる印字速度が、従来の２倍に
及ぶ印字速度に達するものであるとは言え、サーボ式シ
リアルプリンタにおいて理論的に確保し得る最高の印字
速度までには到達し得ていない。

さて、高速印字を実現するには、シリアルプリンタ内の
機構あるいは動作に関しあらゆる改良手段が総合的に実
現されなければならない。

本発明は、これらのうち特に印字ヘッドのハンマー機構
に関して改良を加えようとするものである。

すなわち、本発明の目的は現存のシリアルプリンタで実
現し得る印字速度よりも十分に高い印字速度を確保し得
るハンマリング方式を提供することである。

上記目的に従い本発明は、印字ヘッドにノ＼ンマー動作
を付与する駆動源として、従来のハンマーマグネットに
代えてサーボ制御可能な直流モータを採用し、さらに印
字ヘッドのハンマーストロークが連続する第１ストロー
クおよび第２ストロークからなり、該第１ストロークの
始点がハンマー動作の休止点であり該第２ストロークの
終点が印字媒体を支持するプラテンへのインパクト点で
あるようになし、ここにおいて該第１ストロークの終点
すなわち第２ストロークの始点を一時安定点となし、連
続的に印字データが供給される場合は前記の一時安定点
とインパクト点との間、すなわち前記第２ストロークの
間で連続的なハンマリングを行ない、一方印字データの
供給が停止した場合は前記第１ストロークの始点に戻る
ようにしたことを特徴とするものである。

第１図は本発明が適用されるシリアルプリンタの一部を
取出して示す概略構造図である。

本図において、１１は所望の活字が横一列に何行かに亘
って印刷される印字媒体であり、ロール紙、通帳等であ
る。

印字媒体１１は、印字媒体を支持する機構（プラテン）
１２により支持されながら間欠送りされる。

印字媒体１１に、所望の活字をインパクトさせるのが印
字ユニット１３であり、上下各２段に６４文字合計１２
８文字の活字をクラウン形に配列してなる印字ヘッド１
３−１と、これを回転駆動させる活字選択用モータなら
びに１つの活字を媒体１１に向ってインパクトさせるハ
ンマー源を収納した駆動機構部１３−２と、赤黒のイン
クリボンを収納したリボンカートリッジ１３−３等から
なる。

印字ユニット１３は移動軸１４に乗って図中矢印Ａ方向
に移動しスペース動作を行なう。

なお、移動軸１４はスペースモータ１５によって回転せ
しめられ、且つ該移動軸１４にはラセン溝が形成されて
いるので、前記の回転に伴う該ラセン溝の送り動作によ
って印字ユニット１３が全体にスペーシングを行なう。

横一列の印字が終了する毎に図中矢印Ａ′方向に復帰す
る。

また図示しないが、印字ユニット１３、前記モータ、前
記ハンマー駆動源等を制御する回路を搭載した制御回路
基板が設けられる。

第１図において概略的に説明した各種機構のうち、本発
明は印字ヘッド１３−１および前記ハンマー駆動源に関
して述べるものである。

プラテン１２に支持された印字媒体１１に、該印字ヘッ
ド１３−１をハンマーせしめるためのハンマー駆動源と
して従来は、例外なくハンマーマグネットが用いられて
おり、このハンマーマグネットを用いたハンマリング方
式では、印字ヘッド１３−１の休止点からプラテン上の
インパクト点までのハンマーストロークが通常ｎ（ｍｉ
）に設定されている。

このハンマーストロークに着目した場合、まだ印字速度
を高める余地が残されている。

すなわち、ｎ（ｍｍ）なるハンマーストロークはまだ短
縮可能な余地を含んでおり例えばこれをｎ１（ｉｔ）に
設定することか出来る。

ところが、例えば銀行等における事務機として使用され
るシリアルプリンタではフロントインサーク、インサー
タジャーナル等を別途用意しあらゆる印字媒体（通帳）
を使用できるようにしなければならず、単にハンマース
トロークを０１（ｍｍ）に短縮することは出来ない。

すなわち、これらフロントインサータ等を用いる場合、
印字ヘッド１３−１とプラテン１２の間に印字媒体をガ
イドする部材が取付けられるので、ハンマーストローク
をｎｔ（”）に固定した場合、前記部材が印字ヘッド１
３−１に引っかかる惧れがあるからである。

従って、印字媒体挿入時等においてはハンマーストロー
クをｎ（ｍｍ）とし、印字ヘッド１３−１と前記部材と
の引つかかりを防止しなければならない。

ところで、前記ガイド部材に沿って媒体が印字位置まで
案内されれば該ガイド部材は印刷の邪魔にならないよう
下方に退避させられる。

しかるにガイド部材の退避後は、印字ヘッドとプラテン
間の距離をｎ１（”）とすることができる。

すなわち、印字開始前は印字ヘッドとプラテン間の距離
は６關のストローク長であるが、印字中は高速印字を実
現するためにｎ１（ｍｍ）のストローク長にすることが
できる。

換言すれば、ハンマーストロークは３ｍｍとなったりｎ
（ｘｉ）となったりする。

さて、このような可変ハンマーストロークを従来のハン
マーマグネットで実現するならば、ハンマー速度が高速
化されるものの、ｎ１（”）ストローク用とｎ（１ｎπ
）ストローク用の２つのハンマーマグネットを具備しな
ければならず、不経済となるばかりでなく、印字ユニッ
ト１３の重量が増大しこの結果スペース動作が緩慢とな
り結局印字速度は上がらない。

また、ハンマーエネルギーについてみると、ハンマーマ
グネットはその構造上復帰用スプリングを取り付けなけ
ればならず、該復帰用スプリングに抗してハンマリング
を行なうことになるので、ハンマーエネルギーが有効に
利用されず、印字速度の増大を図る上で支障となる。

そこで本発明は、ｎ１（關）とｎ（ｍｍ）のハンマース
トロークが自在に切り換え可能であるように、そしてハ
ンマーエネルギーが十分ハンマリングのために供給され
るように、従来のハンマーマグネットに代えてサーボ制
御可能な直流モータを採用する。

なお、プリンタのハンマー装置として直流モータを利用
した例は未だ見られていない。

第２図は、第１図におけるシリアルプリンタのうち本発
明に係る部分のみを取り出して示す拡大斜視図である。

第２図において、２１が本発明により採用された直流モ
ータであり、ギア２２を介して印字ヘッド１３−１をプ
ラテン１２に向って、矢印Ｓ１およびＳ２方向にハンマ
ーする。

矢印Ｓ１は第１ストロークを意味し、矢印Ｓ２は第２ス
トロークを意味する。

具体的には、第１ストロークはｎ２（ｍｍ）、第２スト
ロークはｎ１（ｍ７ｒＬ′）であり合計１１＋ｎ２ ＝
Ｈ （ｍｍ）のハンマーストロークである。

次に第３図のグラフを参照しながら動作説明をする。

第３図において、横軸は時間ｔを、縦軸はストローク量
Ｓをそれぞれ示す。

先ず、ｔ二〇でハンマー指令が供給されると、印字ヘッ
ド１３−１（第２図）はＣ１なる速度曲線を保ってサー
ボ制御されながら第１ストロークの終点である一時安定
点に向う。

この一時安定点の位置は点線Ｐとして示されている。

この後、供給された印字データに従って指定の活字２３
（第２図）は、印字ヘッド１３−１（第２図）と共に、
Ｃ２なる速度曲線を辿ってプラテン１２（第２図）上の
インパクト点に向う。

このインパクト点の位置は第３図中の点線Ｑとして示さ
れている。

引き続き第２番目の印字データが供給されると、印字ヘ
ッド１３−１は第１ストロークＳ１の始点まで戻ること
なく、Ｃ３なる速度曲線を保ってサーボ制御されながら
一時安定点Ｐに戻る。

従って、Ｃ４なる速度曲線を辿って当該第２の活字を印
字ヘッド１３−１と共にハンマーすることになる。

このときのハンマーストロークは第２ストロークＳ２で
あり、ｎ１（ｍｍ）である。

もし、従来法に従って当該第２の活字を印字するならば
、一点鎖線Ｃ／なる速度曲線を辿ってハンマーすること
になり、ハンマ一時間は１３−１１となり、本発明によ
るノ＼ンマ一時間ｔ２−ｔ１よりも当然長くなる。

引続き第３の印字データが供給されれば、同しく一時安
定点Ｐからインパクト点Ｑに向ってハンマリングされる
。

この様に、第２ストロークＳ２のみを往復して印字され
るので、従来よりも高速に印字し得ることは明らかであ
る。

第３図のグラフにおいて、もし印字データの供給が途絶
えると、次に新たな印字媒体が挿入される場合が想定さ
れるので、最後の印字を終了した後は、印字ヘッド１３
−１は、Ｃ，？る速度曲線を保ってサーボ制御されなが
ら、印字ヘッド１３−１の休止点（第１ストロークＳ１
の始点）まで引き下がり、プラテン１２および印字ヘッ
ド１３−１の間隔を最大のｎ（７ｎ１ｎ）に保つ。

このような、可変ストロークによるハンマリングが可能
となるのは、サーボ制御可能な直流モータを採用したか
らに他ならない。

また、ハンマーマグネットに付随の復帰スプリングが不
要であるから、ハンマーエネルギーが有効に利用される
。

以上述べた、２段切換えのハンマリングを実施する具体
的な回路例について述べる。

第４Ａ図は、本発明のハンマリング方式が適用される１
回路例を示すブロック図であり、第４Ｂ図は第４Ａ図の
回路の動作説明に供するタイムチャートである。

第４Ａ図において、２１は第２図に示したハンマー用の
直流モークＭであり、該直流モータ２１の回転軸に連動
（図中点線で示す）するポテンショメータ４１（第２図
の４１参照）が付設される。

ポテンショメータ４１の出力電圧ｖｓは差動増幅器４２
の一端子に入力される。

一方、その十端子には可変基準電圧発生回路４３からの
出力電圧■１が印加され、これらの差電圧ＶＲ−ｖｓが
位相補償回路４４、クランプ回路４５、スイッチ４６お
よび電流増幅器４７を経由して前記直流モータ２１に印
加される。

そして、差電圧ｖＲ−ｖｓが零になるよう、該直流モー
タ２１がサーボ制御される。

次に第４Ａ図の回路の動作を、第４Ｂ図のタイムチャー
トを参照しながら説明する。

まず、図示しない中央制御装置より、時刻Ｔ１において
印字指４＞ａが供給される（第４Ａ図のａ１第４Ｂ図の
ａ参照）。

これにより、可変基準電圧発生回路４３のスイッチＳａ
が閉成し、該回路４３の基Ｒ 準電圧ｖＲはＶ。

０・ となる。このＲ ＋ｒ ａ Ｒ ＶＣＣ・ なる基準電圧は第４Ｂ図ｄ）の■ＲａＲ
十ｒ２ として示される。

このＶＲａとポテンショメータ４１との差電圧により、
ｔａの期間（第４Ｂ図ａ参照）電流増幅器４７を制御し
駆動電流■Ｍａ（第４Ｂ図ｆ参照）を直流モータ２１に
供給する。

この場合、駆動電流■Ｍａｉは、期間ｔａ内の前半のみ
に供給され、所定の時間経過後は負の■Ｍａｉ’（第４
Ｂ図ｆ参照）なる制動電流が供給される。

すなわち、駆動電流を正■Ｍａにして起動をかけるとサ
ーボ制御により適当なタイミングで電流は負？Ｍａ′と
なり直流モークは目的位置に安定に停止する。

上記の駆動電流■Ｍａ ｉおよび■Ｍａｉ’により直流
モータ２１はサーボ制御され、これに応してポテンショ
メータ４１の出力電圧■ｓは、期間ｔａにおいて第４Ｂ
図ｅにおけるｖｓａの如く変化する。

そしてこのｖｓａが前記の基準電圧ｖＲａＲ （一Ｖ。

。・ ）に一致したとき、一時安定点Ｒ十ｒａ Ｐ（第４Ｂ図ｅ参照）に至る。

この一時安定点Ｐは第３図のＰと同じである。

また、前記のｖｓａの変化は第３図の速度曲線Ｃ１に相
当する。

第４Ｂ図ｆにおいて■Ｍａｉは一定のピークレベルを維
持するが、これは第４Ａ図のクランプ回路４５によって
規定される。

これにより直流モータ２１の等加速性が達成できる。

また’ Ｍ ａ’ｉは所定の波形で負から零レベルに至
るが、この所定の波形は位相補償回路４４で整形される
。

つまり該回路４４は、実際の変位置（Ｖｓに相当）に対
して、これを微分した速度成分を加え、より安定なサー
ボ制御を実現する。

次に、期間ｔａを経た時刻Ｔ２において、インパクト指
４＞ｌ）が前記の中央制御装置より供給される（第４Ｂ
図ｂ参照）。

これにより、第４Ａ図の可変基準電圧回路４３のスイッ
チＳｂが閉成し、基Ｒ となり、第４Ｂ図 準電圧ｖＲは■。

” Ｒ＋ｒａ／，５ｄのＶＲｂで示すレベルに上昇する
。

この結果、直流モーク２１は、期間ｔｂ（第４Ｂ図ｂ参
照）においてフル励磁され印字ヘッドをプラテンに向け
て大エネルギーで飛行させる。

この飛行の状態は第４Ｂ図ｅＶｓｂなる波形で表わされ
、第３図の速度曲線Ｃ２に相当する。

このときの駆動電流は■Ｍｂｉ （第４Ｂ図ｆ参照）で
ある。

さらに時刻Ｔ３において、励磁停止信号Ｃが前記中央制
御装置より供給され（第４Ｂ図Ｃ参照）、スイッチ４６
を開成する。

これにより駆動電流は■Ｍｃｉ （第４Ｂ図ｆ参照）と
なり、これは電流値零である。

この結果、期間ｔ。

の間、印字ヘッドは等速飛行し、時刻Ｔ４でプラテンに
衝突し、印字が行なわれる。

この等速飛行は、印字媒体の厚みに関係なく一定の印字
エネルギーを得、インクの濃淡が現われないようにする
ために挿入される工程である。

この後、引続き印字データが供給されていれば、印字ヘ
ッドは休止点Ｏ（第４Ｂ図ｅの０１第３図のＳ＝Ｏ ）
まで戻ることなく一時休止点Ｐまで引き下がる。

このＰ点までの引き下がり動作は、駆動電流ＩＭＯ’ｌ
によってなされ、前述のバンクーバンク制御によりＰ点
で安定する。

さらに印字を繰り返し、一連の印字データを処理し終え
た後は、前記の中央制御装置から印字指／＋ａもインパ
クト指＋ｂも供給されないので、第４Ａ図のスイッチＳ
ａ，Ｓｂは共に開成しｖＲは零となる（第４Ｂ図ｄのＶ
Ｒ，Ｏ参照）。

これにより直流モータ２１は休止点まで逆回転する。

このときのポテンショメータ４１の出力ｖｓは第４Ｂ図
ｅのＣ５で示すとおりであり、これは第３図のＣ，に相
当する。

以上説明したように本発明によれば、原則的に１１１（
ｍｍ″）という極めて短いハンマーストロークヲ保って
ハンマリングすることにより高印字速度を確保し、また
必要に応して該ハンマーストロークをｎ（ｍ′ＩＩＬ）
に戻すというハンマリング動作が単一のハンマー駆動源
（直流モータ）で実現される。

また、ハンマーエネルギーが復帰スプリング等によって
減殺されることがないので、経済的でもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるシリアルプリンターの一部
を取出して示す概略構造図、第２図は第１図のシリアル
プリンタのうち本発明に係る部分のみを取出して示す拡
大斜視図、第３図は本発明のハンマリング方式を説明す
るためのグラフ、第４Ａ図は本発明の方式を実施する一
回路例を示すブロック図、第４Ｂ図は第４Ａ図における
要部の波形を示すタイムチャートである。 図において１１は印字媒体、１２はプラテン、１３−１
は印字ヘッド、２１は直流モータ、４１はポテンショメ
ータ、４２は差動増幅器、４３は可変基準電圧発生器、
４４は位相補償回路、４５はクランプ回路、４７は電流
増幅器、Ｓ１は第１ストローク、Ｓ２は第２ストローク
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の活字を配列してなる印字ヘッドと、該印字ヘ
   ッドにハンマー動作を付与するハンマー駆動源と、印字
   媒体を支持するプラテンとを有するシリアルプリンタの
   ハンマリング制御方式において、前記ハンマー源を直流
   モータとすると共に該直流モークをサーボ制御すること
   により前記印字ヘッドを連続す・る第１ストローク及び
   第２ストロークを経由してプラテンにインパクト可能と
   なし、印字すべき活字を指定する印字データが連続的に
   供給される場合は、前記第２ストロークのみに沿って印
   字ヘッドを連続的にハンマリングして印字し、前記印字
   データの供給が停止した場合は前記第２ストローク及び
   第１ストロークを経由して該印字ヘッドの休止点である
   第１ストロークの始点に復帰するようにしたことを特徴
   とするシリアルプリンタにおけるハンマリング制御方式
   。