JPS585789B2 - 小型プリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周囲に文字・記号等の活字を有する活字輪を
選択係止して印字する如き小型プリンタに関する。

電子式卓上計算機（電卓）等の表示装置としてプリンタ
が用いられているが、本プリンタは、印刷しない時には
駆動用モータを静止させて待機させ、印刷時には駆動用
モータの電力を供給することから活字輪の選択行程に入
り、選択された活字を印刷する印字行程を経て活字輪を
待機状態に整列復帰させる復帰行程で、概略１印字サイ
クルが終了し、再び次の印刷を待つ如きものである。

電卓用プリンタとして、印字スピードの速いこと、また
そのバラツキが少ないこと、廉価であること等がますま
す要求されるが、これらを満足させるものである。

即ち、選択行程にて活字に対応する活字信号である第１
の信号群と、活字輪が待機状態に復帰したことおよび駆
動用モータの電力遮断位置を決定する待機信号である第
２の信号とを一つの検出器から得て、タイミング信号を
統合したことにより、従来別々の検出器が用いられたた
めに二つ必要であった検出器を半減したものである。

更に、活字輪が待機状態に復帰した時期には、印字され
た文字が紙送りされて、電卓の操作者が印字した文字を
視ることが可能であるため、■印字サイクルが概略終わ
りとみなすことができる本プリンタでは、待機信号発生
と同時に１印字サイクルが終了し、直ちに次の印字サイ
クルに突入することができるため、印字サイクル間の待
ち時間を設定する必要がなく、印字スピードの向上と併
せて、設定時間のパラツキによる印字スピードのバラツ
キを皆無にしたものである。

更に、タイミング信号を得る検出器は、活字輪軸の動作
と対応する部位に設定されているため、極めて精度の高
い活字信号と待機信号が得られるものである。

更には、印字サイクルが連続する場合には、連続して駆
動用モータを回転させることが可能であるため、起動電
流の回避による電力の低減と、ブラシモータの場合には
寿命の向上が得られるものである。

更には、活字輪が活字輪軸との摩擦係合が外されて選択
されて、印字後待機状態に復帰する時に、活字輪軸が逆
回転して活字輪を復帰させる方式、活字輪軸が同一方向
に引き続き回転して合計１回転で活字輪を復帰させる方
式、同一方向であるが２回転目で活字輪を復帰させる方
式等、いずれの場合にも対応がつけ易いものである。

従来のプリンタは、活字信号を得る検出器と駆動用モー
タの電力遮断位置を決定する停止信号を得る検出器は別
々に２個設けられるか、活字信号を得る検出器１個であ
っても、クラッチ等の附属機構が附加されていた。

二つの検出器を有する従来のプリンタの例を、第１図の
概略構造図、第２図のタイムチャートで説明する。

１はプリンタ駆動用モータで、モータの通電を開始する
とともに一連の印字動作が開始される。

２はモータ歯車、３は１印字サイクルに概略１回転する
減速歯車、４，５，６．１１は伝達歯車、７は円周の一
部に歯部と歯底円径の切り欠き部を設けた間欠駆動歯車
、８は歯車の一部を切り欠いた間欠歯車、９は間欠歯車
８上に配置され活字輪選択機構により任意の文字を選択
される円周上に活字を有する活字輪、１０は片端が間欠
歯車８に片端がフレームにそれぞれ固定されたコイルバ
ネ、１２は印字歯車で間欠駆動歯車７と回転比は同じで
ある。

１３は印字歯車１２に係合したクランク軸、１４はクラ
ンク軸１３上に係合され活字輪９の活字上をころがりな
がら印字する印字ローラ、１５は印刷紙、１６はリボン
である。

図の状態は待機時を示す。

第２図に示す印字指令により、プリンタ駆動用モータ１
が駆動し、間欠駆動歯車７が矢印１７の方向に回転を始
め、間欠駆動歯車７上の歯と間欠歯車８上の歯が噛合を
始め、間欠歯車８は矢印１８の方向にコイルバネ１０を
巻き上げながら回転する。

間欠歯車８が回転すると、活字輪９及び活字輪９の活字
の位置に対応して設定されたスリットを有する検出板（
図示なし）も回転を始める。

すると、検出板のスリットは発光素子及び受光素子（図
示なし）を介して、第２図のタイムチャートに示すタイ
ミング信号Ｔ。

〜Ｔ１２を発生し、活字輪選択機構により文字選択可能
な選択行程になる。

ここで、検出板の初期位置（待機位置）は、発光・受光
素子に対して検出板上にスリットを設けてない部分が対
応しているので、タイミング信号の出だしは、Ｌｏｗか
ら始まり活字位置に対応したスリットが発光・受光素子
と対応する毎にＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がる信号と
なる。

間欠駆動歯車７が回転を続け文字選択が終了すると、間
欠駆動歯車７と間欠歯車８の噛合が外れ、間欠歯車８は
、間欠駆動歯車７の歯の切っていない部分１９の為コイ
ルバネ１０を巻き上げた状態で錠止されているこの時、
印字ローラ１４は間欠駆動歯車７と同期して回転してお
り、活字輪９の選択が終わり間欠歯車８が錠止されると
、印字ローラ１４が選択された活字上をころがり、印刷
紙１５に印字する印字行程になる。

印字が終了すると、間欠歯車８の錠止は間欠駆動歯車７
の歯底円径の切り欠き部の為終了し、コイルバネ１０に
より待機位置に復帰する。

又、同時に活字輪９も待機位置に整列復帰する復帰行程
になる。

この復帰行程時に、活字位置に対応したスリットをもつ
検出板はコイルバネ１０により急激に戻されるので、周
期の短い不安定な、しかも選択とは無関係なリターン信
号Ｒが発生する。

紙送りは、印字が終了した後、紙送り機構によりなされ
る。

プリンタの機械負荷やモータイナーシャ等を考慮して紙
送り中か紙送りの前後に、減速歯車３に設置された磁石
２０とプリンタフレーム等に設置されたリードスイッチ
２１から検出器を構成し、第２図に示す停止指令を作り
この停止指令によりプリンタ駆動用モータ１は通電を切
られ、電気制動がかけられて急激に停止し、間欠駆動歯
車７を所定の待機位置に停止させる。

プリンタ駆動用モータ１が停止し紙送りが終了し、間欠
歯車８や活字輪９が待機位置に復帰すると、次の印字指
命を待つ。

以上、１印字サイクルが終了し、この繰り返しにより印
字を行なう。

停止指令は、第３図に示す如く次の働きがある，ａは、
印字指令から始まり停止指令で終了するモータの駆動信
号を作成し、Ｃでは１印字サイクルの終了が活字輪９が
復帰時に発生する密なるタイミング信号Ｒの後縁からα
時間、もしくは停止指令の前縁からβ時間であることか
ら、後者を使用して、β時間カウンタにて停止指令発生
以後の時間を、β時間より充分小さいクロツクを入力と
して測定し、１印字サイクルの終了を検知する。

ｄでは、斐字カウントのリセットを行ない、活字輪９上
の活字とタイミング信号の同期を取るもので、プリンタ
の停止位置が待機状態の任意の位置であつても（例えば
、プリンタの動作中に停電が発生したことによって生じ
る）同期を可能にするものである。

ｂはモータ制御回路で、４２はＯＮ−ＯＦＦ制御トラン
ジスタ、４３．４４はダーリントン接続による駆動トラ
ンジスタ、４８はモータ１に電気制動をかける停止用ト
ランジスタ、４１はモータ駆動信号の入力端子で、ロー
レベルの時モータ１は駆動トランジスタ４３．４４の導
通により駆動し、活字は選択行程中はメカガバナ等によ
り一定の回転速度に制御される。

４１は停止指令によりハイレベルが印加されると、４２
のＯＮ−ＯＦＦ制御トランジスタは導通し、駆動トラン
ジスタ４３．４４はベース電流の供給が止まって遮断し
、モータ１の通電を断ち、同時に停止用トランジスタ４
８を導通させてモータ１の端子間を短絡して急激に停止
させる。

かかる停止指令は、リードスイッチ、永久磁石等の部品
を必要とする価格増、組立調整による価格増、取付けス
ペースを必要とするためプリンタ形状、レイアウトの制
約、さらにはリードスイッチが機械接点のために有する
信頼性の低下等のいくつかの欠点を有している。

さらに、１印字サイクルの印字スピードが低下するとい
う欠点も有している。

すなわち、電子式卓上計算機等に使用された場合に、β
時間カウンタのクロックは、無安定マルナバイブレータ
で作られるため、素子のバラツキ、温度特性等によりバ
ラツキがある。

したがってβ時間カウンタの段数はクロツクの周期が最
少であっても、β時間得られる様に定めるため、通常の
クロツクは、β時間以上の待ち時間が必要となる。

これはプリンタの本来の印字スピードを、通常の場合は
それ以下、最大の場合にそれ自体が得られる結果になっ
ている。

また、活字信号のみのタイミング信号とクラッチを使用
した例のタイムチャートを、第４図に示す。

印字指令とともにモータへの通電が開始され、σ時間な
る助走期間を経てクラッチが投入される。

クラッチは、電磁石等に通電することによって動作が開
始される。

クラッチ投入とともに、活字輪？の回転が得られて、活
字信号Ｔ。

−Ｔ１が発生する。

選択、印字行程を経て、モータの電力は、活字輪が整列
復帰する時に発生するリターンシグナルＲの最終パルス
を基準としてρ時間を検出後に遮断される。

クラッチはモータの電力が遮断される以前に、機械的に
解除され、再び活字輪軸は静止する。

リターンシグナルＲの最終パルスからα時間経過して、
１印字サイクルが終了する。

本発明は、従来において要していたリードスイッチと永
久磁石からなる検出器を不要とし、タイミング信号に停
止指令を兼用させたこと。

更に印字スピードの向上を計り、しかも、そのバラツキ
を皆無とするとともに機構の簡素化を計るもので、以下
に第５図から第９図を用いて本発明を説明する。

まず始めに、第５図の活字選択機構部と第６図のタイム
チャート図を用いて動作を説明する。

７の間欠回転駆動歯車の回転により８の間欠歯車と噛合
い、矢印１８のＡ方向へコイルバネ１０を巻き上げなが
ら回転する。

間欠歯車８が回転すると活字輪９の中に挿入されたバネ
３９（ｂ図）により活字輪９も回転し、間欠歯車８の軸
３１に係止される活字輪位置検出器３２の検出板３５も
回転する。

活字輪９の動作に同期した軸３１に取付けられた検出板
３５（同期部材）には、活字輪９上の各々活字位置に対
応したスリット３６と、活字輪９が停止している待機位
置近辺に対応して活字位置とは無関係の幅広いスリツト
３６−Ｓとを有する。

そして、検出板３５を挾んで発光ダイオード等の発光素
３３と、ホトトランジスタ等の受光素子３４が対向配置
されている。

そして、更に開口部５２、遮蔽部５３、カム部５４を有
する遮蔽板５１が発光素子３３、受光素子３４との間に
配皺されている。

活字輪９が待機状態にあるときは、検出板３５の幅広い
スリット３６−Ｓと遮蔽板５１の開口部５２は発光素子
３３、受光素子３４との光軸と一致しているのでタイミ
ング信号はＨｉｇｈ状態にある。

軸３１が回転すると、活字位置に対応するそれぞれのス
リット３６が発光素子３３、受光素子３４との光軸を通
過するもので、タイミング信号Ｔ（１’Ｔ１２を発生す
る。

又、このタイミング信号Ｔｏ〜Ｔ１２は各々のスリット
３６が発光素子３３、受光素子３４との光軸を通過する
毎に第６図に示す様にＨｉｇｈ状態のパルスとなる。

更にタイミング信号Ｔ。

−ＴＩ２は、モータの起動時には谷間幅が長く、モータ
の回転が除々に安定すると周期の安定した谷間幅となる
。

このタイミング信号Ｔ。−？１が発生する期間が活字輪
９上の活字を選択する選択行程となる。

したがって、この時期にそれぞれの活字輪９の所望する
活字位置のパルスが発生した時に、トリガー電磁石（図
示なし）へ通電して活字輪選択爪３７を活字輪係止爪３
８に係合させると活字輪９が選択できる。

活字輪９の文字選択が終了すると、間欠駆動歯車７、間
欠歯車８の噛合が外れミ間欠歯車８は間欠駆動歯車７の
歯の切っていない部分１９の為コイルバネ１０を巻き上
げた状態で錠止されている。

この時点では検出板３５はスリット３６を設けてない部
分で停止しているので連続したＬｏｗ状態のパルスとな
っている。

続いて、印字ローラ１４は間欠駆動歯車７と同期して回
転しており、活字輪９の選択が終わり間欠歯車８が錠止
されると、印字ローラ１４が選択された活字上をころが
り、押圧印字する。

印字が終了すると、間欠歯車８の錠止は間欠駆動歯車７
の歯底円径の切り欠き部の為終了し、コイルバネ１０に
より矢印１８のＢ方向へ間欠歯車８，活字輪９、検出板
３５を待機位置に復帰させる。

間欠歯車８、活字輪９、検出板３５が矢印１８のＢ方向
へ回転し復帰行程に入ると、遮蔽板５１のカム部５４が
制御され、開口部５２は発光素子３３、受光素子３４と
の光軸から外れ、遮蔽部？３がこの光軸と対向している
。

したがって、検出板３５に設けたスリット３６が発光素
子３３，受光素子３４の光軸を通過しても遮蔽部５３に
より光軸を遮断しているので、点線で示すリターン信号
Ｒは消去されタイミング信号Ｔ１発生以後、印字行程に
引続きＬｏｗ状態のパルスとなっている。

続いて軸３１上に設けた突起５７とフレーム等に固定さ
れたストツパ５８とが衝突する。

この時に再び遮蔽板５１のカム部５４が制御され遮蔽部
５３が発光素子３３、受光素子３４の光軸から外れ、開
口部５２がこの光軸と対向し、更に検出板３５に設けた
幅広いスリツト３６−Ｓも対向している。

この状態では幅広いスリツト３６−Ｓが発光素子３３、
受光素子３４の光軸と一致しているので、Ｈｉｇｈ状態
の基準信号Ｓを発生する。

この基準信号Ｓを発生する。

この基準信号Ｓが発生すると、モータへの通電が切られ
モータの停止動作を残して１印字サイクルが終了する。

次の印字サイクルが連続する場合には、２点鎖線で示す
様に、基準？号Ｓの発生とともに次の印字指令が印加さ
れ、モータは連続回転する。

尚、次の印字サイクルが連続しない場合、すなわち、１
印字サイクル毎にモータの通電を遮断して次の１印字サ
イクルに入る場合には、基準信号ＳはＨｉｇｈ状態にあ
るのでこの基準信号Ｓ以後、任意の位置に印字指令が印
加されることにより次の印字サイクルに入ることができ
る。

次に、第７図で本発明の第１実施例、第８図で本発明の
第２実施例を第６図のタイムチャートを併用して説明す
る。

第７図ａは、タイミング信号の谷間幅δよりもタイミン
グ信号のＴ１以後から基準信号Ｓまでの間の谷間幅が大
きくγ時間以上経過したことをγ？間カウンタによって
検出し、γ時間経過した以後に発生する信号を基準信号
Ｓと見なすものである。

タイミング信号の谷間幅δより大なる時間でしかも、タ
イミング信号ＴＩ２から基準信号Ｓまでの谷間幅よりも
小なる時間γを検知するカウンタを使用する。

γ時間カウンタの入力はタイミング信号Ｔ。

−Ｔ１の谷間幅よりも十分小さなクロックである。

γ時間カウンタのリセット端子Ｒにはタイミング信号Ｔ
。

−Ｔｌ２が加えられる。したがって、γ時間カウンタは
、タイミング信号Ｔ。

〜Ｔ１のＨｉｇｈの部分が来る毎にリセットされ、Ｌｏ
ｗ状の谷間幅が来る毎にカウントが始まる。

そ？て、タイミング信号Ｔ１以降の谷間幅がγ時間以上
継続した場合に、γ時間カウンタの出力端子ＣｏｕＬか
ら出力信号が発生する。

第６図で、γ時間カウンタの出力端子Ｃｏｕ ｔは、γ
時間カウンタが最後のタイミング信号Ｔ１でリセットさ
れ、タイミング信号Ｔ１以降の谷間幅がγ時間以上経過
した時に出力信号が発生したことを示す。

ＦＦ，は印字指令によりリセットされ、γ時間カウンタ
の．出力信号によってセットされる。

ＦＦ，も印字指令によってリセットされる。

γ時間カウシタの出力信号によってＦＦ，がセットされ
た状態がＦＦ，のＪ，Ｋ端子に伝えられ、タイミング信
号をトリガーする入力をまつ、タイミング信号Ｔ１２の
次に、発生する信号、すなわち基準信号ＳがＦＦ５に入
力された時に、出力端子Ｑ５はＨｉｇｈからＬｏｗに変
化する。

ＦＦ５の出力端子回，は印字指令により、Ｈｉｇｈにな
り上述の如く基準信号ＳにてＬｏｗになる。

このため、出力端子互，からはモータの通電を制御する
通電信号を得たり、基準信号Ｓの検出に使用される。

出力端子ＱｓがＨｉｇｈからＬｏｗに変化することによ
り基準信号Ｓの検出にもな化いつでも次の印字指令が印
加することができ次σ印字サイクルに入ることができる
。

第７図ｂは、γ時間カウンタの出力Ｃｏｕｔにより活字
の位置とタイミング信号との同期を得たφのである。

任意の位置にプリンタが停止した時にγ時間カウンタに
て、タイミング信号Ｔ１２以降Ｃ谷間幅がｒ時間以上継
続した時に出力信号を発存するため、印字指令でセット
されたＦＦｆｓはリセットされる。

ＡＮＤゲートにてタイミング信号？ｏ−Ｔ１のみが許可
されて、文字カウンタの入力となる。

文字カウンタは印字指令にてリセットさた、タイミング
信号Ｔ。

−ＴＩ２が入力となりカウントされる。

文字カウンタは基準信号Ｓ’ｋ基璋にして発生する印字
指令によってリセットされ、活字位置に対応したタイミ
ング信号Ｔ。

−Ｔ，をカウントするため、文字カウンタの内容と活字
位置は一致する。

次に第２の実施例（第８図）を第６図を併用して説明す
る。

第８図は、所定数のタイミング信号Ｔ。

〜Ｔ１２が発生したことを確認して、γ′時間カウンタ
を動作させてタイミング信号Ｔ。

〜Ｔ１と基準信号Ｓとの判別をなす一実施例である。

すなわち、第７？のカウンタの時間をγからγ′に減ら
すために、文字カウンタを使用してタイミングさせてタ
イミング信号Ｔ。

−Ｔ１と基準信号Ｓとの判別をなす一実施例である。

すなわち、第７図のカウンタの時間をγからγ′に減ら
すために、文字カウンタを団用してタイミング信号Ｔ。

−ＴＩ２が所定数発生した後の谷間幅をカウントして基
準信号Ｓを見つげるものである。

文字カウンタは印字指令によりリセットされ、タイミン
グ信号Ｔ。

−Ｔ１をカウントする。文字カウンタの４ビットの出力
信号からタイミング信号の１３番目Ｔ１のパルスが発生
したことをＡＮＤゲート見つけ、ＦＦ７をセットする。

γ′時間カウ？タの入力であるクロツクはＦＦ７が印字
指令にＣリセットされていたため、１３番目のタイミン
グ信号Ｔ１が発生するまでＡＮＤゲートにて許可されな
い。

γ′時間カウンタは印字指令にてリセッ？され、タイミ
ング信号Ｔ１以降に許可されたクロックにてγ′時間を
カウントする。

以下、ＦＦ４，ＦＦ５は第７図ａの働きと同様である。

尚、タイミング信号がＨｉｇｈ状態からＬｏｗ状態にな
るものとして説明してきたが、これは、カウンタのリセ
ット入力をインバータを通すことにより、Ｌｏｗ状態か
らＨｉｇｈ状態にすることが容易に行ない得るものであ
り、これに限定されるものではない。

第９図は、軸３１に活字輪バネ３９が係合する凹部を除
去して、かつ、軸３１の回転力を活字輪バネ３９との摩
擦を介して活字輪９に伝達するものである。

この場合は、１印字サイクルに活字輪軸３１を２回転さ
せることが必要で、選択行程と復帰行程でそれぞれ概略
１回転ずつからなる。

活字輪バネ３９を板バネで安価にし、しかもコイルバネ
１０を除去して、コイルバネを巻き上げるエネルギ損失
を無くしたものである。

活字輪軸３１が２回転する為、遮蔽板５１はリターン信
号を消去する為に必要になる。

以上に詳述した如く、本発明は、早い印字スピード、低
価格化等が要求される小型プリンタを達成できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のプリンタ構造図で、１は駆動用モータ
、９は活字輪、２０“は永久磁石、２１はリードスイッ
チを示す。 第２図は、従来のプリンタのタイムチャート図、第３図
はその回路図で、ａはモータ駆動信号、ｂはモータ制御
回路、Ｃは１印字サイクルを検知する回路、ｄは活字と
タイミング信号の同期を得る回路例を示す。 第４図は、クラッチを有するプリンタの一実施例である
。 第５図は、本発明によるプリンタの一実施例で、３２は
活字位置検出器、３５は検出板、３６−Ｓは基準信号の
スリットを示す。 第６図は、本発明によるプリンタのタイムチャート図、
第７図は回路図で、ａはｌ印字サイクルの終了と、モー
タの電カ遮断位置を検知する回蕗、ｂは活字とタイミン
グ信号の同期を得る回路例をそれぞれ示す。 第８図は、タイミング信号が発生したことを確認してγ
′時間カウンタを動作させて、第１の信号群と第２の信
号を区別する一実施例である。 第９図は、活字輪を一方向に２回転させる一実施例であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活字輪を軸承して回転する活字輪軸の正逆それぞれ
   １回転、もしくは同一方向の２回転で活字の選択行程、
   印字行程及び前記活字輪を待機位置に整列復帰させる復
   帰行程を得るプリンタに於いて、 前記活字輪軸に取付けられ前記活字の位置に対応したス
   リットと前記待機位置に対応し且つモータの電力停止位
   置に対応した幅広いスリットとを有する検出板、 前記活字の位置に対応したスリットを介して前記モータ
   の起動時には谷間幅が長く前記モータの回転が定常回転
   に達すると周期の安定した谷間幅となるタイミング信号
   Ｔ。 −ＴＩ２と、？記幅広いスリットを介して前記復起行程
   中に発生し前記モータを停止させる基準信号Ｓとを発す
   る発光・受光素子、 前記復帰行程のみに前記発光・受光素子の光軸を閉じて
   前記活字の位置に対応したスリットを介して発生する信
   号を遮断する遮蔽板、 前記タイミング信号の谷間幅を常時検出し、前記タイミ
   ング信号Ｔ１以後の谷間幅γが前記タイミング信号の最
   初の谷間幅δよりも長い時間経過した時に信号を発して
   前記タイミング信号と前記基準信号との区別をなすカウ
   ンタ、 とを備えた小型プリンタ。 ２ 活字輪を軸承した回転する活字輪軸の正逆そ？ぞれ
   １回転、もしくは同一方向の２回転で活字の選択行程、
   印字行程及び前記活字輪を待機位置に整列復帰させる復
   起行程を得るプリンタに於いて、 前記活字輪軸に取付けられ前記活字の位置に対応したス
   リットと前記待機位置に対応し且つモータの電力停止位
   置に対応した幅広いスリットとを有する検出板、 前記活字の位置に対応したスリットを介して前記モータ
   の起動時には谷間幅が長く前記モータの回転が定常回転
   に達すると周期の安定した谷間幅となるタイミング信号
   Ｔ。 −Ｔ２と、前記幅広いスリットを介して前記復帰行程中
   に発生し前記モータを停止させる基準信号Ｓとを発する
   発光・受光素子、 前記復帰行程時に前記発光・受光素子の光軸を閉じて前
   記活字の位置に対応したスリットを介して発生する信号
   を遮断する遮蔽板、 所定数の前記タイミング信号Ｔ。 −Ｔ１２が発生したことを検出し、最後の前記タイミン
   グ信号ＴＩ２直後の谷間幅γ′が前記タイミング信号中
   の谷間幅δ′よりも長い時間経過した時に信号を発して
   前記タイミング信号と前記基準信号との区別をなすカウ
   ンタ、 とを備えた小型プリンタ。