JPS62103151A - シャトル方式シリアルラインプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、印字駆動のタイミングをつくる手段として磁
気リニアスケールと磁気抵抗効果素子を用いるツヤトル
方式７リアルラインプリンタに関し、特に印字期間の始
端において正確で安定したタイミングを得るようにしｔ
こものである。

（従来の技術） シャトル方式シリアルラインプリンタでは、第８図に示
すように、紙送り方向Ｂと略直角なＡ。

Ａ’力方向一定ピノチで多数のプリント素子（第８図で
はドツトインパクト式印字）＼／マ）Ｄｌをアレイ状に
取り付けたヘッドバンク１を備え、このヘッドバンク１
を駆動モータ（図示せず）により偏心円板２を介してＡ
、Ａ’力方向往復直線運動させる間に各プリント素子Ｄ
ｉを複数の所定ドツト位置に印字駆動する。図中、３ａ
および３ｂはヘッドバンクｌをＡ、Ａ′方向に案内する
ためのレールである。ヘッドバンク１の運動は、第９図
に示すように略正弦波状になり、印字期間（Ｃ１，Ｃビ
）の初めと終わり付近では比較的迎く、中間点では最も
速い。ヘッドバンク１の瞬間的位置は位置検出装置によ
り一定の距離間隔で検知され、第１０図に示すように、
各プリント素子が次に印字すべきドツト位置Ｑｉから所
定距離だけ前の位置にあるときのタイミングを示す位置
検出パルスＰｉが位置検出装置からの位置検出信号に基
づいて生成される。プリント素子駆動装置は、この位置
検出パルスＰｉに応答して励磁され各プリント素子をド
ツト位置Ｑｉに選択的に（すなわちキャラクタ内には印
字しないドツト位置もあるので選択的に）印打する。

従来、そのような位置検出装置としてロークリエノコー
ダが知られているが、最近では磁気リニアスケールと磁
気抵抗効果素子（ＭＲ素子）とを組み合わせたものがこ
の種のプリンタに使用されてきている。

第１１図に磁気リニアスケールとＭＲ素子とからなる位
置検出装置を示す。磁気リニアスケール１０は、紙送り
方向Ｂと略直角なＡ、Ａ’力方向なわちヘッドバンク１
の往復直線運動方向にＮ極およびＳ極を一定ピノチＨ（
例えば４２３μｍ）で交互に配列してなる。ＭＲ素子取
付体２０は、磁気リニアスケール１０と対向してＡ、Ａ
′力方向配置されるＭＲ素子Ｆｌ−Ｆ４を支持する。こ
れらのＭＲ素子Ｆｌ−Ｆ４はＳｉ基板またはガラス基板
上に蒸着膜またはスパッタ膜として形成されてよ＜、０
．５Ｈの間隔で配置され、第１４図に示すようにブリッ
ジ接続される。磁気リニアスケール１０に対してＭＲ素
子取付体２０がＡ、Ａ’力方向移動すると、第１４図の
センサ回路の出力端子２１ａ、２１ｂから正弦波状のセ
ンサ出力信号が得られる。すなわち、各ＭＲ素子Ｆｉに
はその膜と平行な磁界が印加され、この磁界の向きはＭ
Ｒ素子Ｆｊが磁気リニアスケール１０に対して１ピツチ
Ｈ移動すると１回転する。この磁界の向きの変化に対し
てＭＲ素子の抵抗値は正弦波状に変化し、その周期速度
は２倍になって現れる。したがって第１４図のセンサ回
路ではＭＲ素子Ｆｌ。

Ｆ３の抵抗値が同相で正弦波状に変化し、これらと１８
０　位相を異にしてＭＲ素子Ｆ　２．Ｆ　４の抵抗値か
同相で正弦状波に変化し、これにより出力端子２１ａ、
２１ｂからは第１５図（ａ）に示すように増倍された正
弦状波のセンサ出力信号Ｓｏが取り出される。

磁気リニアスケール１０は、例えば第１６図に示すよう
にヘッドバンク１の下側部分に〜体向に取り付けられ、
ＭＲ素子取付体２０は第１１図に示すような配置関係で
磁気リニアスケール１０と対向して／ヤーンベース１１
に固定される。したがって、ヘノドパ／り１がＡ、Ａ’
力方向直線運動するとき磁気リニアスケール１０も一緒
に運動し、ＭＲ素子取付体２０の各ＭＲ素子は磁気リニ
アスケール１０に対してその長さ方向すなわちＡ。

Ａ“方向に相対的な直線運動を行い、前述したようにセ
ンサ回路の出力端子２１ａ、２１ｂから正弦波状のセン
サ出力信号Ｓｏが位置検出信号として得られ、このセン
サ出力信号ＳＯが矩形波状に波形整形され次いで微分さ
れることにより第１５図（ｂ）に示すような位置検出パ
ルスＰｉから成される装 量検出パルスＰｉはＭＲ素子Ｆｌ−Ｆ４か磁気リニアス
ケール１０の着磁部１０ａと対向するときに発生し、そ
の期間は印字期間ＣＩ、Ｃビとなる。また第１２図およ
び第１３図に示すようにＭＲ素子Ｆｌ−Ｆ４が非着＠１
１０ｂと対向するときは位置検出パルスＰｉは発生せず
、その期間は印字体止期間または運動方向切替期間ｃ　
ｏ、ｃ　ｏ’となる。そして、ヘッドバンクｌかＡ、Ａ
’力方向往復直線運動するとき、磁気リニアスケール１
０とＭＲ素子Ｆｌ−Ｆ４との相対的な位置関係は、第１
２図の状態（印字体止期間ＣＯ）から第１１図の状態（
印字期間ＣＩ）を経て第１３図の状態（印字体止期間Ｃ
Ｏ′）に至り、それから折り返して第１１図の状態（印
字期間Ｃビ）を経て第１２図の吠＠（印字体止期間ＣＯ
）に戻るというようなサイクルを繰り返す。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、ＭＲ素子Ｆ１〜Ｆ４が着磁部１０ａの両端部を
通るとき、すなわち印字期間ＣＩ（Ｃｌ’）と印字体止
期間ＣＯ（ＣＯ’）との境界において、センサ出力信号
ＳＯの波形が第１７図（ａ）、（ｂ）に示すように乱れ
、これにより印字期間ＣＩ（Ｃ１“）の開始および終了
のタイミングに誤差が生じた。第１７図において、ｔａ
は所定（本来）の印字期間Ｃ１の開始の時点であるが、
不所望な位置検出パルスＰＯによって実際には誤った時
点ｔ　ａ＋から印字が開始される。

上記のようなセンサ出力信号ＳＯの波形の乱れは、磁気
リニアスケールの製造段階において着磁用磁気ヘッドの
ヒステリシス特性により着磁部１０ａの端部から非着磁
部１０ｂにかけて形成される不所望な磁区による磁界を
、ＭＲ素子Ｆｌ〜Ｆ４が感知することによって生ずる。

本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みてなされたもの
で、改善された磁気リニアスケールを用いて正確で安定
した印字始動のタイミングを得るようにしたシャトル方
式シリアルラインプリンタを提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の構成は、紙送り方向と略直
角な所定方向に複数のプリント素子をアレイ状に取り付
けてなるヘッドバンクを所定方向に往復直線運動させる
間に各プリント素子を複数の所定ドツト位置に印字駆動
し、該所定方向にＮ極、Ｓ極を一定ピノチで交互に配列
してなる青磁部を有する磁気リニアスケールおよびそれ
と対向する磁気抵抗効果素子の一方をヘッドバンクと一
体的に運動させるとともに他方を固定配置し、磁気抵抗
効果素子のセンサ出力信号に基づいてプリント素子を印
字駆動するためのタイミングを得るようにしたシャトル
方式シリアルラインプリンタにおいて、磁気リニアスケ
ールの着磁部の両端にその磁界が磁気抵抗効果素子によ
って実質的に感知されないような極小のピッチでＮ極、
Ｓ極を配列してなる補助着磁部を設けることを特徴とす
る。

（作用） ヘッドバンクが所定方向に往復直線運動するとき、磁気
抵抗効果素子は磁気リニアスケールに対して相対的に往
復直線運動する。

磁気抵抗効果素子が磁気リニアスケールの着磁部を通る
ときには、一定ピッチで配列されたＮ極。

Ｓ極の周期的な磁界に応答して周期的な波形のセンサ出
力信号が発生する。

また、磁気抵抗効果素子が磁気リニアスケールの着磁さ
れてない部分、すなわち非着磁部を通るときには、感知
されるほどの磁界がないのでセンサ出力信号は発生しな
い。

そして、磁気抵抗効果素子が磁気リニアスケールの着磁
部の両端を通るときには補助着磁部と対向するが、ここ
ではＮ極、Ｓ極が極めて小さなピッチで配列しておりそ
の磁界が磁気リニアスケールによって検出されず、しか
も着磁部の形成時に磁気へノドの磁気ヒステリ７ス特性
に基づく不所望な磁区を打ち消しているので、センサ出
力信号を発生せしめるはとの磁界が存在しない。

したがって、磁気抵抗効果素子が磁気リニアスケールの
非着磁部から補助着磁部を通り抜けて着磁部に対向する
ようになったときに、瞬時に正規の（乱れない）波形の
センサ出力信号か発生し、これにより所定のタイミング
で印字が開始される。

また、磁気抵抗効果素子が着磁部を通るときに正規な波
形で連続的に発生していたセンサ出力信号は、磁気抵抗
効果素子が補助着磁部と対向するようになったときから
瞬時に波形が乱れることなく絶える。

（実施例） 第１図ないし第７図を参照して本発明の詳細な説明する
。なお、第８図の構成は本実施例でも使用される。

第１図は、本実施例による磁気リニアスケール１００を
示す。

磁気リニアスケール１００の位置検出信号を得るための
着磁部１００ａは、Ｎ極、Ｓ極を普通の例えば４２３μ
ｍのピッチＰａで交互に配列してなる構成である。

青磁部１００ａの両端、すなわち非青磁部１００ｂと隣
接する部分には、本実施例による補助磁極１００ａ”が
設けられている。この補助磁極１００ａ”はＮ極、Ｓ極
を磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）が実質的に検出しない
ような、例えば２〜３μｍの極小ピッチＰａ’で交互に
配列してなる構成である。これら補助磁極１００ａの長
さまたは延長範囲りは約１ピツチＰａ　　（４２３μｍ
）に選ばれている 第２図は、本実施例によるＭＲ素子取付体２００を示す
。

このＭＲ素子取付体２００には、第１のＭＲ素子Ｆｌ−
Ｆ４および第２のＭＲ素子Ｇ１−Ｇ４がそれぞれ０．５
ＨのピッチでＡ、Ａ’力方向配列され、第３図（ａ）、
（ｂ）に示すようにブリッジ接続された第１および第２
のセンサ回路２０２．２０４を形成する。

磁気リニアスケール１００はヘッドバンクｌ（図示せず
）の下側部分に一体的に取り付けられ、ＭＲ素子取付体
２００はシャーシベース（図示せず）に固定されてよい
。したがって、ヘッドバンク１がＡ、Ａ’力方向直線運
動するとき磁気リニアスケール１００も一緒に運動し、
ＭＲ素子取付体２００の各ＭＲ素子は磁気リニアスケー
ル１００に対してその長さ方向すなわちＡ、Ａ’力方向
相対的な直線運動を行い、第１のセンサ回路２０２の出
力端子２１０．２１２から第４図に示すような周期的波
形（正確には正弦波状）の第１のセンサ出力信号Ｓａが
得られる。

本実施例によれば、ＭＲ素子取付体２００が磁気リニア
スケール１００の補助着磁部１００ａ’を通り過ぎると
き、すなわち第４図の期間Ｔａにおいて、センサ出力信
号Ｓａの波形が特に乱れる（脈動する）ことがない。こ
れは、補助磁極１００ａ’が着磁部１００ａの端部にお
ける乱れた磁区を打ち消すとともに、補助磁極１００ａ
’自体のピッチが極めて小さいためにその磁界がＭＲ素
子によって検出されないからである。

なお、第２のセンサ回路２０４の出力端子２１４．２１
６からも第４図のセンサ出力信号Ｓａと同様な波形の第
２のセンサ出力信号ｓｂが得られるが、ただし位相が９
０°異なる。すなわち、ヘッドバンク１がＡ方向に移動
するときには、第５図（ａ）に示すように第１のセンサ
出力信号Ｓａに対して第２のセンサ出力信号ｓｂの位相
は９０゜遅れる。しかし、ヘッドバンク１がＡ′力方向
移動するときには、第５図（ｂ）に示すように第１のセ
ンサ出力信号Ｓａに対して第２のセンサ出力信号ｓｂの
位相は９０°進む。

第６図は、上記第１および第２のセンサ出力信号Ｓａ、
Ｓｂを入力して位置検出パルスＰｉを生成する信号処理
回路を示す。この信号処理回路は同一の構成の第１およ
び第２の信号処理部３００Ａ、３００Ｂとオアゲート３
４０とからなる。

第１の（言号処理部３００Ａにおいて、入力端子３０２
　ａ、　　３０４　ａは、第１のセンサ出力回路２０２
の出力端子２１０．２１２（第３図（ａ））にそれぞれ
接続され、第１のセンサ出力信号Ｓａを受は取る。入力
された第１のセンサ出力信号Ｓａ　　（第７図（ａ））
は、抵抗３０６ａ、３０８ａおよび帰還抵抗３１０ａに
より差動増幅回路として動作する演算増幅Ｗ３１２ａで
増幅されたのち、抵抗３１４ａを介して演算増幅１３１
８ａの反転入力端子に供給される。演算増幅器３１６ａ
の非反転入力端子には電源電圧＋Ｖｃｃが抵抗３１８ａ
、３２０ａにより分圧されることによって得られる比較
基準電圧ＶＲＥが抵抗３２２ａを介して与えられる。

この比較基準電圧ＶＲＥのレベルは、反転入力端子に供
給される第１のセンサ出力信号Ｓａのゼロクロス点付近
に対応するように選ばれる。また、演算増幅器３１６ａ
の反転入力端子と出力端子間には帰還抵抗３２４ａが接
続されるとともに、出力端子はプルアップ抵抗３２６ａ
を介して電源電圧＋Ｖｃｃに接続される。これにより、
演算増幅器３１ｅａはコンパレータまたは波形整形回路
として動作し、その出力端子には第７図（ｂ）に示すよ
うな矩形波信号Ｅａが得られる。この矩形波信号Ｅａは
°、Ｅｘ−ＯＲ（エクスクル−シブオア）ゲ−）３２８
ａの一方の入力端子に供給されるとともに、インバータ
バッファ３３０ａ、ＣＲ遅延回路（３３２ａ、３３４ａ
）およびインバータバッファ３３６ａを通ることによっ
て第７図（ｃ）に示すように所定時間Ｔｄだけ遅延され
、その遅延された矩形波信号Ｅａ’がＥｘ−ＯＲゲート
３２８ａの他方の入力端子に供給される。したがって、
Ｅｘ−ＯＲゲート３３０ａの出力端子には第７図（ｄ）
に示すような排他的論理和信号Ｋａが得られ、この信号
ＫａがＯＲゲート３４０を通ったのち位置検出パルスＰ
ｉとしてプリント素子駆動装置（図示せず）に供給され
るう なお、第２の信号処理部３００Ｂは第２のセンサ出力信
号ｓｂに対して上述した第１の信号処理部３００Ａと同
様な信号処理を施すことにより、上記信号Ｋａとは位相
が９０°異なる信号Ｋｂ　　（第７図（ｅ））を生成し
、この信号ＫｂはＯＲゲート３４０で信号Ｋａと混合さ
れ位置検出パルスＰ１としてプリント素子駆動回路に供
給される。

上述したように、本実施例では、磁気リニアスケール１
００の補助磁極１００ａ’の作用により印字期間ＣＩ、
ＣＩ’の開始時、終了時においてセンサ出力信号Ｓ　ａ
、Ｓ　ｂの波形が乱れないので、位置検出パルスＰ１の
発生開始および終了が所定のタイミングで行われ、した
がって印字始動ないし終了が正確なタイミングで行われ
る。また、位相か互いに９０’　異なる第１および第２
のセンサ出力信号Ｓａ、Ｓｂをつくり、それから倍精度
の位置検出パルスＰＩを得るので、倍密度の印字が行え
る。

（発明の効果） 以上のように、本発明では、磁気リニアスケールの着磁
部の両端にその磁界が磁気抵抗効果素子によって実質的
に感知されないような極小のピッチでＮ極、Ｓ極を配列
してなる補助着磁部を設けることにより、印字期間の始
端においてセンサ出力信号が瞬時に正規な波形で現れる
ので、正確なタイミングで印字が開始される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による磁気リニアスケール
１００の構成を示す斜視図、 第２図は、上記実施例における磁気抵抗効果素子Ｆｌ　
−Ｆ４　、Ｇ１−Ｇ４の配置構成を示す斜視図、 第３図は、上記実施例における第１および第２のセンサ
回路２０２．２０４の接続構成を示す回路図、 第４図は、上記実施例において第１のセンサ回路２０２
の出力端子より得られる第１のセンサ出力信号Ｓａの信
号波形図、 第５図は、第１のセンサ出力信号Ｓａと第２のセンサ出
力信号ｓｂとの位相関係を示す信号波形図、 第６図は、第１および第２のセンサ出力信号Ｓ　ａ、Ｓ
　ｂを入力して位置検出パルスＰｉを生成する信号処理
回路、 第７図は、上記信号処理回路の動作を説明するための各
部の信号を示すタイミング図、第８図は、ンヤトル方式
ンリアルラインプリンタのヘッドバンクを示す略斜視図
、 第９図は、上記へ、ドバンクの運動特性を示す図、 第１０図は、上記シリアルラインプリンタにおいて所定
ドツト位置（Ｑｉ　）と位置検出パルス（Ｐｉ）とのタ
イミング関係を示す図、 第１１図、第１２図および第１３図は、磁気リニアスケ
ールと磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）間の相対的位置関
係を示す図、 第１４図は、磁気抵抗効果素子からなるセンサ回路の回
路図、 第１５図は、上記センサ回路より発生されるセンサ出力
信号の波形図、 第１６図は、上記シリアルラインプリンタにおいて磁気
リニアスケールとＭＲ素子取付体との取付位置関係を示
す斜視図、および 第１７図は、従来の７リアルラインプリンタにおける問
題点を示す信号波形図である。 １・・・・ヘッドバンク、ＤＩ−Ｄｎ・・・・プリント
素子１００・・・・磁気リニアスケール、１００ａ・・
・・着磁部１００ａ’・・・・補助着磁部、１００ｂ・
・・・非着磁部、Ｆｌ　−Ｆ４　、Ｇ１−Ｇ４・・・・
磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、２００・・・・ＭＲ素
子取付体、２０２，２０４・・・・センサ回路、３００
Ａ、３００Ｂ・・・・信号処理部、３４０・・・・オア
ゲート。 第１図 第５図 第７図 ５ｎ （Ｆ）　　　　　　　’主上土１１１ 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１脳 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 紙送り方向と略直角な所定方向に複数のプリント素子を
   アレイ状に取り付けてなるヘッドバンクを前記所定方向
   に往復直線運動させる間に各プリント素子を複数の所定
   ドット位置に印字駆動し、前記所定方向にＮ極、Ｓ極を
   一定ピッチで交互に配列してなる着磁部を有する磁気リ
   ニアスケールおよびそれと対向する磁気抵抗効果素子の
   一方を前記ヘッドバンクと一体的に運動させるとともに
   他方を固定配置し、前記磁気抵抗効果素子のセンサ出力
   信号に基づいてプリント素子を印字駆動するためのタイ
   ミングを得るようにしたシャトル方式シリアルラインプ
   リンタにおいて、 前記磁気リニアスケールの着磁部の両端にその磁界が磁
   気抵抗効果素子によって実質的に検出されないような極
   小のピッチでＮ極、Ｓ極を配列してなる補助着磁部を設
   けることを特徴とするシャトル方式シリアルラインプリ
   ンタ。