JPS63185641A - シリアルドットマトリクスプリンタ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、印字ヘッドを有するキャリッジが往復移動す
る際に、印字ヘッドにより印字動作を行なうシリアルド
ツトマトリクスプリンターに閏する。

（従来の技術） 一般に、ドツトプリンターでは、機構を高速に動かし、
しかも精度よく位置決めできることが要求されている。

このため、スリットエンコーダとフォトセンサー（以下
両者をまとめてフォトエンコーダと呼ぶ）をキャリッジ
移動機構に関連させ、ギヤリッジが移動するストローク
を制御分割し、ドツトタイミングを整えてキャリッジの
行きと戻りのドツトずれを抑制する方法が用いられてい
る。この方法は、キャリッジを常に一定のストローク分
、左右に移動させればよいシャトル型プリンターで実用
化されている。

すなわち、このシャトル型プリンターでは、ストローク
内におけるドツト数が少なくて良いため、キャリッジの
実移動寸法を機械的に拡大しである、カムなどのキャリ
ッジ移ｉ１１関連機構部に対して、ドツト数に等しいフ
ォトエンコーダ機能を付設することができる。しかもフ
ォトエンコーダに用いるフォトセンサーは安価なものを
用いることができる。

これに対し、シリアルドツトマトリクスプリンター（以
下シリアルプリンターと呼ぶ）では、キャリッジの移動
を、ステッピングモータのステップ数を基準にして制御
しており、その各ステップ寸法を時分割した位置で印字
ヘッドにドツト指令を与えるようにしている。例えばス
テップ寸法が０．２８　ｍであればこを４分割し、ドツ
ト間隔は０．０７虜とする。

このように構成する理由は、シリアルプリンターにおけ
るストロークが前記シャトル型のそれに比較して数倍も
長いことと、キャリッジが任意の位置から折返す動作を
するためである。

この場合、印字ヘッドのドツト周期（連続した出力が可
能な周期）に追従できるように、キャリッジ移動機構用
として、非常に早いクロックでドライブ可能なモータを
使用する必要がある。

ここで、シリアルプリンターに対してもシャトル型プリ
ンターと同様にフォトエンコーダを用い、これをキャリ
ッジそのものに対して関連させ、実動したヘッドの移動
位置を管理１ｉＩＪ　ｆｉｌすれば、ドツトずれを抑制
でき、結果として印字スピードが向上する。本発明者の
実験によれば、キャリッジの移動時の絶対位置を、０．
７ｍ、程度以下のピッチで継続的に検出・管理ずれば、
キャリッジの移動スピードむらがある程度発生しても、
１ドツト／１ｍｓのスピードで、０．０７　Ｍの等間隔
ドツトの印字動作が可能であることがわかった。

このような条件、すなわち、キャリッジ移動時の絶対位
置を０．７ｍ程度以下のピッチで１！続的に検出・管理
するということは、シャトル型プリンターに使用されて
いるものと、製造コスト精度ともほぼ同等のフォトエン
コーダを使用することにより満足できる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上述したフォトエンコーダをシリアルプリンタ
ーにそのまま適用すると、次のような問題が生じる。

すなわち、シリアルプリンターは前述のように任意の位
置にて折り返し動作するが、この折り返しの際のキャリ
ッジ停止時に、ｏ、３ｍｍから機械によっては２ｒｒｍ
程度の振動を繰り返すという宿命を持つ。このため、ベ
ストの機械（０，３ｓ＋＋）であっても、０．７履程度
以下で形成されたフォトスリットを複数回カウントして
しまい、キャリッジの絶対位置を見失ってしまう。この
ため、行きと帰りのドツトずれが発生してしまい、グラ
フィック等の高品位の印字についてはフォトエンコーダ
を用いる方法は採用できず、従来は印字スピードを落し
、片方向印字で使用されていた。

本発明の目的は、フォトエンコーダの使用を可能として
キャリッジの移動寸法の管理を容易にすると共に、ドツ
トずれのない高品質の印字を可能としたシリアルドツト
マトリクスプリンターを提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明によるシリアルドツトマトリクスプリンターは、
スリットエンコーダ１４と、これに対応する光学センサ
ー１５を持つ。前記スリットエンコ−ダ１４は、一定幅
のファイアリング信号スリット１６を一定ピッチで設け
ると共に、ｉ数のファイアリング信号スリット１６から
なるブロック毎にこのファイアリング信号スリット↑６
より小さな幅のブロック信号スリット１７を設けている
。また、光学センサー１５は、キャリッジ１３の移動に
伴い前記スリットエンコーダ１４に沿って移動し、前記
スリット毎に信号を生じる。この光学センサー１５から
の信号は、ブロック検出手段およびファイアリングタイ
ミング手段を有する第１の制御装置２０に入力される。

ブロック検出手段は、光学センサー１５からの信号を入
力して、前記各スリット毎の通過時間を測定し、この通
過時間の差から前記ブロック信号スリット１７によるブ
ロック信号を検出する。

また、ファイアリングタイミング手段は、前記ファイア
リング信号スリット１６の通過時間測定毎に、これを等
分割したファイアリングタイミング信号を生じる。さら
に、前記ブロック信号を指標としてキャリッジ移動用モ
ータを制御するキャリッジ制御手段を持つ第２の制御装
置２１を設けている。

（作用） 本発明では、各ブロック毎に生じるブロック信号を検出
し、これを指標としてキャリッジの移動を制御すること
により、キャリッジ停止時の撮動によってもキャリッジ
を見失うことはなく、またドツトずれを生じることなく
正しく印字できる。

また、ファイアリングタイミング手段では、直前のファ
イアリング信号スリットの通過時間を基にこれを等分割
してファイアリングタイミング信号を発生させているこ
とにより、キャリッジは速度変化が生じても、これに影
響されて印字ずれを生じることはない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、始めに、シリアルドツトマトリクスプリンターの
概略構造を第２図によって説明する。

図において、１１は印字ヘッドで、プラテン１２と対向
し、かつその長さ方向に沿って往復移動可能なようにキ
ャリッジ１３に取付けられている。１４は板材に後述す
るスリットを所定ピッチで形成したスリットエンコーダ
で、キャリッジ１３の移動方向に沿って設けられており
、キャリッジ１３に設けられた光学センサー１５と、第
３図で示すように対向する。

次に第１図により詳細に説明する。前記スリットエンコ
ーダ１４には、ファイアリング信号スリット１６が第４
図で示すようにそのスリット幅ａと等しい＝定ピッチに
よって順次形成されている。

また、複数のファイアリング信号スリット１６毎に、フ
ァイアリング信号スリット１６より幅のせまい（半分程
ｒ！１）ブロック信号スリット１７を、そのスリット幅
すと等しいピッチで１個設ける。このブロック信号スリ
ット１７相互間Ｃをブロックと呼ぶ。

ここで、本発明を分解能が１／３６０”　　（約７０珈
）のプリンターに適用した場合、上記ファイアリング信
号スリット１６のスリットｌｐａと、ブロック信号スリ
ット１７のスリット幅すは次の寸法となる。たとえば、 ａ　＝１／４５″：　０．５６　ｍｂ＝１／９０″＊　
０．２８　ｔｒｍブロックの長さＣは５．１１＋ｌＩＩ
となる。

ここで、ブロック信号スリット１７のスリット幅すは、
比較的安価な光学センサー１５が充分キャッチできる最
低の幅とする。安価な光学センサーの最小検出ピッチは
０．２５．であり、前記スリット幅ｂ＝０．２８ｍ＋は
充分キャッチできる。ファイアリング信号スリットのス
リット幅ａは、上記スリット幅すの２倍とした。なお、
このスリット幅ａは分解能ピッチの１０倍以内が望まし
い。この実施例では、前述の通り分解能は７０翔であり
、前記スリット幅ａ＝Ｏ１５６纒は、分解能７０ｕａの
１０倍以内に納まっている。また、ブロックの長さＣは
キャリッジ１３の停止時における振動を充分吸収できる
長さ、すなわち４ｆｆｉｌｌ＋以上に設定する。

ただし、あまり長いと、キャリッジ１３は余計長く動か
なくてはならず、キャリッジ１３の停止する位置が限ら
れしまうため、プリンターとしてのスルーブツト（実際
の印字スピード）を落すことになる。本実施例における
ブロックの長さＣは、前述のように５．１ｓ＋であり、
キャリッジ１３の停止時における振動を充分吸収でき、
しかも前述したスルーブツトを落すことはない。

前記光学センサー１５は第３図で示すように、上記スリ
ットエンコーダ１４を間にして対向する発光ダイオード
１５ａとフォトトランジスタ１５ｂとを持っており、キ
ャリッジ１３の移動に伴い、スリットエンコーダ１４に
設けられた各スリット１６．１７毎に出力が反転する。

すなわち、第４図の信６　Ａを生じる。１９は微分回路
で、上記信号へを入力し、これを微分して第４図の信号
Ｂを生じる。この信号Ｂは、ＣＰＵを用いた第１の制御
装置２０に入力される。

ここで、微分をしているのは、第１の制御装置２０であ
るＣＰＵの割込み（外部割込み）を利用して、高速処理
を行なうためである。

第１のみす御装置２０は、前記信号Ｂに基づき、第４図
で示す信号Ｃ（ブロック信号）を生じるブロック検出手
段と、信号Ｄ（ファイアリングタイミング信号）を生じ
るファイアリングタイミング手段とを持つ。これら両信
号Ｃ，Ｄは第２の制御装置２１に送られる。

上記ブロック検出手段では、ＣＰＵ内の第１タイマーに
より微分パルス信号Ｂの間隔、すなわち、ファイアリン
グ信号スリット１６のスリット幅ａの通過時間を測定す
る。この通過時間をＴｎとする。この副定後、第２タイ
マーにより３／４Ｔｎ時間内に次の微分パルスが入るか
をチェックする。

仮に、キャリッジ１３が第１図におけるブロックの境Ｂ
ｎに移動していると、ギヤリッジ１３の通過速度が一定
であれば、１／２“「ｎ時間経過後、微分パルスが入力
される。すなわち、第２タイマーによる３／４Ｔｎ時間
内に次の微分パルスが入力されると、キャリッジ１３が
ブロックの［Ｂｎに達したと判断し、ブロック信号Ｃを
生じる。第２タイマーの設定時間である３／４Ｔｎとい
う値は、各スリット間で、３０％以上の急激な速度変化
がないものとして決めた値である。実際には３０％の速
度変化は全くなく、設定時間を２／３Ｔｎとしても問題
はない。

このように、ブロック検出手段は、微分パルス信号Ｂを
基に、フォトエンコーダ１４に形成された各スリット１
６．１７毎の通過時間を測定し、この通過時間の違いか
ら、ブロック信号スリット１７によるブロック信号Ｃを
検出している。

前記ファイアリングタイミング手段は、微分パルス信号
Ｂに基づいて、印字用のドツト位置を制御するためのフ
ァイアリングタイミング信号りを生じる。すなわち微分
パルスの間隔を測定し、ファイアリング信号スリット１
６のスリット幅ａの通過時間Ｔｎを得るたびに、この通
過時間Ｔｎを等分割し、ファイアリングタイミング信号
りを得る。この実施例では、ファイアリング信号スリッ
ト１６のスリット幅ａが０．５６ｍであるため、分解能
である０、０７　ｍピッチの印字をするには、前記スリ
ット幅ａ＝０．５６ｇの通過時間°「ｎを８等分すれば
よい。すなわち、８等分されたファイアリングタイミン
グ信号りを得るには、まず微分パルスが入力された時点
で１つのパルスを出力する。

その後ただちにこの８等分された時間Ｔｎ／８にて、Ｃ
ＰＵ内藏の第３タイマーを働かせ、この第３タイマーに
よってＴｎ／８間隔のパルスを７個出力する。以後この
動作を繰返すことにより第４図における信号りを作る。

このように、微分パルスが入力される毎に、そのパルス
間隔時間からファイアリングタイミング信号りのパルス
間隔を決定している。このことは、第１図における区間
ａｎにおける通過時間により区間ａｎ＋ｉ内で使用する
パルス間隔を決定することであり、キャリッジ１３に速
度変化があっても、印字用のドツト位置がずれることは
ない。

すなわち、一定パルス間隔で制御していると、キャリッ
ジ１３に速度変化があると、ドツト位置がずれ、印字ず
れを生じるが、上述のように、直前の移動速度によりパ
ルス間隔を決めれば、ドツト位置のずれは生じない。

前記第２の制御装置２１は、プリンター全体のシーケン
ス制御を行なうもので、同じ＜ＣＰＵを用いており、ド
ライバー２２を介してキャリッジ移動用モータ（ステッ
ピングモータ）２３を制御するキャリッジ制御手段およ
び印字用のヘッド１１をへラドドライバー１１ａを介し
て制御する印字制御手段を持つ。また、前記第１の制御
装置２０に対しては駆動信号を与える。

キャリッジ制御手段は、第１の制御装置２０によってＩ
Ｊられたブロック信号Ｃを指標として、キャリッジ移動
用のモータ２３を制御しており、キャリッジ１３を任意
の位置で折り返すべく、停止制御する場合は、ファイア
−信号のある（印字が行なわれる）ブロック通過後の次
のファイア−信号のないブロックで、その中央の位置に
停止させるべく制御する。

ここで、キャリッジ１３をブロックの中央で止める方法
を説明する。ステッピングモータであるキャリッジ移動
用モータ２３を、たとえば２０ステツプ（２０パルス）
動かすことにより１ブロック分の長さＣだけキャリッジ
１３が動くものとする。

キャリッジ制御手段は、最終印字データがあるブロック
が終ると次のブロック信号を受は取ってから１０ステッ
プ分モータ２３を動かした後、停止させる。この動作に
よりキャリッジ１３はブロックの中央で停止することと
なり、キャリッジ１３が撮動しても、ブロック内で吸収
でき、その位置を見失うことはない。

前記印字制御手段は、予め設定された印字データを持っ
ており、この印字データを印字するブロックにはファイ
ア−信号が設定されている。そして、印字すべきブロッ
ク、すなわちファイア−信号のあるブロックでは、第１
の制御装置２０で作られたファイアリングタイミング信
号りによりドツト位置を制御し、印字用のヘッド１１に
より印字を行なう。

上記構成において、第２の制御装置２１によりキャリッ
ジ移動用モータ２３を駆動することにより、キャリッジ
１３は移動を開始する。ここで、キャリッジ移動用モー
タ２３としてステッピングモータを用いた場合、第５図
で示すように駆動し、定速時の高速化をあっている。

上記キャリッジ１３の移動に伴い、光学センサー１５か
ら、各スリット１６．１７の通過毎に、信号Ａが生じる
。この信号Ａは微分回路１９にて微分され、パルス状の
信号Ｂとなり、第１の制御装＠２０に入力される。第１
の制御装置２０は、前記キャリッジ移動用モータ２３が
駆動された時点で、第２の制御装置２１から駆動信号を
受けており、動作状態にある。したがって、前記パルス
状の信号Ｂを入力することにより、キャリッジ１３に最
も近いブロック位置から順次各ブロック位置を通過する
毎にブロック信号Ｃを検出する。また、前記パルス状の
信号Ｂを入力する毎に、その直前におけるキャリッジ１
３の移動速度を基にしてパルス周期を決定したファイア
リングタイミング信号りを作る。これら両信号Ｃ，Ｄは
共に第２の１ＩＩＩＷＪ装置２１に入力される。

ここで、キャリッジ１３がホーム位置から移動を開始し
たものとする。キャリッジ１３はブロック信号Ｃを指標
に移動しており、ファイア−信号のない（印字を行なわ
ない）ブロックではスペース移動を行なう。この際のキ
ャリッジ１３の通過速度は、前述のように、ファイアリ
ング信号スリット１６の通過に伴う微分パルス信号Ｂに
より、第１の制御装置２０にて把握している。ファイア
−信号のある（印字を行なう）ブロックでは、第２の制
御装置２１は、前述のように、直前の通過速度を基にし
てパルス間隔が決定されたファイアリングタイミング信
号りによってドツト位置を制御し、印字データに従って
ヘッド１１を駆動して印字を行なう。

次に、キャリッジ１３をファイア−信号のないブロック
にて停止させる場合、キャリッジ１３は前記の如くブロ
ックの中央部に停止するので、振動によって第２の制御
装置２１が印字位置を見失うことはない。すなわち、停
止後、再び印字を行なうべくキャリッジが移動し始める
と、最も近いブロックの先頭からファイアリングタイミ
ング信号りが得られることが保証されているためである
。

また、停止時に振動があっても、戻り動作後、次のブロ
ックではキャリッジの移動速度は定速になっており、何
ら影響はない。すなわち、戻り印字の際、キャリッジ１
３の振動寸法を通過した後にブロック信号が発生し、そ
の後に印字指令が出るので、各ブロック内の印字ドツト
ずれは実用的にも理論的にも非常に少なくなる。

このように、スペース寸法量及び停止位置信号としてブ
ロック信号Ｃは用いられ、ドツト印字位置信号としてフ
ァイアリングタイミング信号りが用いられる。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、フォトエンコーダを使用
できるため、キャリッジ移動時の絶対位置を正確かつ容
易に管理でき、しかも、キャリッジの速度変化や停止時
の振動に対してもドツトずれを生じることなく正確に印
字を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシリアルドツトマトリクスプリン
ターの一実施例における要部を示す構成図、第２図はシ
リアルドツトマトリクスプリンターの概略構成を示す外
形図、第３図は第２図で示した光学センサーとスリット
エンコーダとの関係を示す配置図、第４図は第１図にお
けるスリットエンコーダとこれに対応する各信号との関
係を説明するタイミングヂャート、第５図はモータの駆
動図である。 １１・・印字ヘッド、１３・・キャリッジ、１４・・ス
リットエンコーダ、１５・・光学センサー、１６・・フ
ァイアリング信号スリット、１７・・ブロック信号スリ
ット、２０・・第１の制御２Ｉ］装置、２１・・第２の
制ｇＤ装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）印字ヘッドを有するキャリッジを往復動させ、予
   め設定されたファイアー信号に従って印字を行なうシリ
   アルドットマトリクスプリンターにおいて、 一定幅のファイアリング信号スリットを一定ピッチで設
   けると共に複数のファイアリング信号スリットからなる
   ブロック毎にこのファイアリング信号スリットより小さ
   な幅のブロック信号スリットを設けたスリットエンコー
   ダと、 前記キャリッジの移動に伴い前記スリットエンコーダに
   沿つて移動し前記各スリット毎に信号を生じる光学セン
   サーと、 この光学センサーからの信号を入力して前記各スリット
   等の通過時間を測定し、この通過時間の違いから前記ブ
   ロック信号スリットによるブロック信号を検出するブロ
   ック検出手段および前記ファイアリング信号スリットの
   通過時間測定毎にこれを等分割したファイアリングタイ
   ミング信号を生じるファイアリングタイミング手段を有
   する第１の制御装置と、 前記ブロック信号を指標としてキャリッジ移動用モータ
   を制御するキャリッジ制御手段を持つ第２の制御装置と
   、 を備えたことを特徴とするシリアルドットマトリクスプ
   リンター。
2. （２）キャリッジ制御手段は、キャリッジの停止制御を
   ファイアー信号のあるブロック通過後の次のブロック内
   で行なうものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のシリアルドットマトリクスプリンター。