专利名称：点线式打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种点线式打印机，此类型打印机具有一个带有多个打印锤的锤匣，该锤匣通过一个往复式机构沿着打印路线前后往复移动。具体来说，本发明涉及一种限制多个打印锤中的每个锤在预定的时间段内被驱动次数的方法。
具有沿打印线前后往复移动打印锤匣的点线打印机是众所周知的。打印锤匣包括沿打印线并置的多个打印锤，同时，又因为打印锤匣是有选择地前后移动的，它可以打印多个点线。
在这种类型的打印机中，当打印图形要求重复驱动打印锤时，热量就从与打印锤相连的打印锤线圈产生。从打印锤线圈产生的热量能减少打印锤部件的使用寿命。为了解决这个问题，如
图1所示结构的电路用于控制打印过程。
根据此电路配置，打印控制器15控制着从打印数据存储内存21到打印缓存器22的打印数据转移。同时，打印数据被发送到计数器16，该计数器用来计算每个打印锤被驱动的次数。设定了固定时间间隔T1的定时器电路19在打印过程开始时被启动和在每个时间间隔T1之后再被启动。每过去一个时间间隔T1，计数器16复位并且定时器电路19重新启动。
比较器17把计数器16记录的每个打印锤被驱动的次数与锁存在数据锁存电路23中的参考数值相比较，并检测打印锤被驱动的次数何时达到参考数值。参考数值表示在没有缩短打印锤使用寿命的情况下，在每个时间间隔T1内打印锤被允许驱动的次数。在定时器电路19的时间间隔T1内，如果比较器17显示由计数器16所记录的打印锤驱动次数已经达到了参考数值，打印中断单元18从检测的时间起中断打印，直至定时器电路19的当前时间间隔T1过去。
另一方面，如果比较器17显示由计数器16所记录的打印锤驱动次数没有达到参考数值，那么，打印中断单元18就不中断打印，打印继续进行。在定时器电路19的时间间隔T1过去后，计数器16中的计数装置将每个打印锤的驱动次数初始化为零。定时器电路19重新启动开始另一个固定的时间间隔T1，并且打印继续进行。
图2是一个定时图表的例子，表示根据上述打印过程的打印控制。
在图2的例子中，定时器电路19重复运行固定的时间间隔T1。如表中所示，在第一个时间间隔T1内打印锤被驱动次数达到了参考数值。当比较器17检测到驱动次数已经达到参考数值后，为了防止打印锤部分变得过热，打印就临时中断，直至下一个定时时间间隔T1的开始。在下一个时间间隔T1内，当比较器17再检测到打印锤被驱动次数已达到参考数值时，打印又被中断，直到下一个定时时间间隔开始。
因此，根据上述技术，在每个特定的定时时间间隔T1内，每个打印锤的驱动次数都被计算。当一个打印锤的被驱动次数达到了参考数值，为了不因对应的打印锤线圈产生的热量缩短打印锤的使用寿命，就中断打印，直至下一个时间间隔T1开始。
然而，并不是所有的打印图形同时使用所有的打印锤。例如，如图3所示，尽管实际上打印锤可以同时打印n个点线，因为打印锤匣使一个打印锤沿着打印路线从一端到另一端，仅仅是n个点线的上半部被打印，而它的下半部没有被打印。在打印锤匣的一次扫描中，装在打印锤匣中打印n点线下半部的那部分打印锤没有打印。当使用图1所示的电路配置打印这种类型图形时，甚至在打印锤达到它们能力极限前，打印过程都将终止。因此，降低了打印速度和效率。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种点线式打印机，该打印机具有减小使用打印锤打印时速度和效率的损耗，达到其最高性能的能力。
具有本发明的这个目的和其他目的点线式打印机包括一个打印锤匣，该锤匣沿着打印纸前后移动，并容纳有多个打印锤，这些打印锤匣在从一端移动到另一端的一次扫描过程中，能够同时打印多个点线；一个往复式移动机构，该机构用来前后移动锤匣；一个定时器，用来设定预定的时间；打印限制检测机构，该机构用来在特定的时间间隔启动定时器，当定时器工作时，计算每个打印锤被驱动的次数，并检测所计算的驱动次数何时达到参考数值；打印中断机构，该机构用来中断打印操作，中断时间是从打印限制检测机构发现一个打印锤的驱动次数达到参考数值时起直至定时器完成操作为止；
期望的驱动次数计算机构，用来计算每个打印锤期望被驱动的次数；以及打印锤改变机构，用来改变用于打印的打印锤的点线布置；其特征在于，点线式打印机根据每个打印锤的驱动次数和所期望的驱动次数来改变用于打印的打印锤。
根据本发明的另一个目的，所提供的点线式打印机包括一个打印锤匣，该锤匣沿着打印介质前后移动，并容纳有多个打印锤，这些打印锤匣在从一端移动到另一端的一次扫描过程中，能够同时打印多个点线；一个往复式移动机构，该机构用来前后移动锤匣；一个定时器，用来设定预定的时间；打印限制检测机构，该机构用来在特定的时间间隔启动定时器，当定时器工作时，计算每个打印锤被驱动的次数，并检测所计算的驱动次数何时达到参考数值；打印中断机构，该机构用来中断打印操作，中断时间是从打印限制检测机构发现一个打印锤的驱动次数达到参考数值时起直至定时器完成操作为止；期望的驱动次数计算机构，用来将打印锤分成多个组并计算每个组被驱动的期望次数；以及打印锤改变机构，用来改变用于打印的打印锤的点线布置；其特征在于，点线式打印机根据每个打印锤组的驱动次数和所期望的驱动次数来改变用于打印的打印锤。
通过下面的说明书并结合附图，本发明的上述和其他目的、特征和优点将会变得更加明显，其中图1是一个表示传统点线打印机打印控制电路的框图；图2是一个表示根据传统技术的打印控制操作例子的定时图表；图3是一个表示传统打印操作的说明图；图4是一个表示点线打印机布置的立体图；图5是一个表示点打印锤的立体图；图6是一个表示图5所示打印锤的侧视图；图7是一个表示本发明打印装置的打印控制电路的框图；图8是一个表示根据本发明的一个打印操作例子的说明图9是一个表示根据本发明的一个打印操作中纸张进给控制例子的说明图。
下面将参照附图描述根据本发明优选实施例的点线式打印机。
点线式打印具有如图4所示的布置。虽然在图4中没有表示出来，但在打印锤匣3中装有多个打印锤。如图5所示，打印锤是一个板状叶片弹性件31，该件具有与叶片弹性件31的自由端部分相连接的打印针32。叶片弹性件31的较低部分被前轭34和轭基35所包围，并且通过螺丝钉固定。一个永磁体36和一个梳状轭37被固定到轭基35上。前轭34、叶片弹性体31、轭基35、永磁体36和梳状轭37构成磁性回路33。叶片弹性件31的上端部分通过永磁体36的作用使叶片弹性件31产生弹性变形，使之被吸引到梳状轭37的磁极上。随着释放线圈38的通电，叶片弹性件31从轭37的磁极释放，打印针32撞击在打印纸8上(见图4)，从而通过色带7(见图4)在纸上产生一个点印痕。
众所周知，多个打印锤组件结构集合沿着垂直于打印纸8的进给方向的打印线一个一个地排列成直线。每个打印锤集合包括多个打印锤，比如说n个打印锤。那些打印锤的打印针32垂直地或沿打印纸进给方向彼此移动一对应于一个点线的距离，因此n个点线在打印锤匣3的每次扫描中同时打印。
反过来参照图4，打印锤匣3是由往复式移动电机1通过凸轮2驱动的，并且通过单向旋转电机1沿着打印线往复移动。由预定数目的成一定角度间隔开的狭长槽构成的旋转译码器4安装在凸轮轴上。由发光二极管和光电管组成的光耦合器5与旋转译码器4相连，用于检测旋转译码器4的角位移。
滚筒6旋转地支撑在打印机机架(未画出)，用于支撑位于其上的打印纸。一对针式牵引器9放置在打印纸8的页边部分，与打印纸8上的穿孔相啮合，与滚筒6协作拖拉打印纸8。打印纸8的进给方向垂直于打印锤匣3往复移动的方向。滚筒6和针式牵引器9都由进纸电机10驱动。
如图7所示，本实施例的打印控制电路结构包括，一个稍后要描述的打印锤变换器41，一个用于存储打印数据的打印数据存储内存42，一个用于临时存储将要打印的下一部分打印数据的打印缓存器43，用于在打印纸上产生点印痕以形成图像的多个打印锤45，一个用于根据打印数据选择性地控制打印锤45的驱动的打印锤控制器44，一个用于控制打印数据传输的打印控制器46，一个用于计算每个打印锤45被驱动次数的计数器47，一个用于计算每个打印锤45期望被驱动次数的计数器51，一个用于建立计数器47和51所计算的固定时间间隔的定时器50，一个用于把计数器47所计算的数与参考数值相比较的比较器48，一个锁存参考数值的数据锁存电路52，一个用于中断打印的打印中断单元49，和一个用于控制打印纸输送距离的打印纸进给控制器53。
打印控制器46在打印数据存储内存42中储存打印数据，并将一次扫描的打印数据传送给打印缓存器43。这里，一次扫描的打印数据等于当打印锤匣从一端移动到另一端时用于控制所有打印锤45所需的数据量。打印缓存器43的存储容量等于需要存储的一次扫描用于打印的点数据。在打印操作期间，在打印缓存器43中建立打印缓存存储定位，对应于所使用的每个打印锤。为了完成打印操作，打印锤控制器44根据存储在打印缓存器43中的数据驱动打印锤45。
同时打印数据从打印数据存储内存42被传送到打印缓存器43中，打印数据也被传送给计数器47。计数器47计算每个打印锤45在由定时器50所记时的特定时间间隔T1内的驱动次数。因为在本实施例中，对于打印锤匣3完成多次扫描即从一端到另一端移动多次来说，时间间隔T1是一个足够长的时间间隔，在时间间隔T1内完成多次扫描期间，计数器47增加并累积每个打印锤45的被驱动的次数。在每个时间间隔T1过去后，计数器47清零。
与此同时也完成了上述计算过程，计数器41计算每个打印锤在下一次扫描中将被驱动的期望次数。此时，计数器51检查打印图案的高度是否小于相应的由打印锤45能够同时打印的n个点线的高度，或者等于或大于后一高度，并将此数据传送到打印控制器46。
当打印控制器46接收到的数据显示打印图案的高度小于相应的由打印锤45能够同时打印的n个点线的高度时，打印控制器46将每个打印锤45在下一次扫描中将被驱动的期望次数值加到每个打印锤45在目前时间间隔T1中已被驱动的次数值中，以找到最大的总数值。完成这个附加过程，首先假设第一点线的打印锤45将开始打印打印数据。其次，完成同样的附加过程，假设第二点线的打印锤45将开始打印第一点线的数据。此附加过程一直执行，直至打印图案的整个高度不能再由打印锤45的剩余点线完成打印为止。也就是说，上述模式重复进行并且包括将打印锤45的最后点线增加到打印数据的最后一线的附加过程。每一次，执行附加过程以发现此次驱动次数的最大总数值，并估算驱动次数。根据这些最大总数值，打印控制器46决定打印锤45的布置，这里的最大总数值是最小值。为了达到这个最小值，根据上述决定的最佳安排，打印控制器46改变在打印打印数据时所使用的打印锤45的点线。
下面将详细描述改变用于打印的打印锤45点线的方法。
在上述过程中，打印控制器46决定在下一次扫描中用于打印数据的打印锤45的点线以及决定不使用的打印锤45的点线。根据这个决定，打印控制器46向打印锤变换器41发出一个命令，传送空数据到打印缓冲器43的区域，不打印任何点，该区域对应于不用来打印的打印锤45。然而，如果比较器48检测到由计数器47计算的打印锤45的驱动次数达到了锁存在数据锁存电路52里的参考数值，同传统方式一样，打印中断单元49就从检测的时间起中断打印，直至当前的时间间隔T1过去。
下面参照图8来描述打印操作。在打印过程开始之前，时间间隔T1初始化为一个固定时间。然后，打印控制器46从打印数据存储内存42将用于第一次扫描的打印数据传送到打印缓存器43，即，从第一点线到N1点线的打印数据，也就是打印数据的高度。同时，打印控制器46从打印锤变换器41将用于不包含打印数据区域的空数据传送到打印缓存器43，也就是，从N1+1点线到N点线的区域，即打印缓存器打印锤的高度。然后，使用打印锤45从第一点线到N1点线完成一次扫描的打印操作。
同时打印开始，定时器50启动。用于打印锤45的计数器47计算每个打印锤45被驱动的次数。比较器48判断由计数器47所计算的驱动次数是否达到锁存在数据锁存电路52中的参考数值。如果由计数器47所计算的打印锤45的驱动次数已经达到参考数值，打印中断单元49就临时中断打印操作。
此时，同第一次扫描一样，计数器51计算在第二次扫描中每个被驱动的打印锤45的期望驱动次数。其次，打印控制器46通过重复上述附加过程，决定用于在第二次扫描中打印数据的打印锤45。即，打印控制器46将在第二次扫描中每个打印锤45被驱动的期望次数加到当前时间间隔T1每个打印锤45已被驱动的次数中，以假设打印锤45的第一点线开始打印打印数据为开始。每次附加过程发现一个最大总数值。根据这些最大总数值，当最大总数值是最小时所用的打印锤45的点线是最优布置。
例如，如果确定通过从打印锤45的N2点线开始打印数据得到最小的最大总数值，则调整打印操作，用从N2点线到N3点线的打印锤45打印下一次扫描的打印数据(这里，N3=N2+打印数据的高度)。
当实际完成第二次扫描的打印时，用于打印锤45的N2至N3点线的打印数据就从打印数据存储内存42中传送出来。对应于打印锤45的第一至N2-1点线的空数据从打印锤变换器41中传送出来。类似地，打印锤45的N3+1至N点线的空数据也从打印锤变换器41中传送出来。因此，为了使用从N2至N3点线的打印锤45打印，就控制了打印数据。
此外，如上所述，为了使用N2点线的打印锤45打印第二次扫描，也有必要改变打印纸的进给量。换句话说，当打印纸以打印数据的行间距P的普通方式传送时，如图8所示，这时为了在打印数据的开端定位打印锤45的N2点线，纸的进给量必须是行间距P减去到N2点线的距离(P-N2)。
此时，用于打印第二次扫描的打印锤45也确定了。在第二次扫描之前，进纸量数据也由打印控制器46计算出来了。此数据由打印控制器46传送给进纸控制器53。根据这个数据，在第二次扫描之前，进纸控制器53立即将纸送进必须的距离。
第三次扫描与第二次扫描一样。此时打印操作执行第二次扫描的打印，计数器51计算第三次扫描每个打印锤45估计被驱动的次数。然后，执行上述附加过程，这里，合计第一次和第二次扫描中每个打印锤被驱动的次数加上第三次扫描时打印锤45估计被驱动的次数。每次附加过程找到一个最大总数值。根据上面所找到的最小的最大总数值设定用于第三次扫描打印的最优打印锤45。然后，执行第三次扫描的打印操作。
图9表示在第三次扫描打印数据前直接调整打印纸进给。假定，P是打印数据的初始行距，N2是实际上开始第二次扫描打印的点线，N4是开始第三次扫描打印的点线，在第三次扫描打印前进纸距离是P+N2-N4。一确定了用于下一次扫描打印的打印锤45，打印控制器46就控制打印纸的传送。打印控制器46将确定进纸距离的数据传输给进纸控制器53，在第三次扫描打印前该控制器53立即将打印纸进给必要的距离。
在由定时器50设定的时间间隔T1内，上述过程重复多次扫描。然而，如果确定在时间间隔T1内由计数器47计算的每个打印锤被驱动的次数达到了参考数值，那么，从发现时间起直至当前的时间间隔T1过去，打印中断单元49中断打印操作。
在时间间隔T1过去后，每个打印锤的驱动次数重置为零。时间间隔T1重新开始。打印锤45的第一点线又一次处在在下次扫描的打印数据的开端，打印继续进行。
在上述实施例中，根据计算的每个打印锤驱动次数来改变用于打印的打印锤。然而，将打印锤分成多个组，并根据所计算的多个打印锤组的每一个组的驱动次数来改变用于打印的打印锤组也是可能的。
因此，在点线打印机中，将打印锤分成组，在打印纸上一次扫描打印几个点线是可能的。例如，在第一点线的打印锤是组1；在第二点线的打印锤是组2；依次类推。在这种情况下，当所计算的组1的驱动次数变得太大时，组1的打印锤就被控制而不能使用。代替打印由组1开始的下一个打印数据的是，打印由从组2或稍大组的打印锤开始来完成。此方法同上述实施例具有相同的效果。
如上所述，本发明的点线打印机，在不缩短打印锤使用寿命的情况下，通过使用打印锤部件在打印中减小速度损耗和效率损耗，而达到其实际性能极限。
权利要求
1.一种点线式打印机，包括一个打印锤匣，该锤匣沿着打印纸前后移动，并容纳有多个打印锤，这些打印锤匣在从一端移动到另一端的一次扫描过程中，能够同时打印多个点线；一个往复式移动机构，该机构用来前后移动锤匣；一个定时器，用来设定预定的时间；打印限制检测机构，该机构用来在特定的时间间隔启动定时器，当定时器工作时，计算每个打印锤被驱动的次数，并检测所计算的驱动次数何时达到参考数值；打印中断机构，该机构用来中断打印操作，中断时间是从打印限制检测机构发现一个打印锤的驱动次数达到参考数值时起直至定时器完成操作为止；期望的驱动次数计算机构，用来计算每个打印锤期望被驱动的次数；以及打印锤改变机构，用来改变用于打印的打印锤的点线布置；其特征在于，点线式打印机根据每个打印锤的驱动次数和所期望的驱动次数来改变用于打印的打印锤。
2.一种点线式打印机，包括一个打印锤匣，该锤匣沿着打印介质前后移动，并容纳有多个打印锤，这些打印锤匣在从一端移动到另一端的一次扫描过程中，能够同时打印多个点线；一个往复式移动机构，该机构用来前后移动锤匣；一个定时器，用来设定预定的时间；打印限制检测机构，该机构用来在特定的时间间隔启动定时器，当定时器工作时，计算每个打印锤被驱动的次数，并检测所计算的驱动次数何时达到参考数值；打印中断机构，该机构用来中断打印操作，中断时间是从打印限制检测机构发现一个打印锤的驱动次数达到参考数值时起直至定时器完成操作；期望的驱动次数计算机构，用来将打印锤分成多个组并计算每个组被驱动的期望次数；以及打印锤改变机构，用来改变用于打印的打印锤的点线布置；其特征在于，点线式打印机根据每个打印锤组的驱动次数和所期望的驱动次数来改变用于打印的打印锤。
全文摘要
为了减小使用打印锤打印过程中速度和效率的损失,并达到其最高性能,点线式打印机根据每个打印锤的驱动次数和期望驱动次数,改变用于打印的打印锤。
文档编号B41J9/00GK1204580SQ9810350
公开日1999年1月13日 申请日期1998年7月4日 优先权日1997年7月4日
发明者岩间正美, 铃木稔之 申请人:日立工机株式会社