专利名称：跳跃式打印机驱动方法
技术领域：
本发明涉及跳跃式(草图)打印机驱动方法，具体涉及由垂直于进纸方向，按锯齿状排列的点打印元件(针)构成的行点式打印机的跳跃式打印机驱动方法。
图1为展示行点式触击打印机实例的透视图。图2为图1中行点式触击打印机打印针排列实例的示意图。参见图1，纸104放在压纸卷轴103和墨带102之间。平行于压纸卷轴103安放的撞针列101在平行于压纸卷轴103的方向(垂直于进纸方向)上摆动。换言之，撞针列101向图1所示箭头P的方向略微移动，并向箭头Q的方向略微移回。
参见图2，撞针列101由多个撞针弹簧105构成，而每个撞针弹簧105的顶端有一个打印针106。打印针106按锯齿状排列。换言之，图2中从左至右，撞针弹簧105的长度按照预定的长度逐渐增加，再返回到最初的长度，然后重复这种变化。使用打印针106的这种排列用于提高打印速度和打印点密度，并缩短打印时间和降低撞针列101的热值。撞针列101的撞针弹簧105顶端的打印针106触击位于压纸卷轴103上的纸104表面的墨带102，并从而实现点击打印。
下面，将参照图3至图10说明用于驱动一种常规行点式触击打印机打印针(打印撞针)的常规打印机驱动方法。
图3为使用了常规打印机驱动方法的常规行点式触击打印机局部的示意图。参见图3，常规行点式触击打印机具有在与压纸卷轴平行的方向A-A′上(与进纸方向垂直的方向A-A′)安放的打印头组(headbank)1。打印头组1包括多个沿方向A-A′按预定间隔C排列的打印撞针Di(打印元件Di)。打印头组1由导轨3a和3b提供支撑和沿方向A-A′导向。在偏心盘2作动下沿方向A-A′运动。当打印头组1由偏心盘2作动沿方向A-A′往复穿梭运动时，打印撞针Di按它们各自预定的点位置被选择驱动。
图4为展示移动打印头组1上的打印撞针Di(为方便说明起见，i=1～4)运动的示意图。顺便提及，尽管由于解释和绘图清晰的缘故，图4所绘的打印撞针D2和D4低于打印撞针D1和D3，但事实上，打印撞针D1～D4如图3所示排列成一行。图4中，“E1”～“E4”标明了打印撞针各自的打印区域，而本例中的每个打印区域包括6个点位置。当打印头组1运动时，每个打印撞针D1～D4沿方向A-A′作往复运动，而当打印头组1到达穿梭运动的端点(左手端和右手端)时，纸张沿进纸方向移动1点。因此，打印撞针D1～D4沿图4所示曲线在纸张上移动，此时每个打印撞针D1～D4在纸上按预定间隔P排列的预定点位置(aij,bij,cij，或dij)处打印点。图4中的虚线圆环标示出打印撞针D1～D4分别位于点位置a32,b32,c32和d32的某一时刻。
图5为用于驱动图3和图4中的常规行点式触击打印机打印撞针D1～D4的驱动电路电路图。图5中的驱动电路包括线圈4～7，开关晶体管对(16,17),(18,19),(20,21)和(22,23)，二极管24～31，晶体管9和10，端子8,11,12,13和14等等。所提供的线圈4～7用于驱动每个打印撞针D1～D4。线圈4～7的激励由打印驱动脉冲F和图6所示的打印指令信号(打印控制脉冲)G1～G4控制。循环译码器等通过检测打印头组1的运动输出位置检测信号，并且基于位置检测信号生成打印驱动脉冲F。当打印撞针D1～D4到达点位置(打印位置)时，打印驱动脉冲F供给端子8，晶体管9和晶体管10从而被导通，并从而向线圈4～7提供打印驱动电压V。打印控制脉冲G1～G4实际上与打印驱动脉冲F同步生成。而且，根据字符生成器输出的点图案，具有电平“1”或“0”的打印控制脉冲G1～G4提供给端子11～14，线圈4～7从而被选择激励。
图6为显示打印控制脉冲(打印指令信号)G1～G4时序示例的时序图。图6中所示虚线展示出打印指令信号“0”电平，以便不在纸上打印点(即，不驱动相应的线圈4～7)。顺便提及，图5中，为获得较大的电流放大倍数，开关晶体管(16,17)采用达林顿式(Darlington)连接，并同样适用于开关晶体管(18,19),(20,21)和(22,23)。二极管24～27分别用于保护晶体管(16,17),(18,19),(20,21)和(22,23)。当打印控制脉冲G1下降到“0”时，提供二极管28用于与线圈4形成封闭回路并通过一个回路电流，二极管29～31也同样如此。(例如，见日本专利未决申请No.SHO61-35970)在图4和图6所示的上述打印机驱动方法中，当在纸上打印连续阴影(黑色)图案时，所有的打印撞针D1～D4被同时驱动。因此，驱动电路中产生瞬时大功耗，从而迫使驱动电路的功耗效率较低。而且，迫使行点式触击打印机的干扰电平很高。
图7为展示图3常规行点式触击打印机打印头组1上打印撞针Hi(为方便说明起见，i=1～4)移动又一例的示意图。日本专利未决申请No.SHO61-35970公开了图7所示的打印机驱动方法。在本例中，尽管由于解释和绘图清晰的缘故，图7所绘的打印撞针H2和H4低于打印撞针H1和H3，但打印撞针H1～H4也如图3那样排列成一行。类似于图4中的情况，图7中的符号“E1”～“E4”标明了打印撞针H1～H4各自的打印区域，且每个打印区域包括6个点位置。当打印头组1运动时，每个打印撞针H1～H4沿方向A-A′作往复运动，纸张在打印头组1穿梭运动的端点(左手端和右手端)处沿进纸方向移动1点，而打印撞针H1～H4沿着图7所示曲线在纸张上移动。此时每个打印撞针H1～H4在纸上按预定间隔P排列的预定点位置(aij,bij,cij，或dij)处打印点。
图8展示了用于驱动图7中打印撞针H1～H4的打印控制脉冲(打印指令信号)J1～J4的时序。参见图8，打印控制脉冲J1和J3(用于驱动打印撞针H1和H3)同相生成，而打印控制脉冲J2和J4(用于驱动打印撞针H2和H4)的生成与打印控制脉冲J1和J3相差T/2。因此当打印头组1沿方向A-A′运动时，奇数撞针(H1,H3,…)与偶数撞针(H2,H4,…)被交替驱动。图7中的虚线圆环标示出打印撞针H2和H4位于点位置而打印撞针H1和H3位于点位置之间的某一时刻。
图9为展示用于驱动图7的打印撞针H1～H4的驱动电路电路图。而图10为展示打印撞针H1～H4排列的示意图。如图10所示，偶数撞针(H2,H4…)的位置为了适应交替撞针驱动而移动了P/2。参见图9，驱动电路包括位置检测器20，位置时序脉冲发生器22，移动方向检测器24，控制器26，开关28和36，延迟电路32和40，奇数撞针驱动器34，和偶数撞针驱动器42。位置检测器20检测打印头组1的位置并由此输出位置检测信号，移动方向检测器24检测打印头组1的移动方向并由此输出方向检测信号。位置时序脉冲发生器22根据位置检测器20输出的位置检测信号产生位置时序脉冲信号。控制器26根据移动方向检测器24输出的方向检测信号控制开关28和36，并从而延迟提供给奇数撞针驱动器34的位置时序脉冲信号或提供给偶数撞针驱动器42的位置时序脉冲信号。图9中开关28和36的状态展示出打印头组1穿梭运动的半个周期，其间提供给偶数撞针驱动器42的位置时序脉冲信号被延迟了T/2，而提供给奇数撞针驱动器34的位置时序脉冲信号未被延迟。
在图7至图10所示的第二种打印驱动方法中，交替撞针驱动(重复奇数撞针驱动和偶数撞针驱动)在打印头组1的单个行程(一来或一回)内完成。因此，驱动电路的瞬时功耗减半，从而提高驱动电路的功耗效率。而且，可以显著降低行点式触击打印机的干扰电平。
图11和图12为展示图1和图2中的具有前述锯齿状打印针排列的行点式触击打印机的操作示意图。换言之，图11和图12展示了图1和图2中的行点式触击打印机的常规跳跃式打印机驱动方法。当撞针列101执行一次穿梭运动(来回往复运动)时，一组打印针106(图11例中有4个打印针)在它们的打印区域内实现点打印。因此，打印针106在一来和一回中实现跳跃式(草图)打印。在纸上打印连续阴影(黑色)图案的情况下，打印针106在撞针列101“一来”期间内被同时驱动以便重复图11所示的打印点和跳跃点。在图12所示的“一回”期间内，打印针106被同时驱动以便对撞针列101“一来”期间内跳过的点执行打印。
然而，图11和图12所示的常规跳跃式打印机驱动方法中，在一来和一回期间内，所有打印针106被同时驱动。因此，在相邻的打印针106之间发生相当程度的磁干扰，并因此降低了打印针106与墨带102和纸104之间的触击强度，而且迫使撞针列101的如驱动频率等特性衰减。
因此，本发明的主要目的是为行点式打印机提供跳跃式打印机驱动方法，其打印针垂直于进纸方向按锯齿状排列。由此可降低打印针之间的磁干扰并避免撞针列(打印头组)特性的衰减。
依照本发明第一方面，为行点式打印机提供跳跃式(草图)打印机驱动方法。其打印头组包括按锯齿状排列的打印针，在垂直于进纸方向的方向上执行穿梭运动。其中在垂直于进纸方向上重复打印针组，打印针组包括L个(L:2,3,4…)打印针，分别用于实现从第1至第L点打印行的点打印。依照跳跃式打印机驱动方法，在打印头组的每个单行程(一来或一回)内指定打印针组内L个打印针中的一个或多个打印针用于在单行程内执行点打印。在单行程内被指定用于执行点打印的打印针在单行程内由行点式打印机的驱动电路所驱动，以便对将要打印在纸上的所需点图案的局部执行点打印。
依照本发明的第二方面，在第一方面中，打印针组内的打印针由驱动电路驱动，以便在打印头组的每个单行程内打印从第1至第L点打印行中被选中的一个或多个点打印行。
依照本发明的第三方面，在第一方面中，关于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…L)按照模数2(modulo2)编号分类，由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
依照本发明的第四方面，在第一方面中，关于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…L)按照模数3(modulo3)编号分类，由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
依照本发明的第五方面，在第一方面中，关于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…L)按照模数4(modulo4)编号分类，由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
依照本发明的第六方面，在第一方面中，行点式打印机打印头组上的打印针利用墨带在纸上实现点触式打印。
依照本发明的第七方面，在第一方面中，行点式打印机打印头组上的打印针在热敏纸上实现点热敏打印。
通过参考下面的详细说明及附图，本发明的目的和特点将更为突出。其中图1为展示行点式触击打印机实例的透视图。
图2为展示图1行点式触击打印机打印针排列(锯齿形打印针排列)实例的示意图。
图3为展示使用了常规打印机驱动方法的常规行点式触击打印机局部的示意图。
图4为展示图3中常规行点式触击打印机打印头组上打印撞针移动的示意图。
图5为展示用于驱动图3和图4中的常规行点式触击打印机打印撞针的驱动电路的电路图。
图6为展示图5所示打印控制脉冲(打印指令信号)时序示例的时序图。
图7为展示图3常规行点式触击打印机打印头组上打印撞针移动的又一例的示意图。
图8为展示用于驱动图7所示打印撞针的打印控制脉冲(打印指令信号)时序的时序图。
图9为展示用于驱动图7所示打印撞针的驱动电路的电路图。
图10为展示图7所示打印撞针排列的示意图。
图11和图12为展示图1和图2中的行点式触击打印机的常规跳跃式打印机驱动方法的示意图。其中图11展示了行点式触击打印机撞针列一来期间内打印针的操作，而图12展示了行点式触击打印机撞针列一回期间内打印针的操作。
图13为其中使用了依照本发明的跳跃式打印机驱动方法的行点式触击打印机局部的透视图。
图14为展示图13中的行点式触击打印机打印针排列(锯齿状打印针排列)实例的示意图。
图15A和图15B为展示依照本发明第一实施例的跳跃式打印机驱动方法的示意图。其中图15A展示了图13中的行点式触击打印机在撞针列一来期间内打印针的点击打印，而图15B展示了在撞针列一回期间内打印针的点击打印；和图16A至图16C为展示依照本发明第二实施例的跳跃式打印机驱动方法的示意图。其中图16A展示了在撞针列第一个“一来”期间内打印针的点击打印，图16B展示了在撞针列第一个“一回”期间内打印针的点击打印，图16C展示了在撞针列第二个“一来”期间内打印针的点击打印。
现在参照附图，给出依照本发明的优选实施例的详细说明。
图13为其中使用了依照本发明的跳跃式打印机驱动方法的行点式触击打印机局部的透视图，而图14为展示图13中的行点式触击打印机打印针排列实例的示意图。顺便提及，图13和图14与“现有技术说明书”中引用的图1和图2相同。
参见图13和图14，由撞针弹簧105和打印针106构成的撞针列101在垂直于进纸方向的方向上执行穿梭运动(一来一回地运动)。在撞针列101的每个单行程(一来或一回)内，位于墨带102与压纸卷轴103之间的纸104被压纸卷轴103阻滞，而在每次穿梭运动的端点处，压纸卷轴103带动纸104沿着进纸方向移动预定的点数。在穿梭运动期间内，打印针106触击位于压纸卷轴103上的纸104表面的墨带102，从而在纸104上实现点击打印。
参见图14，撞针列101设置有多个撞针弹簧105，而每个撞针弹簧105的顶部有一个打印针106。打印针通过压接，钎焊等方法固定在撞针弹簧105的顶部。撞针弹簧105的长度按照预定的长度逐渐增加，再返回到最初的长度，然后重复这种变化，而打印针106在垂直于进纸方向的方向上(平行于压纸卷轴103的方向)按锯齿状排列。使用打印针106的这种排列用于提高打印速度和打印点密度，并缩短打印时间和降低撞针列101的热值。在图14的例子中，当撞针列101执行穿梭运动时，一组4个打印针106在纸104上的打印区域内执行点击打印。例如，打印区域的宽度可以是90点，120点等等，并在平行于压纸卷轴103的方向上排列多个打印针组。打印针组中的每个打印针106分别执行打印区域内各个点打印行的点击打印。图14中，打印针组中的第一个打印针106(即，打印针组右手端的打印针106)在打印区域内的第一行执行点击打印。打印针组中的第二个和第三个打印针106在打印区域内的第二行和第三行执行点击打印。而打印针组中的第四个打印针106(即，打印针组左手端的打印针106)在打印区域内的第四行执行点击打印。
图15A和图15B为展示依照本发明第一实施例的跳跃式打印机驱动方法的示意图。图15A展示了在撞针列101一来期间内打印针106的点击打印，而图15B展示了在撞针列101一回期间内打印针106的点击打印。顺便提及，图15A和图15B展示了行点式触击打印机打印连续阴影(黑色)图案的情况。在图15A所示的一来期间内，同时驱动第一个和第三个打印针106以便在第一行和第三行执行点击打印。在图15B所示的一回期间内，同时驱动第二个和第四个打印针106以便在第二行和第四行执行点击打印。
顺便提及，尽管图15A和图15B展示了在纸104上打印连续阴影(黑色)图案的情况，但打印针106(撞针弹簧105)的驱动是由驱动电路根据字符产生器等输出的点图案来控制的。因此，根据点图案，一些打印针106没有被驱动，图中的一些黑点没有被打印。
如上所述，依照本发明第一实施例的跳跃式打印机驱动方法中，在撞针列101的“一来”期间内，同时驱动打印针组中的奇数打印针106(如果打印点图案需要的话)而不驱动偶数打印针106。而在撞针列101的一回期间内，同时驱动打印针组中的偶数打印针106(如果打印点图案需要的话)而不驱动奇数打印针106。因此，可以增大被同时驱动的打印针106之间的距离，从而可以降低打印针106之间的磁干扰，并且可以提高打印针106与墨带102和纸104之间的触击强度，改善撞针列101的如驱动频率等特性。而且，可以减少被同时驱动的打印针106的数量，从而减轻驱动电路的负载并降低行点式触击打印机的干扰电平。
图16A至图16C为展示依照本发明第二实施例的跳跃式打印机驱动方法的示意图。图16A展示了在撞针列101第一个“一来”期间内打印针106的点击打印，图16B展示了在撞针列101第一个“一回”期间内打印针106的点击打印，图16C展示了在撞针列101第二个“一来”期间内打印针106的点击打印。顺便提及，图16A至图16B展示了由行点式触击打印机实现连续阴影(黑色)图案打印的情况。
在第一个“一来”期间内，同时驱动图16A所示左侧打印针组中的第一个和第四个打印针106以便在对应打印区域内的第一行和第四行实现点击打印。如图16A所示，图16A所示右侧打印针组中的第三个打印针106(与左侧打印针组中的第一个和第四个打印针106同时)被驱动以便在对应打印区域内的第三行实现点击打印。
在第一个“一回”期间内，驱动图16B所示左侧打印针组中的第二个打印针106以便在对应打印区域内的第二行实现点击打印。如图16B所示，同时驱动图16B所示右侧打印针组中的第一个和第四个打印针106(与左侧打印针组中的第二个打印针106同时)以便在对应打印区域内的第一行和第四行实现点击打印。
在第二个“一来”期间内，驱动图16C所示左侧打印针组中的第三个打印针106以便在对应打印区域内的第三行实现点击打印。如图16C所示，图16C所示右侧打印针组中的第二个打印针106(与左侧打印针组中的第三个打印针106同时)被驱动以便在对应打印区域内的第二行实现点击打印。
顺便提及，如上所述，尽管图16A至图16C展示了在纸104上打印连续阴影(黑色)图案的情况，但打印针106(撞针弹簧105)的驱动是由驱动电路根据字符产生器等输出的点图案来控制的。因此，根据点图案，一些打印针106没有被驱动，图中的一些黑点没有被打印。
概括以上操作，驱动电路根据打印针号被3除所得的余数(按照模数3编号分类)来驱动每个打印针组中的打印针106。
具体地，对应于图16A至图16C所示左侧的打印针组，如果我们将打印针组中打印针106的打印针号称作M(M:1,2,3或4)而将撞针列101单个行程(一来或一回)的行程号称作N(N:1,2,3…)，若M≡N(模数3)，则在第N个行程内，打印针组中的第M个打印针106被驱动(如果打印点图案需要的话)。这里，“M≡N(模数3)”表示M与N适合(一致)，模数3。对于图16A至图16C所示右侧的打印针组，若M+1≡N(模数3)，则在第N个行程内，打印针组中的第M个打印针106被驱动(如果打印点图案需要的话)。对于下一个打印针组(未示出)，若M+2≡N(模数3)，则在第N个行程内，打印针组中的第M个打印针106被驱动(如果打印点图案需要的话)。类似于上述打印针组中的打印针106，在随后的打印针组中，打印针106被驱动(如果打印点图案需要的话)。为了进一步概括，如果我们将打印针组内打印针106的打印针序号称作Ms(Ms:1,2,3,4,…)，若Ms≡N(模数3)，则在第N个行程内，打印针组中的第Ms个打印针106被驱动(如果打印点图案需要的话)。
如上所述，依照本发明第二实施例的跳跃式打印机驱动方法中，根据对打印针号M的模数3编号分类来实现对每个打印针组中的打印针106的驱动。因此，可使被同时驱动的打印针106之间的距离更长，从而可进一步降低打印针106之间的磁干扰，而且打印针106(撞针弹簧105)和撞针列101的特性可以进一步改善。而且，可以进一步减少被同时驱动的打印针106的数量，减轻驱动电路的负载和降低行点式触击打印机的干扰电平。
顺便提及，尽管在上述实施例中每个打印针组中的打印针106的数目为4，当然，打印针组中按锯齿状打印针排列的打印针106的数目(L)不限于4个并可以适当地改变。
尽管上述第二实施例描述了按照模数3编号分类的跳跃式打印机驱动方法，也可以使用其它类似的跳跃式打印机驱动方法，如按照模数2编号分类的跳跃式打印机驱动方法，按照模数4编号分类的跳跃式打印机驱动方法等。这些跳跃式打印机驱动方法可使用每个打印针组中打印针106的打印针号M(M:1,2,…,L)或使用撞针列(打印头组)101中打印针组内打印针106的打印针序号Ms(Ms:1,2,3,4,…)。
另外，尽管给出的上述说明是关于在纸上实现点击打印的行点式触击打印机的，依照本发明实施例的跳跃式打印机驱动方法也可用于其它类型的打印机，如在热敏纸上实现点热敏打印的点热敏打印机。在使用这种点热敏打印机等的情况下，所描述的“锯齿状打印针排列”和“按锯齿状”包括这样的打印针排列，即将每个打印针组中的打印针垂直排列，也就是排列在进纸方向上。
如上所述，通过使用依照本发明的跳跃式打印机驱动方法，可以增大被同时驱动的打印针之间的距离，从而可以降低打印针之间的磁干扰。由此，可以改善打印头组(撞针列)的如驱动频率等特性，提高行点式触击打印机打印针与墨带和纸张之间的触击强度。而且，可以减少被同时驱动的打印针数量，减轻驱动电路的负载并降低行点式触击打印机的干扰电平。
尽管本发明的描述参照了具体实施例，但不受它们的限制，而只受所附权利要求的限制。应理解本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内可改造或改进本发明。
权利要求
1．用于行点式打印机的跳跃式打印机驱动方法，所述打印机的打印头组由按锯齿状排列的打印针构成，在垂直于进纸方向的方向上执行穿梭运动，其中，在垂直于进纸方向的方向上重复打印针组，打印针组包括L个(L:2,3,4,…)分别在第1至第L点打印行上执行点打印的打印针，其特征在于在打印头组的每个单行程内，从打印针组的L个打印针中指定一个或多个打印针用于在单行程内执行点打印，以及被指定在单行程内执行点打印的打印针在单行程内由行点式打印机的驱动电路驱动，以便对将要打印在纸上的所需点图案的局部执行点打印。
2．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于由驱动电路驱动打印针组中的打印针使得在打印头组的每个单行程内，第1至第L点打印行中的一个或多个被选中的点打印行被打印。
3．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于对于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…,L)，按照模数2编号分类由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
4．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于对于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…,L)，按照模数3编号分类由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
5．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于对于打印针组内打印针的打印针号M(M:1,2,…,L)，按照模数4编号分类由驱动电路驱动打印针组内的打印针。
6．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于行点式打印机打印头组上的打印针利用墨带在纸上实现点触式打印。
7．权利要求1的跳跃式打印机驱动方法，其特征在于行点式打印机打印头组上的打印针在热敏纸上实现点热敏打印。
全文摘要
为行点式打印机提供一种跳跃式(草图)打印机驱动方法,其打印头组由锯齿状排列的打印针构成。在锯齿状打印针排列中,在垂直于进纸方向的方向上重复设置打印针组,其包括L个分别在第1至第L点打印行上执行点打印的打印针。在打印头组的每个单行程期间,从打印针组中指定一个或多个打印针在单行程内由行点式打印机的驱动电路驱动执行点打印。该方法可以改善打印头组特性,并可减轻驱动电路负载和降低干扰电平。
文档编号B41J2/505GK1236704SQ9910758
公开日1999年12月1日 申请日期1999年5月25日 优先权日1998年5月26日
发明者砂子和征 申请人:日本电气株式会社