专利名称：控制打印装置往复移动的方法
技术领域：
本发明与利用印字锤支架左右往复移动进行打印的打印装置有关，确切地讲，是与打印装置往复移动的控制有关，这种打印装置具有反向推移装置，该反向推移装置能反向推移使上述的印字锤支架往复移动的穿梭式机构。
在现有技术中，上述的打印装置的具有多数个印字锤的印字锤支架是一边进行左右往复移动、一边进行打印的。作为这类打印装置，有点阵式打印机或穿梭式打印机。所说的使印字锤支架往复移动的穿梭式机构，有利用凸轮或连杆机构将电动机的旋转运动转换成直线运动式的、利用电动机的正逆转实现往复移动式的及不需要传递机构而利用线性电动机直动驱动式的。随着这种打印装置的打印高速化，开发了利用弹簧等的回弹力使印字锤支架返回的穿梭式机构。
图1中，表示了设有利用线性电动机的穿梭式机构的打印装置。如图1所示，打印装置1由穿梭式机构2、印字锤支架3、传感器4和梭动驱动系统组成。穿梭式机构2由导向轴11、滑动轴承12、线性电动机20、返回机构30和弹簧40组成。上述的梭动驱动系统由控制器50、梭动控制电路60和梭动驱动电路70组成。导向轴11在图中是沿左右方向延伸的，滑动轴承12是能往复移动地安装在导向轴11上的。印字锤支架3由滑动轴承12支撑着，并能随着滑动轴承12在导向轴11上往复移动。在印字锤支架3上配置着图中未表示的多数个印字锤，这些印字锤根据来自外部的打印数据进行打印。线性电动机20由线圈21和图中未表示的磁铁组成，其驱动方法是公知的。而且，线圈21由图中未表示的返回线圈和等速线圈组成。返回机构30由一对同步皮带轮32和同步皮带31组成。线圈21经过返回机构30与滑动轴承12连接，这样，线性电动机20的动力就传递给滑动轴承12、从而使滑动轴承12往复移动。滑动轴承12的往复移动与线圈21的往复移动是相反方向的，具有一定重量的线圈21在往复移动中起着平衡块的作用。这样，当滑动轴承12载着印字锤支架3往复移动时，由于线圈21与滑动轴承12的往复移动是成相反方向的，所以线圈21的重量能在左右构成平衡，从而能减轻打印装置的振动。
弹簧40被配置在导向轴11和线圈21的两端部，该弹簧40将印字锤支架3(滑动轴承12)和线圈21分别推向其移动方向的反方向。位置检测传感器4被安装在可动件(本例是安装在印字锤支架侧)上，由该传感器4检测出印字锤支架3的位置。控制器50与梭动控制电路60连接、并根据由位置检测传感器4检出的印字锤支架3的位置信息，按照图3所示的使印字锤支架3沿着规定的往复移动速度曲线进行移动的方式控制梭动控制电路60和梭动驱动电路70。这里，梭动控制电路60能改变流入线圈21的电流值，而梭动驱动电路70只向线圈21供给电流。控制器50与图中未表示的外部接线柱连接，接收各种指令。
图2表示了用纸输送机构80。压纸滚筒81由图中未表示的打印机框架可转动地支撑着，压纸滚筒81上的用纸S由左右一对的可调整的输纸器82沿与印字锤支架3移动方向成垂直的方向输送。压纸滚筒81和可调整的输纸器82由输送用纸电动机83驱动。图中，标号84表示色带。
如图3所示，现有技术中的印字锤支架3的往复动作(以下简称梭动)是分成等速区间和返回区间的。在等速区间，等速线圈被通电，梭动以一定速运行。而在返回区间，返回线圈被通电，梭动以加速或减速运行。在返回区间，印字锤支架3与弹簧40靠接、并受弹簧40的回弹力的作用。
当梭动由等速区间进入返回区间时，印字锤支架3一边推压弹簧40，一边渐渐被减速。当弹簧40被压缩到最大位置、即到达返回位置P0时，梭动的速度变成零，梭动进入返回行程。接着，梭动在弹簧40的回弹力作用下开始加速运动。弹簧40的回弹力在返回位置P0是最大的。
在驱动具有上述机构的现有技术的打印装置1时，在开始打印动作之前，必须进行初始动作。所谓初始动作，就是指，在未达到规定的速度之前，不进行打印动作，只是反复进行穿梭动作。当打印装置1被驱动时，梭动开始，但是由于不能立即达到规定的梭动速度，就利用弹簧40的回弹力渐渐地提高梭动的速度。而且，随着梭动的被加速，印字锤支架3对弹簧40的压缩量也渐渐增加。当印字锤支架3将弹簧40压缩到规定值时，梭动的速度也达到标准，这时便开始打印。
初始动作，不局限在上述打印装置1的开始打印之前，即使在打印过程中，出现一次梭动停止动作后，再开始打印之前，也要进行初始动作。
如图4所示，打印动作中的梭动通常大体上以一定的周期反复。通常，逐行打印时的送纸是在印字锤支架3处于返回区间中时进行的，当送纸终了时，同时开始下一行的打印。但是，在一般的打印作业中，不但进行连续的逐行打印，也必须进行2行以上的打印换行，也就是包含多行换行。这种场合，一次的送纸量比逐行换行时的送纸量多，所以需要的送纸时间也增加。也就是，当逐行换行时的送纸时间为Tf，多行换行时的送纸时间为Tfn(n∶2以上的整数)时，即确立了Tf＜Tfn的关系。因此，在上述返回区间中，使多行换行送纸终了是困难的。
在这里，按原来，在位置P1打印终了后，到经过送纸时间Tfn，使印字锤支架3停止在位置P2，在送纸了同步使梭动再开始，这是所希望的。但是，在这种场合，再开始下次梭动时，是不能立即达到规定的梭动速度的。这是因为，按原来，当将弹簧40压缩到P0点时，梭动才能被上述弹簧40的回弹力加速，可是，由于梭动停止在P2点处了，已经不能用该回弹力对梭动进行加速。因此，必须进行再次的初始动作，不能立即开始打印。此外，在现有技术中，当多行换行时的送纸时间Tsn超过印字锤支架3的返回时间时，印字锤支架3继续移动，在期间进行多行换行。
例如，在2行换行时的送纸时间是Tf2，将梭动的单程打印时间定为Tp时，就成立Tf＜Tf2＜(Tf+Tp)。在P1点打印终了后，实现了2行换行，接着的打印可能在P3点。也就是，在打印区间Tn不进行打印，产生(Tf×2+Tp)-Tf2的剩余时间，即产生浪费时间。在这样的一系列的打印作业中，由于多行换行的次数增多，从而也使浪费时间增加、也就产生了打印作业效率下降的问题。
另外，在现有技术的打印装置中，如果要有高质量的打印状态、高速度的打印状态等多数的打印状态，对应这些打印状态就要备有多种梭动速度模式。但是，在打印过程中，切换梭动速度时，必须使梭动停止一次动作。这样，在现有技术中，在打印过程中，要实现迅速地切换梭动速度是困难的。
本发明的目的是要实现在具有返回推移装置的穿梭式机构中，能使印字锤支架的往复移动瞬时停上及起动，在包含多行换行打印作业中，能提高打印效率。
本发明的另一个目的是要实现在一系列的连续打印作业中，能迅速地变更梭动速度模式。
实现本发明目的主要技术措施是一种控制打印装置往复移动的方法，打印装置具有输送打印用纸的送纸装置、有多个印字元件的印字装置及在上述印字装置横向往复移动行程两端附近设置返回推移装置的往复移动装置，上述返回推移装置能在上述印字装置往复移动的同时将上述印字装置向返回推移、上述印字装置在往复移动过程中进行打印，其特征在于，在打印动作停止时，使上述印字装置停止等待在上述返回推移装置不起作用的区间，同时在接着进入打印动作时，在由邻近的返回推移装置对印字装置作用后进入往复移动过程。
具体地，上述打印动作的停止被控制在发生送纸超过规定量或将印字装置的速度模式切换成其它的速度模式时。
另外，本发明返回控制方法的特征在于在印字锤支架往复移动时，按照能实现推压印字锤支架返回后的返回推移装置的回弹力那样构成驱动电路，并且，在再起动时，按照能实现压缩上述返回推移装置那样构成控制驱动电流的电路。
图1是表示具有穿梭式机构的现有技术中及本发明实施例的打印装置的概略图。
图2是表示现有技术中及本发明实施例的打印装置的立体图。
图3是现有技术的梭动速度和电流波形的关系曲线图。
图4是现有技术的梭动轨迹图。
图5是本发明的梭动轨迹图。
图6是现有技术中和本发明的换行量和打印速度的关系曲线图。
图7表示了本发明的梭动驱动电路和返回线圈的电路图。
图8是本发明的梭动速度和线圈电流波形的关系曲线图。
图9是含特殊字符的打印图形的一个例子。
图10是现有技术中和本发明中各种字符领域的比较与打印速度的关系曲线图。
图11是本发明的控制多数换行控制动作的程序方框图。
图12是本发明的控制状态切换动作的程序方框图。
图13是本发明的控制停止动作的程序方框图。
图14是使用旋转电动机的本发明的另一个实施例的立体图。
图15是旋转电动机的电机速度曲线图。
以下，结合附图详细说明本发明的控制打印装置往复移动的方法。在打印装置1中，除了后述的梭动驱动电路70’，和现有技术相同的部分均省略说明。
图5表示了连续打印中梭动的返回、停止和再起动的动作图。如图5所示，在逐行换行部A和现有技术一样，是在梭动返回时进行送纸的。
在多行换行送纸部B，如图中圆圈内所示，印字锤支架3撞一次弹簧40返回后，便在等速区间内的规定位置P4点处停止梭动、经过停止时间Tsn之后，梭动再开始。这时，印字锤支架3再与弹簧40撞击返回后，便开始下一行的打印。停止时间Tsn可按下述关系调整，当逐行换行送纸时间为Tf、多行换行送纸时间为Tfn时，则Tfn=Tf×2+Tsn，于是Tsn=Tfn-Tf×2。因此，能将梭动返回的时刻控制成与多行换行送纸终了相一致。并且，在梭动停止后的动作开始时，能立即利用弹簧40的回弹力使梭动达到规定的梭动速度、实现圆滑地进入打印动作。这样一来，就消除了发生在现有技术中的浪费时间的状况，能将非打印时间压缩到最小限度。
图6是表示换行量与打印速度的关系曲线的一例。图中实线表示了采用本发明的控制梭动的方法进行打印的状况。虚线表示了采用现有技术的控制梭动方法进行打印的状况。如图所示，采用本发明的控制方法，对应任意的换行量，均比现有技术的打印速度快及打印量多。
在这里，为了使梭动返回后的印字锤支架3在停止位置P4停一会，就要实施抵抗弹簧40的回弹力使梭动停止的停止控制。而再起动时，为了将弹簧40压缩到返回位置P0，就要实施压缩控制。为了实现这些控制，必须由返回线圈产生大于弹簧40的回弹力的抵抗力(推力)。因此，在本发明中，将流入返回线圈的电流通电方向设定成可逆转的。图7中，表示了返回线圈和向返回线圈通电的梭动驱动电路70’的一部分。梭动驱动电路70’由多个晶体管T1、T2、T3、T4及如40V的电源构成，并由该驱动电路70’进行电流流向方向的切换。连续换行打印时，晶体管T1、T4接通、晶体管T2、T3关闭，电流沿实线箭头方向流动。而在停止控制和压缩控制时，晶体管T1、T4关闭，晶体管T2、T3接通，电流沿虚线箭头方向流动。因此，在停止控制时，能使梭动很快地停止。在压缩控制时，由于由弹簧40不作用的区域开始加速动作，因能比克服弹簧40的回弹力连续改行打印时产生更大的推力。
图8是梭动速度和返回线圈中电流波形图。按照上述，由印字锤支架3压缩的弹簧40的回弹力在返回位置P0出现最大值。因此，流入返回线圈的电流值在返回位置P0也是最大。在其后的停止控制区间，随着弹簧40的回弹力的降低，梭动控制电路60的电流值成阶梯状下降。由于进行这样的控制，就能使印字锤支架3平滑地停止在停止位置P4点处。另外，在再驱动时的压缩控制区间、由于是克服弹簧40的回弹力压缩该弹簧，就能出现弹簧40被压缩到超过返回位置P0的位置。因此，在印字锤支架3到达返回位置P0点之前，使梭动向返回方向加速驱动，就能防止印字锤支架3超过返回位置P0点。
并且，在本实施例中，虽然是按阶梯状进行控制的，可是对弹簧40的回弹力是按直线状正比例控制的，因此，能确保获得良好的效果，并在一系列的打印动作中，能在短时间内容易地调整对应打印文种的打印速度，提高了打印速度。
在如图9所示的印字用纸5000中，形成了由一般的打印字符领域1000、OCR字符领域2000，和条型码领域3000组成的模式100。通常，对于OCR字符领域2000和条型码领域3000中的字符、数字要求高打印品质，所以必须进行高质量打印。而对于一般的打印字符领域1000中的字符、数字，其印字点的密度粗糙，也就是说其打印质量比较差，但打印速度非常高。可是，在现有技术中，由于在打印过程中切换打印的状态困难，所以，将包含在印字模式100中的全体字符、数字均用同一种打印状态进行打印。也就是说，OCR字符领域2000中的、条型码领域3000中的和一般的打印字符领域1000中的字符、数字全部是用一种高质量打印状态进行打印的。这样一来，虽然印字点密度提高了，可是打印速度放慢了。因此，就印字模式100而言，其整体打印速度下降了。
但是，采用本发明的控制方法，既使在打印过程中，也能容易地选择切换高质量打印的状态和高速打印的状态。也就是说，可以设定在OCR字符领域2000和条型码领域3000中使用高质量打印状态，在一般的打印字符领域1000中使用高速打印状态，这样一来，与将印字模式100全部用高质量打印状态进行打印的场合相比，可以缩短打印时间。
图10表示了对应于印字模式的打印速度与该印字模式中的高质量字符领域和低质量字符领域的面积的比例关系。在现有技术中的印字方法中，由于全领域是用高质量打印状态进行打印的，所以，打印速度和面积不存在比例关系，只是低速打印。然而，采用本发明的打印方法，低质量字符领域面积的比例提高了，打印速度也提高。也就是说，在从最高速印字状态的打印速度P点起至高质量印字状态的打印速度Q的范围内，对应打印面积的比例的打印速度是提高了。
另外，关于本发明的梭动的停止、再起动的控制方法，以下结合附图11～13的程序图进行说明。这些控制全部由控制器50进行。
首先，说明关于多换行控制动作的如图11所示的程序图。多数改行控制动作开始于当接收到来自于连续逐行打印控制中的端子的进行多行换行的信号时。
当多数换行控制开始时，首先，开始对应印字锤支架3的往复移动的减速控制(S1)。接着，起动规定的同步定时器(S3)。当印字锤支架3返回时(S5)、进行停止控制(S7)、、使印字锤支架3停止在等速区间内的规定位置P4点处(S9)。在这里，上述定时器起动(S3)的同步在减速控制开始时(S1)至返回时(S5)之间任何时发生都可以，但最好与打印终了的同步P1点同期。
接着，从定时器起动(S3)经过规定时间时(S11)，进行再起动控制(13)。并且，进行通常的加速控制(S15)，回到连续逐行打印控制。
现在结合图12的程序图说明状态切换控制动作。状态切换控制动作开始于当接收到来自端子的进行状态切换的信号时。
状态切换控制动作，除在S9和S11的处理中进行状态切换(S10)之外，与上述多行换行控制动作相同。在这里，之所以用定时器读出规定时间，是因为在状态切换处理时需要一定的时间。
接着结合图13的程序图说明打印动作停止处理。打印动作停止处理是开始于当接收到来自连续逐行打印控制中的端子的停止信号时的。
当打印动作停止处理开始时，进行对应印字锤支架3的往复移动的减速控制(S21)、当印字锤支架3返回时(S25)，进行停止控制(S27)，并待机使印字锤支架3停止在等速区间内的规定位置(S29)。当接收到来自端子的再起动命令信号时(S30)、进行再起动控制(S33)、进行通常的加速控制(S35)。并且，返回连续逐行打印控制。
如上述那样，采用本发明时，在打印装置的具有梭动返回时的推移机构的穿梭式机构中，能使梭动瞬时停止，并在送纸终了时同时再起动，因此能大幅度提高包括多行换行打印的作业效率。
而且，在具有可变梭动速度的因而形成多种打印速度状态的打印装置中，由于能在梭动的停止中进行瞬时切换打印速度，因此在不包括多行换行的连续打印中，也能容易地使作业效率提高。
另外，由于不需要初始动作，能在打印装置起动后立即开始打印。
本发明不限于上述的实施例中，在不脱离本发明构思范围内可以形成多种实施例。
例如，在上述实施例中，印字锤支架3往复移动和形成平衡块的线圈21的往复移动是由线性电动机20驱动的。也可以将印字锤支架3和线圈21各自的往复移动，由各自的线性电动机驱动。
而且，在上述实施例中，弹簧40对于印字支架3给与返回推移作用，也可以用具有弹性的部件代替弹簧40。或者，用含电磁铁的磁铁同极的排斥作用。
在上述实施例中，作为穿梭式机构2的驱动源是线性电动机，但不限于此，也可以使用旋转电动机、步进电动机和直流(DC)电动机。
图14表示了具有可正逆旋转的电动机91的打印装置的一个例子。当旋转电动机91被驱动时，旋转电动机91的旋转由凸轮92转换成直线运动，并传递给滑动轴承12。这样就使印字锤支架3的梭动得到实现。这种场合，对梭动停止、起动控制的旋转周波数、旋转数，如图15所示那样进行控制，从而能实现和上述实施例相同的梭动控制。
权利要求
1.一种控制打印装置往复移动的方法，打印装置具有输送打印用纸的送纸装置、有多个印字元件的印字装置及在上述印字装置横向往复移动行程两端附近设置返回推移装置的往复移动装置，上述返回推移装置能在上述印字装置往复移动的同时将上述印字装置向返回推移，上述印字装置在往复移动过程中进行打印，其特征在于，在打印动作停止时，使上述印字装置停止等待在上述返回推移装置不起作用的区间，同时在接着进入打印动作时，在由邻近的返回推移装置对印字装置作用后进入往复移动过程。
2.根据权利要求1的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，上述打印动作的停止被控制在发生送纸超过规定量时。
3.根据权利要求1的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，上述打印装置具有多种对应印字状态的上述印字装置的往复移动的速度模式，上述打印动作的停止被控制在发生将上述速度模式切换成其它速度模式时。
4.根据权利要求1至3中任意之一的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，作为上述往复移动装置，将线性电动机作为驱动源。
5.根据权利要求1至3中任意之的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，作为上述往复移动装置、将可正逆旋转的旋转电动机作为驱动源。
6.根据权利要求4的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，使上述印字装置停止时，使用于克服来自上述返回推移装置的回弹力的驱动电流的流动方向与用于连续打印中返回时的加速、减速的驱动电流的流动方向相反。
7.根据权利要求6的控制打印装置往复移动的方法，其特征在于，使用于克服来自上述返回推移装置的回弹力的驱动电流随着来自该返回推移装置的回弹力的降低而减小。
8.根据权利要求4的控制打印打印往复移动的方法，其特征在于，使印字装置的往复移动停止后的用于再起动时的驱动电流的流动方向与用于连续打印中的使上述印字装置加速、减速的驱动电流的流动方向相反。
9.根据权利要求4或5的控制打印装置往复移的方法，其特征在于，在上述印字装置的下次的印字动作时，使用于加速该印字装置的驱动电流的流动同步发生在上述印字装置的返回位置之前。
全文摘要
在有推移印字锤支架的返回的返回推移装置的穿梭式机构中,能使梭动瞬时停止、起动,在包括多行换行的打印动作中,能提高作业效率,也能在印字锤支架的往复移动停止中切换打印状态。当使上述往复移动停止时,停止等待在返回推移装置不作用的领域,在送纸终了同时再起动打印时进行控制,使返回推移装置的弹簧压缩。
文档编号B41J19/36GK1228371SQ98111648
公开日1999年9月15日 申请日期1998年12月4日 优先权日1997年12月5日
发明者飞田悟, 松本吉兼, 间宫英昭, 大村裕二 申请人:日立工机株式会社