JPH0340714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はインパクト式印字装置の中でライン式
及びワイヤードツト式等複数の印字ハンマー、印
字ワイヤーを駆動する印字装置に関し、印字機構
の小型化、高速化及び消費電力の低減を図ること
を目的とするものである。 インパクト式印字装置としては種々のものが知
られており、一般に印字ハンマー、印字ワイヤー
等の印字部材を駆動するのに電磁石を用いてい
る。ワイヤードツト式印字装置を例にとれば、第
１図に示すような構造が一般に用いられている。
放射状に配した複数個の印字ワイヤ駆動用電磁石
１によつて、プラテン２の方向に駆動される印字
ワイヤ３、アマチユア４を備え、印字信号に応じ
て電磁石１が選択的に動作し、印字ワイヤ３をイ
ンクリボン５を介し印字用紙６に文字及び記号等
を印字する。この方式は電磁石の動作速度が比較
的速いこと、構造が簡単であること等の特徴によ
り極めて多く用いられている。 しかし、電磁石は電気エネルギ−機械エネルギ
交換効率が悪く、印字に際して比較的大きな電気
エネルギを必要とする。その結果、電磁石の駆動
回路及び電源の大容量化が必要となり、コストが
高いと同時に装置自体が大型化している。したが
つてこのような複数の印字ワイヤ駆動用電磁石を
有する構造において、印字の高速化は装置の大型
化、消費電力の増大化に直接関わつてくる。ライ
ン式印字装置に関しても詳しい説明は省略する
が、複数の駆動用電磁石を有する限り同様の問題
点を持つている。現在、印字の高速化が進展して
いる中で、これらの欠点を解決する小型、低消費
電力化された印字装置の開発が増々要望されてい
る。 本発明はこれらの要望にそう印字装置を実現す
るものである。 以下本発明の構成をその一実施例を示す図面に
基づいて説明する。第２図は本発明をワイヤード
ツト式印字装置に応用した第１の実施例の印字状
態を現わす断面図であり、第３図は同じく非印字
状態を示す断面図である。第２図において、印字
ワイヤ３はその一端を軸受７で支持され、他端を
印字用バネ８に固定されて印字用紙６と略垂直方
向に往復運動可能に配置されている。印字用バネ
８は磁性材料から成り、前述のように固定した印
字ワイヤ３と反対面に吸着用チツプ９を固定さ
れ、その基端をマグネツト１０とともにワイヤハ
ウジング１１に固定支持されている。マグネツト
１０の一端面には、磁性材料から成り、その一部
に選択用コイル１２を巻装したＬ字型のヨーク１
３が固定され、該ヨーク１３の先端面は印字用バ
ネ８が固定された吸着用チツプ９と空〓を有し対
向している。 復帰用電磁石１４は通電時にその可動鉄芯に固
定した往復部材１５を駆動して第３図のように印
字ワイヤ３を復帰位置に戻し、非通電時に吸引方
向と反対方向に付勢されるバネ１６によりリセツ
トされる。 ここで印字ワイヤ３及び印字用バネ８によつて
構成される振動系に関し、印字ワイヤ３及び印字
用バネの可動質量をｍ印字用バネ８のバネ定数を
ｋとし、また往復部材１５とバネ１６によつて構
成される振動系に関し、可動質量Ｍ、バネ定数Ｋ
とおくとき、 ｋ／ｍ＝Ｋ／Ｍ なる条件を満足するように、各振動系の可動質量
及びバネ定数を設定し、かつ復帰用電磁石１４は
往復部材１５及びバネ１６によつて構成される振
動系の共振周波数で連続駆動される。 さらに往復部材１５はその先端に係合部を有
し、第３図に示すように復帰用電磁石１４の吸引
により印字用バネ８に当接し、吸着用チツプ９が
ヨーク１３に接触するまで印字用バネ８を変形さ
せ、同時に印字ワイヤ３を復帰位置方向に移動さ
せる。 また、第４図に示すように、ワイヤハウジング
１１はキヤリツジ１７に固定され、該キヤリツジ
１７はガイド軸８に印字用紙６に印字面と平行に
往復可能に取付けらており、モータ１９により駆
動プーリ２０ａ，２０ｂ、駆動ワイヤロープ２１
を介して駆動される。キヤリツジ１７には、互い
に対向させ配置した発光素子２２ａ、受光素子２
２ｂより成る位置検出装置２２が固定され、発光
素子２２ａ及び受光素子２２ｂの間〓には、印字
ワイヤ３が駆動されるべき位置と対応した透明な
スリツト２３を有する帯状片２４がガイド軸１８
と平行に配置されている。 第５図において、復帰用電磁石４は駆動回路２
５により通電され、選択用コイル１２は選択駆動
回路２６より通電される。さらに、選択駆動回路
２６の動作タイミングが駆動回路２５の動作タイ
ミングに対し時間遅れを持つようにする選択制御
回路２７を有している。また選択制御回路２７は
印字制御回路２９と位置検出装置２２からタイミ
ング信号により制御される。 次にその動作について説明する。初期状態にお
いては、印字用バネ８はマグネツト１０の保持力
により変形状態のまゝ保持されている。またキヤ
リツジ１７がモータ１９により所定の速度で駆動
され、印字ワイヤ３が駆動されるべき位置に来た
ことを位置検出装置２２が検出してタイミング信
号を発すると、このタイミング信号により、駆動
回路２５は復帰用電磁石１４を動作して往復部材
１５を復帰位置方向に駆動し、印字用バネ８を第
３図に示すように変形された状態でマグネツト１
０により保持さる位置まで移動させる。また往復
部材１５は、可動質量、バネ１６のバネ定数及び
粘性抵抗等により生ずる位相差のため、タイミン
グ信号に対し時間遅れをもつて動作する。そのた
め印字ワイヤ３はタイミング信号から位相差を含
み所定の時間遅れをもつて復帰位置に戻される。
そして選択駆動回路２６は選択制御回路２７によ
りタイミング信号より所定の時間だけ遅れてタイ
ミングで選択用コイル１２の所定コイルにマグネ
ツト１０の磁束を打ち消す方向に通電する。その
結果マグネツト１０の保持力を打ち消し、所定の
印字用バネ８は拘束を解かれて印字ワイア３をプ
ラテン２の方向に駆動し、印字を行なう。なお、
このとき復帰用電磁石１４は非通電状態となつて
おり、往復部材１５はバネ１６によりプラテン２
の方向に駆動されている。印字終了後、復帰用電
磁石１４は再び駆動回路２５により通電される。
以上の連続動作により、連続印字が為される。 本実施例における選択用コイル１２で与えられ
る電気エネルギは、マグネツト１０を含む閉磁路
によつて生ずる保持力を打ち消すことのみに消費
され、前述の従来例のように、空〓を有する磁気
回路で印字部材を高速に移動するための吸引力を
発生させるに要する電気エネルギに比較し極めて
小さい。その結果、磁気回路の小型化が可能とな
る。また吸着用チツプ９、印字用バネ８、マグネ
ツト１０、ヨーク１３は閉磁路を形成するため、
磁気的効率が良く、磁気回路を小型化することが
可能となる。またマグネツト１０をアルニコ系マ
グネツト材料を用い、ヨーク１３をパーマロイ等
の高透磁率材料を用いることにより、マグネツト
１０の保持力を低消費電力でもつて打ち消し動作
が実現できる。その結果、駆動回路及び電源の小
型化、低容量化が可能となり、低コスト化が図れ
る。 ここで、本実施例における復帰用電磁石１４は
略一定周期で連続的に動作させることが可能であ
る。従つて、復帰用電磁石１４を、印字ワイヤ３
と印字用バネ８で構成される振動系の共振周波数
で駆動することにより、復帰用電磁石１４に対す
る、印字する印字ワイヤ３の個数の変化に伴なう
振動系の負荷変動を小さくすることが可能とな
り、復帰用電磁石１４の入力電気エネルギを、印
字する印字ワイヤ３の個数に応じて制御すると言
う複雑な電気回路構成を必要としない。何故なら
ば、印字ワイヤ３と印字用バネ８によつて構成さ
れる振動系を共振点で駆動すると言うことは、所
定の振幅で駆動させる時に、最も小さな駆動力で
動作させることが可能と言うことであり、復帰用
電磁石１４を単独に駆動する駆動力に対し、印字
ワイヤ３と印字用バネ８による振動系を動作させ
る駆動力が極めて小さいことにより、復帰用電磁
石１４の駆動力の変動を小さくおさえることが可
能となる。本実施例に示す振動系の設定により、
復帰用電磁石１４は印字する印字ワイヤ３の個数
の変化に伴なう振動系の変動に対し、常に共振態
で駆動することが可能となる。何故ならば、印字
ワイヤ３及び印字用バネ８で構成される振動系の
共振周波数は

【式】で表わされ、往 復部材１５、バネ１６で構成される振動系の共振
周波数は、

【式】で表わされ、かつ 印字する印字ワイヤの本数ｎ本とすれば、復帰用
電磁石１４によつて駆動されるすべての振動系の
共振周波数は、 で表わされ、前述の条件f_i＝f_MからＫ／Ｍ＝ｋ／ｍを代 入し整理すると、 f_T＝f_M＝f_i＝f_d が得られ、印字本数ｎにかかわらず振動系の共振
周波数f_Tは駆動周波数f_dと一致する。従つて機械
仕事効率が著しく良好で復帰用電磁石１４に消費
する電力は小さくて良い。さらに、復帰用電磁石
１４の電気入力と往復部材１５の変位との位相差
変動も小さくなり、印字動作の信頼性も向上す
る。 また、復帰用電磁石１４を駆動する動作タイミ
ングに対し、選択動作を行なうための選択用コイ
ル１２への通電タイミングを、復帰用電磁石１４
の起振力と振幅の位相差を含む所定の時間だけ遅
延させることにより、印字ワイヤ３の選択動作の
信頼性を向上させることが出来る。 さらにモータ１９によりキヤリツジ１７を所定
の速度で駆動し、このとき位置検出装置２２が発
するタイミング信号により復帰用電磁石１４の動
作及び選択コイル１２への通電を行なうので、キ
ヤリツジ１７の定速性により印字ピツチのズレも
少なく印字品質の向上が図れる。この効果は、第
６図に示すように、所定の周期で連続的に基準パ
ルスを発する基準発振回路３０を有し、この基準
パルスのタイミングにより復帰用電磁石１４の動
作及び選択コイル１２の通電を行ない、かつモー
タ１９は位置検出装置２２により連続的に発する
パルスと前記基準パルスとを同時させるためのモ
ータ制御回路３１によつて駆動することによつて
も同様に得られる。 なお、本発明はライン式印字装置等、複数の印
字ハンマを高速かつ選択的に動作する印字装置に
ついても実施することが出来る。 以上本発明によれば、振動系を設定することに
より復帰用電磁石の電気−機械変換効率を著しく
向上させることが出来、低消費電力化および小型
化が実現出来る。また印字ワイヤ個数にかかわら
ず振動系全体の共振周波数変動が極めて小さいた
め、復帰用電磁石の電気入力と往復部材の変位と
の位相ずれも小さくおさえられ、選択動作の信頼
性も向上し、印字品質も良好になると言うすぐれ
た利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図のワイヤードツト式印字装置の従来例を
示す印字ヘツド断面図、第２図および第３図は本
発明の一実施例の動作状態を示すワイヤードツト
式印字ヘツド部断面図、第４図は印字装置の外観
略図、第５図は印字装置のシステムブロツク図、
第６図は本発明の第２の実施例を示す印字装置の
システムブロツク図である。 ３……印字ワイヤ、８……印字用バネ、９……
吸着用チツプ、１０……マグネツト、１２……選
択用コイル、１３……ヨーク、１４……復帰用電
磁石、１５……往復部材、１６……バネ、１７…
…キヤリツジ、１９……モータ、２２……位置検
出装置、２５……駆動回路、２６……選択駆動回
路、２７……選択制御回路、２９……印字制御回
路、３０……基準発振回路、３１……モータ制御
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印字位置と復帰位置とを往復可能で、印字位
   置において衝撃力により印字を行なう複数の印字
   部材と、該印字部材が復帰位置にあるとき、変形
   し保持され、その歪エネルギで前記印字部材に復
   帰位置から印字位置に向けての駆動力を付与する
   第１のばねと、往復自在な往復部材と、該往復部
   材を弾性的に支持する第２のばねと、前記往復部
   材を所定の周期で連続的に往復動作させる駆動力
   を付与する駆動手段と、衝撃印字すべき印字部材
   に対応する第１のばねの保持を選択的に解除する
   選択駆動手段とを有し、かつ前記往復部材の駆動
   周波数を、前記印字部材と前記第１のばねによつ
   て構成される振動系の共振周波数と実質的に一致
   させることを特徴とする印字装置。 ２ 印字部材と第１のばねによつて構成される振
   動系における可動質量とばね定数の比と、往復部
   材と第２のばねによつて構成される振動系の可動
   質量とばね定数の比とを実質的に一致させたこと
   を特徴とす特許請求の範囲第１項記載の印字装
   置。