JPS6210834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印刷装置に係り、更に具体的にはこの
ような装置の印刷機構に係る。

ワイヤー式印刷装置は公知であり、たとえばプ
リントヘツドの夫々の案内管の中を縦方向に別々
に移動できる複数本のワイヤーからなる。この案
内管はプリントマトリツクスすなわちプリントラ
インを形成する為に一端に共に集められそして選
択的に移動するワイヤーが使用されて選択された
文字あるいは文字の一部の印刷を行うように印刷
位置に配置されている。従つて、ワイヤー式印刷
装置の１形式では、印字ワイヤーはプリントヘツ
ドに１列に配列され、用紙は印字ワイヤーの列方
向に対し直角方向に移動される。文字は用紙の移
動に同期される適正な選択と印字ワイヤーの調時
付勢によつて印刷される。ワイヤー式印刷装置の
マトリツクス形式では、任意の文字の為に必要な
全ての印字ワイヤーがマトリツクスから同時に選
択され、文字の全部分がすぐに印刷される。代案
として、ワイヤー式印刷装置の他の形式では、用
紙は垂直方向に間欠的に移動され、プリントヘツ
ドは用紙が止まつている間の時間に１行印刷する
ように選択的に制御される用紙を横切つて水平
に、歩進的あるいは連続的に移動される。

印刷機構の一部を形成している電磁石型駆動器
すなわちアクチユエータは付勢され、所望の文字
を形成する為に要する個々のワイヤーを動作す
る。一般的にアクチユエータは関係したワイヤー
に固定される電機子を有した電磁石からなり、該
電磁石の付勢はその案内部の中のワイヤーを縦方
向に移動させる。このようなマトリツクス型印刷
機構の更に詳細は、たとえば英国特許明細書第
1305252号に開示されている。

マトリツクス型印刷機構のこの形式の基本的な
制限要素は最大反復率であり、そこで印刷ワイヤ
ーは制御された方法によつて用紙に発射される。
最初に、ワイヤーの最大加速度は移動部の質量に
対する適用された力の比によつて制限される。こ
の比は許容しがたい熱の増加あるいは物理的歪の
発生を生じることなしにこのようなアツセンブリ
ーに磁石回路によつてかけられるエネルギーに制
限値があることから制限される。二番目には、発
射されてしまつたワイヤーはプラテンからはね返
り、ワイヤーにかけられたエネルギーの相当部分
を保持してその元の位置に戻る。このエネルギー
は消滅されなければならず、このワイヤー部は再
び発射される前に休止されなければならず、さも
なければ共振条件が設定される。この問題は戻り
用スプリング及び機械的ダンバーを用いることに
より任意の範囲に緩和される。最後に、付勢した
巻線の電流の高まりが巻線のインダクタンスによ
つて遅延され、そして更に速度制限が課せられ
る。

本発明の目的は、印刷動作時に、印刷素子とと
もに移動する部分が小さい高速印刷機構を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、矩形状
導体の１辺を安定な休止位置と不安定な偏向位置
との間で弾性変形可能とし、この辺に印刷素子を
取り付け、上記導体に電流を流すとともに磁界を
与えて上記１辺を上記安定な位置から不安定な位
置へ偏向させて印刷を行わせるものである。

本発明の一実施例に例えば、印刷機構は個々に
付勢できるアクチユエータによつて引き込められ
た非印刷位置と突き出された印刷位置の間を夫々
選択的に移動できる複数個の印刷素子と、１次巻
線を有した変成器コアからなる夫々のアクチユエ
ータと、閉ループ型の２次巻線と、２次巻線の一
部を横切つて静磁界を発生する手段とからなり、
２次巻線に関する磁界の方向は関係した１次巻線
の付勢の結果、動作中にその磁界が２次巻線に誘
起された２次電流と作用し、上記部分への力を所
定方向にかけるような方向であり、２次巻線は少
なくとも上記部分が適用された力によつて自由に
移動できるように構成され且つ配列され、夫々の
印刷素子は上記２次巻線の上記部分の夫々に１つ
ずつ別々に接続され、それによつて上記部分の移
動作用は関係した印刷素子の低慣性の移動を引き
込まれた位置と突き出された位置の間に生じる。

本発明の参考例の印刷機構に組み込まれたアク
チユエータの基本動作は第１図の概略図に示され
る。ここで、軟磁性材の変成器コア１は多巻数の
１次巻線２と１巻きの２次巻線を付帯している。
２次巻線は１巻きより多くてもよいが、記述され
た実施例は以前にないかなり丈夫な構造の１巻き
の２次巻線を用いている。磁気コア１と巻線２と
３のアツセンブリーは通常の変成器のように動作
し且つ変成器の技術分野で公知であるように解析
されそして設計されてもよい。従つて、１次巻線
２への電流Ipの印加はコア１に磁界変化を起し、
そして次に磁界変化は変成器作用によつて２次巻
線３に電流Isを誘起する。もしも今、矢印４によ
つて示す磁界が２次巻線３の１本の辺部を横切つ
てかけられ、その時２次電流Isが図示される方向
に流れるならば、巻線３のその辺部はある力をう
け、その力は矢印５の方向にその辺部を動かす傾
向がある。逆方向の１次電流Ipはその適用された
力を逆にし、それによつて２次巻線を反対方向に
動かす傾向がある。

２次巻線の平面に直角に配置され且つ前述の辺
部の一端に（たとえば、変成器コア付近に）位置
づけられた枢軸まわりを回転するように巻線３を
取り付けることによつて、この枢軸まわりの２次
巻線の回転移動は１次巻線２へ印加される１次電
流Ipによつて制御される。従つて、２次巻線すな
わちループの駆動部に装着された印字針はリボ
ン、用紙及びプラテンの組合体を打撃する為に制
御でき、通常の方法で用紙上に印字マークを発生
する。本発明に従うと、２次巻線３が固定される
が、辺部（そこを横切つて磁界がかけられる）が
曲がりやすくすなわち偏向できるようにその２次
巻線が弾性的に変形できるならば、その時１次巻
線へ印加される１次電流Ipは印加された１次電流
の方向によつて決定される方向に辺部の移動を起
させる。この場合に、印刷は２次巻線の辺部の曲
りやすいすなわち偏向しやすい部分に装着された
印字針によつて達成される。この技術は誘導的駆
動印刷機構の下記の実施例に使用されている。し
かしながら、明らかなことに、１本の軸まわりの
回転あるいは他のもののどちらかによる２次巻線
ループの一部分の弾性的移動、ループ自身の変形
あるいはループの直線運動は印字素子を印刷位置
へ出し入れする為に使用できる。印字素子はいく
つかの形式の任意のものを使用してもよい。たと
えば、記述した実施例は２次巻線ループの夫々に
付帯された短針すなわち“金敷”の形式である。
代案として、印字素子は駆動する為に２次巻線ル
ープに接続されるがプリントヘツドの他方の端部
で分割して保持されている延長された印字ワイヤ
ーの形式であつてもよい。

第２図、第３図及び第４図はプリントヘツド機
構のいろいろな図を示し、そこで１列に接近して
間隔づけられた印字針すなわち“金敷”の夫々は
個別的に駆動され、旋回されるループ配列体によ
つて制御される。第５図と第６図はプリントヘツ
ド機構の２面を示し、プリントヘツド機構の夫々
の印字針すなわち“金敷”は個々に駆動される曲
げやすいすなわち偏向しやすい配列体によつて制
御され、そして配列体の２次巻線ループは弾性的
に変形される。第７図と第８図は第５図と第６図
に示される機構の詳細部を示す。

印刷機構の参考例は第２図の平面図によつて示
される。第２図の線−に沿つて切断された断
面図の第３図、更に第２図の線−に沿つて切
断された断面図の第４図から、プリントヘツドは
多数（この場合は８個）の２次巻線ループ３から
なることがわかり、該２次巻線ループの夫々は薄
いアルミニウムあるいは他の適当な材料で形成さ
れ、互いに重ねられそして共通の枢軸６に取り付
けられている。枢軸６の１つの側に、２次巻線ル
ープの夫々は２本の延ばされた辺部７と８を有
し、互いに平行に接近して重ねられている。夫々
の辺部７はリボンと用紙の組合体上に印刷を行う
に適する材料の針９を付帯している。２次巻線ル
ープ上の針は印刷動作を行う為のワイヤー式印刷
装置技術に要求されるような接近して間隔づけら
れた印字列を形成する。２次巻線ループは別々で
あり、互いに独立して小さな角度だけ枢軸６まわ
りを回転する。ポリイミドのような抵抗材の被着
層は２次巻線ループを互いに絶縁し、滑りを与え
る。代案として抵抗材はアルミニウムの２字巻線
ループ上に電解層を与えてもよい。

変成器コア１が夫々の２次巻線ループを通すよ
うに十分な間隔を与える為に、その２次巻線ルー
プは印字針９から離れた枢軸面に互いに適正な角
度で２平面に扉状に広げられている。かくして、
第３図の断面図に示すように１対の２次巻線ルー
プは枢軸６の縦軸に関して扉状に広げられすなわ
ち反対方向に傾けられている。更に、これらの１
対の２次巻線ループは第２図に示すプリントヘツ
ド機構の平面図に示すように傾斜面に適正な角度
で平面に扉状に広げられている。更に、個々の２
次巻線ループ３及び関係した変成器コア１の相対
的配置は第４図の断面図によつて示される。

夫々の変成器コア１は多巻数の１次巻線２を付
帯し、その１次巻線は付勢された時にその付帯さ
れた２次巻線ループ３に大電流を誘起する。変成
器コア１から見て枢軸６の反対側に取り付けられ
た永久磁石構造体１０（第２図と第３図に一般的
に示しそして第４図に更に詳細に示す）は全ての
２次巻線ループ３の接近して間隔づけられた平行
な辺部７と８を横切る大きな磁界を与える。更に
具体的には、第４図に示すように、その磁石構造
体は２つの磁束ギヤツプを定めるように配列され
た極片１２と１３を有す２本の棒状磁石１１から
なり、その２つの磁束ギヤツプに２次巻線ループ
の延長された辺部７と８の接近して重ねられた２
つのグループは別々に配置されている。極片１２
によつて定められ、２次巻線の辺部７を入れてい
るギヤツプと極片１３によつて定められ、２次巻
線の辺部８を入れているギヤツプを横切る磁界は
辺部を流れる正方向電流及び逆方向電流と相互作
用し、２次電流が流れているそれらの２次巻線ル
ープにトルクを発生する。枢軸６まわりのこれら
の２次巻線ループの回転は関係した印字針を印刷
位置へ移動し且つ印刷位置から離すように移動さ
せる。変成器コア１と２次巻線ループ３の間の十
分な間隙は印字針の移動を許し、その為に印刷が
行える。更に、２次巻線ループの為の休止位置は
弾性材のストツパー１４（第３図にのみ示す）に
よつて与えられている。戻しスプリング（図示せ
ず）は夫々の２次巻線ループに取り付けられても
よく、２次巻線ループが滅勢されている時にそれ
らをストツパー１４に当接して保持する。しかし
ながら、第９図を参照して後述されるが、本具体
的な例は印刷位置への印字素子の完全な出し入れ
及び休止位置への印字素子の復帰を１次巻線の適
当な付勢によつて電気的に完全に制御することが
可能である。

使用する場合に、第３図に示すように、プリン
トヘツド機構は印刷プラテン１５（その上に印刷
される用紙１６が給送される）に隣接し且つその
縦軸に直角に整列した列状の印字針９を有して、
取り付けられている。リボン給送機構（図示せ
ず）は通常の方法で印字針９と用紙の間に挿入さ
れたインクリボンを歩進させる。

このプリントヘツド機構は、以前に一般的に記
述されたように動作する。従つて、１次巻線２の
選択的な付勢により、任意の印字針９あるいは組
み合わされた印字針は挿入されたリボン１７に打
撃することができ、そしてプラテン１５によつて
支えられた用紙１６上に、該当する印字マークを
発生することができる。行印刷に必要な用紙とプ
リントヘツドの間の相対移動は多数の公知の機構
の何れかによつてなされてもよい。たとえば、プ
リントヘツド機構は固定して保持されてもよく、
用紙を支えているプラテンは必要な時に行間の歩
進的ラインシフトとともにプラテンの縦軸方向に
前進移動されてもよい。代案として、プラテンは
固定されてもよくそしてプリントヘツド機構自身
はプラテンの長手方向に沿つてプリントキヤリツ
ジで移動されてもよい。プリントキヤリツジはリ
ボン給送機構を保持してもよくあるいはこのリボ
ン給送機構は独立した装置として与えられてもよ
い。これらのいろいろな配置は印刷装置技術にお
いて全て公知でありそして後記の本発明が使用さ
れる搬送機以外は本発明部分を構成しないから本
明細書に記述しない。

本発明の実施例は第５図の斜視図に示し且つ線
−に沿つて切断された第６図の断面図に示
す。これらの図から、プリントヘツド機構は、前
述の実施例のように、薄いアルミニウムシートあ
るいは他の適当な材料から個々に形成され且つ１
次巻線２を支持している関係した変成器コア１を
個々に有した２次巻線ループ３からなることがわ
かる。この実施例では、印刷動作は枢軸まわりの
２次巻線ループの回転よりもむしろ２次巻線ルー
プの選択的弾性変形による。２次巻線ループ３は
ともに接近して重ねられ、夫々の２次巻線ループ
は特別に形成された柔軟なループの辺部に沿つて
中間に配置された印字針９を付帯している。第７
図は偏平な主構造体の辺部１８、２つの偏平な側
部１９及び中間地点に印字針９を付帯して偏向し
うる辺部２０を有した１本の２次巻線ループ３を
示す。辺部２０はその辺部と２つの側部１９の間
の夫々の辺部末端に夫々90゜のねじりが与えら
れ、その辺部の幅が印字針９の面とコイルの面に
横になる。ループの幅はループを更に柔軟にする
為に辺部２０に沿つて減少されるが電気抵抗を減
少する為にその他は比較的大きくされる。このよ
うにして90゜回転された辺部２０の面はループの
柔軟性を増し且つ多数のこのようなループ（この
場合８ループ）を第８図に示すようにともに接近
して重ねられる。明らかなことに、このことが可
能にする為には、ループは内側の積層体から外側
の積層体へ少しずつ徐々に大きくなつている。ク
ランク２１は変成器コア１を収容する為に夫々の
ループ１８の主構造体辺部１８に与えられる。
夫々のクランクは全ての変成器コア１の為に十分
な間隔を与える為にその隣接した変成器コアから
徐々に段をつけて並べられている。本実施例で
は、このクランクは積層ループの夫々の側面に沿
つて等しく間隔づけられた変成器用開口２２を与
えている。ループは電解被膜あるいは積層状態で
ループ間を滑りやすくするように作用するポリイ
ミドのような抵抗剤をかぶせた絶縁層の何れかに
よつて電気的に互いに絶縁される。

変成器コア１は第５図に示され、変成器用開口
２２を通されそして夫々の開口２２は積層状態の
２次巻線ループで独特に関係づけられる。夫々の
変成器コア１は多巻数の１次巻線２を付帯し、そ
の１次巻線が付勢される時に変成器コアに関係し
た２次巻線３に大きな電流を誘起する。永久磁石
構造体１０（第５図に全体的に示しそして第６図
に更に詳細に示す）は接近して間隔づけられた２
次巻線ループの偏向可能な辺部２０を横切つて大
きな磁界を与える。更に具体的には（第６図に示
す）、この磁石構造体は極片２４を有した１本の
棒状磁石２３からなり、この極片２４は２次巻線
ループの偏向可能な辺部２０の接近して積層され
た群が配置されているところに磁束ギヤツプを定
めるように配列されている。このギヤツプを横切
る磁束の方向はその磁束がループ３の２次電流と
協働し、ループにトルクを発生し、そのトルクが
辺部２０の偏向及びプリント位置への印字針の前
進移動あるいはそこからの後退移動を起すような
方向である。弾性のストツパー２５は２次巻線ル
ープに休止位置を与える。本実施例では、ループ
の弾性は十分であり、それらのループが付勢され
てない時にそれらのループをストツパー１４に当
接して保持する。

使用する場合に、このプリントヘツド機構は固
定して取りつけられるかあるいは前述の実施例の
ように移動可能なキヤリツジ２６（第６図に一部
を示す）に取りつけられるかし、印字針９の列は
印刷プラテン１５（用紙がその上に給送される）
の縦軸に直角に隣接して配列される。リボン給送
機構（図示せず）は印字針９と用紙１９の間に挿
入されたインクリボン１７を歩進させる。インク
リボン・ローラの１つは第５図に示されている。
１次巻線２の選択的な付勢は挿入されたリボン１
７に印字針９あるいは任意に組み合わされた印字
針を打撃させそして該当する印刷マークを用紙１
６上に発生させる。

本発明に従つた誘導的インパクト型印刷機構の
動作は一般的に移動される２次巻線ループを有し
た印刷機構の１サイクル運動の間の印字針の移動
図及び印加される電圧値、１次側電流値Ip、２次
側電流値Isを示す第９図を参照することにより説
明される。最初の200マイクロ秒の間に、10Vが
選択された印字針の１次巻線に印加される。１次
電流Isは最大4Aに高まり、約130Aの２次電流Is
は関係した２次巻線ループに誘起される。この大
電流は印加された磁界と協働し、印字針を印刷位
置へ前進させる。その電圧は200マイクロ秒の間
印加されてから解除されそして２次巻線ループは
印字針がプラテンを打撃し、そこからはね返るま
で移動し続ける。代表的には、印字針は印字針の
休止位置からプラテンへ0.3mm移動する。550マイ
クロ秒当りで２次巻線ループがもう一度小さな残
留速度を有してその休止位置に接近するまでこの
電圧は２次巻線ループの運動を拘留する為にサイ
クルの開始から400マイクロ秒に再び印加され
る。この時点で、印加された電圧は逆にされ、そ
れによつてそのループをストツパーに当接して保
持する。ループの小さなはね返りが生じる。サイ
クルの開始から900マイクロ秒に、変成器コアの
磁束はゼロに減衰し、逆に印加された電圧は解除
できあるいは代案として他のサイクルが開始でき
る。

変形可能な２次巻線ループを有するそれらの実
施例あるいは他の配列のような本発明に従つた他
の構造の印刷機構の動作では、２次巻線ループの
移動は印刷動作に用いられ、同一性質の波形を発
生する。しかしながら、波形の実際の形状及び値
は使用される構造のいろいろな変数に基き装置間
で変化する。第９図を参照して記述された例は現
在の機構が印刷の際に制御された方式で駆動さ
れ、印刷処理効率を改良することを一般的に示す
為に包含されている。

すでに説明したように、現在のプリントヘツド
は最大反復率によつて性能を制限され、そこで印
字ワイヤーは制御された方式で発射される。本発
明のこの実施例は現在のマトリツクス型ヘツドの
３つの基本的制限要素の改良点を示している。

１ 変成器構造体は１次側コイルと移動部分をな
す２次側コイルの間を物理的に分割し、２次コ
イルは等価なソレノイド動作の印字ワイヤーよ
りも大きくされている。更に、１次巻線の熱が
非常に感受性の高い移動部分から断絶され、大
電力が印刷機構に印加される。

２ ２次巻線ループに発生される電流比率は動作
コイルがただ１巻きである（イングクタンスが
巻数の２乗に比例する）から直接的に付勢され
る装置において可能なかぎり非常に高くなる。
第９図から２次電流は100マイクロ秒の間に十
分設定されるがソレノイド動作の印字ワイヤー
では電流は付勢された期間の終り（代表的には
400マイクロ秒）でさえなお増加されているこ
とがわかる。

３ 本発明の実施例の印刷機構における駆動力の
両方向特性及び２次電流を急速に流す能力は印
刷位置への前進移動及びストツパーからの大き
なはね返りを生ぜずに休止位置への後進移動の
際に印字素子の運動を急速に制御しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁的アクチユエータの一例の動作原
理を示す概略図、第２図は本発明の参考例の印刷
機構の１形式の平面図、第３図は第２図の線−
に沿つて切断した断面図、第４図は第２図の線
−に沿つて切断した断面図、第５図は本発明
に従つた印刷機構の一つの形式の斜視図、第６図
は第５図の線−に沿つて切断した断面図、第
７図は第５図と第６図に示した印刷機構の一部を
形成している１つの２次側ループを示す図、第８
図は第５図と第６図に示した印刷機構の一部を形
成している２次側ループの積層体を示す図、第９
図は本発明に従つた種々の印刷機構の動作を説明
する種々のグラフである。 １……変成器コア、６……枢軸、２……１次巻
線、７，８……辺部、３……２次巻線、９……印
字印、１１……磁石、１４……ストツパー、１
２，１３……極片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 個々に付勢できるアクチユエータによつて引
   き込められた非印刷位置と突き出された印刷位置
   の間を選択的に夫々移動できる複数個の印刷素子
   を有する印刷機構において、 上記アクチユエータは導体と、上記導体に磁界
   を印加する手段と、上記導体に電流を流す手段と
   を有し、 上記導体は、４つの辺を有する矩形状導体から
   成つており、上記４つの辺のうちの１つの辺は、
   安定な休止位置と不安定な偏向位置との間で弾性
   変形可能であり、残りの３つの辺は固定され、上
   記印刷素子は上記弾性変形可能な辺に取り付けら
   れ、上記導体に電流が流された際、上記弾性変形
   可能な１辺が上記安定な位置から上記不安定な位
   置へ偏向し、上記印刷素子がこれに従動して印刷
   作用を生じるように構成されていることを特徴と
   する印刷機構。