JPH0333510B2 - - 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ー機械エネルギ
変換効率が悪く、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
態を表わす断面図であり、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に固定された吸着用チツプ９と空隙を有し対
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８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１８に印字用紙６の印字面と平行
に往復可能に取付けられており、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２２ｂ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の間隙には、
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、選択の駆動回
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。また復帰用電磁石１４
の動作時に、印字した印字ワイヤ３の個数に応じ
て復帰用電磁石１４に入力する電圧を増減する駆
動制御回路２８を有している。また選択制御回路
２７と駆動制御回路２８は印字制御回路２９と位
置検出装置２２からの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及び駆動制御回路２８は復帰用電磁石１
４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１０により保持される位置ま
で移動させる。このとき駆動制御回路２８は、往
復部材５を復帰させるに際し、マグネツト１０で
保持されていない印字ワイヤ３の個数（すなわち
前回の印字に使用された印字のワイヤ３の数）に
応じた負荷変動を補うため、その個数に応じて復
帰用電磁石１４の入力電圧を制御する。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たタイ
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ヤ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は再び駆動制御回路２８及び駆動回路２
５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、空隙を有する磁気
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。また吸引用チツプ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
が実現出来る。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。 また、従来例の電磁石１（第１図）は印字信号
に応じて動作しなければならないのに対し、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、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、

【式】 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。 さらに、この効果は、復帰用電磁石１４の入力
電流値もしくは入力電流の通電時間を駆動制御回
路２８より本実施例と同様に印字ワイヤ３の個数
に応じて増減させることによつても得られる。 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への通電を行ない、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期させるための
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、本発明の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、駆動制御回路を用いるこ
とによつて、駆動手段は復帰用電磁石動作時の印
字ワイヤ個数変化に伴なう負荷変動に対しても、
一定振幅で駆動され、その結果選択駆動手段によ
る選択動作の信頼性が向上されて印字品質も良好
になり、また印字ワイヤ個数に応じた制御がなさ
れることにより必要以上に大きなエネルギを消費
することもなく、低消費電力化、小型化が図れる
というすぐれた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は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、２８……駆動制御回
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、前記印字部材を、往復駆動するために所
   定の周期で連続的に動作する駆動手段と、前記複
   数の印字部材が復帰位置にあるとき、印字信号に
   応じて印字すべきでない前記印字部材のみを保持
   し前記駆動手段による駆動力を前記印字部材に伝
   達しない選択駆動手段と、前記選択駆動手段によ
   り選択的に印字位置方向に駆動させられた前記印
   字部材を、印字位置から復帰位置へ略一定距離を
   復帰動作させるために、該動作印字部材の数に応
   じて前記駆動手段の動力を増減する駆動制御手段
   を具備することを特徴とする印字装置。 ２ 駆動手段に電気−機械変換器を用い、駆動制
   御手段は、選択駆動手段により選択的に動作した
   印字部材の数に応じて前記電気−機械変換器の入
   力電気エネルギを増減することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の印字装置。 ３ 駆動手段は、通電時一方向に駆動する電磁石
   と非通電時に反対方向に復帰するバネとから成る
   振動手段で構成され、駆動制御手段は、選択駆動
   手段により選択的に動作した印字部材の数に応じ
   て前記電磁石の通電時間を増減することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の印
   字装置。