JPH0419943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電歪型プリンタヘツドの製造方法に関
し、さらに詳しくは電歪素子を用いたインパクト
形ワイヤードツトプリンタヘツドの固有振動周期
調整方法に関するものである。

ワイヤーの機械的衝撃を用いて印字を行うワイ
ヤードツトプリンタは普通紙に同時複写がとれ、
画素の集合により文字を構成するためアルフアベ
ツト文字の他に漢字、図形など記録の融通性に優
れ、また低価格であるといつた長所があるため広
く普及されている。従来、ワイヤードツトプリン
タの印字方式は電磁駆動式が主流であるが駆動電
力が大きく、プリンタの高速化を行う場合に渦電
流が発生し温度上昇が大きくなるため高速化の障
害となつていた。これに対し、電歪素子を用いた
プリンタでは原理的に上記電磁式の欠点を一掃す
ることができ最近注目されている。

しかしながら、いずれの方式にせよ高速で印字
するためには、プリンタ内に多数個用いられてい
る印字ヘツドの残留振動を極力抑えることが重要
となる。ワイヤードツトプリンタでは印字ヘツド
が多数個配列され、各ヘツドは一定電圧波形の矩
形波で駆動することが行なわれており、良好な印
字品質を得るために各ヘツドの固有振動周期を均
一に調整してやる必要がある。即ち、各ヘツドの
固有振動周期を均一に揃えることをしなければ、
すべてのヘツドの残留振動を抑えることが不可能
となり、印字濃度のばらつきや二度打ちの原因と
なり印字品質が劣化することになるわけである。

以下、図面に従つて詳細に説明する。

第１図は、電歪素子を用いたインパクト形ワイ
ヤードツトプリンタヘツドの一例を示しており、
電歪素子１０１はヘツドベース１０２に保持さ
れ、電歪素子とヒンジ１０４，１０５を介して第
１レバー１０７及び第２レバーが接続しており、
同時該２つのレバーはヒンジ１０３，１０６を介
してヘツドベースにも接続している。さらに第３
のレバー１１２がヒンジ１１１と１１０を介して
それぞれ第１レバー、第２レバーと接続してい
る。第３のレバー１１２にはアーム１１３とワイ
ヤ１１４が接続している。１１５はインクリボ
ン、１１６は紙、１１７はプラテン、１１８はス
トツパーである。第１図に示したプリンタヘツド
は電歪素子１０１に電圧が印加されると電歪素子
１０１は伸び、ヒンジ１０４，１０５が圧縮さ
れ、ヒンジ１０３，１０６が伸長される。この結
果、第１レバー１０７、第２レバー１０８はそれ
ぞれ矢印で示した向きに回転する。この動きヒン
ジ１１１と１１０を介して第３レバー１１３に伝
わり、ワイヤー１１４が矢印の方向に直進し、リ
ボン１１５、紙１１６、プラテン１１７を衝打し
印字が行われる。この衝打の反発力とヒンジの復
元力によりワイヤー１１４は元の位置にもどり１
回の往復運動が完了する。次に、ワイヤーと紙、
リボン、プラテンからなる印字媒体との距離が
0.4mmのときのワイヤー先端変位の時間応答及び
駆動電圧波形をそれぞれ第２図イ，ロに示す。第
２図イの実線の特性は同図ロの実線の電圧波形に
対応し、ワイヤーが印字媒体を衝打し元の位置に
戻つたところで印加圧電圧を零にしたときのワイ
ヤー変位特性を示している。また第２図イの点線
の特性は同図ロの点線の電圧波形に対応し、ワイ
ヤーが元の位置に戻らないうちに印加電圧を零に
したときのワイヤー変位特性を示している。さら
に第２図イの一点鎖線の特性は同時ロの一点鎖線
で示した電圧波形に対応し、ワイヤーが元の位置
に戻りストツパー１１８に第３レバーアーム１１
３が衝突しバウンドしたところで印加電圧を零に
したときのワイヤー変位特性を示している。ワイ
ヤーがリボン、紙、プラテンからなる印字媒体を
衝打し、ワイヤーが元の位置に戻るまでの時間が
ヘツドの固有周期であるが、第２図から固有周期
付近以外のところで印加電圧を零にしてやるとワ
イヤーの残留振動が大きくなる。これに対して、
固有周期付近のところで印加電圧を零にすると他
の場合に比べヘツドの残留振動を抑圧できること
がわかる。

即ち、プリンタ内においてはこのような印字ヘ
ツドが多数個配列されており、一般に各ヘツドは
すべて同一の電圧波形で駆動されるが、各ヘツド
間に固有周期の製造ばらつきがあると、一方のヘ
ツドの残留振動を抑圧しても他のヘツドの残留振
動を抑圧することができず、印字品質の劣化を招
くことは必至である。

そこで当然のことながら印字ヘツドの固有周期
を一定の範囲に調整しようとすることが考えられ
る。印字ヘツドの固有周期の調整に関して、ま
ず、メカニカルなワイヤー変位を直接に微小変位
計などで測定し固有周期を調整することが考えら
れるが、工業的量産性を考慮すると、測定にさい
し除振台をはじめ多額の設備を必要とする反面測
定誤差が大きくしかも能率的でない欠点がある。

本発明の目的は上記調整法の欠点を解消し、測
定が純電気的に行え、測定精度が良くしかも生産
性に優れた印字ヘツドの固有周期の調整方法を提
案し、高速で高品質印字を行うための固有振動周
期が均一な電歪方式印字ヘツドの製造方法を提供
せんとするものである。すなわち本発明は電歪素
子と電圧印加により生じる当該電歪素子の歪をワ
イヤーに伝えるヒンジ、レバー及びレバーアーム
と、この歪を受けて印字媒体を衝打するワイヤー
を有する電歪型プリンタヘツドの製造方法であつ
て、前記ワイヤーが印字媒体を衝打し、元の位置
に戻るまでの固有周期を電源から該プリンタヘツ
ドに供給される電流値が零となる時間を基準とし
てレバーもしくはレバーアーム部分の質量を増減
させることで一定範囲に調整する工程を有するこ
とを特徴とする電歪型プリンタヘツドの製造方法
である。

本発明について詳細に説明をするために一例と
して電源のインピーダンスを50Ωとしたときの、
第１図、第２図に示したプリンタヘツドの235V
ステツプ駆動電圧に対する、時間50msecまでの
ワイヤー先端変位とプリンタヘツドの入力電流特
性を第３図に示す。第３図において実線はワイヤ
ー先端変位、点線はプリンタヘツドの入力電流を
示し、また斜線部分は電歪素子１０１の並列容量
と電源インピーダンス50ΩとのCR渦渡応答領域
で入力電流が急激な変化をみせる部分である。

まず、ワイヤーが印字媒体を衝打しているさな
かの時間0.23msecで入力電流が零になつている
ことが認められるが、ここにおいて電歪素子１０
１が最高に延びた状態を示している。次に、印字
媒体を衝打したのち衝打の反力及びヒンジの復元
力によりワイヤーが元の位置に戻ろうとするわけ
であるが、ワイヤーが殆ど元の位置近くに戻つて
きた0.46msecにおいて入力電流が零となつてい
ることが認められる。時間0.46msecにおいて電
歪素子の変位は最小となる。変位の時間微分
dξ／dtがワイヤー先端の速度を表すわけである
から、ワイヤー先端速度が零となる時間は、第３
図から0.48msecとなつているが、電歪素子１０
１に供給される電流値が零となる時間0.46msec
に対し0.02msecの時間遅れがある。これは、電
歪素子の変位がワイヤー先端まで伝達されるのに
微少時間0.02msec要することを意味するわけで
ある。すなわち、この電歪素子に供給される電流
の時間応答は、ほぼ電歪素子の速度に対応し、さ
らに0.02msecの時間遅れがあるもののこの電流
値を測定することによりワイヤー先端部分の動き
が正確にわかるわけである。

さらに、第３図に示した電歪素子に供給される
電流値をもとに235V矩形駆動電圧の立ち下がり
時間を種々変えれときのワイヤー残留振動特性を
検討する、それを第４図に示す。第４図において
実線は供給電流値が零となつたときの時間
0.46msecで駆動電圧を零にしたときのワイヤー
変位特性を示しており、また一点鎖線はワイヤー
先端の速度が零になつたときの時間0.48msecで
駆動電圧を零としたときのワイヤー変位特性を示
しており、さらに点線は実線より0.02msec早く
駆動電圧を零にしたときのワイヤー変位特性を示
している。第４図から、実線の特性（0.46msec）
が最も良好にヘツドの残留振動の抑圧が行われて
いることがわかる。また、入力電流値が零となる
0.46msecに対して、電歪素子変位がワイヤー先
端部に伝達される遅延時間±0.02msec程度の範
囲内で固有周期が調整できれば実用上問題がない
ことは明らかである。しかしながらこの範囲を逸
脱すると、第２図の点線、一点鎖線の特性のよう
に残留振動の振幅がきわめて大きくなり実用に供
しないことは明白である。

従つてプリンタヘツドを製造時に製造ばらつき
のためヘツドの固有周期がばらついた場合、電歪
素子に供給される電流値を基準に固有周期の調整
を行うことが可能である。本発明に従つた固有周
期の調整例について説明する。第１図に示したプ
リンタヘツドの固有周期の製造ばらつきは0.46±
0.6／0.2msecであつた。ステツプ駆動電圧を与え
た時の電歪素子に供給される電流を基準にして、
固有周期の長いものについて第３レバーアーム部
分の質量を軽減する方向で固有周期の調整を行つ
たところ容易にしかも精度良く調整することがで
きた。尚、固有周期調整済のプリンタヘツドに対
して周知の如くダイナミツクダンパーあるいは粘
弾性体を使用することにより、第４図に示した特
性よりさらに残留振動の抑圧が可能であることは
言うまでもない。

以上、詳述した如く本発明に従えば、高速で高
品質印字を行うために固有振動周期が均一な電歪
方式印字ヘツドを容易に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電歪式ワイヤードツトプリンタヘツド
の一例、第２図は第１図に示したヘツドのワイヤ
ー先端変位の矩形駆動電圧波形依存性を示し、第
２図イはワイヤー先端変位の時間応答、第２図ロ
駆動電圧波形を示す。第３図は第１図に示したン
プリンタヘツドのステツプ駆動電圧に対する時間
50msecまでのワイヤー先端変位特性とプリンタ
ヘツドの入力電流特性を示す。第４図は同じく、
第１図に示したプリンタヘツドに関し、矩形駆動
電圧の立ち下がり時間を種々変えたときのワイヤ
ー残留振動特性を示す。 図において、１０１は電歪素子、１０２はヘツ
ドベース、１０３，１０４，１０５，１０６，１
１０，１１１はヒンジ、１０７，１０８，１１２
はそれぞれ第１レバー、第２レバー、第３レバ
ー、１１３は第３レバーアーム部分、１１４はワ
イヤー、１１５はインクリボン、１１６は紙、１
１７はプラテン、１１８はストツパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電歪素子と、電圧印加により生じる当該電歪
   素子の歪をワイヤーに伝えるヒンジ、レバー及び
   レバーアームと、この歪を受けて印字媒体を衝打
   するワイヤーとを有する電歪型プリンタヘツドの
   製造方法であつて、前記ワイヤーが印字媒体を衝
   打し、元の位置に戻るまでの固有周期を電源から
   該プリンタヘツドに供給される電流値が零となる
   時間を基準としてレバーもしくはレバーアーム部
   分の質量を増減させることで一定範囲に調整する
   工程を有することを特徴とする電歪型プリンタヘ
   ツドの製造方法。