JPS6351148A - ワイヤ−ドツトプリンタの印字ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低騒音形のワイヤードットプリンタの印字ヘ
ッドに関するものである。

〔従来の技術〕

現在、コンピュータの出力機器として使用されているワ
イヤードットプリンタは、クラッパ−形が主流である。

このクラッパ−形は、ワイヤーの後端にアーマチュアを
配置し、このアーマチュアを電磁石で吸引する際にワイ
ヤー〇後端を叩き、バネに抗してワイヤーの先端を印字
ヘッドから突出させ、インクリボンの背後から記録紙を
打点するものである。

このフラッパー形は、アーマチュアの打撃による騒音が
大きいため、低騒音形のワイヤードットプリンタの開発
が望まれている。この低騒音形のワイヤードットプリン
タとしては、特開昭６０−２０６６６９号公報Ｇこ記載
されたエレクトロダイナミック形が有望視されている。

このエレクトロダイナミック形は、リーフ状をしたアク
チュエータ線に、７字形となるように先端に印字ピンを
取り付け、その後端部を固定したものである。このアク
チュエータ線を磁場内に配置し、これに電流を流すこと
により、発生した電磁力でアクチュエータ線を細長に変
位させて印字ピンを突出させる。

したがって、このタイプの印字ヘッドは、印字ピンの移
動に打撃力を使用していないため、印字ヘッド内での騒
音が殆どなく、しかも構造が簡単となる等の長所がある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したエレクトロダイナミック形の印字ヘッドでは、
高速印字を行うことができなかった。この高速印字を阻
害する要因の１つとしては、印字ピンの減衰振動（バウ
ンド）が挙げられる。すなわち、打点後に印字ピンが静
止位置に復旧する際に、アクチュエータ線の弾性で印字
ピンが静止位置を中心にして減衰振動するが、この減衰
振動中に７クチユエータ線に通電して打点を行なうと、
所望の移動量とパワーを得ることができないため、１文
字の印字サイクル（実周期）の中に減衰振動が停止する
時間を確保しているからである。なお、印字ピンの移動
を早くするために、大きな電磁力を与えた場合には、当
然にバウンドが大きくなるため、印字ピンの２度打ちが
起こり、位置ズレが発生した２個のインクドツトが記録
されることになる。もう１つの要因としては、アクチュ
エータ線の共振周波数が低いことであり、これはアクチ
ュエータ線の剛性（バネ定数）が低いことに起因してい
る。

また、従来の印字ヘッドでは、アクチュエータ線がリー
フ状に横に張り出ているため、フラッパー形のように９
〜１２本の印字ピンを千鳥状に２列に配置して多数ピン
化を図った場合は、左右のアクチュエータ線が当たって
しまうから、印字ピンの高密度配置を行うことができな
い。したがって、２列の印字ピンの間隔を太きとること
が必要となるから、プリント時でのインクドツトの位置
合わせが難しくなるという不都合が生じる。

本発明は、印字速度を高速化するとともに、印字ピンの
高密度配置を行うことができるワイヤードットプリンタ
の印字ヘッドを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、アクチュエータ
をコ字形とし、その先端辺に印字ピンを固着するととも
に、アクチュエータの支持部材として少なくとも１個の
片持ち式のバイモルフ振動子を用いたものである。

前記バイモルフ振動子は、打点後に印字ピンが所定位置
まで後退した時に、電圧が印加されて片側に反らされ、
その弾性力が打ち消されて制動される。この結果、印字
ピンの減衰振動が停止されるから、印字サイクルが短く
なる。また、片持ち弐のバイモルフ振動子は、アクチュ
エータの支持部材としても機能するから、アクチュエー
タとバイモルフ振動子からなる可動部分の剛性を高める
ことができる。これにより、可動部分の共振振動数が高
くなり、応答周波数特性を改善して、高速印字を行うこ
とができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

〔実施例〕

第１図及び第２図において、アクチュエータ１０には、
アーム部１０ａ、１０ｂと、印字ピン１１を接合する取
付は部１０ｃとが形成されている。

このアクチュエータ１０のアーム部１０ａ、１０ｂには
、電気絶縁材１２．１３を介して板状をしたバイモルフ
振動子１４．１５の一端がそれぞれ連結されている。こ
のバイモルフ振動子１４は、第３図に示すように、金属
製の弾性板（電極板）１６と、その両面に接合された圧
電＋ｆｆ１１７．１８とから構成されており、その弾性
板１６がヘッド本体１９に固定されている。また、バイ
モルフ振動子１５もこれと同じ構造であり、これらはド
ライバ２０で同時に駆動される。

第４図に示すように、コ字形をした磁石ホルダ−２２が
アクチュエータ１０のアーム部１０ａを囲むように配置
されている。この磁石ホルダー２２の対向する辺に、磁
石２３．２４がそれぞれ取り付けられており、アーム部
１０ａに垂直な磁界を与えている。なお、アーム６；ｌ
：１０ｂに、逆向きの磁界を与えて電磁力を発生させれ
ば、アクチュエータ１０の移動を早くすることができる
。この場合には、磁石ホルダー２５に磁石２６．２７を
対向して配置すればよい。

前記印字ピン１１を案内するために、ガイド板３０が設
けられており、このガイド板３０のガイド孔３０ａに印
字ピン１１が嵌合している。ガイド板３０の前方には、
インクリボン３１と、プラテンローラ（図示せず）に装
着された記録紙３２とが配置されている。

前記アクチュエータｌＯとしては、厚みが０゜２龍のア
ルミ板を用い、アーム部１０ａ、１０ｂの長さがそれぞ
れ３０ｍ■、取付は部１０ｃの長さが１０１重となるよ
うに、３龍の幅でコ字形に打ち抜き、これを縦にして使
用する。印字ピン１１としては、直径が０．２５１ｍの
ステンレス線が用いられ、その一端部がアクチュエータ
１０の先端辺にハンダ付けされる。バイモルフ振動子１
４．１５は、弾性板として、厚さ０．３ｍｍで幅４．の
りん青銅板が用いられ、この両面に例えばジルコン・チ
タン酸鉛系の圧電板が接合されている。このバイモルフ
振動子１４．１５とアクチュエータ１０は、電気絶縁材
１２．１３を構成する接着剤、例えばエポキシ系樹脂で
接合されている。

次に第５図を参照して上記実施例の作用について説明す
る。印字を行う場合には１、電界をかけた状態で、時間
ｔ１においてアクチュエータ１０にパルス電流■を矢線
方向に流す、このパルス電流が流れると、発生した電磁
力がアクチュエータ１０に作用するから、第２図に示す
ように、バイモルフ振動子１４．１５を弾性変形させな
がらアクチュエータ１０が変位し、トラベルステージを
開始する。このトラベルステージでは、アクチュエータ
１０の変位に連動して印字ピン１１が突出する。

前記印字ピン１１が前進すると、インクリボン３１を介
して記録紙３２に衝突する。この衝突ステージでは、イ
ンクリボン３１に塗布したインクが記録紙３２に転写さ
れるから、印字ピン１１のサイズに応じたインクドツト
が記録紙３２に記録される。

前記パルス電流■は、トラベルステージの初期にだけ供
給されるため、アクチュエータ１０の衝突で運動エネル
ギーが失われると、バイモルフ振動子１４．１５の弾性
により、印字ピン１１が静止位置に向かって戻り始める
。この復旧ステージでは、印字ピン１１が第１図に示す
静止位置まで後退した時に、ドライバ２０がバイモルフ
振動子１４．１．５に電圧を一定時間だけ印加する。こ
のバイモルフ振動子１４．１５の駆動は、第３図に示す
ように、圧電板１７には分極と同じ電圧を印加し、圧電
板１８には分極と反対の電圧を印加する。このために、
圧電板１７は縮み、圧電板１８は伸長するから、バイモ
ルフ振動子１４．１５はそれ自身の振動を制動するよう
に作用する。したかって、アクチュエータ１０は、その
慣性により静止位置を越えてオーバーシュートするのが
防止され、はぼ静止位置で直ちに停止する。ここで、バ
イモルフ振動子１４．１５の変形を大きくすると、印字
ピン１１が再び前進して２度打ちを行うおそれがあるた
め、アクチュエータ１０の慣性を打ち消すに充分な変形
を与えることが必要である。

第５図に示されているように、トラベルステージが開始
される時間ｔｉから、復旧ステージが終了する時間ｔ２
までが、１ドツトを印字するに要する実周期（印字サイ
クル）となる。ここで、バイモルフ振動子１４．１５を
駆動しない場合には、印字ピン１１が２点鎖線で示すよ
うな減衰振動を起こすから、復旧ステージが時間はｔ３
まで延びることになり、バイモルフ振動子１４．１５を
駆動しない場合に比べて実周期がかなり長くなる。

また、バイモルフ振動子１４．１５を片持ち弐のバネ板
として利用しているから、従来のリーフ形をしたアクチ
ュエータ線に比べて、可動部分の剛性が高くなり、共振
振動数を向上させることができる。

第６図は多数ピン化した場合のアクチュエータの配置例
を示すものである。２個のアクチュエータ３４．３５は
、これらに固定した印字ピン３６゜３７が近接して並ぶ
ように配置される。この印字ピン３６．３７は、ガイド
板３８に形成したガイド孔３８ａ、３８ｂにそれぞれ嵌
合されている。

９個の印字ピンを千鳥状に２列に配置する場合は、２個
のアクチュエータ３４．３５が交互に並ぶように、紙面
と垂直な方向に少し離す。この状態で、複数のアクチュ
エータが紙面と垂直な方向で、近接した２列となるよう
に、一定のピッチで順次配置する。この場合に、紙面と
垂直な方向において隣接する各アクチュエータ線の間に
、薄い絶縁フィルムを介在させ、アクチュエータ線が干
渉しないようにするとよい。

第７図はアクチュエータの一端をバイモルフ振動子で支
持した実施例を示すものであり、第１図と同じ部材には
同じ符号を付しである。この実施例では、印字ピン１１
の移動量を大きくとることができる。

前記実施例では、バイモルフ振動子は、その−方を伸長
させ、他方を縮ませているが、この代わりに両方を縮ま
せておき、制動時に一方の縮みを解除して反らせてもよ
い。また、バイモルフ振動子を印字ピンの後退方向に反
らせ、最も後退した位置に制動保持しておき、トラベル
ステージの開始時に電圧印加を解除すれば、トラベルス
テージにおいてバイモルフ振動子の弾性力も作用するか
ら、印字ピンを早く突出させることができる。更に、印
字ピンの復旧ステージにおいて、゛アクチュエータに逆
向きの電流を流し、電磁力も利用して後退速度を早くす
るのが望ましい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明では、コ字形をした
アクチュエータを使用し、少なくとも１個の片持ち式バ
イモルフ振動子をアクチュエータの一端に接合し、印字
ピンが所定位置に戻った時に、バイモルフ振動子を一方
に反らすようにしたから、印字ピンの減衰振動をなくし
、復旧ステージを短縮することができる。また、バイモ
ルフ振動子は、アクチュエータの弾性支持部材として利
用しているから、可動部分の剛性を高め、印字ピンの移
動速度を早めることができる。したがって、本発明は、
これらの改善により、印字速度の向上を図ることができ
る。

更に、本発明は、コ字形をしたアクチュエータの先端辺
に印字ピンを取り付けたから、アクチュエータを逆向き
に並べることにより、多数の印字ピンを高密度に配置す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略を示す平面図である。 第２図は打点状態を示す説明図である。 第３図はバイモルフ振動子の構成を示す説明図である。 第４図は第１図のｒＶ−ｒＶ綿の拡大断面図である。 第５図は本発明の動作状態を示す波形図である。 第６図は印字ピンを２列に配置した状態を示す要部の説
明図である。 第７図は第１図を変形した実施例を示す平面図である。 １０・・・アクチュエータ １１・・・印字ピン １４．１５・・バイモルフ振動子 ２２・・・磁石ホルダー ２３．２４・・磁石 ２５・・・磁石ホルダー ２６．２７・・磁石 ３１・・・インクリボン ３２・・・記録紙 ３４．３５・・・アクチュエータ ３６．３７・・・印字ピン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性のアクチュエータを磁場内に配置し、この
   アクチュエータに電流を流し、発生した電磁力で印字ピ
   ンを突出させて打点するワイヤードットプリンタの印字
   ヘッドにおいて、 前記アクチュエータをコ字形とし、その先端辺に印字ピ
   ンを固着するとともに、アクチュエータの少なくとも一
   端に片持ち式のバイモルフ振動子を接合し、印字後に印
   字ピンが所定位置まで後退した時に、バイモルフ振動子
   に電圧を印加して一方に反らせることにより、印字ピン
   を制動させるようにしたことを特徴とするワイヤードッ
   トプリンタの印字ヘッド。
2. （２）前記バイモルフ振動子をアクチュエータの両端に
   それぞれ接合したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のワイヤードットプリンタの印字ヘッド。
3. （３）前記アクチュエータは、コ字形をしたアルミ板で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のワイヤードットプリンタの印字ヘッド。