JPH0262247A - ワイヤドット印字ヘッドの制御装置 - 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） この発明は、シリアルプリンタにおけるワイヤドツト印
字ヘッドの制御装置、特に先端に印字ワイヤを有するア
ーマチュアを永久磁石によってコアに吸引させておき、
該永久磁石が発生する磁束と反対方向の磁束をコイルに
より発生させてアーマチュアを解放し、その時の印字ワ
イヤの駆動によって印字するワイヤドツト印字ヘッドの
制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、先端に印字ワイヤを有するアーマチュアを永久磁
石によってコアに吸引させておき、該永久磁石が発生す
る磁束と反対方向の磁束をコイルにより発生させてアー
マチュアを解放し、その時の印字ワイヤの駆動によって
印字するワイヤドツト印字ヘッドが提供されている。

この種のワイヤドツト印字ヘッドは、アーマチュアを解
放する際に付勢力を与えるための板バネを使用しており
、周波数応答が良好であり、バネチャージ型のワイヤド
ツト印字ヘッドと呼ばれている。

第９図に、上記従来のバネチャージ型のワイヤドツト印
字ヘッドの断面図を示す。

ワイヤドツト印字ヘッド内の各印字ワイヤ１に対応して
それぞれ配置されたコイル２に通電を行わない状態では
、印字ワイヤｌが取り付けられたアーマチュア３を支持
する板バネ４が永久磁石５の磁界によりコア６に吸引さ
れていて、上記印字ワイヤｌはガイド７より突出しない
状態に置かれる。上記永久磁石５はベース８の上に支持
され、永久磁石５の上に積層固定された台板９、スペー
サ１０及びヨーク１１と共にクランプ１２によって把持
されている。

上記状態においてコイル２に通電すると、上記永久磁石
５の磁界を打ち消す磁界が発生し、仮バネ４の復元力に
よって印字ワイヤ１がガイド７の端面より突出する。こ
うして突出した印字ワイヤ１は、プリントヘッドに対向
して置かれたインクリボンと印字媒体を、プラテンに強
く押しつけて印字を行う。

ところが、上記印字ワイヤ１はプラテンではね返され、
アーマチュア３と（反バネ４は、コア６に向かって戻っ
て（るゆこの時のアーマチュア３と板バネ４の戻り速度
が速いため、コア６に衝突した際に出る音が大きく、こ
れを抑制するため、アーマチュア３と板バネ４がコア６
に衝突する前にコイル２に再通電することによって両者
の戻り動作にブレーキをかけ、コア６に静かに納める制
御が行われていた。

その場合、上記再通電を行う方法には数通り考えられる
が、その−例を第１Ｏ凹及び第１１図に基づいて説明す
る。

第１０図は従来のワイヤドツト印字ヘッドの制御回路図
、第１１図は従来のワイヤドツト印字ヘッドの動作波形
図である。

図において、図示されていない指令部から印字ワイヤ駆
動トリガ１が出力されると、コンデンサＣ＋、抵抗Ｒ１
，ダイオードＤ、で構成された充放電回路２１によって
、コンパレータＱｔ　、Ｑ＝の（＋）端子側に３８の信
号が加わる。コンパレータＱ＝、Ｑ！の（＝）端子側に
は、それぞれ比較電圧３３＋　ｓｓが入力されており、
それぞれ第１１図の３４゜Ｓ、に示される信号が出力さ
れる。Ｓ４は、印字ワイヤを主駆動するための時間信号
、Ｓ、は、印字ワイヤに再駆動をかけるための時間信号
である。

次に、上記信号ｓ６は微分回路２２に入力されて、ワン
ショット回路２３に加えるべきトリガパルスＳ。

が作られる。そして、ワンショット回路２３の出力ｓ８
とコンパレータＱ、の出力Ｓ、とをＯＲゲート２４に通
し、更にその出力Ｓ、と印字データ信号Ｓ、。とをＮＡ
Ｎロゲート２５に通すことにより、コイルに通電を行う
トランジスタＴＲＩ　を制御する信号３１１が得られる
。この時、信号３＋１がＬの状態にあるＴ、（第１１図
）の時間だけトランジスタＴＲＩ　がＯＮとなり、電流
がＶｃｃ−ＴＲＩ→Ｌ１→ＧＲＤ　（接地）と流れ、印
字ワイヤ駆動用コイルＬ、が励磁されてアーマチュアが
解放され、印字が行われる。

次に、信号３１１がＨの状態にあるＴ！の時間だけトラ
ンジスタＴＲ，がＯＦＦとなり、電流がＬ→Ｄ、→Ｖ　
ｃｃと流れて印字ワイヤは戻って来る。

更に、信号３１１が再びＬの状態になるＴ、の時間だけ
トランジスタＴＲ，がＯＮとなり、電流がＶＣＣ→Ｔｌ
？、−Ｌ、→ＧＩＩＤ（接地）と流れて印字ワイヤ駆動
用コイルＬ＋　が励磁され、跳ね返されたアーマチュア
３にブレーキがかかり、板バネ４がコア６に静かに納ま
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の方法では、印字ワイヤが飛び
出してから戻ってくる時間、すなわち飛行時間が常時一
定であるものとして印字ワイヤの再駆動を制御している
ため、各印字ワイヤごとの飛行時間のバラツキやインク
リボン・印字媒体との接触時間のバラツキ等が原因で、
印字ワイヤの戻りが想定している時間より早すぎると、
再駆動によるブレーキが全く効かず、アーマチュア３板
バネ４が高速でコア６に衝突して跳ね返り、再び飛び出
して行ってしまうことがあった。

また、逆に印字ワイヤの戻りが想定した時間よりも遅す
ぎると、再駆動によりいつまでも印字ワイヤが戻って来
られず、印字不良を引き起こす原因になっていた。

本発明は、以上述べたような印字ワイヤの再駆動を主駆
動から常に一定時間後に行うという制御方法をとること
によって生ずる問題点を解決して、印字ワイヤ毎の飛行
時間のバラツキやインクリボン・印字媒体との接触時間
のバラツキ等に関係なく、アーマチュアの跳ね返りに対
してブレーキを掛け、仮バネをコアに静かに納めること
を可能としたワイヤドツト印字ヘッドの制御装置を促供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために本発明は、先端に印字ワイヤを有するアーマ
チュアを永久磁石によってコアに吸引させておき、該永
久磁石が発生する磁束と反対方向のるｎ東をコイルによ
り発生させてアーマチュアを解放し、その時の印字ワイ
ヤの駆動によって印字するワイヤドツト印字ヘッドの制
御装置において、印字ワイヤ又は印字ワイヤと連動する
アーマチュアの変位を観測するためのセンサが設けられ
、センサ検出回路によって上記センサから印字ワイヤ又
はアーマチュアの変位に対応した信号が取り出されるよ
うになっている。

上記センサ検出回路の信号は、比較回路により設定値と
比較され、印字ワイヤ又はアーマチュアがコアに一定以
上接近したことが判断される。そして該比較回路からの
信号により、駆動回路が印字ワイヤの再駆動を行うよう
になっている。

（作用） 本発明によれば、上記のように構成したので、印字ワイ
ヤがインクリボンを介して印字媒体を打撃した反動で印
字ワイヤがコアに戻って来ると、印字ワイヤ又は印字ワ
イヤと連動するアーマチュアの変位がセンサによって検
出される。これによって得られた変位信号は、比較回路
により設定値と比較され、印字ワイヤ又はアーマチュア
がコアに一定以上接近したかどうかが判断される。

そして、コアに一定以上接近していることが分かると、
印字ワイヤ駆動回路が作動して印字ワイヤを再駆動して
コアに向かう動きに対してブレーキを■トけ、十分城達
した状態でアーマチュアをコアに納める。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第１図〜第８図に基づき
詳細に説明する。

第１図は、本発明のワイヤドツト印字ヘッドの制？Ｉ１
１回路図、第２図は本発明のワイヤドツト印字ヘッドの
動作波形図である。

図において、印字ワイヤ駆動トリガＳ、が入力され、充
放電回路２１とコンパレータＱ！とによって主駆動時間
信号Ｓ４を作りだす部分は、従来と同様である。

３１は印字ワイヤの動きを検出するセンサ検出回路であ
る。本発明においては、該センサ検出回路３１によって
検出されたアーマチュアの位置に基づいて印字ワイヤの
再駆動が制？■される。

すなわち、上記センサ検出回路３１の出力はクランプ回
路３２に送られ、そこで得られた印字ワイヤの変位信号
ｓ、！がコンパレータ３３の（＋）端子に入力される。

コンパレータ３３の（−）端子には、印字ワイヤが取り
付けられているアーマチュアと仮バネがコアに向けて一
定の距離まで戻ってきたことを検知するためのスライス
レベル信号ｓ１．が加えられていて、両信号が比較され
てＳ１５の信号が得られる。そして、該信号３１５の立
ち下がりエツジでタイマーＩＣ３４を作動させ、印字ワ
イヤの再駆動時間信号ｓ、、が作られる。

該印字ワイヤの再駆動時間信号３１？と上記主駆動時間
信号ｓ４とをＯＲゲート３５に通し、更にその出力３１
９　と印字データ信号ｓ１゜とをＮＡＮＤゲート３６を
通すことにより、コイルに通電を行うトランジスタＴＲ
，を制御する信号３．。が得られる。この時、信号ｓ２
゜がＬの状態にあるＴ、（第２図）の時間だけトランジ
スタＴＲ，がＯＮＬ、電流がＶｃｃ−ＴＲ＋→Ｌ１→Ｇ
ＲＤ　（接地）と流れ、印字ワイヤ駆動用コイルし、が
励磁されてアーマチュアが解放され印字が行われる。

次に、信号ｓ２゜がＨの状態にあるＴ、の時間だけトラ
ンジスタＴＲ，がＯＦＦとなり、電流がＬ→Ｄ、→Ｖ　
ｅＣと流れ、印字ワイヤは戻って来る。

更に、信号Ｓ２゜が再びＬの状態になるＴ、の時間だけ
トランジスタＴＲ＋がＯＮとなり、電流がＶＣＣ→ＴＲ
１−＋Ｌｌ→ＧＲＤ　（接地）と流れて印字ワイヤ駆動
用コイルＬ１が励もｎされ、跳ね返されたアーマチュア
にブレーキがかかり、板バネがコアに静かに納まる。

ここで、本発明を実施するためのワイヤドツト印字ヘッ
ドを第３図及び第４図で説明する。

第３図は本発明に使用するワイヤドツト印字ヘッドの断
面図、第４図は本発明に使用するワイヤドツト印字ヘッ
ドの部分拡大図であり、（ａ）はプリント配線板の配線
図、（ｂ）はプリント配線板の部分斜視図である。

図において、印字ヘッドの動作原理および基本構造は従
来の物と同様であるが、印字ワイヤｌの変位を検出する
ために、印字ワイヤ１と連動するアーマチュア３の位置
が静電容量センサ４０によって観測される。

該静電容量センサ４０は、ガイド７とヨーク１１との間
に第４図に示す様な観測端子４１と固定極４２を備えた
プリント配線板４３を積層した構造となっている。各固
定極４２は、アーマチュア３に対して各々ある空隙をお
いて対面するように設置され、対面するアーマチュア３
との間に静電容量を有するようになっている。

アーマチュア３は、仮バネ４を介してワイヤドツト印字
ヘッド全体と導通しており、また固定極４２はプリント
配線板４３の銅箔パターンによって構成され、同様に銅
箔パターンによって構成される観測端子４１との間が銅
箔パターンにより接続されている。したがって、ワイヤ
ドツト印字ヘッド全体と観測端子４１の間には、固定極
４２とアーマチュア３の間の静電容量が現れる。

この静電容量は、アーマチュア３の変位によって変化す
る。すなわち、印字ワイヤ１がガイド７から突出する方
向へ変位する際にアーマチュア３が固定極４２に近づき
、静電容量が増加する。一方、印字ワイヤｌが復旧する
と、逆に静電容量が減少する。

したがって、上記ワイヤドツト印字ヘッドでは、静電容
量を観測することにより印字ワイヤ１の変位を観測でき
る。

なお、上記静電容量センサ４０を形成しているプリント
配線板４３は、ヨーク１１との絶縁を保つため、カード
エツジコネクタを形成する観測端子４１以外は全てレジ
スト（絶縁被膜）をコートしである。

そして、プリント配線板４３に密着し積層されるヨーク
１１は、ワイヤドツト印字ヘッドの６ｎ気回路を形成す
るためだけでなく、固定極４２が相互に干渉するのを防
ぐシールドの役目を果たす様になっている。

また、カードエツジコネクタは、上記静電容量センサ４
０の１７１ｔｌｌ端子４１だけでなく、コア６に巻装さ
れているコイル２の端子の接続にも利用される。

すなわち、コネクタ４４がプリント配線によってカード
エツジコネクタを構成しており、一方、コイル２の端子
はボビン４５のコイル端子４６より取り出され、上記コ
ネクタ４４とコイル端子４６はパターン配線により接続
されている。

次に、前述の静電容量センサ４０の静電容量を電圧の変
化に変換する静電容量センサ回路（以下、センサ回路と
略す）について説明する。

第５図は本発明に使用する静電容量センサ回路の回路図
、第６図は同静電容世センサ回路の原理説明図、第７図
は同静電容呈センサ回路の原理説明図の動作波形図、第
８図は印字ワイヤの変位量と静電容量センサ回路の出力
電圧の関係図である。

図において、５１はディジタルＩＣであり、５２５３は
内部等価回路のＭＯ５型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ
）である。発振器５４からディジタルＩＣ５１に○ＳＣ
出力信号を人力し、ディジタルＩＣ５１の出力側に静電
容量センサ４０を接続すると、該デインタルＩＣ５Ｌの
出力として、第７図に示す襟な電流ｉｃが流れる。これ
は、ＦＥＴ５２．５３が交互にＯＮ、ＯＦＦするために
静電容量センサ４０に流れる充放電容量であり、この電
荷はＦＥＴ５３抵抗５５を通って放電し、該抵抗５５に
は第７図に示す様な放電型？Ｊｔｉ　＊となって現れる
。該放電電流ｉ、は静電容量センサ４０の放電電流であ
るため、静電容量センサ４０に充電されている電荷量を
Ｑとすれば、ｉ、を積分器５６によって一周期分積分し
た値はほぼＱとなる。

今、静電容量センサ４０の静電容量を０８１発振器５４
の発振周波数をｆ、抵抗５５の抵抗値をＲ，とじ、増幅
器５７の増幅率をａ倍とすると、電／ｉｔｔ　＠の平均
値は、 ｉ　−−ｆ　’　Ｑ＝　ｆ−ＣＸ　・Ｖｏｏであるから
、増幅器５７の出力電圧ｖ０は、 ■。＝ａ　−ｉ、　　・Ｒ３ ＝　ａ−ｆ−Ｃｘ　　・ＶＤＤ　’　Ｒ＊　となり、静
電容量センサ４０の静電容ＩＣｘに比例した電圧が本回
路により得られることになる。

実際には、増幅器５７は交流増幅器であり、センサの他
に存在する分布量等によるオフセット（直流分）を切り
捨て、印字ワイヤの変位量のみを出力する様にしている
。

また、実際の印字ワイヤ１の変位量とその時の静電容量
センサ回路の出力電圧との関係は、静電容量センサ４０
の静電容量がアーマチュア３と固定極４２との距離にほ
ぼ反比例するため、第８図に示したグラフ図の様になる
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、コアに向カって
戻ってくる印字ワイヤ又はアーマチュアに対して、コア
から一定の位置で常にブレーキをかけることが可能とな
り、アーマチュアをコアに向けて静かに止めることがで
きる。

更に、アーマチュアが十分減速した状態でコアに納まる
ため、仮バネやコアの摩耗が少なくなり、印字ヘッドの
寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワイヤドツト印字ヘットの制御回路図
、第２図は本発明のワイヤドツト印字ヘッドの動作波形
図、第３図は本発明に使用するワイヤドツト印字ヘッド
の断面図、第４図は本発明に使用するワイヤドツト印字
ヘッドの部分拡大図、第５図は本発明に使用する静電容
量センサ回路の回路図、第６回は同静電容量センサ回路
の原理説明図、第７図は同静電容量センサ回路の原理説
明図の動作波形図、第８図は印字ワイヤの変位量と静電
容量センサ回路の出力電圧の関係図、第９図は従来のバ
ネチャージ型のワイヤドツト印字へンドの断面図、第１
０図は従来のワイヤドツト印字ヘットの制御回路図、第
１１図は従来のワイヤドツト印字ヘッドの動作波形図で
ある。 １・・・印字ワイヤ、２・・・コイル、３・・・アーマ
チュア、４・・・仮ハネ、５・・・永久磁石、６・・・
コア、７・・・ガイド、８・・・ヘース、９・・・台板
、１０・・・スペーサ、１１・・・ヨーク、１２・・・
クランプ、２１・・・充放電回路、２２・・・微分回路
、２３・・・ワンシッソト回路、２４．３５・・・ＯＲ
ゲート、２５．３６・・・ＮＡＮＯゲート、３１・・・
センサ検出回路、３２・・・クランプ回路、３３・・・
コンパレータ、３４・・・タイマーＩＣ，４０・・・静
電容置センサ、４１・・・観測端子、４２・・・固定極
、４３・・・プリント配線板、４４・・・コネクタ、４
５・・・ボビン、４６・・・コイル端子、５１・・・デ
ィジタルＩＣ１５２，５３・・・ＭＯ３型ＦＥＴ、５４
・・・発振器、５５・・・抵抗、５６・・・積分器、５
７・・・増幅器。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　川　合　　誠（外１名）４？゛固定砧 ４６　ボイル端子 オー尼明のフイヤド、ト印冬へ、ド飢面図第３図 （０，） （ｂ） 不発朗のワイヤドツト印字へ、不の創分羞文圀第 図 オーそ朗め７メヤド・７ト即字ヘッドメ動拝７皮形２第
２図 餅電、容、量センサ、ｌ動作；皮形圀 第 図 印浮ワイヤ麦拉量−雷力電圧関有１語 第 図 零〇未のワイヤドツト印字ヘッドぼ庁面記第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端に印字ワイヤを有するアーマチュアを永久磁石によ
   ってコアに吸引させておき、該永久磁石が発生する磁束
   と反対方向の磁束をコイルにより発生させてアーマチュ
   アを解放し、その時の印字ワイヤの駆動によって印字す
   るワイヤドット印字ヘッドの制御装置において、 （ａ）印字ワイヤ又は印字ワイヤと連動するアーマチュ
   アの変位を観測するためのセンサと、 （ｂ）該センサから印字ワイヤ又はアーマチュアの変位
   に対応した信号を取り出すセンサ検出回路と、 （ｃ）該センサ検出回路の信号を設定値と比較して印字
   ワイヤ又はアーマチュアがコアに一定以上接近したこと
   を判断する比較回路と、 （ｄ）該比較回路からの信号により印字ワイヤの再駆動
   を行う駆動回路とからなることを特徴とするワイヤドッ
   ト印字ヘッドの制御装置。