JPS5911781B2 - プリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は往復運動により印字ヘッドを左右に掃引しなが
ら印字を行うプリンタに関し、特に印字ヘッドの掃引に
起因する振動の吸振方法を有するプリンタに関する。

計算機等の出力装置として数多くのプリンタが使用され
ているが近年多種類の文字を高速に印字するものとして
第１図Ａに示す如く各文字をドットの集りとして印字す
るドット式プリンタがその高速性と多くの文字種を扱え
るという利点のために、広く使用される傾向にある。

印字ヘッドは例えば同図Ｂに示す如く第１行左端の位置
から出発して右方へ掃引されて右端に至５ り次は方向
転換をして第２行を右端から左端へ掃引され再び方向転
換をして第３行を左端から右端へ掃引が行なわれ、かか
る動作を繰返して文字全面の掃引が行われる。

そしてこの間印字エレメントが同図Ａに示すように黒丸
の位置に来た時毎に１０印字エレメントを作動せしめて
たとえば５列７行のドットマトリックで構成される数字
″３″の印字が行われる。この全面掃引の動作は印字用
紙の移動と印字ヘッドの左右往復運動で行われるが上記
の印字経過の説明から明らかなように印字速度１５は印
字エレメントの連続作動の繰返し周期と印字ヘッドの左
右往復運動との関係で主として決定される。従つて高速
度のプリンタの実現にはこれらの時間短縮が要求される
。特に数多くの印字エレメントで構成される印字ヘッド
は軽量化が困難で２０あり、後者の時間短縮には印字ヘ
ッドを含む移動体の慣性力が大きいため装置の振動源や
騒音源となり高速化に対する弊害となつていた。たとえ
ばドット式プリンタとしては第２図に示すように印字用
紙１を送る紙送り機構３と、印字２５用紙に文字等を印
字する印字ヘッド２と、該印字ヘッド２を左右往復運動
せしめる駆動装置８と、前記印字ヘッド２を含む移動体
につり合う質量を持ち且つ左右往復運動し得る質量体６
と、前記印字ヘッド２と前記質量体６とを弾性体で結合
した３０第１の系４、４’と、前記質量体と固定体とを
弾性体で結合した第２の系５、５’とから構成されてい
る。

この印字ヘッド２は印字エレメント２−１、２−２、・
・・２−ｎを有し、各印字エレメント２−１、２−２、
・・・２−ｎは等間隔に位置付けら３５れている。この
印字エレメントは、たとえばドット印字し得る１本のワ
イヤを前後に移動させる駆動手段を有しており印字信号
により１ドット毎印字するようになつている。この印字
ヘツド２は駆動装置８に連結されており、掃引方向（矢
印Ａ方向）に左右の往復運動を行なうように構成されて
いる、この左右の往復運動する距離は印字エレメント配
列間の間隔にほぼ等しくなるように設計されている。印
字ヘツド２はその左右両側部が第１の板バネ４，４′を
介してつり合い質量体６に取付けられており、更につり
合い質量体６は第２の板バネ５，５′を介して固定体７
に取付られているごとき構成である。

第１の板バネ４および第２の板バネ５は第３図に示すよ
うにＥ型状に形成されており、それぞれ両側に脚部４ａ
および５ａがあり、中央に脚部４ｂおよび５ｂがある。

第１の板バネ４は両側にある脚部４ａを印字ヘツド２の
側面にネジ４ａ′により取付け、中央の脚部４ｂをつり
合い質量体６の側面にネジ４ｂ′により取付けることに
より弾性体の第１の系を構成し、更に第２の板バネ５は
両側にある脚部５ａを固定体７にネジ５ａ′により取付
け中央の脚部５ｂをつり合い質量体６にネジ（図示せず
）により取付けることにより弾性体の第２の系を構成し
たものである。再び第２図を参照すると、紙送り機構３
は紙送りモータ３′と用紙を送るピンフイードトラクタ
３″とにより構成されている。

ピンフイードトラクタ３″は紙送りモータ３７の軸に対
して左右に移動可能で、用紙の幅に調整し得るようにな
つており、且つトラクタ３″の円周部に複数のピンが設
けられ、用紙の送り穴に係合するようになつている。次
に動作を説明すると、印字ヘツド２の各印字エレメント
毎に印字用紙１に第１図Ａに示した如くドツト構成によ
る文字を印字するが第１図Ｂに示したように用紙に対す
る掃引は紙送りモータ３′による用紙１の上方への移動
と駆動装置８による印字ヘツド２の左右往復運動とによ
つて行われる。第４図を参照すると、印字ヘツド２の往
復運動の時間的変化は時刻ｔ１における印字ヘツド２の
印字エレメントが位置Ｄ１すなわち第１図Ａの左上のド
ツトの位置に対応し、この点から時刻Ｔ，，ｔ３に変化
すると、印字エレメントが右方へ掃引されて位置Ｄ，，
Ｄ，，Ｄ，の点を通つて右方へ移動しＴ３の時刻にはＤ
，の位置に達する。第１図Ａに示す文字″３Ｉの場合に
は第１行目において時刻ｔ１ノ〜Ｔｓの間では位置Ｄ１
〜Ｄ４でドツトが印字され位置Ｄ５にはドツトが印字さ
れない。

次に駆動装置８によつて印字ヘツド２の掃引は急速に方
向転換を行いＴ５の時刻には印字エレメントが再び位置
Ｄ５に戻る。この間に紙送りモータ３′は印字用紙１を
１ドツト行分の距離だけ上方へ移動させるので印字ヘツ
ド２は第２行目の右端に位置することになり、この点か
ら今度は左方に向つて掃引が行われ時刻Ｔ，にはＤ１の
位置即ち第１図Ｂにおける２行目の左端に達し、位置Ｄ
，にドツトが印字され、位置Ｄ４〜Ｄ，には印字されな
い。かくて印字ヘツドは上記の動作を繰返すことにより
第１図Ｂに示されるように掃引が行われ、第１図Ａに示
す文字全体の所望の位置にドツトが印字され文字Ｉ３／
′を形成する。なお、印字ヘツド２の掃引の中心位置即
ち第４図におけるＤ３位置では、板バネ４および５の各
面が互に平行面をなし、第１および第２の弾性体の中立
点をなすように構成されている。

次にこのドツト式プリンタの動作原理をわかりやすく説
明すると、第５図に示すように、印字ヘツドＡは第２図
に示す印字ヘツド２を含む移動体に相当し、つり合い質
量体Ｃは第２図に示すつり合い質量体６に相当する。

一端が印字ヘツドＡに固定される弾性体Ｂ，Ｂ′は第１
の系を構成し、一端がつり合い質量体Ｃに固定される弾
性体Ｄ，Ｄ′は第２の系を構成している。これらの印字
ヘツドＡとつり合い質量体Ｃはその質量を例えば等価と
し、かつ弾性体Ｂ，Ｂ′と弾性体Ｄ，Ｄ′が同一バネ定
数とした場合に、印字ヘツドＡを第２図に示す駆動装置
等により左右の往復運動させ、例えば掃引振幅がＸＯ角
速度がＷＯのもとに外力Ｆ＝ＸＯＳｌｎｗＯｔが作用す
ると、印字ヘツドＡに取付けられた第１の系と、つり合
い質量体Ｃに取付けられた第２の系とが同一固有振動数
ｗで振動する〇即ち、等価質量の二つの物体（印字ヘツ
ドＡ、つり合い質量体Ｃ）が互に逆位相で動作すること
により固定部Ｅから前記第１および第２の系を見た場合
に、これらの二つの物体が動作していないと同じ状態に
見える。したがつて、つり合い質量体Ｃを含む印字ヘツ
ドは駆動装置による掃引周波数を理論的には固有振動数
に選べば印字ヘツドＡの高速掃引や、その方向転換時に
発生する振動を完全に吸振することができる。これを第
６図〜８図を参照して具体的に説明する。

印字ヘツドＡの重量とつり合い質量体Ｃの重量を各々６
００ｆ！、第１の系の弾性体Ｂ，Ｂ′と第２の系の弾性
体Ｄ，Ｄ′のバネ定数を１．２７９Ｋｆ／闘、掃引振幅
ＸＯを３１４闘とし、印字ヘツドＡを外力Ｆ＝ＸＯＳｌ
ＷＯｔで掃引した場合に印字ヘツドＡとつり合い質量体
との関係は第６〜８図に示すような特性となる。すなわ
ち第６図においては左図に印字ヘツドＡを掃引振幅ＸＯ
＝３．１４一定で位相０とした場合に右図につり合い質
量体Ｃの応答特性（振幅、位相）を示す。第７図におい
ては左図に印字ヘツドＡの掃引速度一周波数特性と位相
一周波数特性を示し右図につり合い質量体Ｃの応答特性
である掃引速度一周波数特性と位相一周波数特性を示す
。

第８図においては左図に印字ヘツドＡの掃引加速度一周
波数特性と、位相一周波数特性を示し、つり合い質量体
６の応答特性である掃引加速度一周波数特性と、位相一
周波数特性を示す。

第６図〜第８図において、４０Ｈｚの周波数に着目すれ
ば印字ヘツドＡに対して、つり合い質量体Ｃの応答特性
である振幅、速度、加速度が全く同一で、かつその位相
が逆位相になつている。

この周波数（４０Ｈｚ）は印字ヘツドＡ側に取付けられ
た第１の系（弾性体Ｂ，Ｂ′）と、つり合い質量体Ｃ側
に取付けられた第２系（弾性体Ｄ，Ｄ′）１０の固有振
動数のｆ丁倍の周波数である。このことは印字ヘツドＡ
とつり合い質量体Ｃとが周波数４０Ｈｚで、同じ振幅（
変位量）、同じ速度同じ加速度であり且つ互に逆位相で
動作していることを意味し、極めて安定する。なお、第
６図〜第８図において、位字ヘツドＡとつり合い質量体
Ｃは固有振動数のｆ丁倍に達する前に共振点を有するが
、この共振点は印字ヘツドＡとつり合い質量体Ｃとの位
相が同位相から逆位相に変化する点で、印字ヘツドＡに
異常振動等の悪影響を及ぼす。

本発明の目的は移動体の掃引によつて生じる振動をおさ
え更に騒音や摩耗がなくかつ注油の必要のない動的つり
あいのとれた高速プリンタを提供することにある。

本発明の更に他の目的は移動体の掃引を行う駆動時の異
常振動を除去し動的つりあいのとれた高速プリンタを提
供することにある。

本発明によれば、印字用紙に隣接し、かつこれを横切る
方向に複数個の印字エレメントを配置した印字ヘツドを
左右に掃引しながら印字を行うプリンタにおいて、印字
ヘツドを含む移動体と、つりあい質量体とを弾性体で結
合した第１の系と、前記つりあい質量体と固定体とを弾
性体で結合した第２の系と、前記第１の系と前記第２の
系とを逆位相で同期するように連結したレバーとを含む
ことを特徴とするプリンタが得られる。

次に本発明の実施例について図面を参照に説明する。

第９図は本発明の第１の実施例を示す。

第９図において、印字ヘツド１２は第２図に示す印字ヘ
ツド２に相当するが、中央部に角穴１２／が設けられて
いる。

つり合い質量体１６は第２図に示すつり合い質量体６に
相当するが、中央部に凹状の部材１６ａがあり、その中
は角穴１６′が設けられる。すなわち、印字ヘツド１２
、つり合い質量体１６、および固定体の両端は第３図に
示したと同様の板ばねで結合されている。すなわち、印
字ヘツド１２とつり合い質量体１６とは前述した第一の
系を構成し、つり合い質量体１６と固定体とは第二の系
を構成する。従つて印字ヘツド１２とつり合い質量体１
６とは第９図の左右方向に摺動可能である。印字ヘツド
１２とつり合い質量体１６とは連結レバー１１で結合さ
れており、それぞれ揺動可能に支持されている。すなわ
ち連結レバー１１の一端１１ａは印字ヘツド１２の角穴
１２′に挿入され、弾性ゴム１３，１３′はビス１７に
より印字ヘツド１２に取付けられている。同様に連結レ
バー１１の他端１１ｂはつり合い質量体１６の角穴１６
′に挿入され、弾性ゴム１４，１４′に挟みつけられて
いる。弾性ゴム１４，１４′もビス１７′によりつり合
い質量体１６に取付けられている。連結レバー１１はそ
の中心部において回転可能に支えられた軸１５を有し、
この軸１５は図示されないが固定体（第２図に示す７に
相当）に取付けられている。

このような構成においては印字ヘツド１２とつり合い質
量体１６とが連結レバー１１によつて強制的に逆位相に
なつて揺動する。従つて、本印字ヘツドは駆動装置によ
つて左右に掃引され、固有振動数のｆ丁倍の周波数（安
定周波数）に達するまでに共振点を有するが、連結レバ
一１１によつて予め印字ヘツド１２と、つり合い質量体
１６とが逆位相になつているので何ら異常振動を生ずる
ことがない。尚、本印字ヘツドは掃引周波数である系の
固有振動数のｊで同期するが、印字ヘツド１２に取付け
られた複数個の印字エレメントによりドツトを印字する
時の抵抗等で掃引周波数が変動した場合でも連結レバー
１１により印字ヘツド１２を含む移動体とつり合い質量
体１６とが必ず逆位相となる為、安定した高速掃引が可
能となる。以上のように本発明は衝突部分や嵌合部分が
少なく、従つて騒音、摩耗がなく、注油を必要としない
。

更に印字ヘツドの駆動装置は弾性体の固有振動数のｆ『
倍で掃引が行なわれるので、印字の際の抵抗を補うため
のわずかな力があれば十分であり、半永久的に理想的な
印字ヘツドの高速掃引を達成できる。更に本発明の説明
においては弾性体として板バネに限定して説明したが他
の弾性体例えばコイルスプリング、ゴム等に変えても同
様の効果を達成できることは言うまでもない。又更に本
実施例では印字ヘツドを含む移動体とつりあい質量体と
はほゾ等価質量でかつ板バネのバネ定数も同じと限定し
て説明したが前記双方の質量比を変えてもそれに見合う
バネ定数より求まる固有角速度を駆動装置からの外力の
角速度に近似させることにより上記に説明したと同項の
効果を達成できることも言うまでもない。本発明は以上
説明したように印字ヘツドを含む移動体とほゾ等価質量
体とを弾性体で結合した第一の系と、更に前記等価質量
体と他の固定体とを弾性体で結合した第２の系とを逆位
相で同期して変位させるように構成することにより固定
体から見た系全体の振動を防止し、かつ衝突部分や嵌合
部分はないので騒音、摩耗がなく、従つて注油を必要と
せず更に駆動装置を小型化でき、半永久的に印字ヘツド
の理想的な高速掃引を可能とし、その効果は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の対象とするプリンタの印字にお
ける文字のドツト構成および印字ヘツドの掃引を示す図
、第２図は本発明によるプリンタの一実施例を示す構成
図、第３図は第２図における板バネの固定方法の一実施
例を示す部分断面詳細図、第４図は第２図における印字
ヘツドの時間的移動を示すための時間図、第５図は本実
施例における原理図を示す図、第６図〜第８図は本発明
による印字ヘツドを含む移動体の駆動装置からの外力に
対するつり合い質量体の運動解析図、第９図は本発明の
一実施例における移動体とつり合い質量体の機械的連結
を示す図である。 １・・・一・・印字用紙、２，１２・・・・・・印字ヘ
ツド、３・・・・・・紙送り機構、４・・・・・・第１
の板バネ、５・・・・・・第２の板バネ、６，１６・・
・・・・つりあい質量体、７・・・・・・固定体、８・
・・・・・駆動装置、１１・・・・・・連結レバー１５
，１３，１３′，１４，１４′・・・・・・弾性ゴム、
１５・・・・・・軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 印字用紙に隣接し、かつこれを横切る方向に複数個
   の印字エレメントを配置した印字ヘッドを左右に掃引し
   ながら印字を行い、印字ヘッドを含む移動体とつりあい
   質量体とを弾性体で結合した第１の系と、前記つりあい
   質量体と固定体とを弾性体で結合した第２の系とを有す
   るプリンタにおいて、前記第１の系と前記第２の系とを
   逆位相で同期するように連結したレバーとを含むことを
   特徴とするプリンタ。