JPS59215871A - ドツトプリンタのワイヤ駆動方法 - 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】 ・発明の技術分野 この発明は、情報処理装置の印刷装置として用いられて
いるワイヤドツトマトリックス型のプリンタにおける印
刷ヘッドのワイヤ駆動方法に関するものである。

・技術の背景 情報処理装置における処理速度の向上を図るには、その
周辺装置であるプリンタの印刷速度を向上させることも
必要である。情報処理装置に用いられるプリンタには各
種のものがあり、印刷速度の速いプリンタとしてレーザ
プリンタやインクジェットプリンタが開発されているが
、これらのプリンタは複写印刷を行うことができない欠
点がある。そこで、多数枚複写の必要な伝票処理などを
多く行うオフィスコンピュータ用のプリンタとして、ワ
イヤドツトプリンタが多用されており、このワイヤドツ
トプリンタの印刷速度の高速化が要求されている。

・従来技術と問題点 従来のワイヤドツトプリンタの印刷ヘッドに用いられて
いるワイヤ駆動方法は、弾性支持されたワイヤを電磁コ
イルの磁力によって吸引、反発させる方法であるが、こ
の方法ては電気−機械変換効率が１０パーセント以下で
、電磁コイルに供給される電気エネルギーの大部分が熱
になってしまう。

高速印刷を行わせる為には、印刷ヘッドを刀＼型Ｗｉｌ
ｌ：ｆｆｉ化する必要があり、その結果印刷ヘッドには
多数の電磁コイルが高密度に実装されることとなり、単
位体積当りの発熱量が大きくなって印刷ヘッドの温度上
昇による印刷速度の限界が生ずる。

その対策として印刷ヘッドを冷却することが行われてい
るが、コイルや鉄心を直接冷却することは回器で有効な
冷却を行うことができず、温度上昇による印刷速度の限
界を突破することができなかった。また、電磁力を利用
してワイヤを駆動する方法では、消費電力も大きく、磁
気干渉を防止する為の配慮も必要となる。

・発明の目的 この発明は１、電気−機械変換効率の良いワイヤ駆動方
法を提供することにより、上述した従来方法による印刷
速度の限界を突破し、より高速でかつ消費電力の少ない
ワイヤドツトプリンタを実現可能とすることを目的とし
てなされたものである。

・発明の構成 この発明は、圧電素子（例えばチタン酸バリウム）によ
って弾性体の表面に一方向に伝播するレイリー波を発生
させ、このレイリー波による弾性体表面から摩擦力によ
ってワイヤを駆動するようにしたものである。

等方均質の弾性体表面に振動を与えると弾性波が発生し
、弾性体表面を伝播して行く。レイリー波が発生してい
る弾性体１の表面の１点Ａは、第１図に示すように、波
の伝播方向に平行で弾性体１の表面に垂直な面内で縦振
Ｉｆｆ　ＩＩ　％横振幅Ｗのだ円軌跡を描き、波の進行
方向を矢印Ｓとすると点Ａは矢印Ｒの方向にこのだ円軌
跡上を回転する。

表面波は１波長ごとに頂点Ｂ・・・・Ｂを有し、その頂
点速度Ｖは波の伝播方向Ｓと逆方向にｖ＝２Ｋｆｕで与
えられる。ここでｆは波の振動数である。そこでこの弾
性体１の表面に動体２を加圧接触させると、この動体２
の表面は頂点Ｂ・・・・Ｂのみによって弾性体１と接触
するので、動体２は頂点Ｂからの摩擦力により波の伝播
方向Ｓと反対の方向に速度Ｖで駆動されることになる。

例えば、弾性体１として鉄を用いた場合、レイリー波の
伝播速度は約３０００　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ　、振幅は
材料の疲労限界から３マイクロメ一タ程度となり、レイ
リー波の周波数を３００ＫＨｚとすると波長は１０ｍｍ
、そのときの動体２の移動速度は５　ｍ　／　ｓ　ｅＣ
程度となる。そこでこの動体２にドツト印刷用のワイヤ
を連係させてやれば、弾性体１に生成されたレイリー波
によってワイヤを駆動することができる。

ｄ）１１性体１にレイリー　波を生成させるには、弾性
体１の表面に圧電素子を添着してこれに筒周ｆＪシ電圧
を印加して振動させる方法を採用する。弾性体１上の表
面波は、その振励源から四方に伝播され、しかもその表
面の端部から反射してくる。このような方向性のない表
面疲によって動体２を駆動することは不可能である。そ
こで、圧電素子にスダレ状電極を設けてこのスダレ状電
極に位相の異なる高周波電圧をｊ順次印加することによ
り、弾性体１の表面に一方向に進行するレイリー波を発
生させ、かつ、弾性体１の表面をこのレイリー波が周回
して伝播するようにする。

・発明の実施例 本発明の一実施例を示す第２図に基づいて更に説明する
。

図において、１は弾性体、２は動体てあり、ドツト印刷
用のワイヤ３は動体２の先端にバネ板４を介して装着さ
れている。弾性体１は図示しないフレームに固定されて
おり、動体２はバネ５・・・・５により弾性体１に圧接
されている。６は調圧板で、バネ５は調圧板６と動体２
の間に介在している。弾性体１の表面には圧電素子７が
添着され、この圧電素子にスダレ成型Ｗ　８　ａ　＋　
８　ｂ　＋　８　ｃ・・・・８ａ、８ｂ、８Ｃが配置さ
れている。電極８ａ８ｂ、８ｃにはそれぞれ等しい周波
数の高周波電圧ａ＋ｌ）＋Ｃが印加されるが、電圧ａと
ｂの位相を１２０度、電圧ａとＣの位相を２４０度ずら
してやれば、弾性体１の表面に矢印Ｓ方向に進行するレ
イリー波を発生させることができる。そして弾性体１の
隅部を曲面形状としてレイリー波がその曲面に沿って伝
播されて弾性体表面を周回させるようにし、波動エネル
ギーを有効に利用すると共に反射波が生ずるのを防止す
る。電極８ａ、８ｂ　＋　８ｃに印加される電圧の位相
を逆にすれば、ｋＩＪち、ａとｂの位相を２４０度、ａ
とＣの位相を１２０度すらせてやれば、レイリー波の伝
播方向が逆方向となるので、この位相の切替えによって
動体２を往復動させることができ、ワイヤ３を進退させ
てドツトの印刷を行わせることができる。

尚、第２図示の実施例では、動体２を弾性体１にバネ５
によって圧接させ、動体２の横方向移動をバネ５の模方
向撓みによって吸取させるようにしたものであるが、動
体２の両側に弾性体１、圧電素子７およびスダレ状電極
８ａ　、８ｂ　、８ｃを対称に配置し、１対の弾性体１
によって動体２を挟持する構成とすることもできる。ま
た、図示実施例のスダレ状電極は３回路として１２０度
の位相差を与えるものであるが、２回路として９０度の
位相差を与えるようにしたものも知られている。

第３図および第４図は本発明の方法を用いた印刷ヘッド
を示したもので、第３図はいわゆるシャトル型の印刷ヘ
ッドを、第４図はシリアル型の印刷ヘットを示したもの
である。

第３図示の印刷ヘッドは、第２図に示したワイヤ駆動機
構を多数並置したもので、弾性体１・・・・１はフレー
ム９に軸架された支持ロッド１０，１１に固着して装着
されている。電磁コイルを用いたものでは、コイルを隣
接させて装着した場合に磁気干渉の問題が生ずるが、本
発明方法を利用した印刷ヘッドではそのような問題が生
ずることがなく、ワイヤ３・・・・３を互いに接近させ
て高密度で配置することが可能となる。

第４図に示すものでは、印刷ヘッドのフレーム１２の背
部から円柱体１３を延在させ、この円柱体１３の周囲に
放射状に設けたガイド溝１４にスライドベアリング１５
を介して動体２を摺動自在に装着し、この動体２に弾性
体ｌを板バネ１６の付勢力によって圧接させるようにし
たものである。

ここで、７は圧電素子、８はスダレ状電極、１７は絶縁
部材であり、板バネ１６は絶縁部月１７と印刷ヘッドの
フレーム１２との間に介在されている。なお、４は動体
２に固着されたバネ板、３はバネ板４の先端に固着され
たワイヤ、１８はワイヤガイドである。

・発明の効果 以上の説明より理解されるように、本発明のワイヤ駆動
方法は、電気信号を圧電素子によって弾性体の波動エネ
ルギーに変換し、この波動エネルギーをワイヤの進退運
動に変換させるものであり、高い電気−機械変換効率を
達成することがてきてワイヤ駆動時における印刷ヘッド
の温度上昇を低減させることが可能であり、磁気干渉の
問題が生ずることもなく、消費電力が小さく、コンパク
トで高速印刷が可能な印刷ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は弾性体の表面に生ずるレイリー波とこれに圧接
された動体との関係を模式的に示す斜視図である。第２
図は本発明方法によるワイヤ駆動機構の一実施例を示す
斜視図、第３図は本発明方法を採用したシャトル型団刷
ヘッドを示す斜視図、第４図は本発明方法を採用したシ
リアル型印刷ヘットを示す断面図である。 図中、１は弾性体、２は動体、３はワイヤ、４はバネ板
、７は圧電素子、８．８　ａ　、　８１〕、　８　ｃは
スダレ成型ｉ、１４はカイト溝、１５はスライドベアリ
ング、１６は板バネ、１７は絶縁部材である。 代理人　弁理士　西　孝雄 第１図 第３図 第〆４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性体の表面に添着された圧電素子にスダレ状電
   極を配置し、このスダレ状電極に順次位相の異なる電圧
   を印加することによって生成される波動を前記弾性体の
   表面に伝達して一方向に伝蒲するレイリー波を発生させ
   、該弾性体のレイリー波の伝播面に動体を圧接させて該
   動体に連係されたワイヤを駆動することを特徴とする、
   ワイヤドツトプリンタのワイヤ駆動方法。