JPS6063173A - 位置帰還制御機能を備えた双方向駆動型プリンタアクチユエ−タ - 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 本発明は広くはインパクトプリンタ装置に関し、特定す
ればソレノイド型アクチュエータヲ採用したドツトマト
リクスプリンタに関するものである。

従来技術 ドツトマトリクス型プリンタのための典型的なプリント
ヘッドは複数のプリントワイヤーを有し、その各々は個
々のプリントワイヤーソレノイドにより付勢されるよう
になっている。このプリントワイヤーソレノイド型アク
チュエータは、たとえば１９７３年８月２８日付の米国
特許第３７５５７００号において開示されている。

プリントワイヤーに接続されたソレノイドアーマチュア
はプリントワイヤーの軸方向において常時休止位置とプ
リント位置との間を移動するものである。プリントワイ
ヤーは常時の休止位置において標的面から分離されてお
り、プリント位置において標的面に衝突するようになっ
ている。ソレノイドコイルが伺勢されると、アーマチュ
アはプリントワイヤーをそのプリント位置に駆動する方
向に加速される。

最近のインパクトプリンタはプリントワイヤーを所望の
速度で前進させ、その速度において標的に衝突させるべ
く急激に加速されるように設計されている。したがって
アクチュエータはコイルがプリントワイヤーを所望の衝
突速度となるように加速するに十分なエネルギーのみを
、そのコイルに付与するものである。典型的にはフィル
に加えられる電力パルスの持続時間は前記のようなプリ
ントワイヤーの所望の速度を達するに十分な長さとなっ
ている。これに関連して、速度は基本的にワイヤーガイ
ド中のワイヤーの緊密性の変動に基づく摩擦損や、イン
ク溜り（モーニングシック不ス　と称する場合がある）
に基づく粘性によって生ずる減衰損、及び一部分は回路
許容誤差に基づく電力パルス変動などのような多数の変
数に影響されることとなる・最近のアクチュエータは最
悪の条件において最小限の要求を満たすに十分な大きさ
の電力パルスを提供しなければならない。これらの条件
は常に満たされるものではないため、プリントワイヤー
の衝突速度は比較的大きく変動し、その結果プリント品
質が変動することになる。

ドツトマトリクス型プリンタにおいてプリントワイヤー
はまずリボンと接触し、そのリボンを標的面及びプラテ
ンまたは衝撃バーに向かって押圧する。プリントワイヤ
ーはワイヤー速度がゼロに達したとき最大飾撃力を加え
るものである。移動プリント機構のすべての運動エネル
ギーは合成されたばね定数においてストアされた位置エ
ネルギーに変換される。このばね定数は圧縮及び拡張方
向に付勢されるプリントワイヤーのばね定数と、撓みを
生じているアクチュエータのばね定数圧縮方向に付勢さ
れるペーパーのばね定数、及びスプリングバイアス手段
のはね定数を結合したものである。

結合されたスプリングの弾力はプリントワイヤーのたる
みを生じ、プリントワイヤーがその出発位置に向かって
後退方向に加速されるとき、その位置エネルギーを運動
エネルギーに変換するものである。しかしながら常套的
なプリントワイヤーアクチュエータにおける後退作用に
基づいた復帰速度は単に前進速度の５０〜７０％であり
、これは衝突時の摩擦損が比較的大きいため、エネルギ
ー中の幾分がが熱に変化するがらである。プリントワイ
ヤーがその休止位置に達すると、それは背後ストッパに
衝突する。プリントワイヤーは比較的大きい復帰速度を
有するため、それは背後ストッパに衝突しては反発する
という減衰振動を繰返すことになる。これはプリントワ
イヤーがその完全体止位置に復帰するまでに無視し得な
い時間延長をもたらすものである。そして、低下した復
帰速度と長い減衰時間とが結合すると、プリントワイヤ
ーの最短プリントサイクル時間を著しく増加させること
になる。

発明の要約 本発明によれば帰還′制御機能を有する双方向駆動型イ
ンパクトプリンタアクチュエータ並びにそのよ′うなプ
リンタアクチュエータの性能を最適化する操作方法が提
供される。プリントワイヤーの前進速度を監視すること
により、衝突時のエネルギーが最小値になるまでプリン
トワイヤーの所望の設定速度を維持するように、前進用
人カバルスの大きさ及び持続時間を変えることができる
。さらにプリントワイヤーが休止位置に復帰するとき１
発せられる位置帰還信号を監視することにより、逆向き
入力パルス及び順方向“人力パルスの大きさ及び持続時
間を変調してプリントワイヤーの所望の後退速度を維持
するとともに、そのプリントワイヤーを最短時間におい
て休止位置に復帰させ、さらに背後ストッパへのはね返
り効果を最小にすることができる。

オペレーションの総実行時間は予測可能であり、かつ制
御されるため、インパクトプリントアクチュエータの性
能は最適化することができる。さらに部分品の寸法、ギ
ャップの設定、標的の反発特性及び電気入力信号の変動
などのような種々の変数は容易に補償することができる
。

略述すれば、本発明の装置は標的面上にプリントするた
めのインパクトプリントアクチュエータを含み、このイ
ンパクトプリントアクチュエータはフレームと、そのフ
レームに固着された駆動機構とを具備している。プリン
トワイヤーは駆動機構に結合され、第１の休止位置と標
的面に衝突する第２の衝突位置との間を移動することが
できる。駆動機構は前進駆動モードにおいてプリントワ
イヤーを標的面に向がって駆動するとともに、後退駆動
モードにおいてプリントワイヤーを標的面がらｍｈる方
向に駆動するものである。位置センサーはプリントワイ
ヤーと連係し、そのプリントワイヤーが前記第１及び第
２位置間に移動するときその位置変位に対応する位置信
号を提供し、これによってプリントワイヤーの位置を監
視できるようになっている。本発明の他の実施例におい
ては圧電ペングー素子、又はセパレート型の前進用及び
後退用電磁コイルを有する双方向駆動機構が装備される
。

本発明のさらに別の実施例では、位置センサー及び双方
向駆動機構と関連した制御システムが装備される。この
制御システムは位置センサーからの位置信号を受信して
これを変調し、前進駆動モード及び後退駆動モードにお
いて双方向駆動機構を付勢及び消勢することによりプリ
ントワイヤーを標的面に向かって前進させ、及び休止位
置に向かって後退させるように駆動するものである。

制御システムは位置センサーからの位置信号を受信する
とともに速度信号を発生する微分器を備えている。加算
器は速度誤差信号を発生するために所定の値を有する速
度基準信号及び速度信号を受信する。制御システムは速
度誤差信号を監視してプリントワイヤーの速度、及び予
めセットされた値を有する速度信号を維持するように前
進駆動モードを変調する。速度誤差信号はさらに第２の
微分器によって受信され、この微分器はコンパレータに
より受信される速度誤差信号の変化速度を反映した信号
を発生ずる。

コンパレータは速度誤差信号における変化率をプリセッ
ト値と比較するものである。衝突時におけるプリントワ
イヤーの急激な減速は制御システムをトリガーしてその
前進駆動モードを消勢するとともに、後退駆動モードを
伺勢し、これににつてインパクトプリントワイヤーを休
止位置に向かって復帰させるものである。

制御システムの加算器はまた、インパクトプリントワイ
ヤーが後退モードにおいてその休止位置に移行するとき
、微分器から発生する速度信号を受信する。この加算器
は微分器がらの速度信号を位置センサーからの位置信号
と結合し、これによって補正された位置信号を発生する
ものである。この補正された位置信号は別の加算器に受
信され、この加算器はその補正位Ｍｍ号を位置基準信号
と結合して位置誤差信号を発生ずる。この位置誤差信号
は制御手段により監視され、これによって駆動機構を異
なった駆動モ・−ドにおいて選択的に変調付勢及び消勢
し、プリントワイヤーを休止位置に向かって加速すると
ともに、プリントワイヤーがその休止位置に達したとき
、ゼロ速度となるようにするものである。

プリントワイヤーの移動を、与えられた動作モードの電
力パルス印加方向と反対向きの位置信号を発生し、かつ
処理して制御することにより、本発明は摩擦損、減衰損
、電力パルス変動、部品寸法差、ギャップ設定及び標的
面の反発特性を補償することができる。

本発明の位置センサーは種々の形態を取り得るが、その
内の１つの形態においては発光ダイノード、標識、及び
フォトトランジスタを含むものである。この標識はプリ
ントワイヤーに結合されてともに移動するようになって
おり、発光ダイオードはこの標識及びフォトトランジス
タに光を照射するように配置されている。プリントワイ
ヤーが移動する際の標識の移動は、プリントワイヤーの
位置が変化する間にフォトトランジスタに入射する発光
ダイオードからの光強度を相違させるものである。

位置センサーはまた、プリントワイヤーに結合され、そ
れとともに移動するようにした圧電気撓み検出素子から
なることができる。この圧電検出素子はプリントワイヤ
ーの位置変位に対応する信号を発生する。

以上述べたことから明らかな通り１本発明はインパクト
ブリンクのプリント動作時間を短縮するとともに、その
プリント動作に影響する多数の因子もしくは変数を補償
することを特徴とする方法及び装置を提供するものであ
る。

本発明のその他の特徴及び利益は図面を参照して行なう
以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

好ましい実施例の説明 本発明はプリントワイヤーアクチュエータとして図示さ
れており、以下の説明は本発明の原理の典型的な実施例
に関するものであって１本発明がこれに限定されるもの
ではないことを、考慮すべきである。すなわち本発明の
特徴及び具体的構成はすべてのインパクト型プリンタに
適用し得るものである。

第１及び第２図を参照すると、これらの図には総括して
α０）で示すソレノイド型プリントワイヤーアクチュエ
ータが図示されており、このアクチュエータはドツトマ
トリクスインパクトプリンタのプリントワイヤー（５つ
を駆動するための双方向駆動機構（ロ）を具備している
。双方向駆動機構（（２）は透磁性物質からなるフレー
ム（１υを有する。フレーム０１）は標的面Ｏ１）に向
かった近接部（１５）と、標的面００から遠い位置の遠
隔部（１６）を有する。

近接部θ５）は比較的大きい直径の開口（１７）を有し
、遠隔部（１６）は比較的小さい直径の開口（（２）を
有している。これらの開口（１７）及びθ８）は同軸で
ある。フレーム（１υは近接部（１５）及び遠幅部０６
）の中間において半径方向内向きにのびる環状壁（ロ）
）を有する。

双方向駆動機構（ロ）はさらに単一片の透磁性物質から
形成されたシリンダに）を具備している。

このシリンダ（イ）は細長円筒体Ｑυからなり、この円
筒体は内面Ｑ′４．外面（ハ）、及びフレーム（１１）
の近接部（］５）に向かって半径方向外向きにのびるリ
ムｈｉを有する。円筒体（２１）の外面に）にはその両
端間位置において所定の軸方向間隔を置いた２条の環状
制御溝（２時が形成されている。制御溝に）の各々は横
断面がほぼチャンネル状に形成されたことにより円筒状
底面（ハ）及びこの底面（財）の両面を円筒外面（ハ）
にそれぞれ接続する截頭円錐型の両側壁（ハ）を有する
。底面に）は円筒内面に）と協同して両者間に磁束制御
部として作用する薄い制御環に）を形成するものである
。

双方面駆動機構（ロ）はさらにフレーム（１１）の遠隔
部（１６）に設定された非磁性体からなる円筒状の背後
ストッパＯＩを有する。背後ストッパに）には開口（ト
）がｄｑａ方向に貫通形成されており、これによって円
筒体０Ｉ）の内空間に空気が自由に出入できるようにな
っている。アクチュエータフレーム（１１）の近接端（
１５）に対向し、かつ円筒体（財）のリム（ハ）の周り
に近接した位置には非磁性体からなる円筒状ノズル■が
配置される。このノズル■は円筒体Ｈの内面に）に係合
し、かつ受容されるように設計された円筒外面◇υを有
する。ノズル−はその前端において階段状円筒面（６）
を有し、これによって円筒体Ｑυのリムに）上に接触支
持される保持リップを形成している。ノズルに）には小
径の開口（ハ）が貫通しており、プリントワイヤー（５
５）はこの開口（ロ）を貫通して移動できるようになっ
ている。

双方向駆動機構（ロ）は総括して輪で示す円筒状アーマ
チュアを有する。このアーマチュアは円筒体に）の内面
に）より実質的に小さい直径を有する円筒ネック０υを
含んでいる。円筒ネックＧ、Ｉ）の両端には２個の拡大
された直径を有する円筒ピストン部０→及び輪が配置さ
れる。ピストン部輪及びθ葎の各々は円筒体（２υの内
面ｔａ内において摺動可能に受け入れられた外側円筒面
０→を有している。アーマチュア−は透磁性物質から形
成され、一体構造もしくは部分集成構造からなっている
。細長プリントワイヤー（５５）はその一端をアーマチ
ュア輪のピストン部−における嵌合軸穴においてろう刊
けなどの適当な手段により整合的に受け容れ保持される
。ノズル■とピストン部Ｇ乃との間にはプリントワイヤ
ー（５のを包囲するらせん状圧縮スプリング（６ツが配
置され、アーマチュア輪を背後ストッパＯＣｊに向かっ
てバイアス伺勢するようになっている。

シリンダに）にはリム（ハ）に近接した位置において電
気導線からなるコイルＨが嵌着されて、前進用電磁コイ
ルを形成し、円筒体に）におけるフレーム（１１）の遠
隔端に近接した位置には同じく電気導線からなる第２の
コイル（７１）が嵌着され、後退用電磁コイルを形成し
ている。これらの前進用コイル（７１及び後退用コイル
ｔηは環状壁（１１３）により分離されている。

第１図を参照すると、前進用電磁コイル０時が（Ｊ勢さ
れた場合の磁路（ハ）は、直列的に位置するフレーム０
】）の近接部０５）と、前進用及び後退用フィルケ１及
び（７υ間における環状壁（１９１と、円筒体に）の部
分と、円筒体（財）及びピストン部Ｇ埠との間の空隙と
、ピストン部−と、さらに形成された空隙と、環状部に
）と、円筒体に）の別の部分、及びリムに）より形成さ
れる。磁束により生じた力杓はベクトルＦ＋で表わされ
る通り、ピストン部−の左端の外周において放射状に作
用するものであり、これらの放射状成分は全体として打
消される。一方ピストン部−〇前端すなわち右側におけ
る磁束により生じた力Ｆ２はＦｌ　と同一の放射状成分
Ｆ２Ｒ及び軸方向成分Ｆ２＾とからなり、後者がピスト
ン部６櫓を所望の標的に向かって右方に駆動するもので
ある。磁路及び電磁力のベクトルは単純化のためコイル
（７時の上部においてのみ示しであるが、それらはコイ
ルｅ７ｄ）の全周において作用するものであることに留
意すべきである。

プリントワイヤー（５のが標的面←０に衝突した後、ピ
ストン部輪は後退用コイル（γＤにより駆動されるべき
位置となる。ここで第２図を参照すると、プリントワイ
ヤーは標的面ｅのに衝突し。

後退用電磁コイルＱ→が付勢されたときの磁路■は、直
列的に位置するフレーム（１１ンの遠隔部θ６）と。

７１Ｌ磁コイル（７０）及びケυの中間に位置する環状
壁（１［］）と、円筒体００）の一部と、円筒体に）及
びピストン部働間の空隙と、ピストン部−と、再び形成
される空隙と、環状部に）と、円筒体に）の別の部分、
そして再びフレーム（１υの遠陥部（１６）に達する順
路により形成される。ピストン部−の右端の周りにおけ
る磁束により生じた力Ｆ８はベクトルＦ３で表わす通り
放射状に作用するものであり、したがって全体としては
打消される。一方、ピストン部輪の前端すなわち左端に
おける磁束により生じた力Ｆ４は、ベクトルＦ４として
示すような方向を有するものである。このベクトルＦ４
はｌ・３と同様な放射状成分Ｆａｎと軸方向成分１−４
Ａとからなるものであり、後者がピストン部０埠を背後
ストッパに）に向かって左方に移動させる働きを有する
ものである。

第１及び第２図に示す通り、位置センサー０時は発光ダ
イオード（ＬＥＤ）Ｉυ、標識←埠及びフォトトランジ
スター上にはＬＥＤ←◇からの光を結像するようにレン
ズ（Ｓａａ）が配置される。プリントワイヤー（５５）
の移動は標識０．１の変位を生じ、これによってＬＥＤ
←０からフォトトランジスターに入射する光強度をその
移動に関連して変化させるようになっている。

第３図を参照すると、プリントワイヤーアクチュエータ
の選択的な実施例が総括して（＋ｏｏ）により図示され
ている。アクチュエータ（ｌｏ　ｏ　）はプリントワイ
ヤーに）に結合された圧電撓み式双方向駆動素子（１ａ
ｔ　）及び関連する付勢端子（１０２）？（菫ｏａ）、
（＋ｏ＋）を具備している。端子（冨０２）及び（＋ｏ
ｓ）間の電圧は圧電駆動素子（＋ｏ１）を、仮想線で示
す位置を占めるように標的面参１）に向かう撓みを生じ
させるものである。又端子００２）及び（＋ｏり間に電
圧を印加することにより圧電駆動素子（＋ｏ＋）は標的
面←０から離れるように反対方向に付勢される。

位置センサー（＋ｏａ）は端子（１０７）及び（１ｏｓ
）を有する第２の圧電撓み素子（＋ｏｓ）により形成さ
れる。

端子００１）及び（ｒａｇ）にはプリントワイヤー（５
５）の位置変位に対応する大きさの帰還信号が発生ずる
。２つの圧電撓み素子（１０り及び（＋ｏｅ）はフレー
′ム又はハウジング（１０９）内に支持される。プリン
トワイヤー支持部材（４０ａ）はプリントワイヤー（５
５）を標的面０υと整列した位置に維持する。

第４図には概括して（＋＋ｏ）で支持された制御システ
ムが図解されている。この制御システム（＋１０）は前
進速度帰還回路（Ｉｌｌ）及び後退位置帰還回路（＋１
２）を含んでいる。前進速度帰還回路（１川は加算器（
１１４）を含み、この加算器（■４）の一方の入力には
単極双投スイッチ＜１１５）の可動接点に接続されてい
る。一方、このスイッチ（■５）の１つの固定接点は速
度基準に接続され、他方の固定接点は位置基準に接続さ
れている。スイッチ（＋１５）はモードラッチ（■６）
により制御されるとともにスイッチ（ｏｙ）及び（ＩＩ
Ｂ）と連動するようになっている。加算器（■４）の出
力は加算器０２０）の一方の入力に接続され、その後者
の出力は双方向ドライバー（１２１）の入力に接続され
る。双方向ドライバー（＋２１）の出力は双方向アクチ
ュエータの入力に接続される。このアクチュエータはツ
レメイドプリントワイヤーアクチュエータα０）もしく
は圧電アクチュエータ（＋００）のいずれかからなるも
のである。双方向アクチュエータ（１０）又は（＋００
）はプリントワイヤーに）に接続されて、その変位を生
ずるものであり、その変位は位置センサー−に光学的に
結合されて検出されるか、又は位置センサー（ｔｏｓ）
に圧電的に結合されて検出される。位置センサー−又は
（＋ＯＳ）は微分器（＋２２）に加えられる出力信号を
生成し、微分回路（１２２）の出力は単極単投スイッチ
（１１７）を介して加算器（■４）の他方の入力に接続
される。

加算器（１２０）の出力はさらに微分器（１２４）の入
力に接続され、後者の出力はコンパレータ（１２Ｂ）に
接続される。このコンパレータ（１２６）の出力はモー
ドラッチ（■６）の入力に接続される。位置センサー−
又は（１０５）の出力は加算器（＋ａｏ）の一方の入力
に接続され、加算器の他方の入力はインバータ（＋ａ＊
）の出力に接続される。インバータ（＋３４）の入力は
微分器（１２２）の出力に接続される。加算器（冨関）
の出力は単極単投スイッチ（ＵＳ）を介して加算器（１
２０）の他方の入力に接続される。前進速度帰還回路（
ｌ川はスイッチ（１１７）を介して接続され、逆方向位
置帰還回路（＋１２）はスイッチ（囮を介して接続され
る。

次に第５（ａ）ないし第５（ｄ）図を参照して制御シス
テム（ｎｏ）の動作を説明する。時間ｔ０においてパル
スはモードラッチ（＋１６）に加えられることによりそ
れをセット状態に切替え、これによってスイッチ（＋＋
５）、　＜１１７）及び（１１８）を第４図に破線で示
す位置に駆動するものである。したがって後退位置帰還
回路（＋１２）は開放され、前進速度帰還回路（１川が
スイッチ（ｏｙ）を介して閑じられ、速度基準信−８は
スイッチ（＋＋＋）を介して加算器（＋１４）の一方の
人力に加えられる。微分器＜１２２）から加算器（０＜
）の他方の入力に供給される信号はプリントワイヤー位
置の微分であり、プリントワイヤー　（５５）が休止し
ている場合には実質上ゼロである。加算器（■４）の出
力は加算器（Ｉ四）を介して双方向ドライバー＜１２１
）に供給される実質的に不変の誤差信号である。すなわ
ち加算器（＋２０）への他方の入力は開放されているか
らである。この速度誤差信号は最初は正極性であり、双
方向ドライバー（＋２１）が前進出力信号を発生するよ
うに駆動する。すなわちこれがソレノイドアクチュエー
タ００）の場合には前進用電磁コイル（７ｃ１を付勢し
、圧電アクチュエータ＜１００）の場合には端子（＋０
２）及び（＋ｏａ）間を付勢するものである。

第５（Ｃ）図に示されたこの初期大振幅誤差信号はプリ
ントワイヤー（５５）を所定の最大力で前進させるよう
に駆動するものである。しかしながら磁気回路及び電気
回路によって生じる遅延のため、この駆動信号はプリン
トワイヤー（５５）が前進し始める時間１＋までは効果
的ではない。

ｍ　５　（ｄ）図において示す通り、プリントワイヤー
（５５）に供給される電力は最大レベルに向かって急速
に上昇する。この電力の大部分はプリントワイヤー（５
５）及びアーマチュアＨ（又は圧電撓み素子（＋ｏｔ）
　）を時間ｔ２において到達する所望の衝突速度まで加
速するに必要なものである。

プリントワイヤー（５５）はそれがペーパー又は他の標
的に衝突する時間ｔ８までこの速度における前進を続け
る。時間ｔ２がらｔ３まで′の一定速度による発光時間
は機械の製造誤差及びワイヤーペーパー間のギャップ設
定の変動に応じて変化するであろう。

この一定速度時間中においては、摩擦及び減衰損を克服
しなければならないため、所望の速度を維持するに必要
な比較的小さい入力パワーが要求される。したがってシ
ステムは時間ｔ２において駆動入力パワーを減少するよ
うに動作する（第５（ｄ）図参照）。このパワー縮減は
前進速度帰還回路（＋＋＋）の動作により達せられる。

したがってプリントワイヤー（５５）が時間ｔ１がら１
２にかけて前向きに加速されるとき微分器０２２）の出
力における速度信号が増大する。この増大した速度信号
は加算器（■４）において速度基準信号から減じられる
。そしてその出方は第５（Ｃ）図に示した通り時間ｔ２
まで減少し、時間ｔ２ニ達スるとシステムが飽和オペレ
ーションモードから直線モードに移行し、入力パワーを
低レベル（第５（ｄ）図参照）に降下させるような値を
もつようになる。すなわち速度１ｆｌＪ還回路（Ｉｌｌ
）は前進駆動モードにおける入力パワーを所望の速度を
維持するために変調する。プリントワイヤー　（５５）
の速度が低下し始めると誤差信号が増大しく第５（Ｃ）
図参照）、これによってプリントワイヤー（５５）に加
えられるパワーが上昇し、所望の衝突速度を維持するこ
とができる。

第５（Ｃ）図から明らかな通り、速度誤差信号はプリン
トワイヤー（５５）が標的に衝突する時点ｔ３において
駆動（スパイク）する。これはプリントワイヤー（５５
）の急激な減速に基づくものであり、微分器（１２２）
からの速度信号値の急激な変化をもたらすものである。

加算器（＋１４）の速度誤差信号は微分器＜１２９によ
り微分され、その出力信号はコンパレータ（韓６）によ
りセット値Ｙと比較される。速度誤差信号がワイヤー（
５５）の衝突に基いて急激に変化すると、その時間中の
速度誤差の変化はプリセット値Ｙを上回り、コンパレー
タ（１２６）をトリガーして適当なインターフエイスを
介してモードラッチ（■６）に供給されるべくトリガー
信号を発生させ、スイッチ（ｕｓ）　、（ｏｙ）及び（
１１８）を第４図において実線で示した位置ヘリセット
するための復帰モードに切り換える。

したがってスイッチ（１１５）は速度基準入力信号を受
取る位置から休止位置に対応する位置基準信号を受取位
置に切り換えられ、スイッチ（＋１７）は速度帰還回路
（口ｌ）を遮断すべく開放される。同時にスイッチ（■
８）は位置帰還回路（＋１２）を閉じるように切り換え
られる。これらのスイッチングの瞬間に、全ての入力パ
ワーは遮断される。

復９ｉｉｌモードにおいて、アクチュエータα０）はワ
イヤーに）を休止位置に駆動すべく動作する。常套的な
プリントワイヤーアクチュエータでは。

復帰モードにおけるワイヤーに）はバイアススプリング
がその蓄積した位置エネルギーを解放することにより駆
動されるようになっている。通常のプリントワイヤーア
クチュエータにおける反発作用に基いた復帰作用は第５
（ｂ）図に破線で示す通り、前進速度の５０〜７０％の
値となるであろう。したがって、第５（ａ）図に破線で
示す通り通常型のプリントワイヤーアクチュエータの休
止位置への復帰は前進運動に比較して大きく遅延する・
更にプリントワイヤーは比較的大きい速度で背後ストッ
パに到達し、その運動質量中に残存するエネルギーはそ
のようなプリントワイヤーの背後ストッパ物質への反復
的な衝突により消散されることになる。すなわち第５（
ａ）及び５　（ｂ）図において時間ｔ８後の破線で示す
通りである。したがって、通常のプリントワイヤーアク
チュエータにおいて、与えられたプリントワイヤーの周
波数応答はその周期時間（アクチュエータの一動作から
次の動作までの時間）中の共振ピーク及び谷を通過して
最短周期時間１ｏ〜ｔ８に接近するものである。

第４図を再び参照すると位置帰還回路（＋１２）はプリ
ントワイヤー（５つの標的面００への衝突に基いて付勢
される。位置センサー−または（＋Ｏ５）はプリントワ
イヤーに）の変位を再び監視して位置信号を発生ずる。

この位置信号は加算器（＋ａｏ）に加えられる。位置信
号は更に速度帰還回路（１目）の前における微分器（＋
２２）に供給される。微分器（＋２２）は速度帰還信号
を発生し、この信号はインバータ＜１３４）により正の
値に反転された上、加算Ｋｆ　（１３０）の他方の人力
に加えられる。加算器（１５０）はこの反転速度帰還信
号を位置信号から減じて補正された速度安定化位置信号
を発生する。この補正位置信号は加算器（＋２０）に供
給され、ここでスイッチ（■５）からの位置基準信号と
結合され、第５（Ｃ）図においてｔ３〜ｔ１間に示すよ
うな位置１把（差信号が発生される。

モードランチ＜１１６）のスイッチングの直後には位置
センサー０［相］から大きい位置信号が供給され、かつ
速度は基本的にゼロであるため、加算器（＋２０）には
大きい帰還誤差信号が供給されて位置基準信号から引き
算され、これによって大きい負の位置誤差信号が発生ず
る。この位置誤差信Ｕは双方向ドライバ（＋２１）に加
見られ、このドライバはアクチュエータ００）における
復帰駆動コイルＨをイ］勢するかまたはアクチュエータ
（＋００）における端子（＋０２）及び（１０４）間に
印加される信号を生成し、これによって′プリントワイ
ヤーに）を休止位置に向かって後退方向に駆動するもの
である。

最初後退速度は所望の速度より低いため補正位置信号は
高い負の値を有して速度基準信号を大きく上回り、した
がって双方向駆動機構がプリントワイヤに）を更に加速
して休止位置に向かわせるように指令する。すなわち第
５（Ｃ）図においてｔ３〜ｔ５間に示す通りである。第
５（ｂ）図に示す通り、プリントワイヤーに）は時間ｔ
３から１５にかけて所望速度となるよう急激に加速され
る。プリントワイヤーに）がその所望速度に達する時間
ｔ５の付近においてそれは標的面０υから急速に遠ざか
る後退動作を開始し１位置センサーーからの位置信号は
これに従って低下し始める（第５（Ｃ）図参照）。この
低下はシステム（ロ）を飽和モードから直線動作モード
に移行させ。

後退駆動入力パワーを第５（ｄ）図に示すような十分低
いレベルまで降下させる。このレベルは摩擦及び減衰損
を克服して所望の速度を維持し得る限度において低下さ
れたものである。

プリントワイヤー０瞳がその休止位置に接近するとき、
位置センサー（９すまたは（ＳＯＳ）からの位置信号は
時間ｔ６においてインバータに）から供給される反転速
度信号より小さい大きさとなる。

この点において加算器（１２０）に加えられる帰還信号
の極性は変化し、したがって加算器（１２０）からの出
力誤差信号の極性は後退駆動極性から前進駆動極性に切
り変わる。この結果、双方向ドライバ（＋２１）はアク
チュエータ００）における後退用電磁コイルＵυを消勢
すると共に、前進用電磁コイルＣ０を再イ」勢するかま
たはアクチュエータ（＋００）における端子（１０２）
及び（＋０３）間に電圧を加えることによりプリントワ
イヤーに）に前進駆動パワーを供給し、その復帰運動に
抗してそれを減速する。なるべくならこのプリントワイ
ヤーに）に加えられる制動力は、プリントワイヤーに）
が時間ｔ１において実質的なゼロ速度でその休止位置に
達し、図−バーシュートが生じないように設゛定される
。すなわち第５（ａ）図及び第５　（ｂ）図に最もよく
示す通りである。したがってプリントワイヤー６つの速
度及び位置の双方は背後ストツノぐ■においてエネルギ
吸収物質を使用することなく同時に休止設定値に復帰す
る。すなわち、背後ストッパ０りは基準休止位置を設定
する役目のみを果たすものである。かくして第５（ａ）
図及び第５（ｂ）図に示す通り１本発明のプリントワイ
ヤーアクチュエータ（１０）または（４ｏｏ）は実質的
に無視し得るようなオーバーシュートにおいて最短時間
内に休止位置に到達する。したがって最小周期時間が顕
著に短縮されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を採用したソレノイド型プリント
ワイヤーアクチュエータをプリントワイヤー休止位置に
おいて示す部分断面図、第２図はプリントワイヤーが標
的面に衝突した位置における第１図と同様のプリントワ
イヤーアクチュエータの部分断面図、第３図は本発明に
従って構成された圧電駆動ユニット及び正電位１ａセン
サーを有するプリントワイヤーアクチュエータの部分断
面及び側面図、第４図は本発明の１゛）徴を具体化した
帰還制御型プリントアクチュエータシステムのブロック
ｉ図、ｍ５（ａ）〜５（ｄ）図はそれぞれ本発明の帰還
制御型プリントアクチュエータにおけるプリントワイヤ
ー変位。 プリントワイヤー速度、誤差信号及び駆動入力パワーを
時間軸に従って作図したグラフである。 Ｑａ）−・・・・−・・・・・・・・ソレノイド型プリ
ントワイヤーアクチュエータ （１２）・・・・・−・−・−・・双方向駆動機構０１
　・・・・・−・・・・・・・・背後ストッパに）・・
−・−・−・−・・プリントワイヤー０時・・−・−・
・・・−・・前進駆動用電磁コイルｆ０−・−・−・−
・−・・後退駆動用電磁コイルＯ］）・・・−・−・−
・・標的面 １１−−−−・−・−・−・・位置センサー（、＋００
）・−−−−−−・−・圧電駆動型プリントワイヤーア
クチュエータ （＋０１）・−・・・・・・−・・・・・圧電たわみ型
双方向駆動素子（＋０５）・・・・・−・・・・・・・
・位置センサー（ＩＩ＋）−・・・・−・−・・・・・
前進速度帰還回路（＋１２）−・・・・・・・−・・・
・・後退位置帰還回路特許出願人　仁コムコーポレイシ
ョン 代　理　人　新　実　健　部 手続補正書と２ン 昭和５９年９月２Ｃ１・日 ３、？１１ｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名（名称）　ジェユ：２Ａ　：Ｉ−ポヮイッヨ。 ４、代　理　人 ５、補正命令の日付　自発補正 ６、補正により増加する発明の数 ９、添付書類の目録 （１）補正明細書　１通 （２）補正図面　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）標的面から分離した休止位置及び標的面に接する
   衝突位置の間で移動可能なプリントワイヤ一手段と、基
   準信号源と、前記プリントワイヤ一手段に結合され、そ
   れを駆動することができる駆動手段、並びに、前記駆動
   手段及び前記プリントワイヤ一手段に結合されたことに
   より前記プリントワイヤ一手段が前記休止位置と衝突位
   置との間で移動するときに、前記プリントワイヤ一手段
   に供給される駆動力を所定の関数に従って変化するため
   の制御手段とを備え、前記所定の関数が前記基準信号の
   値及び前記プリントワイヤ一手段の休止位置と衝突位置
   との間の移動中における瞬時位置を含むようにしたこと
   を特徴とする所定の標的面にプリントするためのインパ
   クトプリントアクチュエータ・（２）前記制御手段が前
   記プリントワイヤ一手段を加速すると同時に所定の速度
   に維持させるように前記駆動手段を制御するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のイン
   パクトプリントアクチュエータ。 （３）前記制御手段が前記プリントワイヤ一手段の速度
   を基準速度と比較するための帰還手段を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のインパクトプ
   リントアクチュエータ。 （４）前記駆動手段が前記プリントワイヤ一手段を衝突
   位置に向かって駆動すべく前進モードにおいて動作する
   と共に、前記プリントワイヤ一手段を休止位置に向かっ
   て駆動すべく復帰モードにおいて動作することができる
   ものであり、前記制御手段が前記前進モード及び復帰モ
   ードの各々において前記プリントワイヤ一手段に加えら
   れる駆動力を変化するように動作するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のインパクト
   プリントアクチュエータ。 （５）　前記制御手段が前記駆動手段の前進動作モード
   において前記プリントワイヤ一手段を加速すると共に、
   それを第１の所定速度に維持させるように、前記駆動手
   段を制御するための第１手段と、前記駆動手段の復帰動
   作モードにおいて前記プリントワイヤ一手段を加速する
   と共に、それを第２の所定速度に維持させるように、前
   記駆動手段を制御するための第２手段を含むものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載のイン
   パクトプリントアクチュエータ。 （６）前記制御手段が前記駆動手段の復帰動作モードに
   おいて、それが前記プリントワイヤ一手段を前記第２の
   所定速度から減速して前記休止位置で実質上ゼロ速度と
   するように、前記駆動手段を制御するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載のインパクト
   プリントアクチュエータ。 （７）標的面から分離した休止位置及び標的面に接する
   衝突位置の間で移動することができるプリントワイヤ一
   手段と、前記プリントワイヤ一手段を駆動すべくその手
   段に結合された駆動手段と、前記プリントワイヤ一手段
   の位置変位を監視すべくその変位に対応する位置信号を
   発生す゛るために、前記プリントワイヤ一手段に関連し
   て設けられた位置検出手段、並びに前記位置信号に応答
   して前記駆動手段の動作を制御すべく、前記駆動手段及
   び前記位置検出手段の間に結合された制御手段を備えた
   ことを特徴とする所定の標的面上にプリントするための
   インパクトプリントアクチュエータ。 （８）　前記制御手段が前記位置信号に応答して速度誤
   差信号を発生すると共に、前記駆動手段が前記速度誤差
   信号に応答して前記プリントワイヤ一手段を所定速度に
   向かって加速し、かつその速度に維持するように動作す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第（７）
   項記載のインパクトプリントアクチュエータ。 （９）　前記制御手段が前記速度信号を前記所定速度に
   対応する速度基準信号と結合して、前記駆動手段を付勢
   するための駆動信号を生成する手段を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第（８）項記載のインパクトプリン
   トアクチュエータ。 ００）　前記制御手段が前記プリントワイヤ一手段を前
   記標的面に向かって駆動するように前記駆動手段を制御
   するための第１手段、及び前記プリントワイヤ一手段の
   前記衝突位置への到達に応答して前記プリントワイヤ一
   手段をその休止位置に向かって駆動するように前記駆動
   手段を制御するための第２手段を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第（７）項記載のインパクトプリントア
   クチュエータ。 （１１）　前記第２手段は前記プリントワイヤ一手段が
   前記衝突位置及び前記休止位置の中間における所定の位
   １行に到達したことに応答して前記プリントワイヤ一手
   段を減速して前記休止位置において実質上ゼロ速度とす
   るように前記駆動手段を制御するものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第θＯ）項記載のインパクトプリ
   ントアクチュエータ。 （１２）　前記第２手段が前記位置信号から速度信号を
   引出すための手段と、前記位置信号及び前記速度信号を
   受取ってこれらを結合することにより補正された位置信
   号を生成するための手段、及び前記補正された位置信号
   を前記休止位置に対応する位置基準信号と結合するため
   の手段を含むものであり、前記第４の手段が補正された
   位置誤差信号を発生し、前記制御手段が前記補正位置誤
   差信号に応答して前記駆動手段を調整することにより前
   記プリントワイヤ一手段が前記休止位置において実質上
   ゼロ速度となるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１０）項記載のインパクトプリントアクチュエ
   ータ。 （１３）　前記駆動手段が双方向性圧電駆動素子を含む
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第（７）項
   記載のインパクトプリントアクチュエータ。 θ４）　前記位置検出手段が圧電位置帰還素子を含むも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第（７ン項記
   載のインパクトプリントアクチュエータ。 （ロ））　前記駆動手段が電磁手段を含むものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載のインパ
   クトプリントアクチュエータ。 ０６）　前記位置検出手段が光電手段を含むものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載のイン
   パクトプリントアクチュエータ。 （１７）標的面から分離した休止位置及び標的面に接す
   る衝突位置の間で移動することができるプリントワイヤ
   一手段と、前記プリントワイヤ一手段を駆動するために
   それに結合された双方向駆動手段、並びに前記駆動手段
   に結合され前進モード及び復帰モードにおいて動作する
   ことができる制御手段を備え、前記駆動手段が前進モー
   ド中の前記制御手段の動作に応答して、前記プリントワ
   イヤ一手段を前記休止位置から前記衝突位置に向かって
   駆動すると共に、前記駆動手段が前記制御手段の復帰モ
   ード動作に応答して前記プリントワイヤ一手段を前記衝
   突位置から前記休止位置に向かって駆動するものである
   ことを特徴とする標的面にプリントするだめのインパク
   トプリントアクチュエータ。 θ８）　前記インパクトプリントアクチュエータが更に
   前記制御手段に結合され、かつ前記プリントワイヤ一手
   段に関連して装備されたことにより、前記プリントワイ
   ヤ一手段の前記休止位置からの変位に対応する位置信号
   を発生ずるための位置検出手段を含み、前記制御手段が
   前記プリント手段の前記衝突位置への到達に応答して前
   記制御手段をその前進モードから復帰モードに切り換え
   るための手段を含むことを特徴とする特３′１；請求の
   範囲第（１７）項記載のインパクトプリントアクチュエ
   ータ。 （１９）　前記インパクトプリントアクチュエータが更
   に前記制御手段に結合されると共に、前記プリントワイ
   ヤ一手段に関連して装備されたことにより前記休止位置
   に関する前記プリントワイヤ一手段の位置を検出するた
   めの位置検出手段を含んでおり、前記制御手段が前記位
   置信号に応答して前記駆動手段の動作を制御する制御信
   号を発生ずるための帰還手段を含むものであることを特
   徴とする特許請求の範囲ｖｊ（１７）項記載のインパク
   トプリントアクチュエータ。 ψ０）　前記帰還手段は前記制御手段がその前進モード
   において前記プリントワイヤ一手段の速度を制御するよ
   うに動作する第１の帰還回路と、前記制御手段がその復
   帰モードにおいて前記プリントワイヤ一手段の速度を制
   御するように動作する第２の帰還回路を含むものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（ロ）項記載のイン
   パクトプリントアクチュエータ。 Ｑｌ）　前記第２帰還回路が前記プリントワイヤ一手段
   を所定速度に向かって加速すると共に、その速度に維持
   するための第１手段、及び前記プリントワイヤ一手段の
   前記衝突位置と前記休止位置との中間における所定位置
   への到達に応答して前記駆動手段が前記プリントワイヤ
   一手段をその休止位置において実質上ゼロ速度となるよ
   うに減速させるべく、前記駆動手段を制御するための第
   ２手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第に）
   項記載のインパクトプリントアクチュエータ。 に）　前記スイッチ手段は前記制御手段がその前進モー
   ドにあるとき、前爬第１帰還回路を閉じると共に、前記
   第２帰還回路を開放するように動作し、前記スイッチ手
   段は更に前記制御手段がその復帰モードにあるとき、前
   記第２帰還回路を閉じると共に、前記第１帰還回路を開
   放するように動作するものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第に）項記載のインパクトプリントアクチュ
   エータ・ （ハ）　前記駆動手段が電磁手段を含むものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１７）項記載のインパ
   クトプリントアクチュエータ。 Ｑ４　前記駆動手段が前記プリントワイヤ一手段を前記
   衝突位置に向かう第１の方向に駆動するための第１電磁
   手段、及び前記プリントワイヤ一手段を前記休止位置に
   向かう第２の方向に駆動するための第２電磁手段を含む
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第０７）項
   記載のインパクトプリントアクチュエータ。 に）前記制御手段はそれが前進モードにあるとき、前記
   プリントワイヤ一手段を所定速度に達する才では第１の
   パワーレベルで駆動すると共に。 １）１ｆ記所定速度到達後は前記プリントワイヤ一手段
   を第２パワーレベルにおいて駆動するための手段を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１７）項記載のイ
   ンパクトプリントアクチュエータ。 ０・　前記制御手段はそれが前進モードにあ４とき、前
   記制御手段を速度基準信号に接続するためのスイッチ手
   段を含み、前記スイッチ手段は前記制御手段が復帰モー
   ドにあるとき、前記制御手段を位置基準信号に接続する
   ように動作するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１７）項記載のインパクトプリントアクチュエ
   ータ。