JPS62248657A - ワイヤドツト記録ヘツド - 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］ 本発明はワイヤドツト記録ヘッドに関し、特に記録媒体
を打撃するワイヤを圧電素子等の電気・機械エネルギー
変換素子により駆動するワイヤドツト記録ヘッドに関す
るものである。

［従来の技術］ 第４図（ａ）及び（ｂ）は、上記エネルギー変換素子に
圧電素子を用いた従来のこの種のヘッドの異なる構造例
を説明するものであり、それぞれのヘッドにおいて記録
媒体打撃用のワイヤを駆動する記録ユニットの構造を示
している。

第４図（ａ）の例は、圧電素子のみによりワイヤを打撃
方向とその逆の復帰方向の両方向に駆動するものである
。この場合、圧電素子ｌは予め分極処理を施した三角形
の圧電素子板として構成されており、その表と裏の電極
には一対の引き出し導線５が接続され、先端部に固定さ
れた取り付は部材３にワイヤ４がロウ付は等で取り付け
られている。このような圧電素子ｌを固定部材２を介し
て不図示のヘッドの本体フレームに７枚とか９枚等の所
定枚数固定し、不図示の整列部材を介して各ワイヤ４の
先端を１列に整列させて記録ヘッドが構成される。

そして導線５を介して圧電素子ｌに駆動電圧を印加する
と、圧電横効果で圧電素子１の図中表側が伸び、表側が
縮んで歪みが生じ、圧電素子１の先端部が矢印６方向に
変位する。これにより、ワイヤ６が矢印６方向に変位し
、不図示のインクリボンを介して不図示の記録媒体を打
撃してドツト記録がなされる。

一方、第４図（ｂ）は圧電素子によりワイヤを媒体打撃
方向へ駆動し、板バネにより復帰させるものである。こ
の場合には、圧電素子ｌは所定枚数の圧電小板を積層し
、１枚おきに電極を同一極として引き出し、導線５に接
続して構成されており、Ｌ字形の固定部材２の一端側に
固定されている。固定部材２の他端側には、板バネ７が
固定されており、その先端部には取り付は部材３を介し
てワイヤ４が取り付けられており、取り付は部材３は板
バネ７のバネ力により圧電素子ｌの先端に押し付けられ
ている。そしてこのような構造のユニットを所定個数並
設して記録ヘッドが構成される。

記録時には導線５を介して駆動電圧のパルスを印加する
と、圧電縦効果により圧電素子ｌが８ｇｍ程度伸縮しワ
イヤ４を打撃する。その衝撃力によりワイヤ４が板バネ
７の付勢力に抗して矢印６方向へ飛翔し、プラテン１４
上の記録媒体を打撃してドツト記録がなされる。その後
、ワイヤ４は板バネ７のバネ力とプラテン１４の反発力
により、矢印６の逆方向へ元の位置に復帰する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、第４図（ａ）の構造の場合には、圧電横効果
による圧電素子１の歪み寸法の小さな絶対酸がワイヤ変
位量となるため、圧電素子ｌを大型にしなければ所要の
ワイヤ変位量が得られないという問題があり、圧電素子
ｌを大型にして、これを７〜９枚設けるとなると、ヘッ
ド全体の大型化は避は難かった。また大型の圧電素子は
高価につくという問題がある。

また、第４図（ｂ）の構造の場合には、ワイヤ４が板バ
ネ７のバネ力により復帰する際に、圧電素子ｌに当接し
、パウンドして振動する。その振動の減衰がｄく、残存
振動によってワイヤ４の繰り返し駆動の周期が著しく長
くなり、記録速度が低下するという問題があった。また
、板バネ７を使用することで小型化が難しかった。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため本発明によるワイヤドツ
ト記録ヘッドにおいては、強磁性体からなるキャップ部
材を後端部に結合した記録媒体打撃用のワイヤと、前記
ワイヤを媒体打撃方向へ駆動する電気・機械エネルギー
変換素子と、前記キャップ部材を介して前記ワイヤに前
記方向と逆方向に作用する磁力を発生する手段を有し、
前記変換素子と磁力発生手段を介して前記ワイヤを媒体
打撃方向とその逆方向に駆動してドツト記録を行なうよ
うに構成した。

［作　川］ このような構成によれば電気・機械エネルギー変換素子
はワイヤを媒体打撃方向にのみ駆動するので、ワイヤを
打撃するもので良く小型に構成できる。またキャップ部
材の重量が加わることによりワイヤの慣性エネルギーが
増大し、記録媒体に良好に記録を行なうのに充分なワイ
ヤの打撃力が得られるとともに、キャップ部材を介して
ワイヤに磁力発生手段の磁力を作用させること、ないし
はワイヤに作用する磁力を大きくすることができる。そ
して磁力発生手段の磁力発生を適当に制御することによ
りワイヤの駆動周期を短縮し、記録の高速化が図れる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例の詳細を説明する。

第１図は本実施例のワイヤドツト記録ヘッドにおいて記
録媒体打撃用のワイヤ４のそれぞれを駆動する記録ユニ
ットの構造を示すものである。このユニットでは、圧電
素子１によりワイヤ４を矢印６の記録媒体打撃方向へ駆
動し、ワイヤ４に対するプラテン１４の反発力と、ヨー
ク８．永久磁石９．電磁コイル１０から成る磁力発生手
段による磁力とで、ワイヤ４を矢印６の逆方向へ駆動し
復帰させる。

圧電素子ｌは、第４図（ｂ）の従来例の場合と同様に所
定枚数の圧電小板を積層し、１枚おきに電極を同一極と
して引き出し、導線５に接続して構成されており、固定
部材２上に構成されている。

一方磁力発生手段の構成では、永久磁石９を挟み込んだ
ヨーク８には、導線１１を介して通電して励磁される電
磁コイル１０が巻回され、ヨーク８を鉄心として電磁石
を構成している。またヨーク８は全体としてリング状の
磁路を形成しており、この磁路の途中にはエアーギャッ
プ１５が設けられている。

そしてエアーギャップ１５を挟んで対向するヨーク８の
それぞれの部分には貫通孔１６．１７が軸線を同じくし
て形成されており、貫通孔１７中には圧電素子１の先端
部が貫通孔１７のほぼ全長に渡って遊嵌され、貫通孔１
６中にはエアーギャップ１５中に配置されたキャップ１
２の先端側が摺動自在に嵌合されている。

ギヤ、プ１２は強磁性体からなりワイヤ４の後端部に結
合されており、後述するようにその重量によりワイヤ４
に慣性エネルギーを与えて充分な媒体打撃力を与えると
ともに、自らに作用する磁力発生手段の磁力をワイヤ４
に作用させるもの、ないしはワイヤ４には作用する磁力
を増大させるものである。

ワイヤ４はキャップ１２と整列部材１３を介して摺動自
在に支持されており、先端部がプラテン１４と対向して
配置される。キャップ１２の長さがエアーギャップ１５
の幅より大きく、キャップ１２が抜は落ちることがない
ため、ワイヤ４が抜は落ちることはない。

なお、ワイヤ４にはキャップ１２に作用する磁力が間接
的に作用するので、強磁性体から形成しなくても良いが
、鋼鉄等の強磁性体から形成するのが望ましいことは勿
論である。

以上のような構造の記録ユニットを、第２図に示すよう
に所定数並設して本実施例の゛ヘッドが構°　成され、
この場合、固定部材２とヨーク８．永久磁石９（ここで
は図示してない）、電磁コイル１０からなる磁力発生手
段と、整列部材３は各ユニットについて共通に構成する
ことができる。なお、第２図の場合、圧電素子１は上側
に５木、下側に４水圧い違いに配置しているものとし、
下側の４木の図示は省略している。また、各ワイヤ４の
先端は整列部材１３を介してプラテン１４に対して１列
に整列される。

そして９本実施例のヘッドは第３図の１段目と２段目に
示すような圧電素子１の駆動信号Ｓ１と、電磁コイル１
０の励磁信号Ｓ２により、以下のように駆動される。

まず、駆動信号Ｓｌが印加される以前の待機状態では、
電磁コイル１０への通電はなされず、電磁コイル１０は
消磁されている。永久磁石９の磁束により、ヨーク８を
介してキャップ１２がワイヤ４とともに磁力で第１図中
左方へ吸引され、圧電素子１側へ押し付けられ、保持さ
れている。

次に、記録時には第３図の１段目、２段目に示すように
、駆動信号Ｓｔのパルス（パルス幅１０ｇ５前後）が印
加されるとともに、励磁信号Ｓ２が印加・され、この場
合、励磁信号Ｓ２は永久磁石９の磁束を打ち消すような
磁性で電磁コイル１０を励磁するものとする。なお励磁
信号Ｓ２は点線で示すように駆動信号３１より数１０ｇ
５程度早いタイミングで印加しても良い。

これにより、圧電縦効果で圧電素子１が伸縮して、キャ
ップ１２を打撃するとともにキャップ１２をワイヤ４と
ともに、第１図の位置に保持する永久磁石９の磁束が打
ち消される。ワイヤ４がキャップ１２とともに第１図中
矢印６方向へ飛翔し、第３図中符号Ａで示す時点で、不
図示のインクリボンを介し、プラテン１４上の不図示の
記録媒体に衝突してドツト記録がなされる。この際、ワ
イヤ４はキャップ１２の重量により慣性エネルギーを付
加されているので、良好な記録を行なうのに充分な媒体
打撃力が得られる。

なお、この間に、ワイヤ４の飛翔エネルギーの減少を防
ぐために、励磁信号Ｓ２の通電パルス幅の期間ｔｌは駆
動信号ＳＬの立ち上がりから時点Ａの前後までとするの
が好ましい。これは数１０ルＳから１００１ＬＳ以上と
なる。

次に、゛衝突時点Ａ以後、符号ｔ２で示す期間励磁信号
Ｓ２が遮断され、ワイヤ４はキャップ１２とともにプラ
テン１４の反発力と永久磁石９の磁力により矢印６の逆
方向へ復帰する。

さらに、期間ｔ３の間、励磁信号Ｓ２が期間１、と逆極
性で印加され、電磁コイル１０が永久磁石９の磁束を増
加する極性で励磁される。増加した磁束の磁力により、
ワイヤ４の復帰速度が高められるとともに、ワイヤ４が
キャップ１２を介して圧電素子１に当接してパウンドす
る振動が早く減衰される。このような磁力によるワイヤ
４の制御は磁力が強く作用するキャップ１２を介して良
好に行なわれる。

なお、待機状態において、ワイヤ４をキャップ４ととも
に第１図の初期位置に保持する永久磁石９の磁力はごく
弱いもので充分であり、その磁束を打ち消す期間ｔ１の
励磁信号Ｓ２によるＭ、磁コイル１０への通電は、低い
電圧でごく少量の電流でよい。また１期間ｔ１の励磁信
号Ｓ２を、第３図の３段目に符号Ｓ２”で示すように、
高周波ストローブパルスとして通電電流を間引いても良
い。

また、期間ｔ２はゼロでも良いが、消費電力を少しでも
少なくするため、数１０ｇｓ程度に設定するのが好まし
い。

さらに、期間Ｌ３の励磁信号Ｓ２による励磁電流は上記
振動の減衰時間を短縮するため、なるたけ大きくした方
が良い。

以上のような本実施例によれば、圧電素子１はワイヤ４
を打撃して一方向へのみ駆動するので、従来例の第４図
（ａ）の場合と異なり、小型で安価に構成でき、また第
４図（ｂ）の場合のように板バネ７を用いず、磁力発生
手段は各ワイヤについて共通に構成できるので、ヘッド
全体を小型で安価に構成することができる。

またキャップ１２を介してワイヤ４に充分な媒体打撃力
が得られ、良好にドツト記録を行なえるとともに、磁力
発生手段によりワイヤの連動を良好に制御でき、圧電素
子１によるワイヤ４の打撃エネルギーの減少を最小に抑
えるとともに、ワイヤ復帰時のバウンドによる振動を早
く減衰することができ、ワイヤの駆動周期を短縮して記
録の高速化を図れる。

さらには、ワイヤ４が駆動手段に結合されないので１組
み立てが容易になり、製造コストの低減と信頼性の向上
が図れる。

なお以上の構造において圧電素子１のかわりに他の適当
な電気φ機械エネルギー変換素子を用いても良い。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように、本発明のワイヤドツト
記録ヘッドによれば、強磁性体から成るキャップ部材を
後端部に結合した記録媒体打撃用のワイヤと、前記ワイ
ヤを媒体打撃方向へ駆動する電気・機械エネルギー変換
素子と、前記キャップ部材を介して前記ワイヤに前記方
向と逆方向に作用する磁力を発生する手段を有し、前記
変換素子と磁力発生手段を介して前記ワイヤを媒体打撃
方向とその逆方向に駆動してドツト記録を行なうように
構成したので、ヘッド全体の小型化、記録の高速化、コ
ストダウン及び信頼性の向上などが図れるという優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の記録ヘッドを構成する記録ユ
ニー／　トの構造を概略的に示す断面図、第２図は実施
例の記録ヘッドの構造を概略的に示す横断平面図、第３
図は第１図のユニｙ　）を駆動する駆動信号、励磁信号
のタイミングチャート図、第４図（ａ）、（ｂ）はそれ
ぞれ異なる従来ヘッドの記録ユニットの構造を概略的に
示す斜視図及び側面図である。 ｌ・・・圧電素子　　　　４・・・ワイヤ８・・・ヨー
ク　　　　　　９・・・永久磁石１０・・・電磁コイル
　　１２・・・キャップ１４・・・プラテン 言ｔ１重シシ、ｙ）ｆ）譲斤加圓 第１図 把、鈴へ１．ドのｊ＃新才ωｍ 第２［１ ，１４８＄ｎイ！番、／ｆｉ７］ｔｓイＮのクイＥン’
Ｉ”４−−斗図第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強磁性体からなるキャップ部材を後端部に結合した記録
   媒体打撃用のワイヤと、前記ワイヤを媒体打撃方向へ駆
   動する電気・機械エネルギー変換素子と、前記キャップ
   部材を介して前記ワイヤに前記方向と逆方向に作用する
   磁力を発生する手段を有し、前記変換素子と磁力発生手
   段を介して前記ワイヤを媒体打撃方向とその逆方向に駆
   動してドット記録を行なうように構成したことを特徴と
   するワイヤドット記録ヘッド。