JPH0215391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドツトマトリツクスにより、文字、記
号等を印字するドツトプリンタに関する。

最近の電卓の小型化は目覚しいものがある。こ
れは実装技術の進展によるところが大である。
LSIの高密度化と低電力化、表示手段である液晶
の薄型化と低電力化、その他キーボードの簡略化
等が大きく貢献している。又プリンタ付電卓に関
しても、プリンタの小型化、低電力化がある程度
進み電池駆動により持ち運びのできるハンデイ電
卓が可能となつている。しかし、プリンタの印字
方法については外周に活字を配置した活字輪又は
活字ドラムによる印字形式であるため、ある限ら
れた文字、記号しか印字できず用途が非常に限定
されたものになつていた。そこでドツトマトリツ
クスより文字、記号、図形等が自由に印字できる
ハンデイ電卓用の超小型、低消費電力のドツトブ
リンタが望まれている。現在ドツトプリンタとし
て種々の形式のものが提案され使用されている
が、その多くは構造が複雑で形状も大きく、又高
電圧駆動、大消費電力であるため、とてもハンデ
イ電卓に使用できるものではない。たとえば、複
数本のワイヤにより印字を行なうワイヤドツトプ
リンタでは、ワイヤを往復させる駆動源としてプ
ランジヤ形の電磁石かヒンジ形の電磁石が用いら
れている。プランジヤ形のものはコイルの中空部
にプランジヤを引き込み、プランジヤに装置され
たワイヤを出入させるものであるが、プラテンと
ワイヤの先端のギヤツプがそのままプランジヤの
ストロークとなるため、プランジヤと固定鉄心の
ギヤツプが大きく電磁石の効率が極めて悪くな
り、マイクロ秒の単位で駆動するには高電圧、大
電流が必要である。一方ヒンジ形の場合には、電
磁石の外側に突出したヒンジからワイヤを引き出
すのでプラテンとワイヤのギヤツプよりヒンジの
吸引部のギヤツプを小さくできるが、ヒンジ形の
吸引力はプランジヤ形に比して弱く、又効率が非
常に悪いためヒンジ形もまた高電圧・大電流が必
要である。又両タイプ共複数本のワイヤの打点側
の先端を一列状に並べる構造のため、構造が複雑
化し、大きなものとなつている。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、キヤリツジに印字素子、電
磁石、打撃部材を横一列に複数個（ｎ個）配置
し、各々の電磁石に順次通電するとともに、各電
磁石がｍ個ずつのドツト印字を受け持つ構造とす
ることにより、印字素子、電磁石、打撃部材の数
を減らし、キヤリツジの小型化、軽量化及び薄型
化を図り、更には、電磁石のピーク電流及び平均
電流を小さく押え、バツツテリー駆動が可能なプ
リンタを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、行方向に
等間隔に配列されたｎ個の印字素子を移動させ
て、前記印字素子のそれぞれがＰ間隔毎にｍ回駆
動され記録紙に一ライン分のドツトを構成するド
ツトプリンタにおいて、フレーム部材に保持され
た軸に案内され該軸上を揺動するとともに一部に
打点面を有する前記印字素子を装置したキヤリツ
ジと、前記印字素子の打点面と対向して配置され
たプラテンと、コイルと固定鉄心及び前記コイル
に入力される印字信号により前記固定鉄心に吸引
され可動する可動部材とを有する電磁石と、前記
可動部材に一端が装着された他端が前記印字素子
に当接して前記可動部材の吸引動作時に前記印字
素子を前記プラテンに打撃させる打撃部材とを備
え、待機状態において、前記印字素子の各々は印
字方向上流側よりmP−１／nP（ｍ、ｎは２以上
の整数）間隔で配列され、駆動時において、前記
キヤリツジがＰ間隔駆動する時間ｔをｎ分割し、
前記キヤリツジの移動にともなつて印字方向上流
側に配置された前記電磁石から順次ｔ／ｎ時間ず
つ前記電磁石を駆動するとともに、前記電磁石へ
の駆動パルスが重畳しないよう前記電磁石をそれ
ぞれｔ周期毎に駆動することを特徴とする。

以下に本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。第１図は本発明の印字機構部の斜視図であ
る。印字機構部は電磁石ユニツト１とキヤリツジ
ユニツト２により構成されており、電磁石ユニツ
ト１はキヤリツジユニツト２にねじ３，４により
固定されている。キヤリツジユニツト２はフレー
ム５，６間に装架された軸７，８により矢印Ｈ、
反矢印Ｈ方向に往復運動可能に装置されている。
電磁石ユニツト１及びキヤリツジユニツト２に
は、たとえば４組の後述する電磁石及び印字レバ
ーを等間隔に装置している。第２図は一組の電磁
石及び印字レバーの断面図である。電磁石はコ字
状のヨーク１５、ヨーク１５に固定された円筒状
の固定鉄心１３、固定鉄心１３の同一中心上に配
置され段差１４ａを有するプランジヤ１４、ヨー
ク１５に嵌着された磁路形成用の継鉄１６、コイ
ル１１が巻装され内周に、固定鉄心１３の吸引面
１３ａの一部に押えバネ１７により押圧されるべ
く設けられた段差１２ａ、及びプランジヤ１４の
段差１４ａの度当り用段差１２ｂの２つの段差を
有するコイル枠１２、固定鉄心１３の中心部を貫
通し、プランジヤ１４に装着されたワイヤ１８に
より構成されている。コイル１１が励磁される
と、固定鉄心１３、プランジヤ１４、継鉄１６、
ヨーク１５による一周磁路が形成される。一方打
点面１９ａを有する印字レバー１９はキヤリツジ
２２に装着された軸２０により回動可能に支持さ
れた復帰バネ２１により矢印Ｂ方向に付勢されて
いる。印字レバー１９の打点面１９ａと軸２０の
間１９ｂにワイヤ１８が係合するようにキヤリツ
ジ２２の形状が定められている。２５はインクリ
ボン２６、印刷紙２７を介し印字レバー１９の打
点面１９ａと対向して設けられた金属からなるプ
ラテンである。コイル１１が非励磁のときは、復
帰バネ２１により印字レバー１９、ワイヤ１８、
プランジヤ１４は待機位置、つまりプランジヤ１
４の段差１４ａがコイル枠１２の度当り用段差１
２ｂに押圧された状態にある。このときコイル枠
１２の段差１２ａを固定鉄心１３の吸引面１３ａ
の一部に押圧する押えバネ１７のバネ力は復帰バ
ネ２１よりはるかに大きなものである。今コイル
１１に励磁されると、プランジヤ１４が矢印Ｃ方
向に引き込まれワイヤ１８を介して印字レバー１
９を反矢印Ｂ方向に回転させる。印字レバー１９
が回転すると打点１９ａがインクリボン２６、印
刷紙２７を介しプラテン２５を強打し、印刷紙２
７に打点面１９ａの大きさの点をプリントする。
この時、印字レバー１９は軸２０を中心に回転す
るため、打点面１９ａのストロークはプランジヤ
１４のストロークのレバー比倍になる。つまり印
字レバー１９の打点面１９ａのストロークを十分
大きくとることができ、しかも、プランジヤ１４
のストロークをできる限り小さくすることができ
る。プランジヤ形の電磁石の吸引力はギヤツプ
（ストローク）の２乗に反比例するため、小さな
起磁力つまり低電圧・低電流で大きな吸引力を得
るにはできる限りギヤツプを小さくすることが必
要であり、又反面打点面１９ａとプラテン２５の
隙間はインクリボン２６、印刷紙２７の挿入性を
考えるとできる限り大きくすることが必要とな
る。本発明は前記のようにこの両者を十分に満足
することができる。

更に印字レバー１９に打点面１９ａは設けるこ
とによりプリントされる点の大きさは、プリント
ワイヤ形式のものに比べ極めて自由に選択するこ
とができる。又、固定鉄心とプランジヤ１４の待
機状態でのギヤツプはコイル枠１２の段差１２
ａ，１２ｂの距離と、プランジヤ１４の段差１４
ａと端面１４ｂの距離の差の２つの要因だけで決
まるため、電磁石製作上どうしても考えなくては
ならない部分精度のバラツキは２ケ所だけ考えれ
ばよく、極めてバラツキの少ないギヤツプを得る
ことができる。これは電磁石の印字上最低限必要
な吸引力を得るために、ギヤツプが最大になつた
場合を考えてコイル１１への入力に十分余裕をと
る必要があるが、本発明の場合にはギヤツプのバ
ラツキは要因が２ケ所だけであるため極めて少な
く、余裕分を極めて少なくすることが可能とな
る。即ち固定鉄心１３とプランジヤ１４のギヤツ
プをできる限り小さくし、小さな起磁力で大きな
吸引力を得、更にはギヤツプのバラツキを極めて
少なくすることにより、電池による低電圧・低消
費電力駆動可能なハンデイ電卓用のマイクロドツ
トプリンタが提供できる。

以上説明したようにコイル枠の内部に段差を設
けるかわりに第３図のようにプランジヤーガイド
２８を設けプランジヤガイド２８の端面２８ａを
鉄心１３の吸引面１３ａの一部に押えバネ２９で
押圧し、更には内部にプランジヤ１４の段差１４
ａの度当り用段差２８ｂを設けてもその効果は同
じものである。

次に第１図に示す如く、前記の印字レバー及び
電磁石をフレーム間に横一列に４組等間隔に配列
した印字機構により、たとえば第４図に示す
“Ｅ”の文字を５×７のドツトマトリクスで構成
し各桁間を１ドツト分あけて８桁を印字する場合
に於いての印字動作を説明する。第１図に於いて
電磁石ユニツト１は第６図に示す如くヨーク１
５、継鉄１６をそれぞれ共通とした４組の電磁石
が等間隔に配列されキヤリツジ２２にネジ３，４
により固定されている。キヤリツジ２２はカム等
（図示なし）により少なくとも矢印Ｈ、反矢印Ｈ
方向に２桁以上、つまり第４図のＨ＝１〜Ｈ＝11
以上常時往復運動している。それにより印字レバ
ー１９−１，１９−２，１９−３，１９−４（電
磁石と印字レバーの位置関係は同一であるため以
後の印字動作は印字レバーで代表して説明する）
は、それぞれ第４図のＨ＝１〜Ｈ＝11、Ｈ＝13〜
Ｈ＝23、Ｈ＝25〜Ｈ＝35、Ｈ＝37〜Ｈ＝47凸往復
運動する。印字レバー１９−１〜１９−４のピツ
チ間隔は、たとえば印字レバー１９−１がＨ＝１
と対応している場合、印字レバー１９−２はＨ＝
13とは１ドツト間の1/4、印字レバー１９−３は
Ｈ＝25とは2/4、印字レバー１９−４はＨ＝37と
は3/4、それぞれ反矢印Ｈ方向にずれるように決
められている。又３０は発光、受光素子からなる
光検出器で、キヤリツジ２２に固定されたスリツ
ト板３１のスリツト３１ａの有無によりキヤリツ
ジ２２の動きに同期したタイミングパルスを発生
する。スリツト板３１のスリツト３１ａは第４図
に示した印字されるべき文字の１ドツト間、たと
えばＨ＝１からＨ＝２の間に４固のタイミングパ
ルスが発生するように、更には全部で２桁分つま
り44個のタイミングパルスが発生するように設け
られている。

以下印字動作を第５図に示すタイムチヤートを
併用して説明する。まずキヤリツジ２２が矢印Ｈ
方向に動き印字レバー１９−１が第４図のＨ＝１
の位置に来るとタイミングパルスT₁が発生し、
印字レバー１９−１に対応する電磁石M₁に通電
されＨ＝１、Ｖ＝１の点がプリントされる。更に
キヤリツジ２２が１ドツト間の1/4動くとタイミ
ングパルスT₂が発生する。この時印字レバー１
９−２はあらかじめ１ドツト間の1/4ずらして配
置してあるため、Ｈ＝13の点に対応する位置にあ
る。そこで印字レバー１９−２に対応する電磁石
M₂に通電しＨ＝13、Ｖ＝１の点をプリントする。
更にキヤリツジ２２が１ドツト間の1/4動くとタ
イミングパルスT₃が発生し、印字レバー１９−
３は前記と同様Ｈ＝25の点に対応する位置に来
る。この時電磁石M₃に通電すればＨ＝25、Ｖ＝
１の点をプリントする。更にキヤリツジ２２が１
ドツト間の1/4動くとタイミングパルスT₄が発生
し、印字レバー１９−４はＨ＝37の点に対応する
位置に来る。この時電磁石M₄に通電すればＨ＝
37、Ｖ＝１の点をプリントする。更にキヤリツジ
２２が１ドツト間の1/4動くとタイミングパルス
T₅が発生し、印字レバー１９−１がＨ＝２に対
応する位置に来る。この時再度電磁石M₁に通電
すればＨ＝２、Ｖ＝１の点をプリントする。

以下前記動作を順次行ないＨ＝６、18、30、42
に対応する場合だけ電磁石に通電しないでＨ＝47
まで繰り返せばＶ＝１のラインが印字される。Ｈ
＝47、Ｖ＝１の点のプリントが終了するとキヤリ
ツジ２２は反矢印Ｈ方向に動き、ふたたび印字レ
バー１９−１がＨ＝１の点に対応する位置まで復
帰する。このキヤリツジ２２が復帰する間に印刷
紙２７をＶ＝１からＶ＝２に１ドツト間隔分だけ
紙送りを行なう。以下同様にＶ＝２〜Ｖ＝７まで
前記動作を繰り返し、電磁石M₁〜M₄の通電を制
御すれば第４図に示す如き“Ｅ”の文字を５×７
のドツトマトリクスで構成した８桁の印字が行な
える。

以上の説明からもわかるように、４組の印字レ
バーを一つづつ順次駆動することにより印字時の
最大電流は一つの電磁石の最大電流でよく、これ
は電池による駆動を考えた場合電池の内部インビ
ーダンスによる電圧ドロツプ分が極力おさえられ
ることとなり、又電池の寿命上取り出せ得る最大
電流が決つていることを考えると極めて重要なこ
とである。更にそれぞれ個々の電磁石及び印字レ
バーを考えた場合には、個々に通電される周期が
４回に１回であるため電磁石に通電し印字してか
ら後の復帰する時間に余裕がとれそれだけ印字レ
バーの復帰バネを弱くできる。即ち電磁石の吸引
力を弱くできそれだけ消費電力が小さくできる。
又一つの電磁石及び印字レバーが復帰する間に他
の電磁石が駆動され印字しているため印字スピー
ドは遅くしなくてもよい。更には、印字レバー及
び電磁石が横一列に配置されているため極めて薄
型の構造にすることが可能となる。又電磁石ユニ
ツト１が第６図のように一体と成りキヤリツジ２
２にねじ３，４により取着されているため、印字
レバー１９の打点面１９ａとプラテン２５の隙間
は電磁石ユニツト１を前後に移動することにより
極めて簡単に調整できる。

以上第４図の“Ｅ”の文字８桁印字する場合に
ついて説明したが、桁間のＨ＝６、12、18、24、
30、36、42のそれぞれの点のプリントも可能であ
り、又Ｖ方向の印字も７ドツトには限らないため
自由な大きさの文字、図形などが印字できるもの
である。

以上述べた様に本発明によれば、キヤリツジに
印字素子、電磁石、打撃部材を印刷紙の送り方向
と直角に複数個（ｎ個）配置し、各々の電磁石へ
駆動パルスが重畳しないよう順次通電するととも
に、各電磁石がｍ個ずつのドツト印字を受け持つ
構造とすることにより、印字素子、電磁石、打撃
部材の数を減らし、キヤリツジの小型化、軽量化
及び薄型化を図ることによつて、キヤリツジの移
送を低パワーで駆動することが可能となり、更に
は、電磁石のピーク電流及び平均電流を小さく押
えることがき、バツテリー駆動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図であり、１
は電磁石ユニツト、２はキヤリツジユニツト、１
９−１〜１９〜４は印字レバーである。第２図は
第１図の断面図であり、１１はコイル、１２はコ
イル枠、１３は固定鉄心、１４はプランジヤ、１
５はヨーク、１８はワイヤ、１９は印字レバー、
２２はキヤリツジである。第３図は他の一実施例
で２８はプランジヤガイドである。第４図は本発
明のドツトプリンタによる印字の一例、第５図は
タイムチヤートである。第６図は第１図の電磁石
ユニツトの斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 行方向に等間隔に配列されたｎ個の印字素子
   を移動させて、前記印字素子のそれぞれがＰ間隔
   毎にｍ回駆動され記録紙に一ライン分のドツトを
   構成するドツトプリンタにおいて、 フレーム部材に保持された軸に案内され該軸上
   を揺動するとともに一部に打点面を有する前記印
   字素子を装着したキヤリツジと、 前記印字素子の打点面と対向して配置されたプ
   ラテンと、 コイルと固定鉄心及び前記コイルに入力される
   印字信号により前記固定鉄心に吸引され可動する
   可動部材とを有する電磁石と、 前記可動部材に一端が装着され他端が前記印字
   素子に当接して前記可動部材の吸引動作時に前記
   印字素子を前記プラテンに打撃させる打撃部材と
   を備え、 待機状態において、前記印字素子の各々は印字
   方向上流側よりmP−１／nP（ｍ、ｎは２以上の
   整数）間隔で配列され、 駆動時において、前記キヤリツジがＰ間隔駆動
   する時間ｔをｎ分割し、前記キヤリツジの移動に
   ともなつて印字方向上流側に配置された前記電磁
   石から順次ｔ／ｎ時間ずつ前記電磁石を駆動する
   とともに、前記電磁石への駆動パルスが重畳しな
   いよう前記電磁石をそれぞれｔ周期毎に駆動する
   ことを特徴とするドツトプリンタ。