JPH06115106A - インパクトドットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インパクトドットプリンタにおいて印字動作
を行いながら印字紙の端面を通過する場合でもワイヤ折
れが発生しないようにする。 【構成】 先端ガイド６の配設位置を、ワイヤ８の突出
時のワイヤ先端から先端ガイドのガイド穴端部迄の距離
ｌが、ワイヤ径ｄの１／２乗の５倍以上５０倍以下とな
るようにした。 【効果】 インパクトドットヘッドが、印字領域の設定
を誤って印字紙１９からはずれた位置から印字動作を開
始し、印字動作を行いながら印字紙１９の端面を通過す
る状況下においても、ワイヤ８自身がバネ性を持って撓
むことが出来るため、ワイヤ折れを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインパクトドットマトリ
ックスプリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインパクトドットヘッドとして
は、例えば図１２、図１３に示す特開平２ー５３０の如
きものが知られている。図１２に示すように、インパク
トドットヘッドはプラテン１２と平行に図の紙面と垂直
方向へ移動しながら、ワイヤ８を突出させプラテン１２
上の印字紙１９にインクリボン２１を介して衝撃力を与
えドットを形成する印字要素である。ここで、ワイヤ８
は中間ガイド７及び先端ガイド６によってワイヤ８の軸
方向にのみ摺動可能な自由度を持って配列、支持され、
待機状態に於けるワイヤ８の先端面は先端ガイド６の外
表面と同一面上或はプラテン１２側へわずかに飛び出し
た位置に設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インパクトドットプリ
ンタでは、印字領域の設定を誤って、印字紙からはずれ
た位置から印字動作を開始した場合、インパクトドット
ヘッドが印字動作を行いながら印字紙の端面を通過する
際、ワイヤ８が折れるという現象がある。近年、印字紙
の多様化が進み、厚紙や枚数の多い複写伝票など総紙厚
の厚い印字紙に印字が行われるようになり、一層印字紙
の端面でのワイヤ折れが多発し問題になっていた。以下
にインパクトドットヘッドが印字動作しながら印字紙の
端面を通過する時に起こるワイヤ折れのメカニズムを説
明する。図１４は図１２に於けるＦ視断平面図である。
図１４に示すようにインパクトドットヘッドが印字紙か
らはずれた位置から印字動作を開始し、図の左から右へ
移動しながらワイヤ８が駆動され飛び出した状態で印字
紙１９の端面を通過すると、ワイヤ８が印字紙１９の端
面に衝突し力Ａを受ける。この結果ワイヤ８は撓めら
れ、ワイヤ８は先端ガイド６に設けられたガイド穴３２
から反力Ｂを受ける。ここで、ワイヤ８とインクリボン
２１との摩擦係数をα、ワイヤ８と先端ガイド６との摩
擦係数をβとすると、図１４の図中Ｘ方向で示されたワ
イヤ８の復帰方向と逆方向に摩擦力ＣおよびＤがワイヤ
８に作用する。これらの摩擦力Ｃ（＝αＡ）およびＤ
（＝βＢ）によってワイヤ８の復帰動作が妨げられ、ワ
イヤ８が飛び出した状態のままでインパクトドットヘッ
ドは図の左から右へ向かって移動を続ける為ワイヤ８は
さらに撓められることになる。この結果、ワイヤ８の曲
げ応力が許容応力を超えるとワイヤ８は折れに至り、以
降はドットが欠落するため正常な印字が行えなくなる。
図１４では印字紙の左端より外れた位置から右に向かっ
て印字動作をした場合を例にとって説明したが、印字紙
の右端より外れた位置に向かって印字動作をした場合も
同様である。

【０００４】従来のインパクトドットプリンタで、上述
したようなワイヤ折れを回避する方法として、図１２に
示す復帰バネ１５のバネ力を強くしてワイヤ８の復帰力
を著しく大きくする方法が挙げられる。しかしながらそ
の大きな復帰力のために、十分な印字力を得るには非常
に大きな駆動電流が必要となる。従って、電源容量を大
きくしなくてはならず、さらに駆動電流の増加に伴いヘ
ッドの発熱も増えてしまうという問題点を有しており、
インパクトドットヘッドが印字動作しながら印字紙の端
面を通過する時に起きるワイヤ折れは実質的に不可避で
あった。本発明は従来のこのような問題点を解決するた
めもので、印字領域の設定を誤って、印字紙１９からは
ずれた位置から印字動作を開始し、インパクトドットヘ
ッドが印字動作を行いながら印字紙１９の端面を通過し
てもワイヤ折れが発生しない高信頼性のインパクトドッ
トプリンタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のインパクトドットプリンタは、ワイヤ自身
が曲がりバネとして作用する範囲内で、印字桁方向にワ
イヤを揺動可能に支持したことを特徴とする。又、ワイ
ヤの突出時に於ける、印字紙面に対向するワイヤの先端
からこれらのワイヤ先端に最も近いワイヤガイド迄の距
離を、ワイヤ径の１／２乗の５倍以上５０倍以下とした
ことを特徴とする。又、ワイヤの先端に最も近いワイヤ
ガイドのガイド穴を印字桁方向に長い長円形としたこと
を特徴とする。さらには、ワイヤの先端に最も近いワイ
ヤガイドの材質としてスポンジ又はゴムを用いたことを
特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のインパクトドットヘッドの側面
図、図２は正面図、図３は図１に於けるＥ視平面図、図
４は図２におけるＦ−Ｆ断面を示す断面図、図５は先端
ガイドを中心にした分解斜視図である。ノーズガイド１
８には先端ガイド溝２３が設けられ、この先端ガイド溝
２３によって先端ガイド６が保持され、先端ガイド６は
ワイヤ８を所定位置に配列させている。さらにノーズガ
イド１８には中間ガイド溝２４が設けられ、この中間ガ
イド溝２４によって中間ガイド７が保持されている。ノ
ーズガイド１８はノーズ１に挿入されている。ここで先
端ガイド６の位置設定を、図４に示す様に、ワイヤ突出
時に於ける印字紙面に対向するワイヤ先端から先端ガイ
ド６のガイド穴端部迄の距離ｌを（１）に示す関係を満
たす様にする。

【０００７】 ｌ＝ｋ×√ｄ （ｄ：ワイヤ径） （１） （１）式に於て係数ｋを５以上５０以下とする設定とし
ている。この設定については図６を用いて後述する。

【０００８】フレーム２には絶縁部材９を介してプリン
ト配線基板１０が配設されている。前記フレーム２は円
筒状をしておりその底面からは複数個のフレームコア部
１４が互いに平行に立設されている。これらのフレーム
コア部１４にはコイル２０が挿着されておりプリント配
線基板１０に接続されている。また、フレーム２の内周
リング部１１にはスプリングホルダ１３が取り付けられ
ている。スプリングホルダ１３にはフレームコア部１４
と同数の復帰バネ１５が装着されており、同時にスプリ
ングホルダ１３に設けたガイド溝がレバー１６の先端部
を案内している。つぎに、フレーム２の上面（図４にお
いて左側）には第１ヨーク３・第２ヨーク４が取り付け
られこの第１ヨーク３・第２ヨーク４によりフレームコ
ア部１４に対面させたレバー１６が位置決めされてい
る。これらのレバー１６の先端にはワイヤ８が固着され
ており、復帰バネ１５により復帰方向に付勢されてい
る。またスプリングホルダ１３の上面に当接させてダン
パホルダ５が取り付けられ、このダンパホルダ５の中央
部にはダンパ１７が取り付けられ、このダンパ１７にレ
バー１６の先端背面部が当接されている。同時にダンパ
ホルダ５には支点押えバネ２２が取り付けられており、
レバー１６支点部を弾性的に支持している。

【０００９】このような構成においてプリント配線基板
１０に接続されたコイル２０は印字信号に応じて選択的
に通電され、コイル２０によって励起された磁束はフレ
ームコア部１４、フレーム２、第１ヨーク３、第２ヨー
ク４、レバー１６を通ってフレームコア部１４に戻るル
ープを通る。これによりフレームコア部１４とレバー１
６との間に磁気吸引力が働きレバー１６を進出させ、レ
バー１６の先端に固着されたワイヤ８はプラテン１２上
の印字紙１９にインクリボン２１を介して衝撃力を与え
ドットを形成させる。ドット形成後、レバー１６は復帰
バネ１５のバネ力によって復帰動作に移行し、ダンパホ
ルダ５に支持されたダンパ１７に衝突し待機状態に戻
る。

【００１０】このような構成のインパクトドットヘッド
を備えたプリンタで、印字領域の設定を誤って、印字紙
からはずれた位置から印字動作を開始し、印字動作を行
いながらインパクトドットヘッドが印字紙１９の端面を
通過する場合を図６に基づいて説明する。図６は図４に
おけるＧ視平面図であり、インパクトドットヘッドが印
字紙からはずれた位置から印字動作を開始して図の左か
ら右へ移動をしながらワイヤ８が駆動され飛び出した状
態で印字紙１９の端面を通過すると、ワイヤ８が印字紙
１９の端面に衝突し力Ａを受ける。この結果ワイヤ８は
先端ガイド６に設けられたガイド穴３２を左に押圧し、
ワイヤ８はこれに対する反力Ｂを受ける。ここで、ワイ
ヤ８とインクリボン２１との摩擦係数をα、ワイヤ８と
先端ガイド６との摩擦係数をβとすると、ワイヤ８が待
機位置に向かって復帰運動する時、ワイヤ８の運動方向
と逆方向すなわち復帰動作を妨げる方向に摩擦力Ｃ（＝
αＡ）およびＤ（＝βＢ）が作用する。しかしながら、
従来構造と比べワイヤ８の撓み量δが同じ場合、ワイヤ
８自身がバネ性を持って撓み易くなるために、力Ａおよ
びＢが軽減され、この結果、摩擦力ＣおよびＤが軽減さ
れる。ワイヤの撓み量δとワイヤにかかる応力σとの関
係は、ワイヤ径をｄ及びワイヤ先端から先端ガイド６の
ガイド穴端部迄のワイヤ長さをｌとすると、 σ＝ｃ・ｄ・δ／ｌ² （ｃ：定数） （２） （２）式で表わされる。又インパクトドットヘッドは印
字桁方向に、一定速度にて移動しているため、ワイヤ８
の撓み量δは、時間に比例している。従ってワイヤ８が
待機状態に復帰するのに必要な所用時間即ち撓み量内に
て、ワイヤ８にかかる応力σを許容応力内になるよう
に、ワイヤ径ｄ及びワイヤ長さｌを設定することでワイ
ヤ折れを防ぐことが可能となる。実験によってワイヤ折
れを防ぐ為のワイヤ径ｄとワイヤ長さｌの設定は、
（１）式において、ｋを５以上の設定とすることで可能
となることを確認した。又（１）式に於けるｋが５０以
上となった場合、ワイヤ折れは防止することができる
が、先端ガイド８の本来の目的とする所の、印字紙面の
所定印字位置にワイヤ８をガイドする機能が低下し、印
字アライメントが崩れることによる印字品質低下を招
く。従って、ワイヤ折れを防止し、且つ印字品質を確保
したワイヤ径ｄとワイヤ長さｌの設定は、（１）式に於
けるｋを５以上５０以下とすることで可能となる。

【００１１】図７に、第２の実施例を示す。本実施例で
は、ノーズガイドがなく、ノーズ１に直接、先端ガイド
６及び中間ガイド７を保持させる、溝２３，２４を設け
ている。

【００１２】次に第３の実施例を、図８及び図９に示
す。ここでは印字紙面に最も近くワイヤ８の先端側に位
置する先端ガイド６のガイド穴３２を印字桁方向に長い
長円形としている。従って、図９に示す様に誤って印字
動作を行いながらインパクトドットヘッドが印字紙９の
端面を通過する場合、ワイヤ８を支持するガイド穴３２
が印字桁方向に長円であるため、ワイヤ８が印字桁方向
に揺動可能となることから、第１の実施例にて詳述した
如く、ワイヤ折れを防止することが可能となる。第４の
実施例を図１０及び図１１に示す。本実施例では、先端
ガイド６の材質としてスポンジ又はゴムを用いている。
この結果、図１１に示す様に、誤って印字動作を行いな
がらインパクトドットヘッドが印字紙９の端面を通過す
る場合、ワイヤ８を支持するガイド穴３２が印字桁方向
に変形可能であるため、ワイヤ８が印字桁方向に揺動可
能となることから、第１の実施例にて詳述した如く、ワ
イヤ折れを防止することが可能となる。この場合、スポ
ンジ又はゴム材の例として、ポリウレタンスポンジ、シ
リコンスポンジ、フッ素スポンジ、フッ素ゴム、スチレ
ンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタ
ンゴム、ニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム等が挙
げられる。

【００１３】以上直接吸引型のインパクトドットヘッド
を例に説明したが、スプリングチャージ型や圧電型のイ
ンパクトドットヘッドにも本発明が適用できることは明
らかである。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインパク
トドットプリンタにおいては、ワイヤ自身が曲がりバネ
として作用する範囲内で、印字桁方向にワイヤを揺動可
能に支持したので、印字領域の設定を誤って、印字紙か
らはずれた位置から印字動作を開始し、インパクトドッ
トヘッドが印字動作を行いながら印字紙の端面を通過し
ても、ワイヤ折れが発生しない高信頼性のインパクトド
ットプリンタが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインパクトドットヘッドの側面図であ
る。

【図２】本発明のインパクトドットヘッドの正面図であ
る。

【図３】本発明のインパクトドットヘッドのＥ視平面図
である。

【図４】本発明のインパクトドットヘッドのＦ−Ｆ断側
面図である。

【図５】本発明を示す部分分解斜視図である。

【図６】本発明の先端ガイド部の印字紙の端面通過時を
示す平面図である。

【図７】本発明のノーズ先端部を示す断面斜視図であ
る。

【図８】本発明を示す部分斜視図である。

【図９】本発明の先端ガイド部の印字紙の端面通過時を
示す平面図である。

【図１０】本発明を示す部分斜視図である。

【図１１】本発明の先端ガイド部の印字紙の端面通過時
を示す平面図である。

【図１２】従来のインパクトドットヘッドを示す断側面
図である。

【図１３】従来のノーズガイド部を示す分解斜視図であ
る。

【図１４】従来の先端ガイド部の印字紙の端面通過時を
示す平面図である。

【符号の説明】

１ ノーズ ２ フレーム ３ 第１ヨーク ４ 第２ヨーク ５ ダンパホルダ ６ 先端ガイド ７ 中間ガイド ８ ワイヤ ９ 絶縁部材 １０ プリント配線基板 １１ フレーム内周リング部 １２ プラテン １３ スプリングホルダ １４ フレームコア部 １５ 復帰バネ １６ レバー １７ ダンパ １８ ノーズガイド １９ 印字紙 ２０ コイル ２１ インクリボン ２２ 支点押えバネ ２３ 先端ガイド溝 ２４ 中間ガイド溝 ３２ ガイド穴

フロントページの続き (72)発明者 田中 実 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字桁方向に移動しながら、ワイヤを選択
   的に突出させ、印字動作を行うインパクトドットヘッド
   に於て、前記ワイヤ自身が曲がりバネとして作用する範
   囲内で、印字桁方向に前記ワイヤを揺動可能に支持した
   ことを特徴とするインパクトドットプリンタ。
2. 【請求項２】前記ワイヤの突出時に於ける、印字紙面に
   対向する前記ワイヤの先端から該ワイヤの先端に最も近
   いワイヤガイド迄の距離を、前記ワイヤ径の１／２乗の
   ５倍以上５０倍以下としたことを特徴とする請求項１記
   載のインパクトドットプリンタ。
3. 【請求項３】前記ワイヤの先端に最も近い前記ワイヤガ
   イドのガイド穴を印字桁方向に長い長円形としたことを
   特徴とする請求項１記載のインパクトドットプリンタ。
4. 【請求項４】前記ワイヤの先端に最も近い前記ワイヤガ
   イドの材質としてスポンジ又はゴムを用いたことを特徴
   とする請求項１記載のインパクトドットプリンタ。