JPH07329367A - 小型プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】外周に複数の活字１０２を配し弾性体からなる
活字輪１０１を、ハンマ１３０で内側から押圧して印字
する形式のプリンタにおいて、押圧時に押圧の反力でハ
ンマ１３０が撓むよう構成している。さらに印字桁上げ
カム４０で、仲介物を介せず直接ハンマ１３０を駆動す
るよう構成している。 【効果】機構部の寸法変動があっても、ハンマの第１凸
部あるいは第２凸部が、印字時に活字輪への押圧の反力
で撓みこれを吸収するため、活字の押圧力が安定する。
また印字桁上げカムでハンマを直接駆動する事により駆
動トルクの伝達効率がよいため、プリンタの駆動源であ
るＤＣモータの出力トルクを必要最小限のものとする事
ができる。さらに印字機構の各部品のトルク伝達部や摺
動部に摩耗や、劣化が発生しないため、長期に印字品質
の信頼性を保証し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴム等の弾性体からなる
活字輪を有する活字式プリンタ、特にその印字機構に関
する。なお、この種の活字式プリンタの多くは、電子式
卓上計算機などに搭載されている。

【０００２】

【従来の技術】特公平３ー５７８７６号広報等に開示さ
れている従来のこの種の小型プリンタは、図１０に示す
ように印字桁上げカム３４０が回転すると端面カム３４
０Ａのカムリードによりリミッタばね３７０、伝達レバ
ー３６０を介してハンマ３３０を矢印Ｊ方向に回転さ
せ、ハンマ３３０の凸部３３０Ａが活字輪３０１の背面
部と係合し活字輪３０１を内側より突出させ活字３１１
を印字紙１０を介してプラテン１１に押圧して印字し、
印字後ハンマ復帰ばね３８０によりハンマ３３０を反矢
印Ｊに回転させ初期位置に戻すものであった。なおこの
時機構部品の寸法ばらつきによりハンマ３３０の凸部３
３０Ａとプラテン１１までの距離が変化しても、リミッ
タばね３７０がこれを吸収し、活字に一定の押圧力がか
かるよう構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら印字桁上
げカムから活字輪までの押圧力を伝達する間が、リミッ
タばね、伝達レバ、ハンマと複数部品で構成されている
ため、押圧力の伝達効率が非常に悪かった。そのためプ
リンタの駆動源であるモータを必要以上の高トルクのも
のとせざるを得ず、高価なプリンタとなっていた。また
小型プリンタの各駆動部品は前記の高トルクを伝達しな
くてはならないため、摺動部または押圧力の伝達部は駆
動時間の経過と共に摩耗してしまい長期信頼性の乏しい
ものとなっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、外周に複数の活字を配し弾性体から成る活
字輪と、ハンマ駆動部材に回動あるいは直線移動された
ハンマが活字を内側から押し出し記録紙をプラテンに押
圧し印字するプリンタにおいて、第１係合部を備え回転
若しくは回動されるハンマ駆動部材と、ハンマ駆動部材
の第１係合部と嵌挿される第２凸部と、活字と係合し活
字を押圧する第１凸部が配備されたハンマとを有し、ハ
ンマは、第１凸部と第２凸部の間に相対位置を変化させ
る弾性変形する可撓部を配備したことを特徴とする。

【０００５】又、ハンマは、可撓部がバネ部材であり全
体は樹脂で形成されたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の上記の構成によれば、前記第２凸部が
前記第１係合部と嵌挿されているので、ハンマの回動あ
るいは移動の往復作動はハンマ駆動部材により規制され
るが、第２凸部と第１凸部の間に可撓部が配置されてい
るのでハンマが活字を押し出す量は可撓部により調整で
きるのである。

【０００７】

【実施例】図１は本発明による印字機構の実施例１を示
す。本実施例は小型の活字式プリンタに用いる印字機構
を念頭に置いており、１１は記録紙１０を案内するプラ
テン、１０１は保持枠１２１に巻装された活字輪、１３
０は選択された活字Ａ１１１を背後から押圧するハンマ
である。ハンマ１３０には、活字Ａ１１１を押圧する第
１凸部１３１と腕状をした腕部１３３と凹部１３５があ
る形状をしている。さらに腕部１３３の先端には円柱状
の第２凸部１３４が配置され、印字桁上げカム４０の溝
状のカムリード部４０Ａと遊嵌している。

【０００８】ハンマ１３０、保持枠１２１、活字輪１０
１、印字桁上げカム４０はキャリッジ３０上に搭載され
ている。図２に示すように活字輪１０１の外周には放射
状に略等間隔で複数の活字１０２が形成されており、そ
れぞれの活字１０２に対応して背面突起１０３が内周側
に形成されている。一般に活字１０２のデザイン形状は
各種活字によって大きく異なるため活字表面の面積も異
なる。背面突起１０３の厚さＭは、各種活字ごと異なっ
ている。つまり背面突起１０３の厚さＭは、活字表面の
面積に正比例するよう設定してある。隣接する活字１０
２や背面突起１０３や薄肉部１０４は、ゴム或いはエラ
ストマ等の弾性材質で一体で形成され、活字輪１０１を
構成する。

【０００９】保持枠１２１は図３に示すように籠状に形
成され、ボス部１２２や円板部１２３と一体となってい
る。また図２に示すように、保持枠１２１は活字輪１０
１の分割数すなわち活字１０２の数に対応して放射状に
形成され、薄肉部１０４の内周に当接して活字輪１０１
を保持する。薄肉部１０４の内径は保持枠１２１の外形
より若干小さく設定されてるため、活字輪１０１が保持
体１２１に巻装された状態では、活字輪１０１全体に若
干の張力が作用して保持体１２１に薄肉部１０４が密着
している。

【００１０】また、個々の保持枠１２１と両隣の背面突
起１０３とは接触しないように所定の隙間１４０が空け
られている。保持枠１２１の中心に位置するボス部１２
２は、図２に示すように異形の穴が開いており、これに
活字輪軸２０が極僅かの隙間を持って貫通してスプライ
ン結合を成す。

【００１１】以下に活字の選択、印字の動作を説明す
る。まず活字輪軸２０が回転すると、これに同期して保
持枠１２１が回転し、図示しない選択機構により所望の
活字Ａ１１１が記録紙１０に対向した時点で回転を停止
させる事によって活字Ａ１１１が選択される。

【００１２】保持枠１２１と活字輪軸２０の関係同様
に、印字桁上げカム４０には異形の穴が開いており、印
字軸５０がスプライン結合を成しているため、印字軸５
０が矢印Ｄ方向に回転するとそれに同期して印字桁上げ
カム４０も同方向に回転する。ハンマ１３０は桁方向に
移動するキャリッジ３０上で回転自在に軸支されてお
り、前述のようにハンマ１３０の腕部１３３に配置され
た第２凸部１３４は、印字桁上げカム４０の溝状のカム
リード部４０Ａと遊嵌しているため、印字軸５０が矢印
Ｄ方向に回転すると、同期してハンマ１３０が矢印Ｅの
方向に回動する。

【００１３】ハンマ１３０が回動すると、先端に一体形
成されている第１凸部１３１が活字輪１０１の方向に移
動し、図４に示すように、第１凸部１３１が選択された
活字Ａ１１１を背面から押し出して印字紙１０に押圧す
る。活字Ａ１１１の表面は、インキング手段であるイン
クローラ１５０（図２参照）によって予めインクが塗布
されており、活字Ａ１１１が記録紙１０上に押圧される
と、このインクが記録紙に転写され、印字を成す。印字
終了後、印字軸５０が矢印Ｄ方向へさらに回転すると、
カムリード４０Ａに導かれてハンマ１３０は反矢印Ｅの
方向に回動し元の状態（図１の状態）になる。その後桁
上げなり紙送りの過程に移る。

【００１４】図４は、ハンマ１３０が活字を押圧した状
態を示し、腕部１３３の二点鎖線は印字桁上げカム４０
から駆動トルクを受けない場合の腕部１３３の自由形状
を示す。活字Ａ１１１部の二点鎖線は押圧力が作用しな
い場合の活字Ａ１１１の自由形状を示し、Ｇは印字時の
活字の圧縮量を示す。

【００１５】これより分かるようにハンマ１３０は、腕
形状となっている腕部１３３が撓んだ状態で、第１凸部
１３１が活字Ａ１１１の背面を押圧する。この時、構成
部品の寸法変動等のため第１凸部からプラテンまでの距
離Ｌ（図１参照）が変動しても前述の腕部１３３の撓み
によりこれを吸収し、ハンマ１３０は活字Ａ１１１に一
定かつ安定した押圧力を伝達することができる。前述の
ように活字Ａ１１１の背面突起の厚さＭは各活字の表面
積に比例した寸法になっているため、各活字の圧縮量Ｇ
が一定となり安定した印字品質を得ることができる。

【００１６】一般に小型プリンタは複数の部品で構成し
ているため、ハンマの第１凸部１３１とプラテン１１ま
での距離Ｌは変動しやすい。例えば、前述の距離Ｌが長
すぎる場合は、ハンマ１３０が活字を十分に記録紙に押
圧することが出来ずに文字が欠けた状態で印字される。
逆に、前述に距離Ｌが短すぎる場合には必要以上に活字
の押圧量が増えて、文字のボケやインクのにじみが顕著
になり、安定した印字品質が得られない。

【００１７】さらにこの場合、活字Ａ１１１の両隣の活
字Ｂ１１２、活字Ｃ１１３（図２参照）が記録紙１０に
接近し過ぎて、不要な文字を一部印字する事による印字
汚れが発生する。これらの現象による印字品質不良の様
子を図５（ａ）に示す。図５（ａ）では印字された文字
２０１（活字Ａ１１１に対応）の上下に活字Ｂ１１２、
活字Ｃ１１３のそれぞれに対応する文字２０２、２０３
の一部が転写され、印字汚れとなっている。距離Ｌが適
正に確保された場合は図５（ｂ）に示すように印字汚れ
も欠けも無い鮮明な印字品質を得る事ができる。

【００１８】従来構造（図１０参照）においても、前述
のハンマからプラテンまでの距離Ｌが変動してもリミッ
タばね３７０が吸収して活字３１１に一定の押圧力が働
くよう考慮はされていた。しかし印字桁上げカム３４０
から活字輪３０１へ押圧力を伝達するに、リミッタばね
３７０、伝達レバー３６０、ハンマ３３０と３部品を経
由する構造となっているため動力伝達の効率が悪かっ
た。

【００１９】さらにはハンマ３３０の復帰のために引っ
張りばねであるハンマ復帰ばね３８０が配備されてお
り、印字時には伝達したい押圧力を減じる負荷として作
用していた。そのため具体的には、リミッタばね３７０
の作用力を活字の必要押圧力（筆者の実験による印字押
圧部換算で250gf程度）の約１．６倍強の約400gf程度と
なるよう設定せざるを得なかった。

【００２０】その結果、小型プリンタの動作時に駆動部
品の各部に大きな力がかかるため、動作の時間の経過と
共に各駆動部品の押圧力の伝達部や摺動部に摩耗が生じ
て、前述の距離Ｌがリミッタばね３７０で吸収し得る限
界以上に変動し印字品質が劣化すると言う課題があっ
た。つまり小型プリンタの長期信頼性に課題があった。

【００２１】本実施例１では、上記のような印字品質の
劣化を防止するため、印字機構に工夫をしてある。印字
桁上げカムからハンマ１３０の１部品のみを介して活字
輪１０１に押圧力を伝達し、距離Ｌの変動はハンマの腕
部１３３が撓んでこれを吸収する。またハンマ１３０の
復帰は印字桁上げカム４０のカムリード部４０Ａが溝状
に形成されているのでハンマ１３０の腕部１３３は矢印
Ｅと反対方向に回動されて復帰され、印字時に負荷とな
る従来機構のリミッタばねのような部品をを配備してい
ない。そのため動力伝達の効率が非常によく、ハンマ１
３０の腕部１３３の撓みに必要な力は活字の必要押圧力
とほぼ同等（筆者の実験値で250gf）でよい。

【００２２】その結果、本発明による小型プリンタの動
作時に、各駆動部品の押圧力の伝達部や摺動部に必要以
上の負荷がかからないため摩耗が生じないため、長期に
使用しても印字品質の劣化が無い。つまり長期信頼性の
高いプリンタとなる。

【００２３】小型プリンタの駆動源であるモーターに要
求される出力トルク値は、印字時の必要トルク値で決ま
る。従来の機構では、該リミッタばね３７０の作用力に
勝る力を発生しないと印字できなかったが、本発明によ
る印字機構においては、前述の説明のごとく動力伝達の
効率が非常によいため、ほぼ活字の押圧に必要な力のみ
でよい。

【００２４】つまりモーターの出力トルクは印字に必要
な最少限のものでよい。筆者の比較測定結果では、本発
明例１のモータの出力トルクは従来例と比較して約３０
％低減した。ちなみに本実施例１においては、ハンマ１
３０は材料をポリアセタールで射出成形し、腕部１３３
の最少巾部Ｈは2.5mmで厚さは0.9mmとし、また該腕部１
３３の印字時の最大撓み量は0.5mmとなるよう設定して
ある。また腕部１３３と凹部１３５は、応力集中がかか
らないよう大きなアールでつながるよう設計してあるた
め、上記撓みが繰り返し作用しても腕部１３３が折れた
り、変形する事はない。

【００２５】図６は本発明の実施例２を示す。特徴はハ
ンマ１３０の第１凸部１３１の元部１３１Ａが細く弾性
を有しており、腕部１３３は幅広く設計し剛体となって
いる。活字の選択、印字の動作は実施例１と同様で、印
字桁上げカム４０の回転によりハンマ１３０が回動し活
字Ａ１１１の背面を押し出し印字する。実施例２の場
合、距離Ｌの変動を元部が撓んでこれを吸収し、実施例
１と同様の効果を得る事ができる。

【００２６】図７は本発明の実施例３を示す。ハンマ１
３０は活字を押し出すハンマ押圧体１３９とハンマ弾性
体１３７とカム遊嵌体１３６の各別体を固接させて構成
している。ハンマ押圧体１３９とカム遊嵌体１３６は剛
体であり、ハンマ弾性体１３７は金属のばね材より成っ
ている。カム遊嵌体１３６には、印字桁上げカム４０の
カムリード４０Ａと遊嵌する第２凸部を有する。

【００２７】実施例１との比較で言えば、ハンマ押圧体
１３９は実施例１の第１凸部１３１に、ハンマ弾性体１
３７とカム遊嵌体１３６を固接したものが実施例１の腕
部１３３に相当する。活字の選択、印字の動作は実施例
１と同様で、印字桁上げカム４０の回転によりハンマ１
３０が回動し活字Ａ１１１の背面を押し出し印字する。
実施例３の場合、距離Ｌの変動をハンマ弾性体１３５が
撓んでこれを吸収し、実施例１と同様の効果を得る事が
できる。この場合、ハンマ弾性体１３７が金属であるの
で、応力が高くてもクリープ現象による変形を防ぐこと
が可能であるので表面積が大きい大型の活字や活字の材
質が硬い場合には有効である。

【００２８】図８は本発明の実施例４を示す。ハンマ１
３０の腕部１３３の一部であるハンマ弾性部１３０Ａが
細くなっていて弾性を有し、さらにその先端部が第２凸
部１３４と成っており印字桁上げカム４０のカムリード
４０Ａと遊嵌している。印字時の動作は、活字輪の選択
後、印字桁上げカム４０が矢印Ｎ方向に回転すると前述
のように第２凸部１３４が印字桁上げカム４０のカムリ
ード４０Ａに遊嵌しているため、ハンマ１３０は矢印Ｐ
方向に直線駆動され活字Ａ１１１の背面を押し出し印字
する。

【００２９】印字後印字桁上げカム４０が矢印Ｎ方向と
反対方向に回転するとハンマ１３０はカムリード４０Ａ
に導かれ矢印Ｐ方向と反対方向に移動して元の位置に帰
る。距離Ｌの変動はハンマ弾性部１３０Ａが撓んでこれ
を吸収し、実施例１と同様の効果を得る事ができる。

【００３０】図９は本発明の実施例５であり、図８と同
様ハンマ１３０が直線駆動される例を示し、印字動作も
同様である。本実施例の場合、ハンマ弾性部１３０Ａは
第１凸部の一部にあり、腕部１３３は剛性を有する。距
離Ｌの変動はハンマ弾性部１３０Ａが撓んでこれを吸収
し、実施例１と同様の効果を得る事ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ハン
マ第１凸部とプラテンまでの距離が変動してもハンマの
第１凸部あるいは第２凸部の撓みにより該変動を吸収し
て、常に活字輪に一定の押圧力を与えることができる。
そのため、印字汚れ、欠けの無い鮮明な印字品質を得る
ことができる。また動力伝達の効率が非常によいため、
小型プリンタの駆動源であるモータの出力トルクは、印
字に必要な最小限のものでよい。

【００３２】つまりトルクを伝達する印字機構の各部品
には必要以上の負荷がかからないという事であり、長時
間作動させても各部品のトルク伝達部及び摺動部に摩耗
とか劣化が発生しない。そのことにより該ハンマの第１
凸部からプラテンまでの距離が変動せず、印字時に活字
輪に対し常に安定した押圧力を与えることができ、長期
信頼性の高い小型プリンタを提供し得る。

【００３３】またモータの出力トルクは必要最小限のも
のでよいため、安価なものの配備でよい。小型プリンタ
においてはモータはコスト的に大きなウェイとを占める
ため、その経済的効果も多大である。

【００３４】さらに言えば、本発明による印字機構は非
常に簡潔になっており、またハンマの形状は活字輪及び
活字輪体の動作の障害となるような突起物もないため、
さらに小型化や多数個の活字輪を要する小型プリンタを
設計する上において、非常に自由度が高い効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す印字機構の平断面図。

【図２】本発明の実施例１を示す印字機構の側断面図。

【図３】本発明の実施例１を示す印字機構の斜視図。

【図４】本発明の実施例１による印字機構において、印
字工程を示す図。

【図５】本発明による印字品質の改善内容を説明する
図。

【図６】本発明の実施例２を示す印字機構の平断面図。

【図７】本発明の実施例３を示す印字機構の平断面図。

【図８】本発明の実施例４を示す印字機構の側断面図。

【図９】本発明の実施例５を示す印字機構の側断面図。

【図１０】従来技術の印字機構をを示す図。

【符号の説明】

１０ 記録紙 １１ プラテン ２０ 活字輪 ３０ キャリッジ ４０ 印字桁上げカム １０１ 活字輪 １１１ 活字Ａ １３０ ハンマ １３１ 第１凸部 １３３ 腕部 １３４ 第２凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に複数の活字を配し弾性体から成る
   活字輪と、ハンマ駆動部材に回動あるいは直線駆動され
   たハンマが前記活字を内側から押し出し記録紙をプラテ
   ンに押圧し印字するプリンタにおいて、 第１係合部を備え回転若しくは回動されるハンマ駆動部
   材と、 前記ハンマ駆動部材の前記第１係合部と嵌挿される第２
   凸部と、前記活字と係合し前記活字を押圧する第１凸部
   が配備されたハンマとを有し、 前記ハンマは、前記第１凸部と前記第２凸部の間に相対
   位置を変化させる弾性変形する可撓部を配備したことを
   特徴とする小型プリンタ。
2. 【請求項２】 前記ハンマは、前記可撓部がバネ部材で
   あり、全体は樹脂で形成されたことを特徴とする請求項
   １記載の小型プリンタ。