JPS61192561A - インク式ワイヤドツトプリンタヘツド - 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〕 本発明は先端面にインク？：け着させ几ワイヤを記録紙
に衝突させて紙上にインクを転写し一ドタトを形成する
こと釦よって文字図形等を記録するインク式ワイヤド・
ノドプリンタ忙関する。更に詳細にはインク式ワイヤド
ーＩトプリンタヘッドの構造に関する。

〔技術的背景〕

インク式ワイヤドツトプリンタではワイヤに付層したイ
ンクを記録紙に転写してド９トを形成するため、インク
リボン式ワイヤドツトプリンタと比較−してインクリボ
ンを介さず、記録紙を直接打撃するためド９ト形成に要
するエネルギーが小さい。その友め、印字に際して騒音
が小さい、入力電力が小さい、ジ為−ル熱による発熱が
小さい、ワイヤ駆動電磁石部が小型化できる等の利点を
有する。印字原理はインクリボン式ワイヤドツトプリン
タと同様にワイヤの記録紙への衝突によってかり、その
構造はワイヤを選択的化突出させる駆動装置を有する。

ヘダド内にインク誘導部材を設けここ忙ヘダドと一体に
設けられ几イックタンクからのインクをワイヤ先端部ま
で毛細管力によって供給する如く構成されでいる。

上記構造のインク式ワイヤド雫トプリンタではインクタ
ンクからのインク供給、ワイヤへのインク付着の過ｓｂ
ｔインクの流体的性質に依存している。従って安定して
適正な濃度のドダトを形成し高印字性質を実現する九め
にはインク物性に合致し九インク流路構成とする必要６
％ある。良好な印字品質を得る念めには、紙上に転写さ
れｔインクの周辺へのにじみが小さくド９ト形状がワイ
ヤ断面形状と概ね一致ししかも安定していること、更に
ドツト周辺にインク小滴が付着して生ずる汚れが十分抑
えられていることが必要である。ワイヤ先端面に付着す
るインク量が過多であるとワイヤとともに記碌紙忙衝突
したインクが記録紙に吸収されず忙ワイヤの衝撃を受け
て周辺に飛散し付着して汚れを生ずる。ま几インク量！
！＋を多いとインクが紙の周縁に向けてし入こ入ドーＩ
ト周辺ににじみを生ずる。またインク量ｂ−少ないと形
成されるドダト形状がワイヤ断面形状の一部が欠は友形
状になっｔす、更にかすれて不鮮明忙なり印字品質ｂｔ
低下する。特に繰返し周波数が高い場合の連続ワイヤ駆
動の場合にはインク消費量が大きいため十分なインク供
給がされないと打ち始めと比べて急速に濃度低下が起こ
る。

ワイヤへのインク付着の挙動については第５図を用いて
説明する。第５図（ｔＬ）は紙に衝突する直前のインク
液面の挙動を示し、（６）は待機時におけるインク液面
の挙動を示したもので、１１はワイヤ７Ｇはインクであ
る。図Ｋかいてワイヤ先端に付着するインク量はワイヤ
待機時のワイヤ先端面とインクメニスカスとの相対位置
に依存する。メニスカスがワイヤ先端面より後方く形成
され、ワイヤ先端面ｂ−乾燥状態にある場合にはワイヤ
先端面へのインク付着はな（）’、）は形成されない。

図＠）の如くメニスカスｔＡワイヤ先端面の前方に形成
されるとワイヤの出没動作によりインクはワイヤ先端Ｋ
　（ｃ）　Ｋ図示の如く付着する。付着する液面形状は
ワイヤの運動によって生ずるインク流に起因するインク
の動的供給過程とインクの表面張力によって決まる。

従って高印字品質を実現するため忙はワイヤが復帰して
待機状態にある時のワイヤ先端部近傍に保持されるイン
ク量を安中にコントロールする必要がある。

本発明は上記問題忙関して行われｔものでその目的は安
定して良好な印字品質の得られるインク式ワイヤドダト
プリンタを実現することである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明のインク式ワイヤドツトプリンタヘッドではヘッ
ド内のインクタンクを構成する多孔質材平均孔径αとワ
イヤ先端近傍でワイヤをガイドするワイヤガイドのクリ
アランスＣとすると、両者を連結するイン、り誘導路ｈ
ｔススリット状ありそのスリット間隙すは、２ａ＞ｈ＞
ｃで示される範囲にある。更に望ましくけα０５ｗ≦ｂ
≦Ｑ、５ｆｉであることを特徴としている。

〔作用〕

上記構成のへヴドにおけるワイヤ先端部近傍へのインク
供給作用を示す模式図第６図を用いてインク供給過程を
説明する。１１はワイヤ、Ｅけインクタンクを構成する
多孔質材の小孔を円筒で表し比もの、Ｇけワイヤの先端
部近傍でワイヤをガイドするワイヤガイド、Ｆは両者を
連結するインク誘導路を示している。αはインクタンク
のインク吸蔵孔内径でタンク単独でいかなる姿勢で取扱
ってもインクが自重で流出することがないよう十分小さ
く、まｔインクが使用に応じて十分供給されるよう十分
大＃い必要があり、１００μ≦α≦６００μに設定する
必要がある。実際には種々の孔径をもつ小孔の集合体と
して多孔質材が形成されるため、孔径の平均値が上記範
囲にある必要がある。

Ｃけワイヤ／ｌ’−位電づれやガタッキなく円滑に支持
案内され、先に述ぺｔインクのけ着を安定に行すせるｔ
めにガイド孔内径はワイヤ外径よりＱ、０１ｗ〜Ｑ、０
２１ｆｉ大きくする必要ｂｔある。すなわち。

α０１鶴≦２Ｃ≦１０２ｍ＋　　忙設定する。

ｂけ両者を連結するインク誘導路のスリダト間隙である
。単独の部品にスリットを設は之り、あるいは複数の部
品の組合された状態で生ずるスキマによりてスリットを
形成する等によりて設けられる。このｂの値は以下に述
べる条件を満之さなければならない。

高い周波数で連続的にワイヤを突出させ、インクを付着
、転写させる場合インク消費量は最大となり、これに相
当するインクをワイヤの先端部に供給しなければならな
１い。従ってインク誘導路はこの流量のインクを供給で
きるだけ十分Ｋｌｌ低抵抗低い必要がある。従ってｂの
値は下限が存在する。

次に隼６図に示されているよう忙インク誘導路　　′内
の一部に空気が混入した場合、又は全部がインクを含ま
ない乾燥状態では、インク誘導路内にインクと空気との
界面が形成される。前者は後述するように、本ヘッドで
はインク流路は大気に開口している友め印字状態で空気
を流路内に取り込んだ場合、後者はインクのない状態の
へ噌ドにインクタンクをセットした直接の状態に相当し
ている。

インクと空気との界面の毛細管力をｐｂとすると。

Ｐｂ中−２ｒ／ｂ　　（ｒ：ｌ’に面張力）と表わされ
る。

インクはインクタンク内のインク界面の毛細管力ＰａＫ
打ち克りて自然に前進しワイヤ先端部近傍まで達する定
めＫ　　ＩＰＭ＋＞１ＰｃＬｌ　　の関係を満たす必要
がある。従ってｂの値には上限が存在する。

以上のことがらｂＶｃは適正範囲が存在する。

以上の観点からｂの値を変えて評価実験を行っ几結果す
の値として、２ａ＞ｂ＞ｃ、更に望ましくはα０５ｍｍ
≦ｂ≦ｌ］、５１１ｍ　が適正であることを見出し次。

すなわち、ｂ＜０．０５ｆｉ　　ではワイヤ駆動周波数
を最大ＩＫＨｇで繰返し連続駆動し念ときド９ト濃度が
徐々に低下するという現象が生じ念。

これはワイヤ先端部でインクが消費されインク界面が後
退し、ここでの圧力の値Ｉ　ＰＣＩ　　が増加し前進力
が生じているＫもかかわらずその前進速度が小さくワイ
ヤの１サイクルでは界面が回復していないことを意味す
る。従って流路抵抗が過大である。

次に、ｂ＞０．５ｓｍ　　とするとインクタンク白化残
留し、使われず無駄になるインクが多く、多くの場合タ
ンクをヘッドにセットしてもワイヤ先端までインクが前
進せずタンクからインクが取り出せない。まｔ何らかの
方法で誘導路にインクｂｔ充満してい几場合でも、イン
ク消費忙伴５インク流によって流路の一部にある大気へ
の開口部からインク誘導路内部に気泡を取り込んだ場合
、インク界面が自然に前進せず進化タンク側に引き込ま
れる方に方をうける九め気泡は体積を増す。従ってこの
ような寸法の流路においては印字濃度が安定せず、正常
濃度のドツト’ｌ形成してすぐにインク切れが生じ、イ
ンクの中断に至り、ワイヤが運動している虻もかかわら
ずインクが転写されないとＶｈう状態が生じる。又、表
面張力によるインク保持力が小さい九めインク自重によ
り流路からインクが流出してヘッド内を汚染することも
ある。

これらのことがらα０５鱈≦ｂ≦１５ｍｍ　が適当であ
り、少なくとも２ａ＞ｂ＞ｃの条件を満比す必要がある
。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は本発明のインク式ワイヤドダトプリンタの一実
施例のへ９ドの分解斜視図である。本実施例のヘッドは
４色のカラープリンタプロッタ用ヘッドで、黒、赤、緑
、青のインク系と、そのそれぞれに対応して各１本のワ
イヤを備えている。

４色カラープリンタブミッタでは、へ〜ド、記碌紙の一
方又は双方を移動させて上記へヴドの所望の色に対応す
るワイヤを記録紙上の所定の位置で突出させてドヴト全
形放し１文字や図形を描く構造になっている。

本発明の主旨は、ヘッド釦関するものであり、装置全体
の構成等は省略する。

次忙、本発明のインクタンクを用いたインク式ワイヤド
ダトプリンタのヘラＶの構成を、第３図のヘッド断面図
に従って説明する。

゛ぺ９ド上部に着脱可能に配管されｔインクタンク“企
：を有′する。インクタンク２は黒インク用インクタン
ク２ｂとカラーインク層化内部が３分割され比タンク２
ａとの２体構造忙なりている。

インクは第４図にも示すようにインクタンク２内に充填
され九多孔質材からなるインク含浸部材６０１Ｃ含浸さ
れている。インク供給ガイド１２は第１５９に斜視図の
）及び、断面図れ）で示すようＫ、軸方向に延びるスリ
ヴト間隙Ｑ、１５ｍのインク誘導溝１２ｂを有しこのイ
ンク誘導＠１２ｂとタンク充填材６Ｇが棲している。イ
ンク供給ガイド１２の前部に円周状溝１２８がありイン
ク誘導＃１１２ｂとは内部１２ａで連結している。円周
状溝１２ａＶＣはワイヤガイド１３が組込まれ、両者の
組合せによってＡ、Ｂで示すＩｌｌ、１０ｓＩＩＫ設定
され九間隙が設けられる。ｙＫワイヤ１１とワイヤガイ
ド１３のワイヤガイド孔１３αの間の間隙は０．００５
ａであり、インクはインクタンク２からインク供給ガイ
ド１２のインク誘導孔１２ｂ、ワイヤガイド１３との間
隙Ａ、Ｂを経てワイヤ１の先端部まで毛細管力で導かれ
る。実施例は４色カラープリンタツク−Ｉり用ヘッドの
場合であり、４本のワイヤが夫々４色のインクに対応す
る。

ワイヤ駆動装蓋はコイル１７を巻回したコイルコア１６
を有するヨーク１８とヨーク板１９とプランジャ１５と
で磁気回路が構成される。プランジャ１５の動きはクラ
ツパ１４１に介してワイヤ１１に伝えられる。上記のワ
イヤ［動装置はカバー２１によってカバーされるととも
にクラッパ１４の作動長が規制される。待機ＲＫはワイ
ヤはワイヤばね２０により偏寄させられワイヤの先端面
はワイヤガイド１３の先端面より奥にあり、ワイヤガイ
ド孔１３ｃＬの前部に形成されるインクのメニスカスが
ワイヤ先端面を覆うようにワイヤ長が設定されている。

次忙動作を説明する。第３図は通電時を示すものでコイ
ル１７に通電することによりコイルコア１６と対向する
プランジャ１５が吸引される。これによってプランジャ
１ｓｔ固着したクラツパ１４が回動しその先端で係合す
るワイヤ１１が突出する。このときクラツパ１４の回路
範囲がヨーク板１９との衝突で規制されｔ後ワイヤ１１
の入が単独で記録紙に衝突するまで自由飛行する如く構
成されている。ワイヤ先端面はインクメニスカスを貫い
てインクを先端面にけ着させて図示しない記録紙に衝突
してインクｈｚ記録紙に転写される。第４図すで説明し
元ようにワイヤ待機状態ではワイヤ１１の先端面はワイ
ヤガイド１３の端面より内側にあってワイヤ先端面前方
にインクメニスカスが形成される几め前記ワイヤの出没
動作によってワイヤ先端面にインクが順次付着する。な
おワイヤガイド１３の前面忙おける余剰インクは前面及
び側面に設けられ一２ｖ型断面形状の細溝である回収溝
１３６に毛細管力によって引込まれる几めあふれ出て記
録紙を汚すことがなくインク供給ガイド１２に還流する
。

インクタンク２は、第４図に示すよ５にタンク本体４０
とタンク本体４０の中空部に充填され次インク含浸部材
である多孔質部材６０と蓋５０とから成る。タンク本体
の底面の前方にはインク供給口４１が、岐壁面段差部に
は、空気口４２がそれぞれ開口されている。インク供給
口４１にはプリンタヘッド本体から突出するインク供給
ガイド１２の上部の腕部が挿入する。

本構造のヘッドにおいてはインク誘導路スリダト間隙が
、インクタンク多孔質材の平均孔径より小さく、ワイヤ
ガイドクリアランスより大きく、インクタンクからワイ
ヤ付着端近傍に向けて除々にスリヴト間隙が小さくなる
如く設定されている念め自然にインク界面がワイヤ近傍
まで前進し安定的にインク併給をする。更に０．０５ｆ
ｉ≦ｂ≦０．５Ｎである念めに、インク消費が多い場合
でも十分追随してインクを供給し、安中して良好な印字
品質が得られる。

〔発明の効果〕 以上述べｔように本発明によればインクタンクを構成す
る多孔質材平均孔径とワイヤガイドクリアランスとの中
間の値にインク誘導路スリット間隙を設定し、更にスリ
・ソト間隙を０．０５ｆｉから０．５諒の範囲に設定す
ることにより安定して高印字品質の得られるインク式ワ
イヤドツトプリンタヘッドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すインク式ワイヤドツト
プリンタヘッドのインク誘導路の断面図及び分解斜視図
、ｔａｚ図は同じくへ９ドの分解斜視図、第３図は断面
図、第４図はインクタンクの斜視図、第５図はインクの
け看過程の説明図、第６図はインク流路系の説明図、 １１・・・・・・ワイヤ ７０・・・・・・インク ６０・・・・・・インクタンク １２・・・・・・インク供給ガイド １３・・・・・・ワイヤガイド。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤを突出させて記録紙に衝突させ該ワイヤ先
   端面に付着したインクを記録紙に転写しドットを形成す
   るインク式ワイヤドットプリンタにおいて、インクを吸
   蔵する多孔質材よりなるインクタンクと、前記ワイヤを
   インク付着端面近傍でガイドするワイヤガイド部と、こ
   れらを連結し、スリットで構成されるインク誘導路から
   なるインク系の該スリット間隙ｂと、前記多孔質材平均
   孔径ａと、前記ワイヤガイドクリアランスｃとの関係が ２ａ＞ｂ＞ｃ であることを特徴とするインク式ワイヤドットプリンタ
   ヘッド。
2. （２）ワイヤを突出させて記録紙に衝突させ該ワイヤ先
   端面に付着したインクを記録紙に転写しドットを形成す
   るインク式ワイヤドットプリンタにおいて、インクを吸
   蔵するインクタンクと前記ワイヤをインク付着端面近傍
   でガイドするワイヤガイド部とを連結するインク誘導路
   がスリットで形成され、該スリット間隙が０．０５ｍｍ
   〜０．５ｍｍであることを特徴とするインク式ワイヤド
   ットプリンタヘッド。