JP3487439B2 - ドットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ドット印字用印字ハン
マによりドットマトリックスで印字を行うドットプリン
タに関するものであり、更に詳しくは印字力を支持する
プラテンに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】電子計算機用出力装置である印字装置の
中で代表的なものの一つとしてインパクトタイプのドッ
トプリンタがある。ドットプリンタは主に２種類のタイ
プに分けられる。その代表的なものとして、２４個のド
ット印字用印字ハンマを搭載したハンマヘッドを桁方向
に往復移動させながら１文字ずつ印字を行うタイプの比
較的低速なシリアルドットプリンタと、桁方向に微小間
隔で更に多数個の印字ハンマを搭載したハンマバンク
を、桁方向に往復移動させながらドットライン単位で印
字を行うタイプの比較的高速なドットラインプリンタと
である。 【０００３】本発明に係る部分の基本的内容について
は、両ドットプリンタとも共通であるので、主に図９及
び図１０に示すドットラインプリンタを例にとって従来
技術の内容及び問題点等について詳述する。 【０００４】図９は、ドットラインプリンタの主要印字
機構部の平面図を示したものである。図において、ドッ
ト印字用印字ハンマ１１を桁方向（図示左右方向）に所
定の間隔で多数個搭載したものがハンマバンク１０であ
る。ドット密度１８０ｄｐｉで毎分５００〜６００行の
印字速度を有する最新の高速機においては、印字ハンマ
１１の実装間隔は０．０５インチ程度でありその実装数
は３００個近くになる。このハンマバンク１０は、その
一端がカム機構又はリニアモータ等から構成される往復
移動機構であるシャトル機構部２０に連結してある。他
端は直動用軸受２１により往復移動可能に支持してあ
る。ナイロン基布等にインクを含浸したエンドレスでテ
ープ状のインクリボン３０は、ハンマバンク１０及びシ
ャトル機構部２０の両サイドに設けたリボンガイド３
１，３２によってハンマバンク１０の前面を通るように
配設してある。インクリボン３０は、リボンガイド３３
を経由して一対のリボンドライブローラ３４によって走
行駆動され、リボンカセット３５に規則正しく折畳収納
される。リボンカセット３５に収納されたインクリボン
３０は、リボンカセット３５の他端より排出された後、
リボンガイド３１を経由してハンマバンク１０の前面を
走行していくことを寿命に至るまで繰り返す。 【０００５】印字ハンマ１１の印字力を支持するのがプ
ラテン４０である。プラテン４０は、軽量化のため一般
的にパイプ状の鋼材芯金に硬質ゴム又は樹脂等を被覆し
た円筒形状をしている。その両端は軸受４１により回転
可能に支持され、図示しない駆動手段によって後述する
紙送りと同期して間欠的に微小回転を繰り返す。印字用
紙５０は、プラテン４０の表面に接触する経路上を一対
の紙送りトラクタ５１及びタイミングベルト５２を介
し、間欠的に駆動されるステッピングモータ等を使用し
た紙送りモータ５３によって搬送される。 【０００６】印字ハンマ１１のドット印字を行う先端部
は印字ピンと呼ばれており、その大きさは直径０．２mm
程度である。ドット印字の為にこのピン先端部でインク
リボン３０及び印字用紙５０を介してプラテン４０を打
撃する。この時の打撃力である印字力の尖頭値は、１０
０μs程度の微小時間であるが１０Ｎ近くに達する。従
って、この印字力支持部であるプラテン４０の表面が受
ける面圧は、単純計算で３００Ｎ／mm²以上に達する。
プラテン４０が固定されている場合は、この印字力の作
用を微小時間間隔で繰り返し受ける。前述した高速ドッ
トラインプリンタにおけるこの繰り返し打撃回数は、３
０ms程度の間隔で製品寿命時間内において合計数千万回
程度に達する。 【０００７】プラテン４０の表面は、インクリボン３０
及び印字ハンマ１１の耐久性上の観点から、前述したよ
うに金属よりもポリウレタン又はＳＢＲ等の硬質ゴムを
被覆して用いている。この硬質ゴムの耐久性は材料によ
って大きく異なるが、最も耐久性の良好な材料の一つで
あるポリウレタン材においても製品寿命の数分の一程度
である。安価で低級な材料にいたっては数十分の一程度
の耐久性しか得られない。プラテン４０の寿命とは、印
字力支持部において印字ハンマ１１の繰り返し打撃によ
る圧縮によって発生する微小永久歪が許容値を超える事
である。その結果、印字用紙５０へのエンボス（凹み）
発生、多部紙における複写性低下及び印字ピンによるイ
ンクリボン３０の破損等の問題が発生する。これを防止
するために、前述したように紙送りに同期してプラテン
４０を回転させ、印字力支持部を順次プラテン４０の周
方向に変えていくようにしており、十分な耐久性を得て
いる。 【０００８】主に以上の理由から、プラテン４０に関す
る周辺部品は図示しないステッピングモータ等により回
転駆動できる構成としているので高価なものとなってい
る。さらに、印字ハンマ１１の印字特性上の制約から、
プラテン４０の真直度及び回転に伴うフレ量は印字範囲
全幅に渡って２０μｍ程度の高精度を必要としている。
この高精度を得るための加工が困難である事もあってプ
ラテン４０そのものを非常に高価なものとしていた。 【０００９】このプラテン４０及びその周辺部品を安価
に作るために、低速なシリアルドットプリンタの一部に
おいては図１１に示すように印字支持部としてフラット
状の硬質ゴム６２を芯金６１に接合したタイプ、又は図
１２に示すようにシート状の硬質ゴム６３を芯金６２の
表面に接合したタイプの固定式のプラテン６０を採用し
ている。この固定式のプラテン６０は、使用する硬質ゴ
ムの種類及び印字力作用回数の多少にもよるが、ほぼ製
品寿命を満足させることが不可能では無い。しかし、ド
ットラインプリンタは当然のこと、シリアルドットプリ
ンタでも高速なものにおいては固定式プラテンの寿命を
製品寿命まで持たせることは困難である。従って、固定
式プラテンを採用した場合には定期的にプラテンを交換
する保守作業を実施する必要が生じる。この交換に伴う
費用は、回転式の円筒状プラテン４０の価格以上に高
く、ドットラインプリンタは当然のことシリアルドット
プリンタでも高速なものにおいて採用されることはほと
んど無かった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】特に高速ドットプリン
タにおいて、安価な固定式プラテンを採用できるように
する為、その耐久性向上を図るとともに、保守作業の容
易化さらには、固定式プラテンを採用することによる新
たな改善を行うことである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、固定式プラテ
ンにおいて、第１の印字力支持部が劣化して使用に耐え
なくなったとき（寿命となったとき）に、同一プラテン
表面上の別の部分を第２の印字力支持部として印字ハン
マに対向させるべく前記プラテンの位置を替えることに
よって達成される。更に、プラテンの位置替えでプラテ
ンの上下方向又は左右方向を逆にするか、あるいは回動
させる場合に、プラテンの位置精度が落ちないようにプ
ラテン及びプラテンフレームの形状を工夫することによ
って、達成される。 【００１２】 【作用】上記構成によれば、プラテン表面の第１の印字
力支持部以外の部分を新たな印字力支持部として用いる
ことができるのでプラテンの長寿命を図れると共に、取
付け位置精度を劣化させることなく、プラテンの位置替
えが容易にできるようになる。 【００１３】 【実施例】以下実施例図面を参照して本発明を詳述す
る。従来技術と同様内容については説明を省略する。 【００１４】図１及び図２は本発明の一実施例を示す断
面図及びプラテンを印字ハンマ１１側から見た正面図で
ある。図においてプラテン７０は、従来例図１１と同様
に芯金７２の一部に設けた溝に印字支持部として硬質ゴ
ム７１等を接合したものである。印字用紙５０の走行面
ともなる硬質ゴム７１の表面と芯金７２の面とは段差が
でないように同一面上に形成してあり、印字用紙５０の
走行上の障害にならないようにしてある。プラテン７０
は、その桁方向両サイド近榜において取付け用ネジ７３
によりプラテンフレーム７５に取付けている。ネジ７３
はプラテン７０の脱着を工具無しで手動で回転できるよ
うに、その頭部をノブ付き形状のものとすると良い。又
はその頭部にコインを挿入できる溝を設けておき容易に
回すことができるようにすると良い。プラテン７０と印
字ハンマ１１のギャップ精度は、印字ハンマ１１の印字
特性上重要である。プラテン７０の組替え時にそのギャ
ップが変化しないように、プラテン７０の位置決め用と
してプラテンフレーム７５に位置決めピン７６が設けら
れていて、プラテン７０の後端を該位置決めピン７６へ
突き当てるようにしている。印字ハンマ１１の印字力を
受ける硬質ゴム７１の印字力支持部は、その中心から間
隔ｌだけ上方へ外れている。 【００１５】以上のような構成としたことで図２に示す
ように、印字ハンマ１１はプラテン７０の上側である第
１の印字力支持部を打撃する。この状態を繰り返し、第
１の印字力支持部が寿命に達した後は以下の手順でプラ
テン７０の位置替えを行う。位置替えは、ネジ７３を手
動で外してプラテン７０をプラテンフレーム７５から取
外し、左右を替えるように反対にしてプラテンフレーム
７５に取り付ける。これにより、プラテン７０は新品同
様の第２の印字力支持部が印字ハンマ１１に対向する形
となり、再度このプラテン７０を寿命に至るまで使用で
きる。この組替えの時、印字ハンマ１１とプラテン７０
との間隔が変わらないように位置決めピン７６に突当て
る。第１と第２の印字力支持部の間隔は２ｌだけ離れる
ことになる。この２ｌという間隔は、寿命に達した印字
力支持部がオーバラップしない量が必要である。具体的
には、オーバラップしない量を１mm程度とれば十分であ
る。 【００１６】上記実施例においては、プラテン７０を上
下方向を逆にして入れ替える方法で第２の印字力支持部
を使用できる構成としたが、他の実施例として図３及び
図４に示すようにプラテン７０を左右方向にずらすこと
で行っても良い。図において、プラテン７０のプラテン
フレーム７５への取付け面となる底面左右下端には凸部
７７を設けてある。図３に示すように、始めにプラテン
７０はプラテンフレーム７５にこの凸部７７を当ててネ
ジ７３によって取り付ける。プラテン７０の第１の印字
力支持部が寿命に達した後は、図４に示すようにプラテ
ン７０を左方向にずらして、この凸部７７をプラテンフ
レーム７５に設けた穴に落し込むようにして取付ける。
これにより、プラテン７０の高さ方向位置を容易に替え
ることができ、第２の印字力支持部が使用できる。な
お、プラテン７０の両サイド近くに設けたこの凸部７７
の内側に凸量の異なる第２の凸部を設けることで、容易
に第３の印字力支持部を得ることもできる。同様にし
て、印字力支持部の個数をさらに多くすることも可能で
ある。 【００１７】以上の実施例（図１〜図４）において、プ
ラテン７０の表面である印字用紙５０の走行面は芯金７
２と硬質ゴム７１から構成してあり、その面の形状はフ
ラットである。一方、印字用紙５０のプラテン７０上下
における走行経路はストレートでないことが多い。すな
わち、印字用紙５０はプラテン７０を巻き込むようにわ
ん曲した経路を走行することが普通である。この場合、
印字用紙５０のこわさの影響によって、印字ハンマ１１
の周辺では印字用紙５０がプラテン７０から浮き上がる
現象が発生する。この浮き上がりが少しでも発生する
と、印字ハンマ１１の印字力が減殺されて印字濃度が低
下するばかりでなく、印字に伴って印字用紙５０がプラ
テン７０に衝突する現象が繰り返し発生するので、騒音
が非常に激しくなる。他に、本形状のプラテン７０にお
いては硬質ゴム７１部の加工困難という問題がある。硬
質ゴム７１の表面加工は研削加工で通常行うが、この時
同時に芯金７２も加工される。硬質ゴム７１と芯金７２
は研削性が非常に異なっており、同時研削を行うと芯金
７２の研削粉の影響によって硬質ゴム７１の表面は荒れ
て高精度実現が困難である。 【００１８】上記問題の改善を含めた一実施例が図５に
示す内容のものである。以下、図５を参照して説明す
る。 【００１９】プラテン８０は、芯金８２の印字ハンマ１
１側の一部分（芯金の前面及び側面の一部）を覆うよう
にして硬質ゴム８１を接合し、十分な接合強度が得られ
るようにしている。印字用紙５０の走行面でもある硬質
ゴム８１の表面は、半径Ｒの円弧状の形にしている。さ
らに、プラテン８０は印字力作用方向に対して傾けた状
態でネジ７３でプラテンフレーム７５に取付けられると
共に、その中心は印字力支持部から外している。以上の
構成により、印字力支持部の位置替えはプラテン８０の
左右方向を反対にして取付けることで行う。印字力作用
方向線は、円弧の中心又はその付近を通るようにプラテ
ン８０をプラテンフレーム７５に配設するのが良い。 【００２０】図示印字ハンマ１１とプラテンの関係につ
いて更に詳しく説明する。いま印字ハンマ１１は紙面上
下方向に複数個が１／１８０インチピッチで実装してあ
る。実装数が２４個の場合、第１ピンと第２４ピンとの
間隔は約３．２mmである。このために円弧Ｒの影響をう
けて、中央のピン（第１２ピン又は第１３ピン）と両端
のピン（第１ピン又は第２４ピン）とにおいてプラテン
８０とのギャップ差が生じる。円弧Ｒが４０mmの場合、
そのギャップ差は計算上約０．０３mmになる。印字ハン
マ１１の印字力作用方向が、円弧の中心から外れれば外
れるほどそのギャップ差は増大し印字ハンマ１１の印字
特性上許容できなくなるので、前記ギャップ差を小さく
押えることが好ましい。従って、円弧Ｒは大きい方がよ
い。そして、前記プラテンの外形形状は円弧Ｒ表面と該
円弧Ｒの中心を通り前記印字力作用方向と直角な面とに
囲まれる範囲内にあるのがよい。 【００２１】以上説明したように、印字用紙５０の走行
経路でもある硬質ゴム８１の表面形状を円弧状にすると
ともに、プラテン８０が関わる走行経路の全てをカバー
するようにしたので、印字用紙５０が硬質ゴム８１の表
面から離れなくなり、上述した印字濃度低下及び騒音の
問題等を防止できる。すなわち、プラテン８０は用紙ガ
イドとしての役割も果たすのである。プラテン８０の研
削加工は硬質ゴム８１の表面だけとなるので、加工上の
問題も無くなる。さらに構成上、円筒形プラテンと比較
して円弧Ｒをより大きくできるので、上記のギャップ差
を小さくできるという利点もある。 【００２２】上記実施例のプラテン８０において、円弧
Ｒの中心は芯金８２の外側に設けるとよい。円弧Ｒの形
成は研削加工によって行われるが、プラテン８０を１個
ずつ加工するよりは、多数個を同時に加工する方が加工
費は格段に安くなる。その同時加工方法の一例として、
図６に示すように治具９０の周囲に放射状にプラテン８
０を４個取付けたものを研削盤にセットして砥石９１で
研削加工する。 【００２３】以上の全実施例においては、次に示すよう
な問題点もあり特に高速のドットラインプリンタに適用
する場合には改善を必要とする。プラテンの印字力支持
部を替えるときの組替え方法として、一度プラテンをプ
ラテンフレームから外し、その後反対にするなりして再
度プラテンフレームに取付けるわけである。この作業
を、保守訓練をうけていないオペレータが行うには少し
困難である。特に、プラテンを位置決めピン７６に突き
当てて、印字ハンマ１１との元のギャップをだすわけで
あるが、突き当て精度そのものが数１０μｍの誤差を伴
うため、このギャップの再調整作業等を必要とする場合
があることである。さらに、プラテンの突き当て位置も
変わることになるので、印字力支持部と突き当て面との
寸法精度を相当に高める必要があり、プラテンを安価に
作れない。 【００２４】この問題の改善を含めた一実施例が、図７
及び図８に示す内容のものである。以下、図を参照して
詳述する。 【００２５】円弧状の硬質ゴム８１を芯金８２に接合し
たプラテン８０は、その両端をプラテンホルダ８３を介
してプラテンフレーム７５に回動自在に取付ける。プラ
テンホルダ８３への取付けはネジ７３によって行う。プ
ラテンホルダ８３の回動中心部Ｐは、プラテン８０の円
弧Ｒの中心に一致させる。回動中心部Ｐを中心としてプ
ラテンホルダ８３に設けた軸部は、プラテンフレーム７
５に設けた穴にはめ合わせる。プラテンフレーム７５に
対するプラテン８０の図示上下方向の位置は、芯金８２
に回動自在に組み込んだ一対のストッパ７８の底面がプ
ラテンフレーム７５に当接することで決まる。この当接
部Ａにおいて、ストッパ７８の底面とプラテンフレーム
７５の面は傾斜面となっており、ストッパ７８を回すと
突き当て面が変わり芯金８２が上又は下方向に動く。ス
トッパ７８は、自然に回らぬ程度に図示しないラッチに
よって保持している。この結果、プラテン８０は回動中
心部Ｐを中心として回動できる。スプリング７９の一端
はプラテンフレーム７５に固定されており、他端は芯金
８２を押し込む。このことで、プラテン８０が上下方向
に振動するのを防止する。他の構成は前述の実施例（図
５）と同じであるので説明を省略する。 【００２６】以上の構成により、始めに第１の印字力支
持部が寿命に達した後は、ストッパ７８を回してプラテ
ン７５との突き当て高さを替えることで印字力支持部の
位置替えを行う。ストッパ７８の回動量を変えること
で、複数の印字力支持部を使用できる。この構成におい
ては、印字力支持部の位置替え時にプラテン８０を外す
必要は無いので、初めてのオペレータでも容易に作業が
できる。さらに、回動中心部Ｐを中心として回るだけな
ので印字ハンマ１１とのギャップの変化は無視できるほ
ど小さい。 【００２７】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればプ
ラテンの第１の印字力支持部が寿命に達した後、プラテ
ンの左右を組み替える方法又は、左右の位置をずらす方
法又は、プラテンの硬質ゴム部を円弧状にした中心を中
心として回動できるようにし、プラテンの第２以降の印
字力支持部を使用できるようにしたので、プラテンの寿
命向上が実現できる。また、プラテン取付け用のネジを
手動で回せるようにネジ頭にノブ又はコイン挿入用の溝
を設けたのでプラテンの位置変え及び交換を容易にでき
る。さらに、硬質ゴム部を円弧状にしたので印字用紙の
プラテンからの浮き上がりが発生しないので複写性低下
及び騒音増加を防止できる。さらに、プラテンの芯金の
大きさを硬質ゴムの円弧中心よりも外にでないサイズに
したので、プラテンの同時加工を可能にでき安価に製作
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例を示すハンマバンクの往復
移動方向から見た断面図である。 【図２】 図１を印字ハンマ側から見たプラテンの正面
図である。 【図３】 本発明の他の実施例を示す印字ハンマ側から
見たプラテンの正面図である。 【図４】 図３において、プラテンの印字力支持部を替
える説明図である。 【図５】 本発明の他の実施例を示すハンマバンクの往
復移動方向から見た断面図である。 【図６】 図５に示したプラテンを多数個同時加工する
方法を示す説明図である。 【図７】 本発明の他の実施例を示すハンマバンクの往
復移動方向から見た断面図である。 【図８】 図７において、印字ハンマ側から見た硬質ゴ
ム部を除いたプラテンの正面図であり、プラテンの印字
力支持部を替える説明図である。 【図９】 印字機構部の平面図である。 【図１０】 従来例の断面図である。 【図１１】 他の従来例の断面図である。 【図１２】 他の従来例の断面図である。 【符号の説明】 １０はハンマバンク、１１は印字ハンマ、２０はシャト
ル機構部、３０はインクリボン、４０はプラテン、５０
は印字用紙、５３は紙送りモータ、６０はプラテン、７
０はプラテン、７１は硬質ゴム、７２は芯金、７３はネ
ジ、７５はプラテンフレーム、７６は位置決めピン、７
７は凸部、７８はストッパ、７９はスプリング、８０は
プラテン、８１は硬質ゴム、８２は芯金、８３はプラテ
ンホルダ、９０は治具、９１は砥石である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 誠 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (56)参考文献 特開 平３−128263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−151077（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138960（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−22250（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 11/02 B41J 11/14

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数個のドット印字用印字ハンマが搭載
   されたハンマバンクと、該ハンマバンクを桁方向に往復
   移動させるための往復移動手段と、前記印字ハンマの前
   面を走行するインクリボンと、印字用紙を送るための紙
   送り手段と、前記印字ハンマの印字カを支持する印字力
   支持部とを有し、外形形状は、円弧上表面と該円弧の中
   心を通り印字ハンマの印字作用方向と垂直な面とに囲ま
   れる範囲内にあるように構成されたプラテンと、該プラ
   テンの円弧中心を基準として回動させるように保持する
   ためのプラテンフレームとを有する印字装置において、 前記プラテンフレームの一部に突き当てる位置を変える
   位置切り替え用ストッパを設けたことを特徴とするドッ
   トプリンタ。