JP4069353B2 - ドットラインプリンタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の印字ハンマによりドット印字を行うドットラインプリンタに関し、更に詳しくは印字ハンマの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ドット印字を行う代表的な印字装置として、ドットラインプリンタが挙げられる。ドットラインプリンタは、ドット印字を行う印字ハンマを桁方向に複数並べて実装したハンマ機構部を、シャトル機構部により桁方向に往復運動させ、印字を行うプリンタである。印字ハンマは、板バネの先端に印字ピンを取り付けた構成となっており、板バネに予め持たせた撓みエネルギーを釈放することで印字ハンマを駆動し、インクを含浸したインクリボンを介して印字用紙にドット印字を行うプリンタである。
【0003】
以下、従来のドットラインプリンタにおけるハンマ機構部の構成について詳述する。
【0004】
図3に示したハンマ機構部は、スプリングチャージ方式と呼ばれるものである。その先端にハンマピン1を接合したハンマスプリング2は、コムヨーク3、マグネット4、ヨークベース5、及びフロントヨーク6によって形成される磁気回路上で、フロントヨーク6と共にヨークベース5にボルト7で取り付けられている。
【0005】
通常、ハンマスプリング2の先端は、所定の撓み量を持ってマグネット4によりコムヨーク3に磁気吸引された状態にある。そして、コムヨーク3に取り付けられたハンマコイル8に、磁気吸引力を打ち消す方向のパルス電流を流すことで、ハンマスプリング2の撓みを釈放し、ハンマピン1がインクリボン9を介して印字用紙10を打撃することによりドット印字が行われる。
【0006】
ハンマスプリング2がコムヨーク3に磁気吸引された状態において、ハンマスプリング2とコムヨーク3の両者が接触している面、すなわち吸着面の一例を図4に示す。ハンマスプリング2側吸着面は、先端部が所定の角度により斜めに研磨加工されていて、ハンマスプリング2が撓みを持った状態において、コムヨーク3と極力平行かつ平面に近い状態で接触し、両者が強力に吸着されるような構造としている。ハンマスプリング2及びコムヨーク3の吸着面は耐摩耗性を持たせるため、メッキなどの表面処理を施していることが多い。また、図4ではコムヨーク3側吸着面を平面加工とし、ハンマスプリング2側の吸着面を斜めに研磨加工しているが、ハンマスプリング2側を平面加工とし、コムヨーク3側吸着面を同様の目的で斜めに研磨加工していることもある。
【0007】
いずれの構造においても、研磨加工を行う角度は、ハンマスプリング2に持たせる所定の撓み量に合わせて、最適な角度となるように設定されている。仮に、研磨加工の角度が最適でない場合には、ハンマスプリング2とコムヨーク3との磁気吸引力が弱くなるため、ハンマスプリング2に所定の撓み量を持たせることが出来なくなり、正常の印字ができなくなる場合がある。
【0008】
図5は、ハンマコイル8に流れるコイル電流の波形31、及びコイル電流の変化に対応した、印字ハンマの打撃力の波形の一例を示すものである。ハンマピン1はコイル電流の立ち上がりからタイムラグを持って動作を開始し、やがてインクリボン9を介して印字用紙10を打撃した後、磁気吸引力の回復を伴い当初の吸引位置まで復帰する。
【0009】
ここで、ドットラインプリンタにおいて印字速度の高速化を図ろうとした場合、一つの手段として、印字ハンマのリピータビリティ、すなわちハンマコイル8にパルス電流が供給されてから、やがてドット印字を行い、再び当初の吸引位置に復帰するまでの時間を短縮して印字ハンマをスキャンさせるシャトル機構部のトップスピードを上げることが考えられる。
【0010】
印字ハンマの高速化、すなわち印字ハンマのリピータビリティ短縮を図ろうとした際、一つの方法として、ハンマコイル8にパルス電流が供給されてからハンマピン1が動作を開始するまでのタイムラグを短縮させることが考えられる。そのためには、コイル電流の立ち上がりを急峻にし、磁束のキャンセル効果を向上させるような仕様にすることが考えられるが、その場合には、図5のコイル電流波形32に示すように、コイル電流のピーク値の上昇、消費電力の増大、及び発熱量の増大が懸念され、実用化のネックになっていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ドットラインプリンタにおいて、印字ハンマにおける消費電力を増加させることなく、印字ハンマの応答性を向上させる印字ハンマ構造を実現することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、先端にハンマピンを有したハンマスプリングを有し所定ピッチで並べて設けられた複数の印字ハンマと、該印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生するためのマグネットと、前記印字ハンマを夫々非印字位置にて保持するコムヨークと、前記印字ハンマを駆動するために各印字ハンマに対応して設けられ、所定幅のパルス電流が供給されて前記マグネットの磁界を打ち消すハンマコイルよりなるハンマ機構部と、該ハンマ機構部を桁方向に往復移動させるシャトル機構部と、印字用紙を送る紙送り機構部とを有するドットラインプリンタにおいて、前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する領域は、所定の角度に斜めに加工された第1面と、前記ハンマスプリングの板面に平行な第2面とで形成されており、前記印字ハンマが非印字位置にて保持されている間、前記ハンマスプリングの第1面の領域のみが前記コムヨークと接触し、かつ前記ハンマスプリングの第2面の領域においては前記ハンマスプリングと前記コムヨークとの吸着面との間に微小ギャップが形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、前述した構成のドットラインプリンタにおいて、前記ハンマスプリングの第1面は前記コムヨークの吸着面に対応する領域の上端部側に形成され、前記ハンマスプリングの第2面は前記コムヨークの吸着面に対応する領域の下端部側に形成されていることを特徴とする。
【0014】
更に、先端にハンマピンを有したハンマスプリングを有し所定ピッチで並べて設けられた複数の印字ハンマと、該印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生するためのマグネットと、前記印字ハンマを夫々非印字位置にて保持するコムヨークと、前記印字ハンマを駆動するために各印字ハンマに対応して設けられ、所定幅のパルス電流が供給されて前記マグネットの磁界を打ち消すハンマコイルよりなるハンマ機構部と、該ハンマ機構部を桁方向に往復移動させるシャトル機構部と、印字用紙を送る紙送り機構部とを有するドットラインプリンタにおいて、前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する領域の一部に、所定の角度に斜めに加工された耐摩耗性部材を取り付け、前記印字ハンマが非印字位置にて保持されている間、前記ハンマスプリングの耐摩耗性部材の装着領域のみが前記コムヨークと接触し、かつ前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する他方の領域においては前記ハンマスプリングと前記コムヨークとの吸着面との間に微小ギャップが形成されていることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明について説明する。
【0016】
図1は、本発明の一例となる印字ハンマのハンマスプリング2とコムヨーク3との吸着面を表した図である。本例では、コムヨーク3吸着面に対し、コムヨーク3吸着面の下端部とハンマスプリング2との間が楔形の微小ギャップ21となるような構造にするため、従来技術よりも、斜めに研磨加工を施す範囲を狭く設定する。
【0017】
前述したように、印字ハンマの駆動時にはハンマピン1は、コイル電流の立ち上がりからタイムラグを持って動作を開始する。そのタイムラグについては、ハンマスプリング2に与えられた所定の撓み量×ばね定数、すなわちばね力とマグネット4により与えられた磁気吸引力との相互関係により左右される。通常時においては、磁気吸引力がばね力に対し上回っている状態にあり、ハンマスプリング2が所定の撓み量を持ってコムヨーク3に磁気吸引された状態にある。しかし、印字ハンマの駆動時においては、コイル電流の立ち上がりとともに磁気吸引力のキャンセルが行われ、やがて、ばね力が磁気吸引力を上回った状態となり、ハンマスプリング2がコムヨーク3から釈放され、ハンマピン1の動作が開始される。
【0018】
図1に示した構造では、通常時に前記微小ギャップ21に、ハンマスプリング2とコムヨーク3との間を通過する磁束の一部が漏れ磁束として働いている状態になっており、駆動時にハンマコイル8にコイル電流が流された時、漏れ磁束については透磁率の低い微小ギャップ21に働いているため、直ちに磁束のキャンセルがなされる。よって、微小ギャップ21の漏れ磁束のキャンセルが行われた時点において、ハンマスプリング2とコムヨーク3との間に働いている磁束の絶対量が低下するので、その後のコイル電流の上昇によりばね力が磁気吸引力を上回り、ハンマスプリング2がコムヨーク3から釈放されるまでの時間が短縮されることになる。
【0019】
よって、上記のような構造によれば、ハンマコイル8にパルス電流が供給されてからの磁束のキャンセル効果が向上し、ハンマピン1が動作を開始するまでのタイムラグを短縮し、従って、印字ハンマの応答性、すなわちリピータビリティの向上を図ることが可能となる。
【0020】
本例では、図1に示すように、コムヨーク3の厚さThを6.5mm、ハンマスプリング2の板厚Taを0.48mmとした場合、微小ギャップGaは0.1mm、コムヨーク3とハンマスプリング2との非接触(吸着)部Gbは3.0mmとなる。従って、ハンマスプリングの斜めに研磨する角度をθとすると、Tanθ=Ga/Gbとなる。本例でのGa、Gbの値を代入すると、Tanθ=0.1/3.0=1/30となり、この場合において、本発明の効果であるリピータビリティの向上が見られた。本例の値は一例であり、本発明がこの値のみに限定されるものではない。
【0021】
更に、上記のような構成によれば、ハンマスプリング2、コムヨーク3、マグネット4、ヨークベース5、及びフロントヨーク6によって形成される磁気回路で最短の磁路長をとり、ハンマスプリング2とコムヨーク3との吸着面近傍において、最も磁束密度が高くなるコムヨーク2吸着面の下端部付近に微小ギャップ21を設けることができるため、前述した微小ギャップ21に働いている漏れ磁束のキャンセルによるハンマスプリング2とコムヨーク3との間の磁束の絶対量の低下を効果的に行うことができる。ここで、最も磁束密度が高くなる部分は、従来用いられている計算機による磁場解析で磁束密度分布を算出して特定する等の方法がある。
【0022】
また、上記のような構造によれば、マグネット4、コムヨーク3、及びヨークベース5など主要な磁気回路の構成部材は従来技術の一例と変更がないため、ハンマスプリング2とコムヨーク3との間に働いている磁束、及び微小ギャップ21に働いている磁束の総和量と、従来技術の一例でのハンマスプリング2とコムヨーク3との間に働いている磁束の総和量には変化がなく、本例で示した構造への変更に伴ってハンマスプリング2に与えられる撓み量は変化がなく、打撃力が低下するなどの弊害をもたらすことはない。
【0023】
また、図2は本発明の一例となる印字ハンマのハンマスプリング2とコムヨーク3との吸着面を表した図である。図1に示した構造では、ハンマスプリング2の先端部を斜め研磨加工したうえで、耐摩耗性を持たせるためにはメッキなどの表面処理を施した構造としているが、本例では、ハンマスプリング2の先端部に1面を斜めに加工した耐摩耗性部材22を取り付け、コムヨーク3吸着面に対し、コムヨーク3吸着面の下端部とハンマスプリング2との間が微小ギャップ21となるような構造により実現している。
【0024】
前述したような、印字ハンマの応答性、すなわちリピータビリティの向上により、印字ハンマをスキャンさせるシャトル機構部のトップスピードを上げることができ、印字速度の高速化を行うことが可能となる。また、印字ハンマの応答性向上は、設計値として設定した印字速度を得るために必要なハンマピン数を減らすことが可能であるため、必要最小限の印字ハンマ、並びに駆動回路の構成とすることができるため、よりコストパフォーマンスに優れたドットラインプリンタを構成することが可能となる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、印字ハンマの構造をハンマスプリングとコムヨークとの吸着面の一部に微小ギャップを設け、駆動時における磁束のキャンセル効果を向上することにより、印字ハンマの応答性を向上させ、消費電力を増加させることなく印字速度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一例となる印字ハンマの構造を示す側面断面図である。
【図2】 本発明の他の一例となる印字ハンマの構造を示す図を示す側面断面図である。
【図3】 ハンマ機構部を示す側面断面図である。
【図4】 従来技術の印字ハンマの構造を示す側面断面図である。
【図5】 コイル電流波形とハンマ打撃力波形を示す電流波形の図である。
【符号の説明】
1はハンマピン、2はハンマスプリング、3はコムヨーク、4はマグネット、5はヨークベース、6はフロントヨーク、7はボルト、8はハンマコイル、9はインクリボン、10は印字用紙、11はプラテン、21は微小ギャップ、22は耐摩耗性部材、31はコイル電流波形、32は立ち上がりを急峻にした場合のコイル電流波形である。
Claims (3)
- 先端にハンマピンを有したハンマスプリングを有し所定ピッチで並べて設けられた複数の印字ハンマと、該印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生するためのマグネットと、前記印字ハンマを夫々非印字位置にて保持するコムヨークと、前記印字ハンマを駆動するために各印字ハンマに対応して設けられ、所定幅のパルス電流が供給されて前記マグネットの磁界を打ち消すハンマコイルよりなるハンマ機構部と、該ハンマ機構部を桁方向に往復移動させるシャトル機構部と、印字用紙を送る紙送り機構部とを有するドットラインプリンタにおいて、
前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する領域は、所定の角度に斜めに加工された第1面と、前記ハンマスプリングの板面に平行な第2面とで形成されており、前記印字ハンマが非印字位置にて保持されている間、前記ハンマスプリングの第1面の領域のみが前記コムヨークと接触し、かつ前記ハンマスプリングの第2面の領域においては前記ハンマスプリングと前記コムヨークとの吸着面との間に微小ギャップが形成されていることを特徴とするドットラインプリンタ。 - 前記ハンマスプリングの第1面は前記コムヨークの吸着面に対応する領域の上端部側に形成され、前記ハンマスプリングの第2面は前記コムヨークの吸着面に対応する領域の下端部側に形成されていることを特徴とする請求項1記載のドットラインプリンタ。
- 先端にハンマピンを有したハンマスプリングを有し所定ピッチで並べて設けられた複数の印字ハンマと、該印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生するためのマグネットと、前記印字ハンマを夫々非印字位置にて保持するコムヨークと、前記印字ハンマを駆動するために各印字ハンマに対応して設けられ、所定幅のパルス電流が供給されて前記マグネットの磁界を打ち消すハンマコイルよりなるハンマ機構部と、該ハンマ機構部を桁方向に往復移動させるシャトル機構部と、印字用紙を送る紙送り機構部とを有するドットラインプリンタにおいて、
前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する領域の一部に、所定の角度に斜めに加工された耐摩耗性部材を取り付け、前記印字ハンマが非印字位置にて保持されている間、前記ハンマスプリングの耐摩耗性部材の装着領域のみが前記コムヨークと接触し、かつ前記ハンマスプリングの前記コムヨークの吸着面に対応する他方の領域においては前記ハンマスプリングと前記コムヨークとの吸着面との間に微小ギャップが形成されていることを特徴とするドットラインプリンタ。
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