JP4069353B2 - ドットラインプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
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。

Images