JP4129884B2 - インパクトドット式印字ヘッド、及び同印字ヘッドを備えたプリンタ - Google Patents

Description

この発明は、プリンタに適用されるインパクトドット式印字ヘッドに関わり、特に印字ヘッド内のニードルを案内支持するためのニードルガイドに関する。

周知のとおり、インパクトドット式プリンタは、インクリボンに対して、ニードルと称するワイヤの先端を叩き付けて印字する構成となっている。多数本のニードルは、印字ヘッドの内部に組み込まれ、印字ヘッドの先端面に設けられた先端ニードルガイド部材と、印字ヘッドの中空部内に設けられた複数の中間ガイド部材とにより、摺動自在に案内支持されている。

このような先端ニードルガイド部材と中間ニードルガイド部材を備えた従来の印字ヘッドには、例えば、特許文献１に開示された構成のものがある。特許文献１の印字ヘッドは、本体筒状部（ノーズ）が、ノーズ上部材（符号３ａ）とノーズ下部材（符号３ｂ）の二つの部品によって構成されている。ニードルを案内支持する各ガイド（符号４，５，６）は、ノーズ下部材に設けられた溝に横方向（軸と垂直な方向）から差し込んで装着される。その後、ノーズ下部材にノーズ上部材を被せて、ビズ止めすることで、印字ヘッドのノーズが組み立てられる。

上述したように、特許文献１の印字ヘッドは、ノーズを二つの部品で形成しているため部品点数が多い。その結果、各部品の組立て作業が必要となり、作業性が悪い。さらに、ノーズ上部材とノーズ下部材を固定するねじに緩みが生じた場合、各部材の間に隙間が生じ、その隙間から塵埃が侵入して故障の原因となるおそれがあった。
また、ノーズの先端に装着されるガイド（先端ニードルガイド部材に相当）は、印字目標へニードルの先端を正確に突き出すために高精度な位置決めが必要となる。しかし、特許文献１には、当該ガイド（符号６）の位置決め保持手段に関しては何も記載されていない。
特許文献２には、ノーズ部（符号１）の案内溝（符号３）に差し込まれたソール板（符号５；先端ニードルガイド部材のガイドホルダに相当）に形成した突起（符号８）がくさび状に噛み込んで、ソール板を位置決め保持する構成が示されている。
実開昭６３−１０１５３７号公報 特開平２−５２８号公報

しかし、特許文献２に開示されたようなくさび構造による先端ガイド部材の位置決め保持では、長期使用の間に同部材が受ける振動や衝撃などでくさび構造に緩みが生じ、僅かながらも位置ズレが生じてしまうおそれがあった。ニードルの印字目標への突き出し位置精度は、数十ミクロン単位の高精度な位置決めが要求されるため、僅かな位置ズレも印字精度の低下につながる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、インパクトドット式印字ヘッドのノーズを一体成形することで、内部への塵埃の侵入を最小限に抑制することを目的とする。
さらに、本発明は、ノーズに対して先端ニードルガイド部材を高精度に位置決め保持すること目的とする。

上記目的を解決するために、本発明は、筒状のノーズと、このノーズの先端開口部に装着される先端ニードルガイド部材と、ノーズの中空部内に配置される複数の中間ニードルガイド部材とを含み、
ノーズの先端開口部に、このノーズの中心軸と直交する方向から先端ニードルガイド部材を差し込んで保持する装着部を形成するとともに、
複数の中間ニードルガイドは、ノーズの中空部内に基端開口部から挿入する構成であることを特徴とする。

かかる構成によれば、先端ニードルガイド部材だけがノーズの外部から先端に装着され、中間ニードルガイド部材はノーズの基端開口側から中空部内に挿入される。したがって、ノーズを二つの部品の組立て構造とする必要がなくなり、一体成形して塵埃の侵入を最小限に抑制することが可能となる。

また、中間ニードルガイド部材のうち、ノーズの中空部内へ最初に挿入される第１中間ニードルガイド部材と、先端ニードルガイド部材との相互間に、先端ニードルガイド部材の装着部からの抜けを阻止する係合部を形成した構成とすることもできる。この係合部は、第１中間ニードルガイド部材と先端ニードルガイド部材のいずれか一方に形成した係合穴と、他方に形成され当該係合穴に差し込まれる係合突起とで構成されてもよい。

ノーズの中心軸と直交する方向から差し込まれた先端ニードルガイド部材は、第１中間ニードルガイド部材の係止によって、ノーズの軸方向から固定されることができる。これにより、先端ニードルガイド部材は、装着部から径方向への抜けが確実に阻止され、ノーズに対して高精度に位置決め保持される。

さらに、複数の中間ニードルガイド部材は、ノーズの中空部内へ積層配置される構成とすることができる。また、複数の中間ニードルガイド部材は、それぞれ異なった外周形状に形成されており、ノーズの中空部内には、各中間ニードルガイド部材の外周形状に対応して当該各中間ニードルガイド部材の配置部が形成されていることが好ましい。
これにより、各中間ニードルガイド部材を間違った順番でノーズに挿入してしまうおそれがなくなり、組付け作業のミスを防止できる。

以上、本発明によれば、インパクトドット式印字ヘッドのノーズを一体成形することで、内部への塵埃の侵入を最小限に抑制することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図９は、本発明の実施形態に係るインパクトドット式印字ヘッドを説明するための図である。また、図１は、本実施形態に係るインパクトドット式ヘッドの全体構成を示す斜視図であり、図２は、同じくインパクトドット式ヘッドの全体構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。

図１に示すように、本実施形態のインパクトドット式印字ヘッドには、本体基部から筒形状のノーズ１が延出している。
図２に示すように、インパクトドット式印字ヘッドの本体基部には、内部に複数のアーマチェア２（図中では２４個）が放射状に配置されてある。これらアーマチェア２には、付勢ばね３が途中位置に設けられ、アーマチェア２の一端側を片持支持している。そして、それぞれのアーマチェア２の自由端２ａには、ニードル４が１本づつ取り付けられている。各ニードル４は、基端側がアーマチェア２に取り付けられるとともに、ノーズ１の中空部内を通り、先端がノーズ１の先端部まで延びている。ノーズ１の先端部には先端ニードルガイド部材１０が装着してあり、ニードル４の先端部を案内支持している。

一方、アーマチェア２の他端側はコア５によって支持されており、このコア５の外周面にはコイル６が巻き付けられている。そして、コア５に巻かれているコイル６へ通電すると、コア５が励磁し、アーマチェア２の自由端２ａ側を吸着する。また、コイル６への通電を停止すると、コア５の励磁が止まり、付勢ばね３の復元力によってアーマチェア２の自由端２ａ側が離反する。インパクトドット式印字ヘッドは、このように電圧の印加を制御することによって、アーマチェア２の自由端２ａ側を個々に稼働させる。これにより、プリンタの印刷時には、インパクトドット式印字ヘッドの各ニードル４が制御されて、先端ニードルガイド部材１０の表面上を往復動する構成である。

また、プリンタの印刷時には、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１の対向位置にインクリボンが繰り出され、さらにその背面に印刷紙が給紙されている。インパクトドット式印字ヘッドは、電気的制御によってニードル４が操作され、その先端が先端ニードルガイド部材１０から突出してインクリボンを点打する。これにより、背面の印刷紙にインクが付着することになり、ドット印刷が可能となる。

次に、先端ニードルガイド部材１０について説明する。上述したとおり、先端ニードルガイド部材１０は、インパクトドット式印字ヘッドにおいて、ノーズ１の先端部に装着される。
図１に示すように、先端ニードルガイド部材１０は、ニードル４を案内するニードルガイド１１と、このニードルガイド１１を保持するガイドホルダ２０と、によって構成される。この先端ニードルガイド部材１０は、ニードルガイド１１が、ジルコニア等のセラミック材料によって製造され、樹脂成形されたガイドホルダ２０へ接着剤により固定されている。

図３は、ニードルガイドを示す正面図である。
図３に示すように、ニードルガイド１１は、印字用のニードル４をそれぞれ挿通支持する多数のガイド孔１２（図中では２４個）を備えており、この多数のガイド孔１２は四角形状の各辺中間位置に頂点が近接するような菱形配列で形成されている。また、ニードルガイド１１は、四角形状の一方の対角に切欠部１３が形成されており、四角形状の他方の対角近傍に位置決め孔１４を有している。これにより、ニードルガイド１１を無駄のない各部レイアウトとすることができ、小形化を図ることが可能となる。

図４は、ガイドホルダを示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は図４（ｂ）のＸ部拡大図である。また、図５は、ガイドホルダにニードルガイドを固定した状態を示す正面図である。
図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガイドホルダ２０は、表面にニードルガイド１１を保持する配置部２１が形成されている。この配置部２１には、ニードルガイド１１を配置した状態にて、各ガイド孔１２に連通する案内ガイド孔２２が形成されている。案内ガイド孔２２は、図４（ｄ）に示すように、裏面側の孔径が広く、表面側の孔径が狭いテーパー形状に形成されている。これにより、ニードル４の挿入性を向上させることができる。また、ガイドホルダ２０の一方の対角部には、ニードルガイド１１の配置時に、位置決め孔１４へ挿入される凸部２３が設けられている。

さらに、ガイドホルダ２０は、配置部２１を囲む周壁２４を有しており、この周壁２４と接するように複数の突起２５（図中では６個）が配置部２１を形成する表面から突出している。これら突起２５の側面は、周壁２４より配置部２１の中心側に位置して、円弧状に形成されている。また、ガイドホルダ２０は、配置部２１の表面に溝状に刻設され、突起２５の周囲を回り込む凹部２６が設けられている。この凹部２６は、ガイドホルダの凸部２３が設けられていない他方の対角部において、幅広な合流部２６ａを有しており、ニードルガイド１１の配置時に、ニードルガイド１１の切欠部１３とともに接着剤供給部２７を形成する。

以上のようなニードルガイド１１及びガイドホルダ２０によって、先端ニードルガイド部材１０が形成される。
ここで、先端ニードルガイド部材１０の組立方法について説明する。図５に示すように、ニードルガイド１１は、位置決め孔１４がガイドホルダ２０の凸部２６に挿入されるように配置方向が調整され、ガイドホルダ２０の配置部２１に嵌め込まれる。このとき、ニードルガイド１１は、ガイドホルダ２０上にある複数の突起２５の側面より内側に形成される空間に対して圧入される。すなわち、ニードルガイド１１は突起２５によって配置部２１に固く保持されることになる。

そして、ニードルガイド１１がガイドホルダ２０に保持された状態では、ニードルガイド１１のガイド孔１２と、ガイドホルダ２０の案内ガイド孔２２がちょうど連通した位置にある。また、先端ニードルガイド部材１０は、ガイドホルダ２０の合流部２６ａとニードルガイド１１の切欠部１４とによって、一対の角部に接着剤供給部２７が形成される。

さらに、ニードルガイド１１がガイドホルダ２０に保持された状態では、ガイドホルダ２０の周壁２４と、配置部２１に配置されたニードルガイド１１の側縁との間に、突起２５の圧接部分を除き、接着剤充填用の隙間Ｓが形成される。この接着剤充填用の隙間Ｓは、突起２５とニードルガイド１１の接触位置において、刻設された凹部２６によってそれぞれが連続した状態となっている。

ニードルガイド１１をガイドホルダ２０に接着させる場合は、一対の接着剤供給部２７に接着剤を充填させる。充填された接着剤は、接着剤供給部２７から凹部２６を介して接着剤充填用の隙間Ｓに流れ込み、ニードルガイド１１の全周囲に案内される。これにより、ニードルガイド１１は、全側周面と凹部２６に対向する背面が、接着剤によってガイドホルダ２０に確実に接着されることができる。また、ニードルガイド１１はガイドホルダ２０の突起２５によって圧接されており、接着剤の充填時に、接着剤が圧入されてもニードルガイド１１が配置部２１から不用意に浮き上がることがない。
以上のようにして、先端ニードルガイド部材１０は組み立てられ、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１に装着される。

図６は、本実施形態に係るインパクトドット式印字ヘッドのノーズを示す図であり、（ａ）は拡大側面図、（ｂ）は上面断面図である。
図６に示すように、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１は、筒状に形成されており、先端開口部に装着部７が形成されている。この装着部７は、先端開口部の上辺のみが開口しており、先端開口部の内周面にガイド凸部７ａが設けられている。

一方、先端ニードルガイド部材１０のガイドホルダ２０は、図５（ｂ）に示すように、筒状の両端面にフランジ部２８が形成されており、胴部が相対的に凹んだ状態となっている。ガイドホルダ２０は、両端のフランジ部２８と胴部が、ガイド凸部７ａに係合してガイドされながら装着部７に差し込まれて嵌合状態となる。装着部７は、ノーズ１の中心軸と直交する方向から先端ニードルガイド部材１０が差し込まれ、ガイド凸部７ａによって先端ニードルガイド部材１０を保持することができる。
なお、印字ヘッドが印字しながら移動する際に働く外力が先端ニードルガイド部材１０を外すように働くことを防ぐために先端ニードルガイド部材１０の取り付け方向は、ノーズ１の中心軸と直交する方向で、かつ印字ヘッド走行方向と直行する方向とすることが好ましい。

また、図２に示すように、ノーズ１の中空部内には、複数の中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０（図中では６個）が配置され、ニードル４の摺動を案内する構成である。これら中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０は、ノーズ１の中空部内に基端開口部から挿入されて積層配置される。

図７は、中間ニードルガイド部材を順に示す正面図であり、（ａ）は第１中間ニードルガイド部材、（ｂ）は第２中間ニードルガイド部材、（ｃ）は第３中間ニードルガイド部材、（ｄ）は第４中間ニードルガイド部材、（ｅ）は第５中間ニードルガイド部材、（ｆ）は第６中間ニードルガイド部材である。
図２及び図７に示すように、複数の中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０は、第１中間ニードルガイド部材３０から順にノーズ１の中空部内に挿入される構成である。各中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０にはニードル４を挿通する中間ガイド孔３１、４１、５１、６１、７１、８１が穿設されており、これら中間ガイド孔３１、４１、５１、６１、７１、８１は、第１中間ニードルガイド部材３０の略菱形配列から第６中間ニードルガイド部材８０の円形配列に次第に変化するように配設されている。また、各中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０は、それぞれ異なった外周形状に形成されている。

図８は、第１中間ニードルガイド部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
図８に示すように、第１中間ニードルガイド部材３０は、先端面に係合突起３２が設けられている。また、図４（ａ）に示すように、先端ニードルガイド部材１０のガイドホルダ２０の裏面には係合穴２９が数箇所に設けられている。ガイドホルダ２０は、第１中間ニードルガイド部材３０の係合突起３２が係合穴２９に差し込まれることで、ノーズ１の軸方向から係止されることになり、ノーズ１の装着部７から径方向に対する抜けが阻止できる。

図９は、先端ニードルガイド部材及び中間ニードルガイド部材をノーズの装着部に取り付ける手順を示した側面断面図であり、（ａ）は先端ニードルガイド部材の装着前、（ｂ）は先端ニードルガイド部材の装着後、（ｃ）は第１中間ニードルガイド部材の装着後、（ｄ）は全中間ニードルガイド部材の装着後である。
次に、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１の組立方法について説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、先端ニードルガイド部材１０が図中上方向からスライドされ、ノーズ１の装着部７に差し込まれる。これにより、先端ニードルガイド部材１０は、ガイド孔１２及び案内ガイド孔２２が位置決めされた状態で、装着部７に保持されることができる。

次に、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、第１中間ニードルガイド部材３０がノーズ１の基端側開口部から中空部内に挿入される。第１中間ニードルガイド部材３０は、ノーズ１の装着部７において、既に保持されている先端ニードルガイド部材１０の係合穴２９に係合突起３２が挿入される。すなわち、先端ニードルガイド部材１０は、第１中間ニードルガイド３０及び装着部７によって、ノーズ１に確実に固定された状態となる。

さらに、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、第２中間ニードルガイド部材以降の各中間ニードルガイド部材４０、５０、６０、７０、８０がノーズ１の基端開口部から挿入される。インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１は、各中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０がノーズ１の基端開口部から挿入されることによって、ノーズを二つ別体構造として成形する必要がなく、一体構造として成形することができる。

また、ノーズ１の中空部内には、各中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０の外周形状に対応して、各中間ニードルガイド部材の配置部が形成されている。これにより、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１の組立時には、各中間ガイド孔３１、４１、５１、６１、７１、８１の向きや積層順番の間違い等を防止することができる。また、ノーズ１の中空部内において、各中間ニードルガイド部材３０、４０、５０、６０、７０、８０は、積層配置されることによってノーズの軸方向への動きが固定され、外周形状がノーズ１の配置部に係合することで、ノーズの径方向への動きも規制され、ガタつきなく配置されることができる。

以上のようにして、インパクトドット式印字ヘッドのノーズ１が組み立てられた後、ニードル４が、各中間ニードルガイド部材の中間ガイド孔３１、４１、５１、６１、７１、８１、先端ニードルガイド部材１０の案内ガイド孔２２及びガイド孔１２に挿通され、その摺動が案内支持されることになる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ニードルガイドに形成される多数のガイド孔は、図３に示すような菱形配置に限定されず、必要に応じて２列並行配置など種々の形態に配置することができる。ガイドホルダの案内ガイド孔や、中間ニードルガイド部材の中間ガイド孔は、ニードルガイドに形成したガイド孔の配列に対応して位置調整される。

本実施形態に係るインパクトドット式ヘッドの全体構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るインパクトドット式ヘッドの全体構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。 本実施形態に係るインパクトドット式印字ヘッドのニードルガイドを示す正面図である。 本実施形態に係るガイドホルダを示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は図４（ｂ）のＸ部拡大図である。 本実施形態に係るガイドホルダにニードルガイドを固定した状態を示す正面図である。 本実施形態に係るインパクトドット式印字ヘッドのノーズを示す図であり、（ａ）はノーズの拡大側面図、（ｂ）はノーズの上面断面図である。 本実施形態に係る中間ニードルガイド部材を順に示した正面図であり、（ａ）は第１中間ニードルガイド部材、（ｂ）は第２中間ニードルガイド部材、（ｃ）は第３中間ニードルガイド部材、（ｄ）は第４中間ニードルガイド部材、（ｅ）は第５中間ニードルガイド部材、（ｆ）は第６中間ニードルガイド部材である。 本実施形態に係る第１中間ニードルガイド部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本実施形態に係る先端ニードルガイド部材及び中間ニードルガイド部材をノーズの装着部に取り付ける手順を示した側面断面図であり、（ａ）は先端ニードルガイド部材の装着前、（ｂ）は先端ニードルガイド部材の装着後、（ｃ）は第１中間ニードルガイド部材の装着後、（ｄ）は全中間ニードルガイド部材の装着後である。

符号の説明

１：ノーズ、２：アーマチェア、３：付勢ばね、４：ニードル、５：コア、７：コイル、７：装着部、７ａ：ガイド突起、
１０：先端ニードルガイド部材、１１：ニードルガイド、１２：ガイド孔、１３：切欠部、１４：位置決め孔、
２０：ガイドホルダ、２１：配置部、２２：案内ガイド孔、２３：凸部、２４：周壁、２５：突起、２６：凹部、２７：接着剤供給部、２８：フランジ部、２９：係合穴、
３０：第１中間ニードルガイド部材、３１、４１、５１、６１、７１、８１：中間ガイド孔、３２：係合突起、
４０、５０、６０、７０、８０：中間ニードルガイド部材、
Ｓ：隙間

Claims (6)

1. 筒状のノーズと、当該ノーズの先端開口部に装着される先端ニードルガイド部材と、前記ノーズの中空部内に配置される複数の中間ニードルガイド部材とを含み、
   前記ノーズの先端開口部に、当該ノーズの中心軸と直交する方向から前記先端ニードルガイド部材を差し込んで保持する装着部を形成するとともに、
   前記複数の中間ニードルガイドは、前記ノーズの中空部内に基端開口部から挿入する構成であり、
   且つ、前記中間ニードルガイド部材のうち、前記ノーズの中空部内へ最初に挿入される第１中間ニードルガイド部材と、前記先端ニードルガイド部材との相互間に、前記先端ニードルガイド部材の前記装着部からの抜けを阻止する係合部を形成したことを特徴とするインパクトドット式印字ヘッド。
2. 前記係合部は、前記第１中間ニードルガイド部材と前記先端ニードルガイド部材のいずれか一方に形成した係合穴と、他方に形成され当該係合穴に差し込まれる係合突起とで構成されていることを特徴とする請求項１のインパクトドット式印字ヘッド。
3. 前記複数の中間ニードルガイド部材は、前記ノーズの中空部内へ積層配置されることを特徴とする請求項１又は２のインパクトドット式印字ヘッド。
4. 前記各中間ニードルガイドは、前記ノーズに接着されてなく、前記積層配置によりノーズの軸方向への動きが固定される構成であることを特徴とする請求項３のインパクトドット式印字ヘッド。
5. 前記複数の中間ニードルガイド部材は、それぞれ異なった外周形状に形成されており、
   前記ノーズの中空部内には、各中間ニードルガイド部材の外周形状に対応して当該各中間ニードルガイド部材の配置部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４のインパクトドット式印字ヘッド。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインパクトドット式印字ヘッドを備えたプリンタ。

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