JPH05104821A - 安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電圧を扱う圧電素子を用いた印字装置にお
いて、使用者が保護カバーを開けた後不用意に印字ヘッ
ド等に触れることにより感電することを防止する。 【構成】 圧電素子Ｐに充放電する回路の電源側端子と
アースの間には、ノイズ除去のためのコンデンサＣが設
けられている。またこの電源側端子と、電源との間には
プロテクションスイッチＳＷが設けられている。このプ
ロテクションスイッチＳＷは、保護カバーが開けられる
と、遮断状態となる。そして、前記コンデンサＣには並
列に抵抗Ｒが取り付けられている。従って、プロテクシ
ョンスイッチが遮断状態となると、上記コンデンサＣに
より蓄積された電荷が速やかに放電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電型プリンタに関
し、更に詳しくはその印字ヘッドカバーの開閉時の感電
防止機構を備えた圧電型プリンタの安全装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタの高速化のために、たと
えば特開昭６３−１１６８６４号公報に示されるように
出願人は圧電素子を用いて印字ワイヤを駆動することを
提案した。この圧電型プリンタはドット印字指令に基づ
き圧電素子へ電圧を印加し、これにより圧電素子が変位
して印字ワイヤにより印字媒体面にドット印字がなさ
れ、逆に圧電素子の電圧解除により圧電素子の変位を解
消させ印字ワイヤを非作動位置へ戻すというものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を駆動するためには、高い電圧を必要とする。一方、
プリンタは、印字中は使用者が印字ヘッドに手を触れな
いようにするため、カバーでおおわれている。しかし、
印字用紙がプリンタ中で引掛かる（以後用紙ジャムと略
す）と、その引掛った用紙を除去できるように使用者が
前記カバーを開くことができるようにされている。

【０００４】このとき、印字ヘッド中に万一絶縁不良が
あり、印字ヘッド表面に高い電圧が生じていると使用者
は感電してしまう。その対策としては、カバーの開閉に
よって動作するプロテクションスイッチを用いることが
考えられる。使用者がカバーを開くとプロテクションス
イッチにより電源と駆動回路との間の接続が遮断され、
以後駆動回路に電力が印加されなくなる。ところが、こ
の方法でも課題が残存する。すなわち、駆動回路の電源
ラインには通常ノイズ除去などのためにコンデンサを接
続する。すると、プロテクションスイッチによりカバー
開となって電源回路、印字ヘッド駆動回路間が遮断され
ても駆動回路にコンデンサがあるため高い電圧が残存し
てしまう。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、使用者が用紙ジャム等により印
字ヘッドカバーを開いた時、速やかにその印字ヘッド駆
動回路に高い電圧が残存しない様にした圧電型プリンタ
の安全装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の安全装置は、少なくともコンデンサを含む電
力消費部と、該電力消費部に電力を供給する電力供給部
と、保護カバーの開閉に連動し、前記電力消費部と電力
供給部との接続・遮断切換可能なプロテクションスイッ
チと、前記プロテクションスイッチにより前記電力供給
部と電力消費部が遮断されたときに、前記電力消費部内
のコンデンサに残存する電荷を放電する放電手段とを備
えたことを特徴とする。なお、この電力消費部内のコン
デンサは、容量性のものを全て含むものであり、例えば
圧電素子、回路の浮遊容量等も含むものである。

【０００７】

【作用】上記構成を有する装置において、使用者が保護
カバーを開くと、プロテクションスイッチが遮断状態と
なる。このとき電力消費部内のコンデンサにより蓄積さ
れた電荷が放電手段により速やかに放電される。従って
使用者が電力消費部等に触れても感電することがない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図２に、圧電型印字ヘッドを備えた
ドット印字装置に適用した例を示す。この印字装置は、
圧電型印字ヘッドが、ｍ本の印字ワイヤと、各々が１本
の印字ワイヤを駆動するｍ個のアクチュエーターとを備
え、かつｍ本の印字ワイヤが印字方向と交差する一直線
上に互に近接して並ぶように配置されている。各アクチ
ュエーターは、多数の圧電素子が図において上下方向に
積層されて成る積層圧電素子１０を駆動源とする。積層
圧電素子１０は、フレーム１２に支持されている。

【０００９】積層圧電素子１０の上端面には可動子１４
が固着されており、可動子１４の一側面に板ばね１６が
固着され、もう一方の板ばね１８が板ばね１６に重ね合
わせ状態でフレーム１２に固着される。そして両板ばね
１６、１８の上端部に保持部材２０が取り付けられ、そ
の保持部材２０から水平方向にアーム２２が延設され、
そのアーム２２の先端に印字ワイヤ２４の基端部が上下
方向に固定されている。この印字ワイヤ２４の先端はプ
ラテン２６に装着される印字媒体たる印字用紙２８に印
字リボン３０を介して対向させられている。

【００１０】したがって、積層圧電素子１０が伸びて板
ばね１６が板ばね１８に対して相対的に図における上方
向へ滑り、保持部材２０が図において反時計方向に回動
させられれば印字ワイヤ２４の先端が印字リボン３０を
介して印字用紙２８に押し付けられ、印字用紙２８上に
ドットが印字される。この状態から積層圧電素子１０が
縮めば、保持部材２０が図において時計方向に回動させ
られる結果、印字ワイヤ２４が非作用位置に復帰する。
なお、前記アーム２２の図２における下側には低反発性
のゴムストッパ３２がフレーム１２に取り付けられ、印
字ワイヤ２４が非作用位置に戻る際アーム２２がストッ
パ３２に当接することにより戻り位置が規定される。

【００１１】なお、前記積層圧電素子１０の下端面には
温度補償材３４が固着され、この温度補償材３４はフレ
ーム１２に設けられたピン３６により前記積層圧電素子
１０を可動子１４に向けて押圧付勢している。この温度
補償材３４は、積層圧電素子１０から電圧を完全に除去
しても積層圧電素子１０に正方向の残留歪が残り、この
残留歪によって、所望の印字圧が得られない事態の発生
を回避するために設けられている。

【００１２】次にこの圧電素子の駆動回路について図１
に基づき説明する。前述のｍ個のアクチュエーターの各
々の積層圧電素子１０は、個々に対応する圧電素子駆動
回路６０によって駆動される。この図には、１個の圧電
素子Ｐを代表的に示す。

【００１３】圧電素子駆動回路６０においては、直流電
源Ｅ（一般に電圧１００Ｖ以上）、トランジスタＴＲ1
およびコイルＬの直列回路が圧電素子Ｐに直列に接続さ
れ、直流電源Ｅ、トランジスタＴＲ1 、コイルＬおよび
圧電素子Ｐの順に並んでいる。トランジスタＴＲ1 の順
方向は直流電源Ｅの正極側から圧電素子Ｐの正極となる
べき電極側に向かう向きと同じにされている。トランジ
スタＴＲ1 にはそれを逆方向にバイパスするダイオード
Ｄ1 が接続されている。直流電源Ｅと圧電素子Ｐの間に
は、前記直列回路とは並列にかつ圧電素子Ｐから電源Ｅ
の向きにダイオードＤ2 が接続されている。そして前記
トランジスタＴＲ1 のコレクタ側には前記直流電源Ｅと
並列にコンデンサＣが接続され、ノイズ除去対策がなさ
れている。

【００１４】一方、トランジスタＴＲ1 と、コイルＬと
の接合点からトランジスタＴＲ3 を経て接地されてい
る。トランジスタＴＲ3 の順方向はコイルＬから接地点
に向かう向きと同じである。トランジスタＴＲ3 にはそ
れを逆方向にバイパスするダイオードＤ3 が接続されて
いる。圧電素子Ｐにも圧電素子の図中下より上方向に電
流をバイパスするダイオードＤ4が接続されている。ダ
イオードＤ4 の順方向は圧電素子Ｐの負極となるべき電
極側から正極となるべき電極側に向かう向きと同じであ
る。

【００１５】トランジスタＴＲ1 、およびＴＲ3 の各々
は、トランジスタ制御装置６２によって制御される。こ
の制御装置６２は、ｍ個の圧電素子駆動回路６０の各々
に対して１個ずつ設けられている。ｍ個の制御装置６２
は、共通の主制御装置６４に接続されている。主制御装
置６４は、外部のホストコンピュータから出力された印
字データに基づいて、印字ヘッドが１ピッチ印字方向に
移動させられる毎に、ｍ本の印字ワイヤ２４からドット
を印字させるべき印字ワイヤ２４を選択し、その選択さ
れた印字ワイヤ２４に対応する制御装置６２の各々にド
ット印字指令を出力する。

【００１６】図３は、図１の圧電素子駆動制御回路６０
が複数プロテクションスイッチＳＷを介して前記直流電
源Ｅに接続されている状態を示す。ここではさらに駆動
回路６０に並列に抵抗Ｒが接続されていることが明確に
示されている。

【００１７】いま図４に示すように、印字ヘッドの保護
カバー６６を開いている状態から矢印のように閉じると
プリンタ本体の内壁面に設けられるプロテクションスイ
ッチＳＷも閉じ、電源Ｅより駆動回路６０に電力が与え
られる。それによって駆動回路６０は動作可能状態とな
る。一方、保護カバー６６を開くとプロテクションスイ
ッチＳＷも開き、電源Ｅより駆動回路６０に電力が与え
られなくなる。そして抵抗Ｒがあるため駆動回路６０の
コンデンサＣ1 に残存する電荷が放電される。いまコン
デンサＣ1 の静電容量をＣ´とし、駆動回路６０がｎ個
接続されているとすれば、Ｃ＝ｎ×Ｃ´なる静電容量Ｃ
が回路全体の静電容量であるので、抵抗Ｒの抵抗値をＲ
とすれば、時刻ｔ＝０にプロテクションスイッチＳＷを
開いたとして、コンデンサ５１の両端の電位差ＶC は次
の数１で表される。

【００１８】

【数１】

【００１９】上式より判る様にＣＲの値を小さくする
と、迅速に放電可能とする。ここで静電容量Ｃは、期待
されるノイズ除去効果によってその最小値が略決定され
てしまう。そのため抵抗値Ｒを小さくすると、通常時に
無為に消費される電力が大きくなってしまう。そこで、
一般的にＣＲを２（Ｓ）以下とする。ただしＥは電源Ｅ
の電圧

【００２０】ただし、このとき、駆動回路６０が動作し
ていない場合は上式のようになるが、動作している場合
は駆動回路６０もコンデンサＣの電荷を消費するので、
より早く電圧が低下することになる。また、圧電素子Ｐ
を駆動中でまだコンデンサＣに回生を行っていない時に
プロテクションスイッチＳＷを開いた場合、より電圧の
低下がおそくなることになるが、圧電素子Ｐの静電容量
に比してコンデンサＣの静電容量が十分大きければほと
んど影響を受けない。

【００２１】次ぎに第２の実施例について説明する。こ
の実施例では図５のように、プロテクションスイッチＳ
Ｗを２極のものを使用する。ＳＷはカバー開にてＲ側、
カバー閉にてＥ側に接続される。

【００２２】このようにすれば、カバー閉にて動作中の
ときは、回路系にＲが接続されないため、第１の実施例
に比して低消費電力となる。もちろん、カバー開の時は
第１の実施例と同一の効果が生じる。また、このときＲ
は、プロテクションスイッチＳＷの最大耐電流以下に瞬
時電流をおさえれる値とする。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の安全装置によれば、電力消費部内にコンデンサ
を含むものであっても、保護カバーを開けたとき即ち使
用者が内部に手を触れ得る状態となったときに、速やか
に電力消費部に残存する電荷を、放電し得る。即ち内部
に現れる電圧が零となる。このため、使用者が感電した
り、測定具を大電圧で破壊することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における圧電型プリンタの圧
電素子を駆動する圧電素子駆動回路図である。

【図２】上記実施例における圧電型プリンタの要部であ
る圧電素子を主体とするアクチュエータの正面図であ
る。

【図３】上記実施例における各圧電素子駆動回路間の接
続状態を説明する図である。

【図４】印字ヘッド保護カバーの開状態の説明図であ
る。

【図５】他の実施例における各圧電素子駆動回路間接続
状態の説明図である。

【符号の説明】

Ｐ 圧電素子 Ｅ 直流電源 ６０ 印字ヘッド駆動回路 ６２ トランジスタ制御装置 ＳＷ プロテクションスイッチ Ｒ 抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコンデンサを含む電力消費部
   と、 該電力消費部に電力を供給する電力供給部と、 保護カバーの開閉に連動し、前記電力消費部と電力供給
   部との接続・遮断切換可能なプロテクションスイッチ
   と、 前記プロテクションスイッチにより前記電力供給部と電
   力消費部が遮断されたときに、前記電力消費部内のコン
   デンサに残存する電荷を放電する放電手段とを備えたこ
   とを特徴とする安全装置。