JPS61209172A - インク式ワイヤドツトプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分骨〕 本発明は先端面にインクを付着させたワイヤを記録紙に
衝突させて紙上にインクを転写しドツトを形成すること
によって文字図形等を記録するインク式ワイヤドツトプ
リンタに関する。更に詳細にはインク式ワイヤドツトプ
リンタヘッドの構造に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来知られるような、インクを含浸させたリボンを介し
て記録紙をワイヤで打撃し、ドツトを形成するワイヤド
ツト記録方式は、比較的高速の印字が可能で且つ高い印
字品質を低コストで得られるため、一般に広く普及して
いる。

ところが、このワイヤドツト記録方式は、インクリボン
に含浸されているインクをワイヤ衝突の際の打撃圧力に
よって記録紙に浸透させて記録紙上にドツトを形成させ
る方式のため、十分なドツト濃度を獲得しようとすれば
ワイヤの打撃力を大きくとる必要があり、それによって
印字騒音、消費エネルギーの増大等の問題点が生じる。

また、インクリボンの材質には、耐久性やインクの含浸
性等を考慮して、一般的に織布が使用されている。もし
、ワイヤの径がこの織布の織り目の大きさよりも細くな
った場合、ワイヤが織り目を貫通し、その状態でインク
リボンとプリンタヘッド間が相対的に運動することによ
って、リボンの破断、さらにはワイヤ折れを引き起こす
ことになる。従ってワイヤの細径化による記録の高密度
化には限界がある。

そこで、インクリボンを用いず、インクを直接ワイヤ先
端部に供給しワイヤが突出した状態でワイヤ前端面に付
着しているインクを記録紙に転写する方式のインク式ワ
イヤドツト記録方式が考え出されている。この方式によ
って、前述したような、インクリボンを用いることによ
る問題点を解消することができる。即ち、打撃力を殆ど
必要としないため、印字騒音、消費エネルギーの低減が
可能で、また可動部分を軽量化することができ、それに
よって印字の高速化が実現できる。また、ワイヤの細径
化によって、高密度の品質の高い印字が可能である。

と■ろで、上述のインク式ワイヤドツト記録方式で、リ
ボン式のワイヤドツト記録方式と最も異なる点はインク
の流体的挙動か印字品質を決定的に左右することである
。すなわち、インク式ワイヤドツト記録方式では形成さ
れるドツトの形状、濃度等の状態はワイヤ先端部近傍に
付着するインクの様態に依存する。ワイヤ先端部近傍へ
の静的なインク供給量はワイヤ先端近傍、流路、インク
タンクにおいてインクに働く毛細管力とワイヤ先端部近
傍に形成されるメニスカスによって決定されるが、実際
の印字においては、ワイヤはＩ　ＫＨｚ程度で高速運動
するため、動的インク供給量を考えねばならず、上記の
静的要因の他にインクの粘性による流路抵抗を考慮する
必要がある。すなわち、流路抵抗が過大の場合には、イ
ンクの記録紙への転写による消費量に比して十分なイン
クが供給されないため、しだいに印字濃度が低下する。

ところで、インクの流路抵抗のうち大部分はワイヤガイ
ド孔部と該孔部を貫通するワイヤがなす間隙における流
路抵抗である。従って良好な印字品質を得るためには、
ワイヤガイド孔部とワイヤとがなす間隙、および該ワイ
ヤガイド孔部の長さを適正な値に設定しなければならな
い。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、ドツト渉度が安定して適正であるような
高印字品質のインク式ワイヤドツトプリンタを提供する
ことである。また本発明の別な目的は、高速、低騒音、
低消費電力のインク式ワイヤドツトプリンタを提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のインク式ワイヤドツトプリンタは、インクタン
クと、一端が該インクタンクに通じ他端がワイヤと該ワ
イヤが貫通するワイヤガイド孔との間隙を介して前記ワ
イヤの前端面近傍に通じるインク誘導手段を備え、前記
ワイヤガイド孔部と一該孔部を貫通するワイヤとの間隙
が５μｚ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。ま
たさらに望ましくは前記ワイヤガイドのワイヤが貫通す
る孔部の軸方向長さか１０■以下であることを特徴とす
る。

〔作用〕

以下、本発明の詳細な説明を行なう。第１図は本発明の
インク式ワイヤドツトプリンタのインク供給装置の構成
を示す断面図である。

第１図においてワイヤ１１は図示しないワイヤ駆動装置
によりて図示の待機位置から突出し、記録紙５０を介し
てプラテン５１と衝突して前端面１１α上のインクを記
録紙３０に転写した後、再び待機位置に復帰する。イン
クは、上記ワイヤ１１の１往復毎のインク消費に伴い、
毛細管作用によってインクタンクからインク誘導路Ｂを
通って流れ、図中Ａで示されるワイヤ前端面１１αの前
方部分に充填される。Ａ部に充填されたインクは、表面
張力によってメニスカスを形成してワイヤ前端面１１α
の一部または全面を覆いワイヤ１１の先端面に付着し紙
に転写される。

次にインクのワイヤへの付着、紙への転写の際の挙動に
ついて第２図、第３図、第４図を用いて説明する。第２
図はワイヤ待機時におけるインク液面の状態、第３図は
紙に衝突する直前のワイヤ１１へ付着したインクの状態
、第４図は紙に転写されたインクの状態を示している。

まさ、それぞれの図におけるαＩ’Ｓ’はインクの多寡
を示している。すなわち、ワイヤ先端１１αに付着し紙
に転写されるインク量はワイヤ待機時のワイヤ先端面１
１αとインクメニスカスｍとの相対位置に依存する。第
２図αのようにメニスカス溝がワイヤ先端面１１αより
後方に形成されワイヤ先端面１１αが乾燥状態にある場
合には第３図αのようにワイヤ先端面１１αへのインク
付着はなくドツトが形成されないか第４図αに示すよう
な不完全なドツトになる。また第２図すのようにメニス
カスがワイヤ先端面１１αより前方に形成され、ワイヤ
先端面１１αとの間に相当量のインク厚みがある場合は
第３図すのようにワイヤ先端面に付着するインク量が過
多となり、第４図すのようにインクが紙の周縁に向けて
しみこみドツト周辺ににじみを生じて不規則なドツトに
なる。さらにワイヤ１１とともに記録紙に衝突したイン
クが記録紙に吸収されずにワイヤの衝撃を受けて周辺に
飛散し付着していわゆるサテライトを発生する場合もあ
る。第２図Ｃに示すようにメニスカス溝がワイヤ先端面
１１αを薄く覆うかもしくは一部ワイヤ先端面１１ｅＬ
が露出するような場合には、第３図Ｃに示すようにワイ
ヤ先端部に薄く一様にインクが付着し第４図Ｃのように
ドツト形状が概ねワイヤ先端面１１α形状と一致しサテ
ライトの発生も見られない。

以上述べたようにインク式ワイヤドツトプリンタのイン
ク供給機構においては、ワイヤ待機状態にワイヤ先端部
に充填されるインクが形成するメニスカスの様態か印字
品質を大きく左右する。

次にインク式ワイヤドツトプリンタの動的なインク供給
機構について第５図により説明する。

初期状態は、ワイヤ先端近傍に印字に必要なインク量を
貯えたメニスカス？Ｆ＆２が形成されており、インクタ
ンクでインクに作用する毛細管力と、該メニスカスによ
りインクに作用する毛細管力が静的につりありている。

１ドツトを記録紙に転写し１ドツト分のインク量が消費
されて、ワイヤ待機位置においてメニスカスは落、まで
細工する。

このときメニスカスｓ１による毛細管力はインクタンク
内の毛細管力より大きいため、インクはメニスカス溝、
のつりあい状態に回復するまでインクタンクより供給さ
れる。このときの回復時間は流路抵抗に反比例する。ま
たこのことは次式によって記述することができる。

但し、ΔＰ：圧力茅、Ｒ：流路抵抗、Ｑ：流量、μ：流
体の粘性抵抗、ｔ：流路の長さ＠　（Ｌ　：円管形流路
の直径、６２円管形流路のすきまである。したがって、
流路長の長いほど、流路の間隙が狭いほど、回復時間が
長くかかることがわかる。

よりて、流路長が適正な長さより長過ぎ、たり、流路間
＠か適正な間隙より狭すぎる場合には１ドツトを記録紙
に転写し、次のドツトを転写するまでにメニスカスが適
正な位置まで回復しないため、印字濃度が打ち始めより
しだいにうずくなっていく現象や、連続印字を行なった
場合に、印字かすれが生じる。

さらに、ワイヤ部材−ワイヤガイド部材穴部間隙が適正
量以上に大きくなった場合には、ワイヤ　　−突出時に
、ワイヤ側面にインクが適正量以上に付着し、記録紙と
衝突時に、インクの飛び散）や、ドツト形状不規則など
の現象が生じる。また、間隙が大きすぎるため、インク
タンクにおいてインクに作用する毛細管力の方が、ワイ
ヤ先端部近傍におけるインクの毛細管力より大きくなり
て、ワイヤ先端部に第５図溪。のように適正なメニスカ
スが形成されず、印字しない場合かある。さらには、ワ
イヤガイドがワイヤを十分にガイドせずドツト位置がず
れるという印字不良も生じる。

以上の印字不良を生じさせないため、異なる径のワイヤ
と、ワイヤガイドを用いて適正なワイヤと該ワイヤが貫
通するワイヤガイド孔部の間隙を実験により求めた。表
１に、５００Ｈｚワイヤ駆励時の実験結果を示す。上記
の実験より、ワイヤと該ワイヤが貫通するワイヤガイド
孔部間隙は、５μ２以上５０μｍ以下であれば、良好な
印字品質が得られることがわかった。

さらに、適正なワイヤガイド孔長を求めるため数種類の
直径のワイヤに対して、ワイヤガイド孔長を変えて、良
好な印字が得られるワイヤガイド孔長を実験により求め
た。表２に５００Ｈｚワイヤ駆動時の実験結果を示す。

上記の実験より、ワイヤガイド孔長；Ｓｌ（１ｍ以下で
あれば良好な印字品質が得られることがわかりた。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

本発明のインク供給装置を用いたインク式ワイヤドツト
プリンタのヘッドの構成を、第６図のヘッド断面図に従
って説明する。

インクはインクタンク２内に充てんされた多孔質材から
なるインク含浸部材６０に含浸されている。インク供給
ガイド１２は軸方向に延びるインク誘導溝１２Ａを有し
このインク誘導溝１２Ａとタンク充てん材６０が接して
いる。インク誘導溝１２ｂの巾及び深さはインクタンク
６０より安定的に供給する適切な値に設定されている。

インク供給ガイド１２の前部に円周状溝１２４がありイ
ンク誘導溝１２ｂとは内部１２’で連結している。円周
状溝１２αにはワイヤガイド１３が組込まれ、両者の組
合せによってＯ，Ｉ）で示す間隙が設けられる。更にワ
イヤ１１とワイヤガイド１３のワイヤガイド孔１５ｅＬ
の間の間隙はわずかであり、インクはインクタンク２か
らインク供給ガイド１２のインク誘導孔１２ｂ、ワイヤ
ガイド１５との間ｆｉｏ、Ｄを経てワイヤ１の先端部ま
で毛細管力で導かれる。

ワイヤ駆動装置はコイ／Ｉ／１７を巻回したコイルコア
１６を有するヨーク１８と目−り板１９とプランジャ１
５とで磁気回路が構成される。プランジャ１５の動きは
クラッパ１４を介してワイヤ１１に伝えられる。上記の
ワイヤ駆動装置はカバー２１によりてカバーされるとと
もにクラッパ１４の作動長が規制される。待機時にはワ
イヤの先端面はワイヤガイド１３の先端面より奥にあり
、ワイヤガイド孔１３αの前部に形成されるインクのメ
ニスカスがワイヤ先端面を覆うようにワイヤ長が設定さ
れている。

次に動作を説明する。８４図は通電時を示すものでコイ
ル１７に通電することによりコイル；ア１６と対向する
プランジャ１５がｇ＆引される。これによってプランジ
ャ１５を固着したクラッパ１４が回動しその先端で係合
するワイヤ１１が突出する。ワイヤ先端面はインクメニ
スカスを貫いてインクを先端面に付着させて図示しない
記録紙に衝突してインクが記録紙に転写される。ワイヤ
待機状態ではワイヤ１１の先端面はワイヤガイド１３の
端面より内側にあってワイヤ先端面前方にインクメニス
カスが形成されるため前記ワイヤの出没動作によってワ
イヤ先端面にインクが順次付着する。

上述のワイヤ先端部におけるワイヤへのインクの転移等
インクドツト印字方式に関する詳細については本出願人
による特願昭５５−８１６０９に詳述しであるため省略
する。

第１図は、本発明のインク供給装置の一実施例の構成を
示す断面図である。

ワイヤガイド１３がインク供給ガイド１２の円周状溝に
組込まれ、該ワイヤガイド１３の孔部１３αをワイヤ１
１が貫通し、両者の間には、インク供給路としての間隙
が形成される。該間隙が１０μｍであるように、ワイヤ
ガイド孔１３αが　　　゛形成され、さらに該間隙部軸
方向長さは５ＩＩＩＩＩであるようにワイヤガイド孔１
５αの長さが調整されている。

以上の構成のため、インク供給路の流路抵抗は十分小さ
く、ワイヤ突出時にワイヤ前端［１１（Ｌ近傍に付着し
、ワイヤ１１が記録紙３０を介してプラテン５１に衝突
することにより記録紙に転写され消費されるインクとほ
ぼ同量のインクが、ワイヤ１１とワイヤガイド孔部１３
αとの間に形成されるインクメニスカスによりて生じる
毛細管力とインク含浸材６０でインクに働（毛細管力の
圧力差によりて、すみやかにインクタンクよりワイヤ前
端面近傍ムに供給される。よりてドツト濃度が一定で、
連続印字による印字かすれ現象は現われない。次にワイ
ヤ１１とワイヤガイド孔１３αの間隙が大きすぎないた
め、ワイヤ１１突出時にワイヤ側面に薄く、はぼ均一に
インクが付着するため、ドツト形状が規則的な円形状と
なり、インクの飛び散）やドツト形状の不規則は生じず
、ワイヤがしりかりワイヤガイドによりガイドされてい
るためドツト位置精被も良好である。さらに、ワイヤ１
１とワイヤガイド孔１３αの間に形成されるインクメニ
スカスによってインクに働く毛細管力はインク含浸材６
０における毛細管力より大きく、インクがワイヤ先端部
近傍Ａに供給されない、いわゆるインク切れという現象
も生じない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のインク式ワイヤドツトプリ
ンタヘッドによれば、インクタンクと一端が該インクタ
ンクに通じ、他端がワイヤと該ワイヤが貫通するワイヤ
ガイドを介してワイヤ前端面近傍に通じるインク誘導手
段を備え、前記ワイヤガイド孔部と該孔部を貫通するワ
イヤとの間隙が５μｍ以上５０μｍ以下であることによ
り、さらに前記ワイヤガイド孔部長さが１０ｍ以下であ
ることにより、安定して高速高品質印字可能な高信頼性
インク式ワイヤドツトプリンタヘッドを提供するという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインク式ワイヤドツトプリンタヘッド
のインク供給装置の一実施例の構成を示す断面図。 ｆ＄２図、第３図、第４図は各々、ワイヤ待機時、ワイ
ヤが記録紙に衝突する直前、紙に転写された後のインク
の状態を示す図。 第５図は、ワイヤ先端近傍に形成されるインクメニスカ
スを示す断面図。 第６図は本発明のインク供給装置の一実施例を用いたイ
ンク式ワイヤドツトプリンタの一例を示す断面図。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端にインクを付着させたワイヤを突出させて記
   録紙に衝突させドットを形成するインク式ワイヤドット
   プリンタが、インクタンクと、一端が該インクタンクに
   通じ他端がワイヤと該ワイヤが貫通するワイヤガイド孔
   との間隙を介して前記ワイヤの前端面近傍に通じるイン
   ク誘導手段を備え、前記ワイヤガイド孔部と該孔部を貫
   通するワイヤとの間隙が５μｍ以上５０μｍ以下である
   ことを特徴とするインク式ワイヤドットプリンタ。
2. （２）前記ワイヤガイドのワイヤが貫通する孔部の軸方
   向長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のインク式ワイヤドットプリンタ。