JP2007223334A - ワイヤドットプリンタヘッド及びワイヤドットプリンタ - Google Patents

ワイヤドットプリンタヘッド及びワイヤドットプリンタ Download PDF

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Abstract

【課題】ヨーク表面の磨耗を抑え、印字品質の低下を防止することができるワイヤドットプリンタヘッドを提供する。
【解決手段】ワイヤドットプリンタヘッドは、印字用ワイヤをそれぞれ支持する複数のアーマチュア4の支点軸12をそれぞれ収容する複数の軸受溝35を有するアーマチュアスペーサ7と、このアーマチュアスペーサ7と共に複数のアーマチュア4の支点軸12を保持するヨーク6との間に、複数のアーマチュア4の支点軸12とヨーク6との接触を防止する磨耗防止部材36を設けることで構成されている。これにより、アーマチュア4の支点軸12は磨耗防止部材36によってヨーク6に直接接触しないため、ヨーク6の表面の磨耗を抑え、印字品質の低下を防止することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、ワイヤドットプリンタヘッド及びワイヤドットプリンタに関する。
ワイヤドットプリンタヘッドは、印字用のワイヤが連結されたアーマチュアを印字位置と待機位置との間で揺動させ、アーマチュアを印字位置へ揺動させたときにワイヤの先端部を用紙等の印字媒体に衝突させることによって、印字を行う装置である。
このようなワイヤドットプリンタヘッドの中には、揺動対象とするアーマチュアの周囲にコイルにより発生させた磁束によってアーマチュアを待機位置から印字位置へ吸引する磁気回路を生成することで、印字を行う装置が開示されている(特許文献1参照)。図6及び図7に示すように、そのようなワイヤドットプリンタヘッド100では、印字用のワイヤ101を支持するアーマチュア102は支点軸103を有しており、その支点軸103を中心に回動自在に設けられている。このアーマチュア102の支点軸103が収納される切欠部104を備えるアーマチュアスペーサ105は、磁気回路を生成するためのヨーク106の上に設けられている。
また、アーマチュアスペーサ105の上には、弾性力によりアーマチュア102の支点軸103の位置を固定する弾性スペーサ107を介して、支点軸103の移動を規制するため支点軸103を押さえるプレート108が設けられている。これにより、アーマチュア102の支点軸103によるプレート108の磨耗は防止され、支点軸103の位置は固定されている。
特開2001−219586公報
しかしながら、近年の印字スピードの高速化に伴い、アーマチュア102は、例えば2500回/秒も印字位置と待機位置との間を揺動するため、印字中に激しい振動が発生することになる。これにより、アーマチュア102の回動中心となる支点軸103はヨーク106の表面を磨耗させてしまう。
アーマチュア102の支点軸103によるヨーク106の表面の磨耗が進行すると、アーマチュア102の支点軸103が移動可能になるためその所定位置からずれ、アーマチュア102の揺動動作が安定しなくなってしまう。これが印字品質を低下させる要因になる。さらに、ヨーク106の表面の磨耗が進行すると、例えば、アーマチュア102はコイルのフランジに接触したり、その支点軸103が微動してアーマチュアスペーサ105の切欠部104を削ったりする。これにより、ワイヤドットプリンタヘッド100の寿命が短くなってしまう。
本発明の目的は、ヨーク表面の磨耗を抑え、印字品質の低下を防止することができるワイヤドットプリンタヘッド及びワイヤドットプリンタを提供することである。
本発明のワイヤドットプリンタヘッドは、印字用ワイヤをそれぞれ支持する複数のアーマチュアと、コイルがそれぞれ巻回されて前記複数のアーマチュアと個々に対向する位置に配置される複数のコアを有するヨークと、前記ヨーク上に設けられ、前記複数のアーマチュアが揺動自在に嵌り込むことで当該複数のアーマチュアを保持するアーマチュアスペーサと、前記ヨークと前記アーマチュアスペーサとの間に設けられ、前記複数のアーマチュアの揺動を妨げないように形成されて前記複数のアーマチュアと前記ヨークとの接触を防止する磨耗防止部材と、を具備する。別の面から見た本発明のワイヤドットプリンタヘッドは、印字用ワイヤをそれぞれ支持する複数のアーマチュアと、コイルがそれぞれ巻回されて前記複数のアーマチュアと個々に対向する位置に配置される複数のコアを有するヨークと、前記ヨーク上に設けられ、前記複数のアーマチュアが揺動自在に嵌り込むことで当該複数のアーマチュアを保持するアーマチュアスペーサと、前記アーマチュアスペーサに嵌り込んだ前記複数のアーマチュアを当該複数のアーマチュアの揺動を妨げないように押さえる押さえ部材と、前記ヨークと前記アーマチュアスペーサとの間に設けられ、前記複数のアーマチュアの揺動を妨げないように形成されて前記複数のアーマチュアと前記ヨークとの接触を防止する磨耗防止部材と、を具備する。本発明のワイヤドットプリンタは、上記ワイヤドットプリンタヘッドと、前記ワイヤドットプリンタヘッドに対向するプラテンと、前記ワイヤドットプリンタヘッドを保持し前記プラテンに沿って往復移動するキャリッジと、前記ワイヤドットプリンタヘッドと前記プラテンとの間に印字媒体を搬送する印字媒体搬送部と、印字データに基づいて、前記ワイヤドットプリンタヘッド、前記キャリッジ及び前記印字媒体搬送部を駆動させる駆動制御部と、を具備する。
本発明によれば、アーマチュアは磨耗防止部材によってヨークに直接接触しないため、ヨークの表面の磨耗を抑え、印字品質の低下を防止することができる。また、ヨークの上面に磨耗防止部材を設置することによって、極めて短い磁気回路を形成することができる。
本発明の実施の一形態について図1ないし図5を参照して説明する。
まず、ワイヤドットプリンタヘッド1の全体の構成について図1ないし図4を参照して説明する。図1は本実施の形態のワイヤドットプリンタヘッド1を概略的に示す中央縦断正面図、図2及び図3はワイヤドットプリンタヘッド1の一部を概略的に示す分解斜視図、図4はワイヤドットプリンタヘッド1の一部を概略的に示す縦断側面図である。
ワイヤドットプリンタヘッド1は、取付ねじ(図示せず)によって結合されるフロントケース2とリヤケース3とを備えている。これらの間には、アーマチュア4、ワイヤガイド5、ヨーク6、アーマチュアスペーサ7及び回路基板8等が設けられている。
アーマチュア4は、アーム9、アーム9の長さ方向の一端側にロウ付けされた印字用ワイヤ(以降、単にワイヤとする)10、アーム9の幅方向の両側面に溶接された磁気回路形成部材11及び支点軸12を備えている。また、アーマチュア4の他端側には、円弧状部13が形成されている。磁気回路形成部材11には、被吸引面14が設けられており、この被吸引面14はアーマチュア4の長手方向の中央部分に位置付けられている。
このようなアーマチュア4はヨーク6の軸心に対して放射状に複数配置されている。そして、アーマチュア4は、その支点軸12を中心としてヨーク6から離反する方向に回動自在な状態でそれぞれヨーク6の表面に支持されており、付勢部材15によってヨーク6から離反する方向に付勢されている。
ワイヤ10は、アーマチュア4が印字位置へ揺動した場合に、アーマチュア4の揺動動作に伴い、その先端部が所定の位置、例えば用紙等の印字媒体に衝突する位置まで移動する。
ワイヤガイド5は、ワイヤ10の先端部が印字媒体の所定位置に衝突するようにワイヤ10を摺動自在にガイドする。また、フロントケース2には、ワイヤ10の先端部を所定のパターンに整列させるとともにワイヤ10を摺動自在にガイドする先端ガイド16が設けられている。
リヤケース3には、一端側に底面部17を有する円筒形状部18が設けられている。また、底面部17の中心部分には、金属製の環状のアーマチュアストッパ19が取付けられる取付用凹部20が形成されており、アーマチュアストッパ19は取付用凹部20に嵌め込まれることにより取付けられている。
ここで、アーマチュア4が付勢部材15により印字位置から揺動すると、アーマチュア4の一部であるアーム9がアーマチュアストッパ19に当接し、アーマチュア4の揺動は停止する。したがって、アーマチュアストッパ19は、アーマチュア4の待機位置を定める機能を有している。
回路基板8は、印字位置と待機位置との間におけるアーマチュア4の揺動を制御するための回路を備えており、印字動作に際しては、回路基板8の制御により任意のアーマチュア4を選択的に揺動させることができる。
ヨーク6は磁性材料により形成されており、同心円状に設けられた径の異なる一対の筒状部21,22を有している。各筒状部21,22の軸心方向(図1中の紙面上下方向、以降、ヨーク6の軸心方向とする)の寸法は、互いに等しく設定されている。外周側の筒状部21と内周側の筒状部22とは、軸心方向の一端側を閉塞するように設けられた底面部23により一体化されている。
ここで、本実施の形態では、ヨーク6は、例えば、PMDを材料としてLostWax法で製造されている。ヨーク6の表面硬度はHv330程度である。ヨーク6の表面は研磨加工され、その平面度及び表面粗さは所定値を確保している。
外周側の筒状部21には、複数の窪み24が形成されている。これらの窪み24は、その内周面がアーマチュア4の円弧状部13の外周面の曲率半径と略同一の曲率半径に形成された凹面形状を有している。窪み24は、アーマチュア4の数と同数設けられている。各窪み24には、アーマチュア4の一端側に形成された円弧状部13が摺動自在に嵌め込まれる。
内周側の筒状部22には、環状形状を有する被嵌合部25が設けられている。被嵌合部25は、内周側の筒状部22に対して同心円状に位置するように内周側の筒状部22に一体に設けられている。被嵌合部25の外径は、内周側の筒状部22の外径よりも小さく設定されている。したがって、内周側の筒状部22には、被嵌合部25によって段地部26が形成されている。
底面部23には、外周側の筒状部21と内周側の筒状部22との間に環状に配置された複数のコア27が一体に設けられている。ヨーク6の軸心方向における各コア27の寸法は、ヨーク6の軸心方向における筒状部21,22の寸法と等しく設定されている。
各コア27のヨーク6の軸心方向における一端には、それぞれ磁極面28が形成されている。コア27の磁極面28は、アーマチュア4に設けられた磁気回路形成部材11の被吸引面14に対向するように設けられている。また、各コア27の外周には、コイル29がそれぞれ装着されている。すなわち、ヨーク6は、コイル29がそれぞれ巻回された複数のコア27を環状に有している。
このようなヨーク6は、底面部23と反対側の開放された側を、リヤケース3の開放された他端側に対向させた状態でフロントケース2とリヤケース3との間に挟持されている。なお、本実施の形態では、全てのコイル29の巻回方向が等しく設定されているが、これに限るものではなく、巻回方向を異ならせたコイルを選択的に配置してもよい。
アーマチュアスペーサ7は、ヨーク6の筒状部21,22の径と略同一径を有する一対のリング形状部30,31と、アーマチュア4間に位置するように一対のリング形状部30,31間に放射状に掛け渡された複数のガイド部32と、を有している。外周側のリング形状部30及び内周側のリング形状部31は、同心円状に設けられている。外周側のリング形状部30、内周側のリング形状部31及びガイド部32は一体に成形されている。
アーマチュアスペーサ7がヨーク6上に設けられると、外周側のリング形状部30及び内周側のリング形状部31はヨーク6の筒状部21,22にそれぞれ当接し、内周側のリング形状部31は、被嵌合部25に嵌合する。なお、内周側のリング形状部31の内径は、被嵌合部25の外径と同等あるいは若干大きくなるように設定されている。
各ガイド部32は、リング形状部30,31の略半径方向に沿って、コア27の磁極面28から離反する方向であって斜め方向に延出するサイドヨーク部33を備えている。このサイドヨーク部33は、内周側のリング形状部31から外周側のリング形状部30へ近づく程幅広になる羽根形状とされている。
アーマチュアスペーサ7には、複数のガイド部32が一対のリング形状部30,31間に掛け渡されているため、リング形状部30,31の半径方向に沿って開口するスリット状のガイド溝34が確保されている。各ガイド溝34は、各ガイド部32がアーマチュア4の揺動を妨げることのない程度に磁気回路形成部材11に近接するような幅寸法で形成されている。
また、ガイド溝34は、外周側のリング形状部30まで連通しており、外周側のリング形状部30におけるガイド溝34には、リング形状部30の外径方向に沿ってガイド溝34の両側となる位置に、ガイド溝34に連続して開口する切欠部である軸受溝35が形成されている。この軸受溝35には、アーマチュア4の支点軸12が嵌め込まれる。すなわち、アーマチュア4の支点軸12は、ヨーク6及びアーマチュアスペーサ7によって複数のアーマチュア4が複数のコア27にそれぞれ対向するように保持されている。
ヨーク6とアーマチュアスペーサ7との間には、複数のアーマチュア4の支点軸12とヨーク6との接触を防止する磨耗防止部材36が設けられており、アーマチュアスペーサ7上には、複数のアーマチュア4の支点軸12を押さえる押さえ部材37が設けられている。
磨耗防止部材36は、複数のアーマチュア4の揺動を妨げないように環状に形成されており、ヨーク6と複数のアーマチュア4との間にそれぞれ設けられた複数の接触防止部38を有している。また、磨耗防止部材36は、ヨーク6のコア27とアーマチュア4との磁路を最短距離で構成するため、例えばSKに熱処理を施した0.20mm厚さの板材で形成され、ヨーク6上に設けられている。なお、磨耗防止部材36は硬度が高く耐磨耗性が優れた部材であり、透磁率が良好な材料で形成されている。
押さえ部材37は、フロントケース2とリヤケース3とが取付ねじにより結合されることで、複数のアーマチュア4の支点軸12を押さえる部材である。この押さえ部材37は環状に形成されている。さらに、押さえ部材37は、アーマチュア4の幅寸法と略同じ幅寸法でその半径方向に伸びる溝部39を有し、アーマチュア4の揺動を妨げないように形成されている。
ここで、本実施の形態では、アーマチュア4の支点軸12の直径は0.90mmであり、軸受溝35を構成する部分のアーマチュアスペーサ7の厚さは0.80mmであり、アーマチュア4の支点軸12が軸受溝35に嵌め込まれると、支点軸12は軸受溝35から0.10mmだけはみ出て、押さえ部材37に当接することよって確実に保持される。
次に、上述したようなワイヤドットプリンタヘッド1を備えるワイヤドットプリンタ50について図5を参照して説明する。図5は本実施の形態のワイヤドットプリンタ50を概略的に示す縦断側面図である。
ワイヤドットプリンタ50は本体ケース51を備えている。この本体ケース51の前面52には、開口部53が形成されている。開口部53には、手差しトレイ54が開閉自在に設けられている。また、本体ケース51の前面52側の下部には、給紙口55が形成され、背面56側には、排紙受け57が設けられている。さらに、本体ケース51の上面58には、開閉カバー59が回動自在に設けられている。ここで、開かれた状態の開閉カバー59を図5中に仮想線で示す。
本体ケース51内には、印字媒体搬送経路である用紙搬送経路60が設けられている。この用紙搬送経路60の用紙搬送方向上流側は、開放状態の手差しトレイ54の延長面上に配置された給紙通路61と、給紙口55に通じる給紙通路62とに接続され、用紙搬送方向下流側は排紙受け57に接続されている。給紙通路62には、用紙を搬送するトラクタ63が設けられている。
用紙搬送経路60には、搬送ローラ64と押さえローラ65とが対向配置されており、押さえローラ65は搬送ローラ64へ圧接されている。これら搬送ローラ64と押さえローラ65とは、印字媒体である用紙を搬送し、印字媒体搬送部である用紙搬送部を構成している。さらに、用紙搬送経路60には、搬送される用紙に対して印字動作を行うプリンタ部66が設けられており、排紙受け57の入口には、排紙ローラ67が設けられている。この排紙ローラ67へ圧接された押さえローラ68が開閉カバー59の自由端側に回転自在に支持されている。
プリンタ部66は、用紙搬送経路60中に配置されたプラテン69、このプラテン69に沿って用紙搬送経路60と直交する方向に往復動自在なキャリッジ70、キャリッジ70に搭載された上述したようなワイヤドットプリンタヘッド1及びインクリボンカセット71等から構成されている。なお、インクリボンカセット71は着脱可能に設けられている。
キャリッジ70はモータ(図示せず)によって駆動され、プラテン69に沿って往復移動する。ワイヤドットプリンタヘッド1は、キャリッジ70がプラテン69に沿って往復移動することに伴って主走査方向に往復移動する。このため、本実施の形態では、キャリッジ70やモータ等によってヘッド駆動機構が実現されている。また、ワイヤドットプリンタ50は、本体ケース51内の各部を制御する駆動制御部72を内蔵しており、この駆動制御部72がプリンタ部66、トラクタ63及びモータ等の各部を駆動制御する。
このような構成において、用紙として単票を用いる場合には、手差しトレイ54から給紙し、用紙として連続紙を用いる場合には、給紙口55から給紙する。いずれの用紙を用いても、用紙は、搬送ローラ64により搬送され、排紙ローラ67により排紙受け57に排紙され、この過程で、ワイヤドットプリンタヘッド1により印字される。
印字は、ワイヤドットプリンタヘッド1において選択的にコイル29を励磁することにより、アーマチュア4がコア27の磁極面28に吸引されて支点軸12を中心に回動し、ワイヤ10がインクリボン(図示せず)を介してプラテン69上の用紙(図示せず)に押し付けられることによって行われる。コイル29への通電が遮断されると、アーマチュア4が付勢部材15の付勢力により復帰してアーマチュアストッパ19により待機位置で停止する。
詳述すると、ワイヤドットプリンタ50による印字動作に際して、駆動制御部72の制御により、印字データに基づいて選択的にコイル29への通電が行われると、選択されたコイル29が取付けられているコア27から、このコア27に対向して配置されているアーマチュア4の磁気回路形成部材11、この磁気回路形成部材11に対向する一対のサイドヨーク部33、ヨーク6の外周側の筒状部21ならびに内周側の筒状部22との間を介して、底面部23から再びコア27に至る磁気回路が形成される。
この磁気回路の形成により、磁気回路形成部材11の被吸引面14とコア27の磁極面28との間に磁気回路形成部材11をコア27の磁極面28へ引き寄せる吸引力が発生する。この吸引力により、アーマチュア4が支点軸12を中心として、磁気回路形成部材11の被吸引面14がコア27の磁極面28に吸引される方向に揺動する。なお、本実施の形態では、アーマチュア4の磁気回路形成部材11の被吸引面14がコア27の磁極面28に当接する位置を印字位置とする。
アーマチュア4が印字位置へ揺動することにより、ワイヤ10の先端部が用紙側へ突出する。本実施の形態では、ワイヤドットプリンタヘッド1と用紙との間にインクリボン(図示せず)が介在されているため、ワイヤ10の圧力がインクリボンを介して用紙に伝達されてインクリボンのインクが用紙に転写されることにより印字が行われる。
コイル29への通電が遮断されると、発生していた磁束が消滅するため、磁気回路も消滅する。これにより、磁気回路形成部材11をコア27の磁極面28へ引き寄せる吸引力がなくなるため、アーマチュア4は、付勢部材15による付勢力によってヨーク6から離反する方向に付勢され、待機位置へ向けて支点軸12を中心として揺動する。アーマチュア4は待機位置へ向けて揺動し、そのアーム9がアーマチュアストッパ19に当接することによって待機位置で停止する。このような印字動作が高速に行われる。
このとき、アーマチュア4は、例えば2500回/秒で印字位置と待機位置との間を揺動することになるが、アーマチュア4の支点軸12は磨耗防止部材36によってヨーク6に直接接触しないため、ヨーク6の表面の磨耗を抑えることができる。その結果として、ワイヤドットプリンタヘッド1の高寿命化を実現することができ、印字品質の低下を防止することができる。
また、本実施の形態では、磨耗防止部材36は、ヨーク6と複数のアーマチュア4の支点軸12との間にそれぞれ設けられた複数の接触防止部38を有していることから、簡単な構成でヨーク6の表面の磨耗を抑えることができる。
また、本実施の形態では、磨耗防止部材36は環状に形成されていることから、簡単な構成でアーマチュア4の揺動を妨げることがなく、さらに、磨耗防止部材36の着脱も容易になる。
また、本実施の形態では、磨耗防止部材36は、透磁率が良好な材料で形成されていることから、良好な磁気回路が形成され、安定したアーマチュア4の揺動動作を実現することができる。また、ヨーク6の上面に磨耗防止部材36を設置することによって、極めて短い磁気回路を構成することができる。
なお、本実施の形態では、印字媒体として用紙を用いたが、これに限るものではなく、例えば、加圧されることにより加圧部分が発色する感圧発色紙を用いることも可能である。印字媒体として感圧発色紙を用いる場合には、ワイヤドットプリンタヘッド1が備えるワイヤ10の圧力により加圧された部分が発色することによって、印字が行われる。
本発明の実施の一形態のワイヤドットプリンタヘッドを概略的に示す中央縦断正面図である。 本発明の実施の一形態のワイヤドットプリンタヘッドの一部を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の一形態のワイヤドットプリンタヘッドの一部を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の一形態のワイヤドットプリンタヘッドの一部を概略的に示す縦断側面図である。 本発明の実施の一形態のワイヤドットプリンタを概略的に示す縦断側面図である。 従来のワイヤドットプリンタヘッドの一部を概略的に示す分解斜視図である。 従来のワイヤドットプリンタヘッドの一部を概略的に示す縦断側面図である。
符号の説明
1 ワイヤドットプリンタヘッド
4 アーマチュア
6 ヨーク
7 アーマチュアスペーサ
10 印字用ワイヤ
12 支点軸
27 コア
29 コイル
35 切欠部(軸受部)
36 磨耗防止部材
37 押さえ部材
38 接触防止部
50 ワイヤドットプリンタ
64 印字媒体搬送部(搬送ローラ)
65 印字媒体搬送部(押さえローラ)
69 プラテン
70 キャリッジ
72 駆動制御部

Claims (5)

  1. 印字用ワイヤをそれぞれ支持する複数のアーマチュアと、
    コイルがそれぞれ巻回されて前記複数のアーマチュアと個々に対向する位置に配置される複数のコアを有するヨークと、
    前記ヨーク上に設けられ、前記複数のアーマチュアが揺動自在に嵌り込むことで当該複数のアーマチュアを保持するアーマチュアスペーサと、
    前記ヨークと前記アーマチュアスペーサとの間に設けられ、前記複数のアーマチュアの揺動を妨げないように形成されて前記複数のアーマチュアと前記ヨークとの接触を防止する磨耗防止部材と、
    を具備するワイヤドットプリンタヘッド。
  2. 印字用ワイヤをそれぞれ支持する複数のアーマチュアと、
    コイルがそれぞれ巻回されて前記複数のアーマチュアと個々に対向する位置に配置される複数のコアを有するヨークと、
    前記ヨーク上に設けられ、前記複数のアーマチュアが揺動自在に嵌り込むことで当該複数のアーマチュアを保持するアーマチュアスペーサと、
    前記アーマチュアスペーサに嵌り込んだ前記複数のアーマチュアを当該複数のアーマチュアの揺動を妨げないように押さえる押さえ部材と、
    前記ヨークと前記アーマチュアスペーサとの間に設けられ、前記複数のアーマチュアの揺動を妨げないように形成されて前記複数のアーマチュアと前記ヨークとの接触を防止する磨耗防止部材と、
    を具備するワイヤドットプリンタヘッド。
  3. 前記摩擦防止部材は、前記ヨークよりも硬度が高い、請求項1又は2記載のワイヤドットプリンタ。
  4. 前記磨耗防止部材は環状に形成されている、
    請求項1ないし3のいずれか一記載のワイヤドットプリンタヘッド。
  5. 請求項1ないし4のいずれか一記載のワイヤドットプリンタヘッドと、
    前記ワイヤドットプリンタヘッドに対向するプラテンと、
    前記ワイヤドットプリンタヘッドを保持し前記プラテンに沿って往復移動するキャリッジと、
    前記ワイヤドットプリンタヘッドと前記プラテンとの間に印字媒体を搬送する印字媒体搬送部と、
    印字データに基づいて、前記ワイヤドットプリンタヘッド、前記キャリッジ及び前記印字媒体搬送部を駆動させる駆動制御部と、
    を具備するワイヤドットプリンタ。
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