CN101096147A - 击打式打印头 - Google Patents

Abstract

一种击打式打印头包括松弛保持在引导件内并受到驱动以进行打印的击打线材(2)。打印头包括相应线材延伸穿过其中的单独孔以及形成在引导件内以便引导线材的细长孔(23a、23b)。细长孔包括相对的凹入壁(24b)和凸出壁(24a)。线材可在凸出壁上滑动。在线材不受到驱动以进行打印时，线材与凸出壁压力接触地静止。凹槽(35)可代替细长孔形成，并且具有第二壁(33a)。第二壁大致位于第一壁定位的弯曲平面内以便限定单独孔。线材通过孔和凹槽引导。在线材不受到驱动以进行打印时，线材与第一和第二壁压力接触地静止。

Description

击打式打印头

技术领域

本发明涉及一种击打式打印头，其中多个击打线材受到驱动以便在介质上打印字符。

背景技术

点阵列式打印机或击打阵列式打印机采用在页面上前后运动的打印头，并通过将浸墨布带贴靠纸张冲击而击打打印。击打式打印机能够以低成本在多种介质上打印，并且在包括信息处理系统的输出装置的多种领域中找到其应用。击打式打印头可以是包括柱塞式、弹簧加载式以及拍板式的多种类型。

对于击打式打印头来说，击打线材固定在支承在悬臂式平弹簧的一端上的电枢的端部上。永磁体将电枢吸引到芯体上，使得机械能存储在弹簧内。在进行打印时，电流施加在围绕芯体的线圈，由此在与永磁体的磁通相反的方向上产生磁通。通过所产生的磁通产生的磁力克服永磁体产生的磁力，使得平弹簧驱动击打线材。击打线材朝其自由端运动到其延伸位置，由此贴靠打印介质冲击墨带，由此打印多个点。

图19表示传统击打式打印头。参考图19，击打式打印头1包括多个击打线材2。击打线材2在其一端处各自固定在电枢3的尖端上。电枢3固定在平弹簧4上，使得电枢3和平弹簧4一起运动。平弹簧4的底部例如焊接在间隔件5、轭6、永磁体7以及轭8的叠摞结构的间隔件5上。

芯体10安装在位于击打式打印头1的底部处的底部轭9上。线圈11围绕芯体10卷绕。在控制器1 2的控制下，电流施加在线圈11上。线圈10和平弹簧4相互定位，它们之间的间隙为Δg。击打线材2延伸通过振动限制引导件14，并且进一步延伸通过线材引导件13，使得击打线材2的自由端部延伸通过线材引导件13。

图20表示在没有操作时的击打式打印头1。电枢3通过永磁体7的磁通保持吸引到芯体10上。平弹簧4柔曲到芯体上，使得机械能存储在平弹簧4内。此时，击打线材2通过线材引导件13限制其X方向和Y方向上的运动。换言之，在击打式打印头1不受到驱动时，击打线材2的中间部分在Y方向上从击打式打印头1受到驱动时的位置柔曲Δy。

当控制器12在线圈11上施加电压时，线圈11在与永磁体7的磁通相反的方向上产生磁通，通过线圈11产生的磁通克服永磁体7的磁通。因此，击打线材2从线材引导件13在Z方向上向外伸出，以便贴靠打印介质冲击浸墨布带。随后，在控制器12关断线圈11上的电压时，线圈10再次吸引电枢3，使得电枢保持吸引，直到控制器12再次在线圈11上施加电压为止。

在击打线圈2受到驱动时，它运动到其中击打线圈2贴靠介质冲击浸墨布带的延伸位置。在击打线圈2不受到驱动时，它运动到其中击打线圈2不贴靠介质冲击浸墨布带的缩回位置。由于击打线圈2是弹性主体，它在从延伸位置返回到缩回位置时振动。因此，在击打线材2达到缩回位置之后，击打线材2继续以减小的幅度振动，直到它完全衰减(较高阶的振动模式)为止。击打线材2和电枢3之间的连接可以由于击打线材2的反复振动而损坏。为了防止击打线圈2的较高阶的振动，设置振动限制引导件14。

图21是振动限制引导件14的透视图。图22表示振动限制引导件14的操作。参考图21和22，具有圆形截面的多个孔15形成在振动限制引导件14内。孔15具有略微大于击打线材2直径的直径。参考图22，如果不采用振动限制引导件14，击打线材2会静止在图22的虚线位置。如果采用振动限制引导件14，孔15的壁15a将击打线材2保持在图22的实线位置上，其中壁15a推动击打线材2以便从虚线位置移位ΔP。观看这种情况的另一方式是击打线材2以压力ΔPw弹性推动孔15的壁15a。在击打线材2位于吸引位置之后，压力ΔPw防止击打线材2的较高阶振动。

采用装备有振动限制引导件的所述传统设备，在击打线材2在其缩回状态时，击打线材2一直压靠孔15的壁15a。因此，击打线材2的重复击打操作造成击打线材2重复敲击壁15a，造成壁15a磨损。壁15a的磨损造成较大的孔15，减小击打线材2施加在壁15a上的压力。磨损在缓冲振动中变得不太有效，并且击打线材2和电枢变得逐渐分开。

为了延长击打式打印头的寿命，振动限制引导件应该由例如陶瓷的高耐磨材料形成。高耐磨材料比普通树脂材料更加昂贵。因此，难以实现击打式打印头的延长寿命和低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止击打线材的较高阶振动以及线材引导构件磨损的击打式打印头。

本发明的另一目的在于提供一种其中使用相同材料来延长击打式打印头的寿命的击打式打印头。

一种击打式打印头包括受到驱动以进行打印的至少一个击打线材。击打式打印头包括线材引导件，线材引导件包括在击打线材受到驱动以进行打印之后击打线材与其压力接触的表面，击打线材通过该表面引导。在击打线材受到驱动之后击打线材静置时，击打线材在第一位置处与该表面压力接触。在击打线材在该表面上滑动时，击打线材在第二位置处与该表面压力接触。

击打式打印头包括松弛保持在引导件(32)内并受到驱动以进行打印的击打线材(2)。击打式打印头包括至少一个孔(33)、至少一个击打线材(2)、以及至少一个凹槽(35)。至少一个孔(33)形成在引导件(32)内并通过第一壁(33a)限定。至少一个击打线材(2)延伸经过至少一个孔(33)。至少一个凹槽(35)形成在引导构件内并且通过第二壁限定，第二壁大致位于第一壁(33a)所定位的弯曲平面内。至少一个击打线材通过至少一个孔(33)和至少一个凹槽(35)引导。在至少一个击打线材(2)不受到驱动以进行打印时，至少一个击打线材(2)与第一壁(33a)和第二壁压力接触地静止。

第二壁是多个第二壁之一，并且第一壁是多个第一壁之一。

凹槽(35)与所述孔连通。

在击打线材(2)不受到驱动以进行打印时，第二壁平行于击打线材(2)延伸的方向延伸。

本发明的应用的另一范围将从下面给出的详细描述中变得清楚。但是，应该理解到虽然指明了本发明的优选实施例，由于本领域普通技术人员从此详细描述中可以明白本发明的精神和范围内的多种改型和变型，详细描述和特定实例只通过示例给出。

附图说明

从下面给出的只通过说明给出并因此不限制本发明的详细描述和附图中可以完全理解本发明，附图中：

图1表示第一实施例的击打式打印头的总体构造；

图2是击打式打印头的顶视图；

图3是振动限制引导件的透视图；

图4A是振动限制引导件的顶视图；

图4B是振动限制引导件的侧视图；

图4C是振动限制引导件的前视图；

图5表示在不受到驱动时的击打线材；

图6表示在不受到驱动时的击打式打印头；

图7A-7C表示击打线材在振动限制引导件的孔内的行为；

图8表示振动限制引导件的磨损；

图9表示第一实施例的变型；

图10表示第二实施例的击打式打印头；

图11是第二实施例的振动限制引导件的透视图；

图12是表示在箭头B所示方向上看到的振动限制引导件的前视图；

图13表示击打线材吸引到芯体时的击打线材；

图14表示击打线材与凹槽接触时的击打线材；

图15和16表示击打线材插入孔；

图17表示第二实施例的振动限制引导件的变型；

图18表示在击打线材吸引到芯体时的振动限制引导件和击打线材；

图19表示传统击打式打印头；

图20表示不操作时的传统击打式打印头；

图21是振动限制引导件的透视图；以及

图22表示振动限制引导件的操作。

具体实施方式

参考附图详细描述本发明。相对于打印机来描述按照本发明的图像设备。在所有附图中类似元件给出类似的参考标号。图1表示第一实施例的击打式打印头21的总体构造。图2是击打式打印头21的顶视图。将相对于弹簧加载式击打式打印头来描述击打式打印头21。

第一实施例

参考图1和2，击打式打印头21包括固定在电枢3的端部上的多个击打线材2。图1只表示击打线材2中的一个。电枢3固定在平弹簧4上，使得电枢3和平弹簧4一起操作。平弹簧4的底部例如焊接到间隔件5、轭6、永磁体7以及轭8的叠摞结构的间隔件5上。

芯体10安装在位于击打式打印头21的底部上的底部轭9上。线圈11围绕芯体10卷绕。电流在控制器12的控制下施加在线圈11上。芯体10和平弹簧4相互定位，它们之间的间隙为Δg。在击打线材2受到驱动时，击打线材2在其中间部分处延伸经过振动限制引导件22，并且进一步延伸经过线材引导件13，使得击打线材2的自由端伸出经过线材引导件13。振动限制引导件22包括击打线材2松弛延伸穿过其中的两个细长孔23a和23b。孔23a和23b包括相对的凹入壁24b和凸出壁24a。击打线材2可在凸出壁上滑动。在击打线材不受到驱动以进行打印时，击打线材与凸出壁压力接触地静止。

图3是振动限制引导件22的透视图。图4A是振动限制引导件22的顶视图。图4B是振动限制引导件22的侧视图。图4C是振动限制引导件22的前视图。振动限制引导件22包括底部22a和形成在底部22a上的突出部22b。底部22a和突出部22b具有单件构造。孔23a和23b形成为延伸经过突出部22b和底部22a，并且与其中间部分相比，定位成使得孔23a和23b在其弧形端部处更加相互靠近。设置突出部22b有利于增加击打线材2与振动限制引导件22接触的区域。

图5表示在击打线材2不受到驱动时，即电枢3吸引到磁体10上时，击打线材2在孔23a内。参考图5，击打线材2在压力ΔPw下与孔23a的壁24a压力接触，以便防止击打线材2的较高阶振动。压力ΔPw在击打线材2压靠壁24a的位置处作用在垂直于与壁24a切向的方向并如“m”所示的方向上。换言之，ΔPw分解成与壁24a切向的方向上的分量ΔPwn以及m方向上的分离Pwm。压力ΔPw相对于m方向形成角度θ1(θ1＞0)。

将描述第一实施例的击打式打印头的操作。图6表示在没有受到驱动以冲击浸墨布带时的击打式打印头。电枢3通过永磁体7的磁通保持吸引到芯体10上。因此，平弹簧4柔曲，以便在其中存储机械能。此时，击打线圈2通过线材引导件3限制其X方向和Y方向上的运动。换言之，在击打式打印头1不受到驱动时，击打线材2的中间部分在Y方向上从击打式打印头1受到驱动时的位置柔曲Δy。

在控制器12的控制下将电压施加在线圈1上时，线圈11在与永磁体7的磁通相反的方向上产生磁通，通过线圈11产生的磁通克服永磁体7的磁通。因此，存储在平弹簧4内的机械能造成击打线材2从线材引导件13在Z方向上向外伸出，击打线材2贴靠打印介质冲击浸墨布带。随后，在控制器12关断线圈11上的电压时，电枢3再次吸引芯体10，使得电枢3保持被吸引，直到控制器12再次将电压施加在线圈11上为止。

图7A-7C表示击打线材2在振动限制引导件22的孔23a内的行为。在击打线材2受到驱动以便贴靠介质冲击浸墨布带时，击打线材2如图7A所示离开壁24a。在控制器12关断线圈11上的电压之后，击打线材2在切线L1穿过其中的位置处通过压力ΔPw压靠壁24a。换言之，击打线材2从虚线位置运动到实线位置。击打线材2与壁24的压力接触防止击打线材2受到高阶振动。

如上所述，压力ΔPw可以分解成平行于与壁24a切向的线L1的方向上的分量ΔPwn和垂直于分量ΔPwn方向上的分量ΔPwm。分量ΔPwm相对于压力分量ΔPw的方向形成角度θ1。分量ΔPwm作用在击打线材2上，造成击打线材2在箭头A所示的方向上运动。由于对于击打线材2的运动没有障碍，击打线材2在壁24a上在图7C所示的A方向上从虚线位置滑动到实线位置上。

一旦击打线材2开始柔曲以便在A方向上运动，在击打线材2内形成恢复力。恢复力在与分量ΔPwn相反的方向上作用在击打线材2上。击打线材2运动的距离越长，恢复力变得越大。击打线材2在分量ΔPwn和恢复力平衡的位置(图7C实线位置)处停止。

在击打线材2运动到图7C的位置之后，击打线材2在与切向的线L2穿过其中的位置处与壁24a接触。压力ΔPw的方向相对于压力分量ΔPwm切向线L1的方向形成角度θ2。角度θ2大于角度θ1。

因此，在击打线材2运动到图7C的实线位置之后击打线材2的ΔPwm’小于击打线材2位于图7B的实线位置处时的击打线材2的ΔPwm，即ΔPwm＞ΔPwm’。

击打线材2运动到图7C位置之后的每单位面积的压力P’通过P’＝ΔPwm’/S给出，其中S是击打线材2与壁24a接触的面积。PV数值通过P’V＝ΔPwm’/S表示，其中V是击打线材2沿着壁2 4a运动时的击打线材2的速度，并且S是击打线材2与壁24a接触的面积。

传统PV数值如下给出：

图8表示振动限制引导件的磨损。在击打线材2如图8所示压靠振动限制引导件1 4的孔1 5的壁1 5a时，PV数值通过PV＝ΔPw×V/S表示。由于ΔPw＞ΔPwm＞ΔPwm’，现有技术的PV以及本发明的PV’的关系是PV＞P’V。

第一实施例使得击打线材2在孔23a和23b的凸出壁上滑动，同时只在壁24a上施加小压力，使得振动限制引导件22的磨损可以减小，并且击打线材2的使用寿命可以延长。由于在击打线材2吸引到芯体10之后击打线材2在孔23a和23b的壁上滑动并接着停止，防止击打线材2塑性变形。

图9表示第一实施例的变型。第一实施例针对弯曲细长孔23a和23b进行描述，使得多个击打线材2可以松弛接收，每个击打线材2可插入穿过具有变形三角形形状的相应单个孔25，该三角形具有如图9所示的倒圆拐角。孔25包括击打线材2在击打线材2吸引到芯体10之后马上占据的平衡位置(倒圆拐角位置)25b以及击打线材2从位置25b滑动其上的第二平衡位置(倒圆拐角位置)25c。在击打线材2受到驱动以便贴靠介质冲击浸墨布带时，击打线材2占据击打线材2不与孔25的壁接触的位置25a。

第二实施例

图10表示第二实施例的击打式打印头31。图11是第二实施例的振动限制引导件32的透视图。击打式打印头31不同于击打式打印头21之处在于使用振动限制引导件32。

振动限制引导件32包括底部32a和形成在底部32a的上部上的突出部32b。底部32a和突出部32b是单件构造。如随后描述那样，突出部32b提供击打线材2由其接触振动限制引导件32的另外壁表面。孔33具有椭圆形的截面。椭圆形截面的主轴与穿过打印头31的中心“0”对准。图12是表示在通过箭头B的方向上看到的振动限制引导件32的前视图。

在击打线材2吸引到芯体10上时，击打线材2趋于朝着中心“0”运动。在击打线材2不受到驱动时，如上所述定向孔33的主轴使得击打线材2朝着中心“0”贴靠壁3 3a施加预定压力(即在击打线材2受到驱动以便冲击浸墨布带时吸引到芯体10上并且离开中心“0”朝着壁33b运动)。孔33的主轴定向成在击打线材2不受到驱动时，使得所有击打线材2朝着中心“0”贴靠相应壁3 3a施加预定压力。

突出部32b包括形成在其侧表面上的多个凹槽35。凹槽35具有与孔33的一部分大致相同的截面，使得凹槽35的壁大致位于壁33a定位的弯曲平面内。适当选择突出部32b的高度，从而允许振动限制引导件磨损。孔33的长度(即底部32a的厚度)可以根据需要选择。

第二实施例的打印操作大致相同，并且省略其描述。这里，将描述击打线材2受到驱动以便冲击浸墨布带时以及击打线材2不受到驱动(即吸引到芯体10上)时振动限制引导件32的操作。图13表示击打线材2吸引到芯体10上时的击打线材2。参考图13，击打线材2将压力ΔPw施加在孔33的壁33a上。

图14表示击打线材2与凹槽3 5接触时的击打线材2。重复打印首先造成孔33的壁33a的拐角部分C(来自于右上拐角的细小阴影线)如图13所示逐渐磨损，使得击打线材2将逐渐造成形成在突出部32b内的凹槽35的壁(来自于左上拐角的细小阴影线)磨损，如图14所示。这增加了击打线材2接触振动限制引导件32的表面面积。

振动限制引导件32的磨损可如下以PV数值来表示：

P”＝ΔPw/(S1+S2)

P”V＝ΔPw×V/(S1+S2)

其中P”是击打线材2在离开壁33b的方向上运动到壁33a之后单位面积的压力，ΔPw是通过击打线材2施加的压力，S1是壁33a与击打线材2接触的表面面积，并且S2是凹槽35的壁与击打线材2接触的表面面积。

出于比较目的，传统PV数值可以如下表示：

PV＝ΔPw×V/S

其中ΔPw是击打线材2施加在振动限制引导件14的孔15的壁15a上的压力(图8)。假设击打线材2与振动限制引导件32接触的表面面积S是SS1，表面面积S比第二实施例的面积小S2。因此，满足PV＞P”V，这阻止振动限制引导件32的磨损。

图15和16表示击打线材2插入孔33。突出部32b形成多个凹槽35。凹槽35的截面大致与孔33的截面的一部分相同，使得凹槽35的弯曲壁大致位于底部32的孔33的壁33a定位的弯曲平面内。这有利于在击打线材2组装在振动限制引导件32内时，击打线材2的尖端首先如图15所示置于凹槽35内，并且接着振动限制引导件32如图16所示降低(作为选择击打线材2可被向上推动)。这有助于击打线材2平稳插入底部32的孔33。

如上所述，振动限制引导件32包括具有形成在其侧表面内的凹槽的突出部32b。每个突出部32b与相应孔33连通。每个凹槽具有位于与形成在底部32内的相应孔33的弯曲壁相同的弯曲表面内。这种构造增加了击打线材2的磨损余量，使得击打线材2与振动限制引导件接触的面积随着振动限制引导件32的磨损增加而增加。因此，这在击打线材2磨损到击打线材2不再接触振动限制引导件32的程度之前，延长了击打线材2的寿命。

在击打线材2组装到振动限制引导件32内时，击打线材2的尖端简单首先放置在凹槽35内。击打线材2的尖端接着引导到振动限制引导件32内的孔33内。这改善了组装效率。

振动限制引导件32的底部32a具有与传统振动限制引导件32大致相同的厚度，可以使用与传统振动限制引导件的制造方法大致相同的方法来制造振动限制引导件。

图17表示第二实施例的振动限制引导件42的变型。参考图17，振动限制引导件42包括底部42a和突出部42b。底部42a其中形成有孔43(只示出一个孔)。形成在突出部4 2的凹槽4 5的壁以及孔4 3的壁44倾斜，使得壁在平行于倾斜的击打线材2的表面的方向上延伸。

图18表示击打线材2吸引到芯体10上时的振动限制引导件42和击打线材2。参考图18，击打线材2平行于孔43和凹槽45的倾斜壁延伸，并且接触倾斜壁。因此，从使用的早期阶段，击打线材2可具有与振动限制引导件42接触的较大面积。

在此变型中，振动限制引导件42的磨损如下通过PV数值来表示：

P”＝ΔPw/(S1+S2)

P”V＝ΔPw×V/(S1+S2)

其中P”是击打线材2在离开壁33b运动到壁33a之后单位面积的压力，ΔPw是通过击打线材2施加的压力，S1是底部32a的壁33a与击打线材2接触的表面面积，并且S2是凹槽35的壁与击打线材2接触的表面面积。因此，可以从击打式打印头开始使用时阻止振动限制引导件的磨损。

形成在振动限制引导件42内的减缩孔43改善振动限制引导件离开模具的脱离性，由此改善击打时打印头的制造效率。

可以进行多种改型。例如，第一实施例的图9的孔25可与第二实施例组合，由此阻止振动限制引导件的磨损。

Claims (10)

1.一种击打式打印头，其中至少一个击打线材受到驱动以进行打印，击打式打印头包括：

线材引导件，包括在击打线材受到驱动以进行打印之后击打线材与其压力接触的表面，击打线材通过该表面引导；以及

其中在击打线材受到驱动之后击打线材静置时，击打线材在第一位置处与该表面压力接触；

其中在击打线材在该表面上滑动时，击打线材在第二位置处与该表面压力接触。

2.如权利要求1所述的击打式打印头，其特征在于，该表面相对于与击打线材在该表面上施加压力的方向垂直的方向形成一个角度。

3.如权利要求1所述的击打式打印头，其特征在于，该表面引导多个击打线材。

4.如权利要求1所述的击打式打印头，其特征在于，该表面是限定形成在所述线材引导件内的孔的壁的一部分，击打线材是延伸经过该孔的单个击打线材。

5.一种击打式打印头，其中击打线材(2)松弛保持在引导件(32)内并受到驱动以进行打印，击打式打印头包括：

至少一个孔(33)，形成在引导件(32)内并通过第一壁(33a)限定；

至少一个击打线材(2)，延伸经过至少一个孔(33)；以及

至少一个凹槽(35)，形成在引导构件内并且通过第二壁限定，第二壁大致位于第一壁(33a)所定位的弯曲平面内；

其中所述至少一个击打线材通过所述至少一个孔(33)和所述至少一个凹槽(35)引导。

6.如权利要求5所述的击打式打印头，其特征在于，所述第二壁是多个第二壁之一，并且所述第一壁是多个第一壁之一。

7.如权利要求5所述的击打式打印头，其特征在于，所述凹槽(35)与所述孔连通。

8.如权利要求5所述的击打式打印头，其特征在于，在击打线材(2)不受到驱动以进行打印时，第二壁在击打线材延伸的方向上延伸。

9.一种击打式打印头，其中击打线材松弛保持在引导件内并受到驱动以进行打印，击打式打印头包括：

细长孔(23a、23b)，形成在引导件(22)内并通过两个相对壁限定，两个相对壁中的至少一个壁是凸出壁(24a)；以及

至少一个击打线材(2)，延伸经过所述细长孔(23a、23b)，所述至少一个击打线材(2)可以在凸出壁(24a)上滑动；

其中在所述至少一个击打线材(2)受到驱动以进行打印之后，所述至少一个击打线材与凸出壁(24a)压力接触地静置。

10.如权利要求9所述的击打式打印头，其特征在于，所述细长孔是大致弧形形状，并且所述凸出壁引导多个击打线材。

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