CN102019761A - 打印头及打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种可以防止电枢的旋转支点浮动的打印头。因此，本发明的打印头，在端部安装有打印针、并具有被设置为可自由转动的电枢，其特征在于，具有与所述电枢的旋转支点接触的轭、与所述轭之间夹有所述电枢、将所述电枢的旋转支点向所述轭推压的悬臂结构的弹性部件、用于固定所述弹性部件的一端部、同时与所述弹性部件之间形成空隙并覆盖所述弹性部件的外壳、以及在所述外壳与所述弹性部件之间、与所述外壳及所述弹性部件接触的推压部件。

Description

打印头及打印装置

技术领域

本发明涉及一种针式的打印头及具有该打印头的打印装置。

背景技术

以往的SIDM(Serial Impact DOT Matrix)打印头(铃锤[clapper]型)(以下简称“打印头”)，是由多个打印元件构成，下面参照图10及图11对其结构进行说明。

在图10中，线圈架(coil bobbin)102上缠绕着任意圈数的线圈106，其内侧配置有具有良好磁性的柱状磁芯101。与该磁芯101接触，配置有磁芯轭(core yoke)103、间隙轭(space yoke)125、间隙片(space sheet)126、以及与磁芯101之间留有间隙且对向设置的电枢(armature)104、以及夹有电枢104并与间隙轭125接触的电枢轭116，这些磁性体部件共同构成磁路121。

电枢104是由压缩弹簧(compression spring)等构成，由一端被固定的复位弹簧(reset spring)108向限制部107推压，其先端焊接有针105。如图11所示，限制部107(橡胶限制部107a、片材限制部107b)与外壳117之间，安装有1片或多片隔板130，从而使限制部107与电枢104的接触面的位置升降，调整电枢104的针行程(wire stroke)。

作为各打印元件，针105是通过被固定在导尖(guide nose)120上的针导管(wire guide)109，将其先端定位为构成点阵，另外固定在导尖120上的多个中间引导器118控制针105的横向振动及纵向弯曲等。

所述复位弹簧108安装在支持弹簧(holder spring)124上，推压电枢104作为返回待机位置的推压力。另外，如图11所示，电枢104通过与其接触的间隙片126被压力弹簧115向间隙轭125面及电枢轭116面推压，该接触点即电枢104进行运动的旋转支点129。压力弹簧115固定在外壳117构成的面上，被加工为可向任意角度弯曲，以便向电枢104的支点部施加压力。

通过从电源112至打印头基板122的插座123向线圈106通电后，磁路121中则产生磁通量，在作为该磁路121的一部分的磁芯101和电枢104之间的空隙的磁通量，起到将电枢104向磁芯101侧吸引的吸引力(电磁力)的作用。

这样，与电枢104接合的针105开始向台板114方向运动，透过色带110向由台板114支持其背面的纸张111上击打，从而生成点。

由电源112向线圈106的通电停止后，吸引力则减少，当击打的反作用力与复位弹簧108对于电枢104的推压力超过所述吸引力的影响时，电枢104的运动方向则反转，返回至限制部107的位置。该限制部107是由抗振材料或其复合材料构成，用于控制复位时的电枢104的余振，以防止在连续生成点的时候出现应答性的障碍。

所述一连串的动作时间由控制部113控制，从而可以在纸张111上形成点的集合体，即文字。另外，卡簧(clamp spring)119是将这些部件进行组合化的部件。

这样就构成了以往的打印头。

另外，以往还有在用于保持控制杆(电枢)的控制杆托架与连接并保持打印头构成部件的固定弹簧之间设置金属性加固板的情况(例如，专利文献1)。

先行技术文献

【专利文献1】日本实开平2-133345号公报(1页、图1)

但是，在上述以往的技术中，由于向电枢的旋转支点推压的压力弹簧的形状受到限制，因而存在很难获得完全防止电枢的旋转支点浮动的压力的问题。

上述的压力弹簧的形状受到限制，是因为将压力弹簧的花瓣状的片簧部分别作为悬臂，通过增加宽度来加强推压力，而在打印头的安装上则较困难，另外如果要通过增加板厚来加强推压力，则会进入塑性范围，需要负担不规则的载重，这时将无法恢复变形以及无法给予适当的推压力，从而出现运动特性的下降及针之间的参差不齐等情况。

发明内容

本发明的目的在于，防止电枢的旋转支点的浮动，从而解决上述问题。

因此，本发明的打印头，在端部安装有打印针、并具有被设置为可自由转动的电枢，其特征在于，具有与所述电枢的旋转支点接触的轭、与所述轭之间夹有所述电枢、将所述电枢的旋转支点向所述轭推压的悬臂结构的弹性部件、用于固定所述弹性部件的一端部、同时与所述弹性部件之间形成空隙并覆盖所述弹性部件的外壳、以及在所述外壳与所述弹性部件之间、与所述外壳及所述弹性部件接触的推压部件。

这样，本发明就可以获得防止电枢的旋转支点浮动的效果。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的打印头的结构的简要断面图；

图2是表示本发明实施方式一的打印头的结构的分解斜视图；

图3是表示本发明实施方式一的压力毡圈的结构的说明图；

图4是表示本发明实施方式一的压力毡圈的结构的断面图；

图5是表示本发明实施方式一的电枢支点变位与推压力的关系的图表；

图6是表示本发明实施方式一的电枢支点浮动的波形图；

图7是表示本发明实施方式二的电枢支点部的结构的断面图；

图8是表示本发明实施方式三的外壳的结构的说明图；

图9是表示本发明实施方式三压力毡圈的结构的断面图；

图10是表示以往的打印头的结构的简要断面图；

图11是表示以往的打印头的结构的主要部位断面图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的打印头及打印装置的实施方式进行说明。

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的打印头的结构的简要断面图、图2(a)及图2(b)是表示本发明实施方式一的打印头的结构的分解斜视图。

在图1及图2中，线圈架2上缠绕有任意圈数的线圈6，其内侧配置有具有良好磁性的柱状磁芯1。与该磁芯1接触，配置有磁芯轭3、间隙轭25、间隙片26、以及与磁芯1之间留有间隙且对向设置的电枢4、以及夹有电枢4并与间隙轭25接触的电枢轭16，这些磁性体部件共同构成磁路21。

电枢4是由压缩弹簧等构成，其一端被固定，并由复位弹簧8向限制部7推压，先端部焊接有作为打印针的针5。如图2所示，限制部7(橡胶限制部7a、片材限制部7b)与外壳17之间，安装有1片或多处隔板30，从而使限制部7与电枢4的接触面的位置升降，调整电枢4的针行程。

作为各打印元件，针5是通过被固定在导尖20上的针导管9，将其先端定位为构成点阵，另外固定在导尖20上的多个中间引导器18控制针5的横向振动及纵向弯曲等。

所述复位弹簧8安装在支持弹簧24上，推压电枢4作为返回待机位置的推压力。另外，电枢4通过与其接触的间隙片26被压力弹簧15向间隙轭25面及电枢轭16面推压，该接触点即电枢104进行运动的旋转支点29，电枢4被设置为可自由旋转。

压力弹簧15是悬臂结构的弹性部件(例如片簧)，其一端部固定在外壳17的一面，另一端部被设置为自由端与电枢4接触，在间隙轭25及电枢轭16之间夹有电枢4。另外，为使压力弹簧15向电枢4的旋转支点29施加推压力，被加工形成为可向任意角度弯曲的弯曲部。

外壳17在与支持弹簧24之间夹持并固定有压力弹簧15的一端部，与压力弹簧15之间形成空隙，同时将该压力弹簧的整体覆盖。

另外，在推压电枢4的压力弹簧15与外壳17之间，配置有作为推压部件的压力毡圈与压力弹簧15及外壳17相接触，该压力毡圈40由纤维丝较细的硬质毡等纤维体构成，通过该压力毡圈40的弹性，进一步将压力弹簧15向电枢4推压。

通过从电源12至打印头基板22的插座23向线圈6通电后，磁路21中产生磁通量，在作为该磁路21的一部分的磁芯1和电枢4之间的空隙中的磁通量，起到将电枢4向磁芯1侧吸引的吸引力(电磁力)的作用。

这样，与电枢4接合的针5开始向台板14方向运动，透过色带10向由台板14支持其背面的纸张11上击打，从而生成点。

由电源12向线圈6的通电停止后，吸引力则减少，当击打的反作用力与复位弹簧8对于电枢4的推压力超过所述吸引力的影响时，电枢4的运动方向则反转，返回至限制部7的位置。该限制部7是由抗振材料或其复合材料构成，用于控制复位时的电枢4的余振，以防止在连续生成点的时候出现应答性的障碍。

所述一连串的动作时间，是由中央演算处理装置等的控制部13，基于图中未标示的存储器等记忆部中记忆的控制程序(软件)进行控制，从而可以在纸张11上形成点的集合体，即文字。另外，卡簧19是将这些部件进行组合化的部件。

图3是表示本发明实施方式一的压力毡圈的结构的说明图、图4是表示本发明实施方式一的压力毡圈的结构的断面图，在这里，参照图3和图4，对压力毡圈40进行说明。

在图3中，压力毡圈40是材质为纤维较细的硬质毡，其从中央部40a起以花瓣状延伸的各外周端部40b(例如，24个)，被插入在外壳17的肋拱(rib)17a之间。另外，图3(a)是在外壳上安装了压力毡圈的状态的正面图，图3(b)是在外壳上安装了压力毡圈的状态的斜视图，图3(c)是压力毡圈的斜视图。

在图4中，压力毡圈40在外壳17与推压电枢4的压力弹簧15之间，被安装为与压力弹簧15重叠(over lap)，即，压力毡圈40的厚度大于外壳17与压力弹簧15之间的距离，且压力毡圈40的长度与压力弹簧15的固定端至自由端的长度基本相同，从而推压压力弹簧15的弯曲部。

另外，在该压力毡圈40中，浸有氟油等湿度特性较强的润滑油。且间隙片26是由不锈钢(金属)及聚亚胺(聚合物)等的耐摩损性较强的材料构成。

图4(a)是表示安装了电枢的状态，图4(b)是表示未安装电枢的状态，在图4(b)中，压力毡圈40的板厚仅比外壳17的平面高度h大Δ，即厚度为(h+Δ)。另外，如果将压力弹簧15的板厚设为t、将夹有压力弹簧15的外壳17与支持弹簧24之间的空隙设为d，那么外壳17的平面高度h和外壳17与支持弹簧24的空隙d的和，则小于压力毡圈40的板厚(h+Δ)与压力弹簧15的板厚t的和。

即，具有h+d＜(h+Δ)+t的关系，亦即Δ＞d-t(松动)。

Δ是压力毡圈40重叠在外壳17及压力弹簧15上的量。

这样，打印头是在压力弹簧15与外壳17之间配置压力毡圈40而构成，安装在针式打印机等的打印装置上的。

以下对上述结构的作用进行说明。

如图4(a)所示，压力弹簧15由于压力毡圈40的弹力而被推压，从而以充足的力量去推压电枢4。随之，电枢4的旋转支点部被间隙片26以充足的力量推压，因此，其浮动受到了大幅度的控制。

图5是表示本发明实施方式一的电枢支点变位与推压力的关系的图表，其中显示了在使用以往的方式时、与本发明实施方式一中设置了压力毡圈40时对电枢4的推压力的对比。在图5(a)中，横轴是在图5(b)中显示的电枢的支点的变位量X，纵轴是在图5(b)中显示的电枢的支点的推压力F。

如图5(a)所示，设置了压力毡圈40时将电枢4向间隙片26的推压力，比未设置压力毡圈40时的推压力要大。

另外，图6是表示本发明实施方式一的电枢支点浮动的波形、针5的飞行波形及对线圈6的驱动电流的波形，图6(a)表示的是以往的方式，图6(b)表示的是本实施方式。另外，图6(a)及图6(b)的纵轴，显示的是如图6(c)所示的针5飞行的正方向及电枢4的支点浮动正方向。

如图6所示，在本实施方式中，可以大幅度控制电枢4的支点部的浮动。在以往的实例中，电枢4的支点部的浮动，是与打印头动作时针5的撞击冲程相伴的微小振动，而在本实施方式中，这些微小振动都得到了控制。

另外，如图4(a)所示，压力毡圈40中浸有的润滑油，会沿图中箭头A所示的方向，即向压力弹簧15、电枢4、间隙轭25、电枢轭16的表面传递。由于压力毡圈40的中心部具有相当的体积，所以可以含浸足够的润滑油。

如以上说明所述，在实施方式一中，如图5所示，压力毡圈的外周端部与以往实例相比，以较大的推压力限制电枢的旋转支点，从而可以防止电枢的旋转支点部的浮动，从而可以获得对该旋转支点部发生的微小振动进行控制的效果。

另外，因电枢的旋转支点部发生的微小振动而引起的电枢的旋转支点部、以及与其接触的间隙片、电枢轭的摩擦运动的微振磨耗也可以得到减少。

再者，由于压力毡圈的中心部具有相当的体积，可以含浸充足的润滑油，该润滑油通过外周端部向电枢、压力弹簧、间隙片、以及电枢轭的摩擦面供给，起到边缘(液体)润滑的作用，从而可以增强耐磨损的效果。

再者，压力毡圈是由纤维较细的毡构成，并使其中央部具有一定的体积，因而具有良好的保持润滑油的性能，即使历时长久也能够稳定地供给润滑油。因此，即使经历较长的期间，也能够减少所述摩擦部的磨损，能够长期而稳定地保持针的打印能力及速度等运动性能，从而可以获得使用寿命超长的效果。

另外，压力毡圈除了在其外周端部通过压力弹簧推压电枢以外，其中心部也以重叠量Δ推压压力弹簧，所以可以吸收压力弹簧与其伸入的外壳及支持弹簧形成的空隙之间的松动，从而可以控制因限制不良而引起的压力弹簧的针之间的推压力不均及振动(噪音)等。

实施方式二

图7是表示本发明实施方式二的电枢支点部的结构的断面图。下面参照图7对实施方式二的结构进行说明。

实施方式二的结构，是如图7(b)所示从实施方式一的结构中去除了间隙片26、如图7(a)所示电枢4的旋转支点直接与间隙轭25接触。随之，对间隙轭25及电枢轭16也进行了硬质的、摩擦系数较低的无电解镀镍硼处理。

一般对电枢4是进行无电解镀镍处理等，但也可以对电枢4也进行无电解镀镍硼处理。

另外，对于与上述实施方式一相同的部分，则标记相同的符号，并省略其说明。

下面对上述结构的作用进行说明。

在以往的实例及实施方式一中，如图7(b)所示，间隙片26是由50μm左右的金属箔及树脂片构成，但由于其薄度，会很容易产生翘曲。当发生这种翘曲时，间隙片26则成为电枢4的支点部弹回(浮动)的弹性体，从而产生微小振动。

在实施方式二中，如图7(a)所示，去除了间隙片26，电枢4的支点部直接与间隙轭25接触，所以去除了引起上述微小振动的主要因素，从而可以控制电枢4的支点部产生的微小振动。

另外，作为替代间隙片26而实施的对间隙轭25及电枢轭16进行无电解镀镍硼处理，使间隙轭25及电枢轭16的表面硬化，从而降低了与电枢4的摩擦面的摩擦力。

如以上说明所述，实施方式二在实施方式一的效果的基础上，避免了实施方式一中因采用的间隙片加工不良等引起的微小振动，从而可以获得防止因该微小振动而引起的压力磨损的效果。

另外，通过无电解镀镍硼处理，使电枢、间隙轭以及电枢轭的摩擦面的摩擦力减小，从而可以获得提高针的打印能力及速度等运动物性的效果。

另外，因无电解镀镍硼所具有的摩擦系数低下的效果及硬化的效果，可以降低电枢、间隙轭及电枢轭的磨损量，因其耐腐蚀性，很难受到盐害等腐蚀的影(腐蚀磨损)，与实施方式一相比打印头的动作更加稳定，且使用寿命更长。

再者，间隙片、电枢轭以及电枢与针的焊接部件，没有进行与其它部件的焊接等的组合，当其它部件受到磨损的影响时，仅进行个别部件的更换保养即可。

实施方式三

图8是表示本发明实施方式三的外壳的结构的说明图。下面参照图8对实施方式三的结构进行说明。另外，图8(a)是实施方式三的外壳的平面图，图8(b)是实施方式三的外壳的斜视图，图8(c)是以往实例的外壳的平面图，图8(d)是以往实例的外壳的斜视图。

实施方式三的结构，如图8(a)、图8(b)所示，是在实施方式一或实施方式二的结构中外壳17与压力毡圈40的接触面上，形成了作为凹形封闭空间的积油部(油贮存部)50。在图8(a)、图8(b)中，是与各电枢相对应，形成有多个积油部50，但也可以将它们连接起来作为1个封闭空间。另外，积油部50中还可以放入由类似压力毡圈40的材质构成的吸油体。

另外，对于与上述实施方式一及实施方式二相同的部分，则标记相同的符号，并省略其说明。

下面对上述结构的作用进行说明。

图9是表示本发明实施方式三的压力毡圈的结构的断面图。

在外壳17与压力毡圈40的接触部，作为封闭空间形成了积油部50，通过该积油部50，可以贮藏多于压力毡圈40所吸收的容量的润滑油。

如图9所示，积油部50中贮藏的润滑油，沿图中箭头B所示的方向，即向压力毡圈40、压力弹簧15、电枢4、间隙轭25、电枢轭16的表面传递。

如以上说明所述，实施方式三在实施方式一及实施方式二的效果的基础上，形成了积油部，通过该积油部，可以贮藏多于压力毡圈所吸收的容量的润滑油，从而可以使润滑油的总容量增加，因此可以延长向电枢及各部件的磨擦部供给润滑油的时间，进一步增加打印头的使用寿命。

Claims (14)

1.一种在端部安装有打印针、并具有被设置为可自由转动的电枢的打印头，其特征在于，具有：

与所述电枢的旋转支点接触的轭，

与所述轭之间夹有所述电枢、将所述电枢的所述旋转支点向所述轭推压的悬臂结构的弹性部件，

用于固定所述弹性部件的一端部、同时与所述弹性部件之间形成空隙并覆盖所述弹性部件的外壳，以及

在所述外壳与所述弹性部件之间、与所述外壳及所述弹性部件接触的推压部件。

2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：

其中，所述推压部件中含浸有润滑油。

3.根据权利2所述的打印头，其特征在于：

所述外壳在与所述弹性部件接触的面上形成有凹形的油贮藏部。

4.根据权利要求3所述的打印头，其特征在于：

在所述外壳形成的所述油贮藏部，是在存在有多个的各电枢的所述旋转支点与所述打印针之间，在与所述各电枢的对向位置形成的。

5.根据权利要求4所述的打印头，其特征在于：

在所述外壳形成的所述油贮藏部，被设置在所述推压部件的连接部。

6.根据权利要求2所述的打印头，其特征在于：

所述推压部件是由毡构成。

7.根据权利要求6所述的打印头，其特征在于：

所述电枢存在有多个，

所述推压部件分别与所述旋转支点侧的多个所述电枢对应配置，同时，通过所述推压部件的所述旋转支点在所述打印针侧相连接。

8.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：

其中，所述轭表面被实施了无电解镀镍硼处理，所述电枢的所述旋转支点与其表面接触。

9.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：

其中，所述电枢的所述旋转支点，是位于与所述电枢的所述打印针的安装位置相对的端部侧。

10.根据权利要求9所述的打印头，其特征在于：

所述弹性部件与所述电枢在所述旋转支点侧接触，同时，在远离所述旋转支点的所述打印针方向，所述弹性部件及所述电枢之间具有空隙。

11.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：

所述打印针是作为所述电枢的作用点而动作。

12.根据权利要求11所述的打印头，其特征在于：

所述电枢在所述打印针与所述支点之前具有力点。

13.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：

在与所述电枢的所述力点对向的位置，具有被通电后即成为磁石的磁芯和线圈。

14.一种打印装置，其具有在端部安装有打印针、并具有被设置为可自由转动的电枢的打印头，其特征在于：

所述打印头具有，

与所述电枢的旋转支点接触的轭，

与所述轭之间夹有所述电枢、将所述电枢的所述旋转支点向所述轭推压的悬臂结构的弹性部件，

用于固定所述弹性部件的一端部、同时与所述弹性部件之间形成空隙并覆盖所述弹性部件的外壳，以及

在所述外壳与所述弹性部件之间、与所述外壳及所述弹性部件接触的推压部件。

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