JP2837621B2 - ドットプリンタヘッド及びそのワイヤのろう付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットプリンタヘッド
及びそのワイヤのろう付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５（ａ）に示すように、ヨーク
１８と一体に形成されたコア１７にコイル１６を巻回
し、コア１７の吸引面（先端面）１７ａに対向するアー
マチュア８の先端にワイヤ９を結合し、ワイヤ９を複数
のガイドチップ１０により摺動自在に保持し、アーマチ
ュア８を起伏自在に保持する支点部１８ａをヨーク１８
に形成し、通常はアーマチュアスプリング６によりアー
マチュア８をストッパ１３に当接させるとともに支点押
えばね７により支点部１８ａに押え、コイル１６に電流
を流すことにより、図５（ｂ）に示すように、コア１７
でアーマチュア８を吸引し、ワイヤ９の先端をプラテン
２４上の用紙（図示せず）に当接させるようにしたドッ
トプリンタヘッドがある。

【０００３】高速印字における追従性と耐久性とを考慮
すると、ドットプリンタヘッドに用いられるワイヤは軽
量で靱性及び耐摩耗性の優れた特性である必要がある。
この条件を満足させるために、特公平５−３３８７号公
報に記載されているように、粉末冶金法により製造され
た高速度工具鋼によって形成したワイヤを用い、このワ
イヤをアーマチュアにろう付けしたものがある。

【０００４】図５においては、ワイヤ９を駆動するアー
マチュア８は一つしか図示していないが、実際には環状
に配列されている。この場合、各ワイヤ９の先端は直線
上で近接配置されているが、後端は環状に配列されたア
ーマチュア８の先端に結合されるため、ワイヤ９は曲げ
モーメントが与えられた状態でガイドチップ１０に保持
されている。また、アーマチュア８の先端が支点部１８
ａを中心に梃子運動するのに対し、ワイヤ９は直線運動
するようにガイドチップ１０に保持されているため、ア
ーマチュア８がコア１７に吸引されることにより、図５
（ｂ）に示すように、ワイヤ９の付け根部９ｂには矢印
Ｂ方向の力が作用する。さらに、比較的質量が大きいア
ーマチュア８がコア１７に当接するときの衝撃力がろう
付け部を介してワイヤ９に伝達され、アーマチュア８に
対するワイヤ９の接合部に応力が集中する。

【０００５】一方、高速度工具鋼により形成されたワイ
ヤ９に焼入れと焼戻しとを施すと硬度が増し、本来の耐
久性を発揮するものであるが、アーマチュア８にワイヤ
９をろう付けするときに加えられる温度は、ろう材とし
て銀ろうを用いた場合でもオーバーテンパーとなり、こ
れにより、ろう付け時に温度の影響を受けたワイヤ９の
熱影響部は硬度低下を起こし抗折力が低下する。これに
よりワイヤ９がアーマチュア８に対する付け根部９ｂか
ら折損することがある。

【０００６】このようなことから、特公平５−３３８７
号公報に記載されているように、アーマチュアの印字端
側の面から該印字端側にかけての部分における接合に伴
う熱影響部と非熱影響部との平均硬度の差を、ビッカー
ス硬度で８０〜３０に定めた発明がある。すなわち、図
５（ｂ）を参照して説明すると、この発明は、アーマチ
ュア８の印字端側の面８ａ側の先端における最も折れ易
いワイヤ９の付け根部９ｂでのろう付け時の硬度低下量
を制限することにより、ワイヤ９の抗折力の低下を制限
し、ワイヤ９の折損を防止するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特公平５−３３８７号
公報に記載された発明は、アーマチュアに対するワイヤ
の付け根部の折損を防止することはできる。しかし、ろ
う付け時にワイヤの硬度低下量を制限するためにはろう
付け温度を制限するしかなく、ろう材が溶けずアーマチ
ュアとワイヤとの間に浸透し難くなり、この結果、ワイ
ヤがろう付け部においてアーマチュアから剥離すること
がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
コイルが巻回されたコアに対向する起伏自在のアーマチ
ュアの先端に、ワイヤガイドに摺動自在に保持されたワ
イヤの後端部を銀ろうでろう付けしてなるドットプリン
タヘッドにおいて、前記ワイヤを粉末冶金法により製造
された高速度工具鋼によって形成し、前記アーマチュア
の印字端側の面よりも前記ワイヤの後端側に寄った部分
と、前記ワイヤのろう付け温度による影響を受けない部
分との平均硬度の差をビッカース硬度で９０〜１５０に
設定した。

【０００９】請求項２記載の発明は、コイルが巻回され
たコアに対向する起伏自在のアーマチュアの先端に、ワ
イヤガイドに摺動自在に保持されたワイヤの後端部を銀
ろうでろう付けしてなるドットプリンタヘッドにおい
て、前記ワイヤを粉末冶金法により製造された高速度工
具鋼によって形成し、前記アーマチュアの印字端側の面
よりも前記ワイヤの後端側に寄った部分と、前記ワイヤ
のろう付け温度による影響を受けない部分とにおける平
均硬度の差をビッカース硬度で９０〜１５０に設定とな
るように、前記ワイヤの後端を側集中的に加熱してその
ワイヤと前記アーマチュアとを銀ろうでろう付けするよ
うにした。

【００１０】

【作用】アーマチュアの印字端側の面よりもそのワイヤ
の後端側に寄った部分と、ワイヤのろう付け温度による
影響を受けない部分との平均硬度の差をビッカース硬度
で９０〜１５０に設定することにより、ワイヤの後端側
でのろう付け温度を高めることを可能とし、これによ
り、銀ろうを確実に溶かしてアーマチュアとワイヤとの
接合部に銀ろうを十分に浸透させることができ、これに
より、アーマチュアからのワイヤの剥離を防止すること
ができ、しかも、ろう付け温度による硬度低下が最大値
のなる部分をアーマチュアの印字端側の面よりもワイヤ
の後端側に設定することにより、アーマチュアの印字端
側の面の先端における最も折れ易いワイヤの付け根部の
硬度低下量を制限することができ、したがって、ワイヤ
の付け根部の折損を防止することが可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て説明する。図５において説明した従来例と同一部分は
同一符号を用いて説明する。１はプリンタのキャリア
（図示せず）に固定される取付部材、２は一端開口の容
器状のハウジングである。このハウジング２の底部から
突出するワイヤガイド３の一端にはハウジング２の底面
に当接するアーマチュアガイド４が一体に形成されてい
る。このアーマチュアガイド４には、複数のガイドピン
５とアーマチュア８の両側を案内する突片（図示せず）
とが形成されているとともに、アーマチュアスプリング
６と支点押えばね７とがガイドピン５の内側と外側とに
配置されて保持されている。また、アーマチュア８の内
方端に固定された複数のワイヤ９は、ワイヤガイド３に
固定された複数のガイドチップ１０に摺動自在に保持さ
れている。さらに、アーマチュアガイド４には複数のス
トッパ受け１１が嵌め込まれている。そして、ワイヤ９
をガイドチップ１０に挿通しながらアーマチュア８をガ
イドピン５に挿入し、ハウジング２の底面と、ストッパ
受け１１と、非磁性材料により形成されたフィルム１２
と、スペーサ１２ａと、ストッパ１３とを積層して螺子
１４で結合することにより、アーマチュアブロック１５
が形成されている。

【００１２】前記ワイヤ９は粉末冶金法により製造され
た高速度工具鋼によって形成され、印字動作の必要な靱
性と耐摩耗性とを得るために熱処理により所望の硬度に
調質されている。また、前記アーマチュア８は珪素鉄に
より形成されニッケルメッキを施したものが用いられて
いる。そして、図３（ｂ）に示すように、ワイヤ９の後
端９ａからアーマチュア８対する付け根部９ｂの範囲に
おいて各ワイヤ９の後端部がアーマチュア８の先端に銀
ろうＡによってろう付けされている。ワイヤ９は後端９
ａからアーマチュア８に対する付け根部９ｂに至る範囲
の略２倍の範囲がろう付け温度の影響を受ける熱影響部
であり、その先は非熱影響部である。

【００１３】本発明は、アーマチュア８の印字端側の面
よりもそのワイヤ９の後端側に寄った部分９ｃと、ワイ
ヤ９のろう付け温度による影響を受けない部分との平均
硬度の差をビッカース硬度で９０〜１５０に設定となる
ようにワイヤ９の後端を側集中的に加熱してそのワイヤ
９とアーマチュア８とを銀ろうでろう付けしている。な
お、ワイヤ９の硬度低下を少なくするためには、錫、
鉛、亜鉛等、はんだ類の溶解温度の低い軟ろうが好まし
いが、高強度が得られないので硬ろうとしての銀ろうＡ
を用いた。また、印字に際し、ワイヤ９にはアーマチュ
ア８に対する付け根部９ｂに局部的に外力が作用するの
で、この部分の硬度及び抗折力の低下を最も制限する必
要があるので、ろう付けのための加熱の中心は、なるべ
くワイヤ９の後端面ａ側にし、且つ、必要部分のみに誘
導電力を集中して昇温させる高周波ろう付け法によりろ
う付けを行った。

【００１４】次いで、それぞれコイル１６が装着された
複数のコア１７がヨーク１８とともに一体に形成され、
コイル１６が接続された基板１９をヨーク１８の背面に
固定することによりヨークブロック２０が形成されてい
る。基板１９には外部回路に接続されるコネクタ２１が
固定されている。そして、前記取付部材１と前記ハウジ
ング２と前記ストッパ受け１１とに通した螺子２２をヨ
ーク１８に螺合することにより、ドットプリンタヘッド
が完成される。この状態では、アーマチュア８の内面は
前記コア１７の吸引面１７ａに対向されるとともに、支
点押えばね７の圧力により前記ヨーク１８に形成された
支点部１８ａに前記フィルム１２を介して支えられてい
る。この支点部１８ａはヨーク１８の環状のエッジであ
る。

【００１５】このような構成において、選択的にコイル
１６を励磁させることにより、アーマチュア８がコア１
７の吸引面１７ａに吸引され、ワイヤ９がインクリボン
を介してプラテン２４上の用紙２５に衝突し、これによ
り、印字がなされる。コイル１６への通電が途絶えた時
に、アーマチュア８がアーマチュアスプリング６の付勢
力により復帰してストッパ１３により復帰位置が定めら
れる。

【００１６】本実施例においても前述した従来例と同様
に、図５（ｂ）に示すように、ワイヤ９の付け根部９ｂ
には矢印Ｂ方向の力が作用し、アーマチュア８がコア１
７に当接するときの衝撃力がろう付け部を介してワイヤ
９に伝達され、アーマチュア８に対するワイヤ９の接合
部に応力が集中するが、耐久実験結果を図２のグラフを
参照して述べる。

【００１７】アーマチュア８の印字端側の面８ａよりも
ワイヤ９の後端側に寄った部分９ｃと、そのワイヤ９の
ろう付け温度による影響を受けない部分とにおける平均
硬度の差、すなわち、ワイヤ９の後端９ａ側の部分９ｃ
（図３参照）におけるろう付け温度によるワイヤ９の部
分９ｃの硬度低下量が異なるサンプルをＡ，Ｂ，Ｃのグ
ループに分ける。グループＡのサンプルＡ１〜Ａ１０は
１６０〜２００、グループＢのサンプルＢ１〜Ｂ１０は
本発明での設定範囲に含まれる１００〜１４０、グルー
プＣのサンプルＣ１〜Ｃ１０は４０〜８０である。これ
らの硬度低下量の単位は何れもビッカース硬度である。

【００１８】このように区別されたサンプルを組み込ん
だドットプリンタヘッドを実際に駆動することにより実
験を行った結果を図２に示す。グループＡのサンプル
は、１０個中８個までが約０．７億ドット〜約１．６億
ドットのインパクト回数でワイヤ９がアーマチュア８に
対する付け根部９ｂから折損し（図４（ａ）参照）、１
０個中２個がアーマチュア８から剥離する途中で折損し
た（図４（ｂ）参照）。グループＡの各サンプルは硬度
低下量が大きい。これはろう付け温度が高いために非熱
影響部に対してアーマチュア８に対するワイヤ９の付け
根部９ｂの硬度及び抗折力の低下量が大きくなり、その
ためにワイヤ９の付け根部９ｂで折損したものである。
この折損は初期に発生するものではなく、印字の繰り返
し動作による疲労破壊である。

【００１９】ここで、グループＡのサンプル中、硬度低
下の勾配の異なるサンプルＡ３，Ａ８について考察す
る。図３（ａ）に示すように、アーマチュア８に対する
ワイヤ９の付け根部９ｂの硬度を比較すると、サンプル
Ａ３よりサンプルＡ８の方が大きいことが分かる。これ
により、付け根部９ｂにおける硬度（抗折力）が低いサ
ンプルＡ３は、付け根部９ｂで折損し、付け根部９ｂに
おける硬度（抗折力）が高いサンプルＡ８は、付け根部
９ｂで折損し始める前にろう付け部が剥離したものと考
えられる。

【００２０】また、グループＣのサンプルは、全てがア
ーマチュア８とワイヤ９とのろう付け部が剥離した（図
４（ｃ）参照）。この剥離に至るインパクト回数は、１
０個中８個までが約１．８億ドット以下、１０個中１個
が約２億ドット、１０個中１個が約２．１億ドットであ
る。このグループＣは最も硬度の低下量が低いグループ
で、平均的な耐久回数を示したサンプルＣ６の硬度低下
勾配は、図３（ａ）に示すように、アーマチュア８に対
するワイヤ９の付け根部９ｂにおける硬度（抗折力）が
最も高い。この結果、ワイヤ９の折損に至るものはな
い。しかし、ろう付け時の硬度の低下量を低くするには
ろう付け温度を低くする必要があるため銀ろうＡが溶解
し難くなり、アーマチュア８とワイヤ９との接合部に銀
ろうＡが浸透し難くなる。この結果、ワイヤ９がろう付
け部から剥離したものと考えられる。この剥離は初期に
発生するものではなく、印字の繰り返し動作による疲労
破壊である。

【００２１】しかして、硬度の低下量が本発明での設定
範囲に含まれるグループＢのサンプルは、全てが２．５
億ドットのインパクト回数を満足した。図３（ａ）にサ
ンプルＢ１を代表としてその硬度変化勾配を示すが、こ
のグループＢの硬度の低下量が９０〜１４０なるように
ろう付け温度を設定したことにより、アーマチュア８に
対するワイヤ９の付け根部９ｂの硬度（抗折力）が、グ
ループＡとグループＢとのサンプルの中間値を示すこと
になる。これは印字動作における靱性及び耐摩耗性を得
るための許容範囲内に硬度（抗折力）の低下を抑制する
ろう付け温度であり、且つ、銀ろうＡを確実に溶かして
アーマチュア８とワイヤ９との接合部に十分に浸透させ
ることができるろう付け温度である。このため、ワイヤ
９の折損を防止することを満足するとともに、アーマチ
ュア８からのワイヤ９の剥離を防止することができたも
のと考えられる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述のように、アーマチュアの
印字端側の面よりもワイヤの後端側に寄った部分と、そ
のワイヤのろう付け温度による影響を受けない部分との
平均硬度の差をビッカース硬度で９０〜１５０に設定し
たので、ワイヤの後端側でのろう付け温度を高めること
を可能とし、これにより、銀ろうを確実に溶かしてアー
マチュアとワイヤとの接合部に銀ろうを十分に浸透させ
ることができ、これにより、アーマチュアからのワイヤ
の剥離を防止することができ、しかも、ろう付け温度に
よる硬度低下が最大値のなる部分をアーマチュアの印字
端側の面よりもワイヤの後端側に設定することにより、
アーマチュアの印字端側の面の先端における最も折れ易
いワイヤの付け根部の硬度低下量を制限することがで
き、したがって、ワイヤの付け根の折損を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すドットプリンタヘッド
の縦断側面図である。

【図２】実験結果を示すグラフである。

【図３】（ａ）はワイヤの硬度低下勾配を示すグラフ、
（ｂ）はワイヤとアーマチュアとの接合部の側面図であ
る。

【図４】（ａ）はワイヤのアーマチュアに対する付け根
部が折損した状態を示す側面図、（ｂ）はワイヤがアー
マチュアから剥離する途中で折損した状態を示す側面
図、（ｃ）はワイヤがアーマチュアから剥離した状態を
示す側面図である。

【図５】従来例を示すもので、（ａ）は印字前の非印字
時におけるアーマチュとワイヤとの状態を示す縦断側面
図、（ｂ）は印字時におけるアーマチュアとワイヤとの
状態を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

３ ワイヤガイド ８ アーマチュア ８ａ アーマチュアの印字端側の面 ９ ワイヤ ９ａ ワイヤの後端 ９ｃ アーマチュアの印字端側の面よりワイヤの後端
側に寄った部分 １６ コイル １７ コア Ａ 銀ろう

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが巻回されたコアに対向する起伏
   自在のアーマチュアの先端に、ワイヤガイドに摺動自在
   に保持されたワイヤの後端部を銀ろうでろう付けしてな
   るドットプリンタヘッドにおいて、前記ワイヤを粉末冶
   金法により製造された高速度工具鋼によって形成し、前
   記アーマチュアの印字端側の面よりも前記ワイヤの後端
   側に寄った部分と、前記ワイヤのろう付け温度による影
   響を受けない部分との平均硬度の差をビッカース硬度で
   ９０〜１５０に設定したことを特徴とするドットプリン
   タヘッド。
2. 【請求項２】 コイルが巻回されたコアに対向する起伏
   自在のアーマチュアの先端に、ワイヤガイドに摺動自在
   に保持されたワイヤの後端部を銀ろうでろう付けしてな
   るドットプリンタヘッドにおいて、前記ワイヤを粉末冶
   金法により製造された高速度工具鋼によって形成し、前
   記アーマチュアの印字端側の面よりも前記ワイヤの後端
   側に寄った部分と、前記ワイヤのろう付け温度による影
   響を受けない部分とにおける平均硬度の差をビッカース
   硬度で９０〜１５０に設定となるように、前記ワイヤの
   後端を側集中的に加熱してそのワイヤと前記アーマチュ
   アとを銀ろうでろう付けするようにしたことを特徴とす
   るワイヤのろう付け方法。