JP2902437B2 - 印字ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプリンタのシリアル印字ヘッド、特にキャリ
ッジとヘッドが一体化されたシリアル印字ヘッドに関す
る。

［従来の技術］ 近年、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータ機
器が業務用あるいは個人用として広く利用されている
が、これらの機器における出力装置の一翼を担うプリン
タは、益々その存在が必要不可欠になりつつある。

そして、このプリンタは、その印字が明瞭なことは勿
論として、小型で軽量、加えてその生産工程で組立容易
なものが要望されている。

ところで、プリンタの印字方式には、種々の方式が周
知であり、その用途等に応じて選択されているが、その
中で多用されているものにドットマトリクス型のシリア
ル印字プリンタがある。

このシリアル印字プリンタは、紙面に沿って左右に
（シリアル印字方向に）往復駆動されるキャリッジに担
持された印字ヘッドにて印字が行われる。

印字ヘッドの紙面対向側ノーズには、シリアル印字方
向と直交方向に複数整列配置されたニードル（印字ワイ
ヤ）が設けられ、これらのニードルはガイド穴を有する
ニードルガイドで支持されている。そして、印字を行う
ニードルは、印字時に前方へ突き出され、所定のインク
リボン等を介し紙面にドット印字が行われる。

尚、ニードルは複数（例えば７本）整列されているの
で、ヘッドを担持しているキャリッジを駆動しながら所
定のニードルを突き出すことにより紙面上に文字が形成
される。

そして、そのニードル突き出し作用は、ヘッド内部に
設けられたニードル駆動手段で制御され、このニードル
駆動手段の大きさ並びにその配設構造が、印字ヘッドの
大きさ並びに形状を決定付けている。

印字ヘッド内部には、ニードルの尾端と当接してニー
ドルを打出すアーマチュアと、このアーマチュアに電磁
力を用いてニードル突き出し力を与えるソレノイド部と
がそれぞれ各ニードル毎に設けられている。

そして、この従来の各ニードル駆動手段は、ニードル
の周囲に放射状に円形配置されているため、印字ヘッド
全体としてさらに小型化するための限界になっている。

従って、上記従来の印字ヘッドを備えたシリアル印字
プリンタにおいては、その印字ヘッド形状に規制されて
薄型化が図れないという問題を有していた。

更に、従来の印字ヘッドは、キャリッジに印字ヘッド
が担持されているので、そのキャリッジもプリンタ薄型
化を困難とする要因となっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は確実な印字が行える薄型のプリンタを
構成するためのシリアル印字ヘッドを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、複数のニード
ルを整列させるガイドを備えたノーズと、前記各ニード
ル毎に電磁石用コアを備えたソレノイドベースと、前記
各ニードル毎に設けられ、前記コアへの吸着時に前記ニ
ードルの尾端を突き出す複数のアーマチュアと、前記ソ
レノイドベースとの間に前記アーマチュアを挟んで保持
するアーマチュアベースと、を有する印字ヘッドにおい
て、前記アーマチュアベースには、当該印字ヘッドを往
復動可能に支持するための第１ガイドレールを挿通させ
る第１軸受部が形成されたことを特徴とする。

望ましくは、前記第１軸受部は、前記複数のニードル
の尾端の延長線上に設けられる。

望ましくは、前記各ニードルの尾端の延長線上であっ
て前記第１軸受部の手前に設けられ、前記各アーマチュ
アの戻り動作による衝撃を受けるバックストッパを有す
る。

望ましくは、前記ノーズには、当該印字ヘッドを往復
動可能に支持するための第２ガイドレールに係合する第
２軸受部が形成される。

望ましくは、前記各ニードル毎に設けられた電磁石用
コアが半円以下の円弧状に配設される。

望ましくは、前記アーマチュアを前記ソレノイドベー
スの所定の位置に押し付けて位置決めする部材であっ
て、前記第１軸受部に挿通した前記第１ガイドレールに
接触するアーマチュアスプリングを有する。

望ましくは、当該印字ヘッドは、前記ノーズの上に、
前記ソレノイドベース、前記複数のアーマチュア、前記
アーマチュアベースの各部材を順次積層してなる積層構
造を有する。

［作用］ 上記構成によれば、印字ヘッドはガイドレールに沿っ
て往復動可能であり、その往復動と共に電磁力を利用し
てニードルが駆動され印字が行われる。アーマチュアベ
ース自体に、ガイドレールを挿通させる第１軸受部が形
成されているので、支持部材（キャリッジ）を別途設け
る必要がなくなり、印字ヘッドの薄型化・小型化を図れ
る。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。

第1,2,3図には本発明に係る印字ヘッドの好適な実施
例が示されており、この実施例では、印字ヘッドをキャ
リッジ一体型ヘッドとして構成し、その小型化を図ると
共に、更に組み立てを容易にして自動化が可能な構造を
有している。

第１図から明らかなように、印字ヘッドは、それ自体
図示していないガイドレール、実施例においては２本の
ガイドレール（第１ガイドレール及び第２ガイドレー
ル）に担持されており、そのガイド軸方向に往復移動可
能である。

図において、印字ヘッドはアーマチュアベース30、こ
のアーマチュアベース30に装着されるノーズ32及びノー
ズ32に固定されるソレノイドベース34を含み、実施例に
おいて、印字ヘッドはシリアル印字方向に２分割された
一対の印字ユニットを有しているので、後述するように
前記ソレノイドベース34は前記印字ユニットに対応して
ノーズ32の両端に各１個設けられている。

図において、アーマチュアベース30に設けられた軸受
部としてのガイド穴30aそしてノーズ32に設けられた軸
受部としてのガイド穴32aの両者によって、図示してい
ないガイドレールが挿通されそれに沿った印字ヘッドの
往復移動が確保される。前記アーマチュアベース30のガ
イド穴30aはベース30に嵌め込まれたブッシュ36によっ
て極めて安定した摩擦摺動作用が得られている。

本実施例において、組み立てを容易にし、更に自動組
み立てを可能とするため、各構成要素の組み立てに対し
てはできる限り積層嵌め込み方式が用いられ、第１図に
おいて、ノーズ32の後縁両端に設けられた爪部32b,32c
がアーマチュアベース30に設けられている係止溝30b（3
0c）と係合し、アーマチュアベース30とノーズ32の上縁
側の係合が確保される。勿論、前記爪部32b,32cに適当
な可撓性を与えるため、ノーズ32自体をプラスチックで
形成することが好適である。

以上のようにして、上縁部が掛止されたアーマチュア
ベース30とノーズ32はノーズ32にソレノイドベース34を
固定した状態で、その下側が図に前縁のみが示されてい
る、かすがい状のファスナ38,39にてしっかりと固定さ
れる。尚、各ファスナ38,39はアーマチュアベース側屈
曲部が一体化されたそれぞれ２本のかすがい金具38−1,
38−２、39−1,39−２からなり、図においてはそのノー
ズ側屈曲部が示されている。すなわち、かすがい状の各
ファスナ38の両端屈曲部をそれぞれアーマチュアベース
30及びノーズ32に設けられた掛止溝に係合させて、ファ
スナ38,39の弾性を利用して両者を一体に固定すること
ができる。

従って、このようなキャリッジ一体型ヘッドによれ
ば、ヘッドとキャリッジとのがたつき等を生じさせるこ
となく、また小型でかつ組み立ての容易な印字ヘッドを
提供可能である。

第２図には第１図のアーマチュアベースを取り外した
状態の背面から見た印字ヘッドの一方端の構造を示す。

本実施例によれば、印字ヘッドは、印字ユニットが所
定距離隔てて一対設けられており、第２図はその一方の
印字ユニットを示すが、他方の印字ユニットも同様の構
造を有し、詳細な説明を省略する。

第２図において、本実施例では組み立てを容易化する
ために、ノーズに対して順次構成要素を積層しながら組
み立てる構造を有しており、このために第３図に第２図
のII−II断面が示されている。

ノーズ32の前縁側にはニードルを受け入れるニードル
室32dが設けられており、その開口端にはニードルガイ
ド40が嵌合固定されている。このニードルガイド40には
実施例において４個のニードルガイド穴が設けられてお
り、４本のニードルの先端打印字を一列に整列させてい
る。第３図においては、そのうちの１本のニードル42が
示されている。

本実施例によれば、印字ヘッドは一対の印字ユニット
に分割され、このために第２図に示されるように、各一
方の印字ユニットは４本のニードルを内蔵し、更にこれ
を電磁的に駆動するためのソレノイドを含む電磁手段が
組み込まれている。

ニードル42は少なくとも先端が硬度の高い金属あるい
はセラミックワイヤからなり、前記ニードルガイド40に
よって先端位置が定められ、またその中間部がノーズ32
の壁部32eにて支持されている。ニードル42の尾端は大
径のアーマチュア受部42aとして構成され、このアーマ
チュア受部42aと前記壁部32eとの間にニードルスプリン
グ44が圧縮状態で挿入され、この結果、ニードル42は常
時は印字ヘッド内に引っ込んだ状態に付勢される。

印字ヘッドの組み立て時、ニードル42はニードルスプ
リング44を組み込んだ状態でノーズ32に挿入される。つ
まり、これらの組み立て状態において、ノーズ32はその
前縁を垂直下方向に向けて保持され、各部品がこのノー
ズ32の所定位置に上方から落とし込まれ、自動組み立て
が行われる。

ソレノイドベース34は、左右一対の前記印字ユニット
にそれぞれ設けられ、またソレノイドコアを兼用してい
る。

第２図から明らかなごとく、このソレノイドベース34
は逆扇形（半月状）に設けられ、４個のコイルを内蔵
し、このために４個のコア34aがソレノイドベース34と
一体に扇状に配置されている。このソレノイドベース34
は磁性体からなりまた前記ニードル42との相対関係を正
しく保つため、実施例においては前記ノーズ32にピンな
どで位置決めされ、あるいは所定位置にネジ固定され
る。このような位置決めを正しく行うため、ソレノイド
ベースには第２図に示されるように位置決め穴あるいは
ネジ止め穴34b,34c（破線部）が設けられている。ま
た、アーマチュアベースとの位置決め穴34e,34fが設け
られている。

第３図にわずかに示されるように、ソレノイドベース
34の前縁には絶縁板46を介してフレキシブルプリント回
路（FPC）48が固定され、後述するコイルへの駆動電流
が供給される。

前記ソレノイドベース34の各コア34aにはそれぞれボ
ビン50に捲回されたコイル52が装着され、このコイル52
は前記FPC48と電気的に接続されている。

ソレノイトベース34には、磁性体から成るアーマチュ
ア54が係合され、このためにソレノイドベース34の下方
には各ソレノイドブロック毎にアーマチュア支持穴34d
が設けられ、この支持穴34dにアーマチュア54の一端に
設けられた支持凸部54aが係合される。

従って、この状態で、アーマチュア54は正しく位置決
めされて前記コア34aとわずかな間隙をもって対向する
こととなり、またその作動端54bが前記ニードル42のア
ーマチュア受部42aと当接することとなる。

そして次に、前記ノーズ32のバックストッパ受部32f
にはバックストッパ56が落とし込まれ、４個のアーマチ
ュア54に対して共通のバックストッパ56をバックストッ
パ受部32fで位置決めして装着することができる。この
バックストッパ56は金属（ステンレススチール）から構
成され、印字完了後にニードルスプリング44によってニ
ードル42が引き戻された時のアーマチュア54の衝撃を受
ける。第３図から明らかなように、ニードル42の尾端延
長線上にバックストッパ56や軸受部としてのブッシュ36
が設けられている。

一方、アーマチュアベース30にはアーマチュアスプリ
ング58が組み込まれ、前述したごとく、ノーズ32に前述
した各構成要素が組み込まれた状態でノーズ32と係合さ
れる。この係合は、前述したように、爪部32b,32cと係
止溝30b,30cの係合そして２個のファスナ38,39によって
行われる。

従って、このようにして組み込まれた状態で、第３図
に示されるように、アーマチュアスプリング58はその一
端がアーマチュア54をソレノイドベース34の所定位置に
押し付け位置決めし、またソレノイドブロックをアーマ
チュアスプリング58を介してプリンタフレームにアース
することができる。すなわち、第３図に示されるよう
に、アーマチュアスプリング58はブッシュ36内のガイド
レールと接触する。

以上説明した印字ヘッドの組み立ては、他方の印字ユ
ニットでも同様にして行われ、このような組み立てが完
了して第１図に示される印字ユニットが得られ、この印
字ユニットは一対として構成することによりキャリッジ
と一体化された小型軽量な印字ヘッドとして組み立てら
れる。

実際の各ニードル40に与えられる印字作用は、原理的
に従来装置と同様であり、第３図のニードル引き込み状
態から所望のコイル52に励磁電流が供給されるとアーマ
チュア54がコア34aに吸引され、ニードル42を瞬間的に
前方に押出すことによって印字作用が行われ、印字終了
したニードル42はニードルスプリング44の復帰力によっ
て図の状態に戻る。

次に、本実施例の印字ヘッドをプリンタに装着した場
合の印字方式例について第４図に基づいて説明する。

本実施例の印字ヘッドは、各印字ユニットに対して４
本のニードルを有しているが、印字文字の縦が７ドット
あるいは８ドットで形成される場合には、紙送りを途中
に介してシリアル印字方向へ２回の印字移動にて印字形
成を行う。即ち、本実施例のヘッドは、ヘッドを分割し
て厚みを半減させた結果、印字ドット数も半減したの
で、これを２回の印字移動にて補う。

そして、一対の印字ユニットの間隔、すなわち整列さ
れたニードルの間隔は、印字文字の桁数に応じて決定す
る。つまり、各印字ユニットに全桁数の半分の印字を行
わせることにより印字ヘッド全体として全桁の印字を行
うことができるので、ニードルの間隔は全印字領域の半
分の長さにすれば良いことが理解される。ここで、第４
図のＡには左ヘッドの印字、Ｂには右ヘッドの印字がそ
れぞれ示されている。

また、第５図に示すようにニードル列の間隔及びヘッ
ドのシリアル印字方向への移動ステップを左ヘッドのド
ット印字（Ｌ）に対して右ヘッドのドット印字（Ｒ）が
重なるように設定しても良い。この場合は、両ヘッドが
一体形成されているため、両ヘッド間の印字のズレを生
じず明瞭な活字を形成できる。

尚、各分割ヘッドのニードル数は、当然の如く４本に
限られず、適宜本数を増減可能である。

本実施例にかかるキャリッジ一体型印字ヘッドは、各
印字ユニットのニードル列はその上端が印字ヘッドの上
縁近傍に配置され、更に、これらのニードルを駆動する
ための電磁手段は上弦半月状に配置されているので、最
上方に配置されているニードルより上には印字ヘッドの
突出部はほとんどなくなり、印字ヘッドは薄型になり、
これによりプリンタ自体の厚みを著しく薄型化できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、アーマチュア
ベース自体にガイドレールを挿通させる軸受部を設けた
ので、印字ヘッドを薄型化・小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るキャリッジ一体型印字ヘッドの斜
視図、 第２図はアーマチュアベースを取り外して印字ヘッド背
面から見た構造図、 第３図は第２図のII−II断面図、 第４図及び第５図はキャリッジ一体型印字ヘッドが装着
されたプリンタの印字例を示す図である。 30……アーマチュアベース 32……ノーズ 34……ソレノイドベース 42……ニードル 52……コイル 54……アーマチュア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−57354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−21870（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−21869（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−109949（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−98841（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/24 B41J 2/235 B41J 2/275

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のニードルを整列させるガイドを備え
   たノーズと、 前記各ニードル毎に電磁石用コアを備えたソレノイドベ
   ースと、 前記各ニードル毎に設けられ、前記コアへの吸着時に前
   記ニードルの尾端を突き出す複数のアーマチュアと、 前記ソレノイドベースとの間に前記アーマチュアを挟ん
   で保持するアーマチュアベースと、 を有する印字ヘッドにおいて、 前記アーマチュアベースには、当該印字ヘッドを往復動
   可能に支持するための第１ガイドレールを挿通させる第
   １軸受部が形成されたことを特徴とする印字ヘッド。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の印字ヘッドにおいて、 前記第１軸受部は、前記複数のニードルの尾端の延長線
   上に設けられたことを特徴とする印字ヘッド。
3. 【請求項３】請求項（２）記載の印字ヘッドにおいて、 前記各ニードルの尾端の延長線上であって前記第１軸受
   部の手前に設けられ、前記各アーマチュアの戻り動作に
   よる衝撃を受けるバックストッパを有することを特徴と
   する印字ヘッド。
4. 【請求項４】請求項（３）記載の印字ヘッドにおいて、 前記ノーズには、当該印字ヘッドを往復動可能に支持す
   るための第２ガイドレールを挿通させる第２軸受部が形
   成されたことを特徴とする印字ヘッド。
5. 【請求項５】請求項（４）記載の印字ヘッドにおいて、 前記各ニードル毎に設けられた電磁石用コアが半円以下
   の円弧状に配設されたことを特徴とする印字ヘッド。
6. 【請求項６】請求項（１）記載の印字ヘッドにおいて、 前記アーマチュアを前記ソレノイドベースの所定の位置
   に押し付けて位置決めする部材であって、前記第１軸受
   部に挿通した前記第１ガイドレールに接触するアーマチ
   ュアスプリングを有することを特徴とする印字ヘッド。
7. 【請求項７】請求項（１）記載の印字ヘッドにおいて、 当該印字ヘッドは、前記ノーズの上に、前記ソレノイド
   ベース、前記複数のアーマチュア、前記アーマチュアベ
   ースの各部材を順次積層してなる積層構造を有すること
   を特徴とする印字ヘッド。