JP3098496B2 - 印字ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような印字ヘッ
ドには薄型化・小型化の要請に加えて、印字品質の向上
の要請がある。

【００１４】本発明の目的は、印字品質を向上できる印
字ヘッドを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、ヘッド移動方向に所定の間隔をも
って、第１及び第２のニードル列をそれぞれ整列させる
第１及び第２の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であっ
て、前記ノーズが単一の部材で構成され、前記第１及び
第２のニードル列は、前記ヘッド移動方向に分割された
第１の印字領域と第２の印字領域のそれぞれを印字する
ことを特徴とする。

【００１６】望ましくは、前記ソレノイドベースが磁性
体からなる単一の部材で構成されつつ、前記第１及び第
２のニードル列ごとに設けられる。

【００１７】望ましくは、前記アーマチュアベースが単
一の部材で構成される。

【００１８】

【００１９】

【００２０】望ましくは、前記各ニードル列のニードル
数が同一で、かつ、各ニードルの高さ位置が同一であ
る。

【００２１】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。

【００２２】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、前記各ニードル列毎に半円以下の円
弧状に配設される。

【００２３】（２）ちなみに、好適な実施形態では、ガ
イドレールに沿ってシリアル印字方向に往復駆動される
キャリッジ一体型印字ヘッドにおいて、前記印字ヘッド
には、前記シリアル印字方向に所定間隔をもって一対の
印字ユニットが組み込まれ、前記各印字ユニットは、先
端部が前記シリアル印字方向と直交方向に整列してガイ
ドされた複数の印字ニードルと、前記各ニードルごとに
設けられ、ニードル尾端を印字作動時に突き出す電磁手
段とを含み、前記ニードル群はその上端が印字ヘッドの
上縁近傍に沿って配設され、前記各電磁手段は上弦半月
状に配設される。

【００２４】上記構成によれば、印字ヘッドは別体に設
けられたキャリッジを必要とすることなく、それ自体が
ガイド軸に沿ってシリアル印字方向へ移動する。そし
て、この移動とともに電磁手段がニードルを突き出すこ
とにより印字が行われるのであるが、ヘッドには２つの
印字ユニットが設けられているので、印字方向に所定間
隔おいた２箇所で印字が行われる。

【００２５】従って、シリアル印字方向の印字は２つの
印字ユニットによって行われ、この結果、各印字ユニッ
トは従来に比して十分に小型化されるという利点があ
る。

【００２６】勿論、このような２分割による小型化によ
っても、本発明によれば、各印字ユニットは、キャリッ
ジ一体型印字ヘッド内に組み込まれているので、各ユニ
ット毎のドットマトリクス間には何らのずれも生ずるこ
とがない。

【００２７】この構成によれば、プリンタの薄型化のた
め、印字走査方向に所定間隔をもって一対の印字ユニッ
トとして構成した印字ヘッドにおいて、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、印字ヘッドあるいはプリンタ自体の厚み
を著しく薄型化できると共に、印字中であっても印字結
果が見やすいという利点がある。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２９】図１，図２，図３には本発明に係る印字ヘ
ッドの好適な実施形態が示されており、この実施形態で
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。

【００３０】図１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、実施形態におい
ては２本の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。

【００３１】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、それらは図示されるようにそれぞれ単一の
部材で構成されている。本実施形態において、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。

【００３２】図において、アーマチュアベース３０に設
けられたガイド穴３０ａそしてノーズ３２に設けられた
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３
０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。

【００３３】本実施形態において、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（３０ｃ）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。

【００３４】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３８，３
９にてしっかりと固定される。尚、各ファスナ３８，３
９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３
８，３９の弾性を利用して両者を一体に固定することが
できる。

【００３５】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。

【００３６】図２には図１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。

【００３７】本実施形態によれば、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。図２に
おいて、本実施形態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、このために図３に図２のII−II断面
が示されている。

【００３８】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
は第１及び第２のニードルガイド４０が嵌合固定されて
いる。これらのニードルガイド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
ドルの先端打印部を一列に整列させている。図３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。

【００３９】本実施形態によれば、印字ヘッドは一対の
印字ユニットに分割され、このために図２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。

【００４０】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３
２ｅ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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】図２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図２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。

【００４４】図３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。

【００４５】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。

【００４６】ソレノイドベース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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】従って、このようにして組み込まれた状態
で、図３に示されるように、アーマチュアスプリング５
８はその一端がアーマチュア５４をソレノイドベース３
４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。

【００５１】以上説明した印字ユニットの組み立ては、
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。

【００５２】実際の各ニードル４２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。

【００５３】次に、本実施形態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図４に基づいて説
明する。

【００５４】本実施形態の印字ヘッドは、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。

【００５５】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、図４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。

【００５６】また、図５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。

【００５７】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。

【００５８】本発明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。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一部材の利用によって、ニードル列間の位置的精度を
確保して安定確実な印字を行えると共に部品点数を削減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るキャリッジ一体型印字ヘッドの
斜視図である。

【図２】 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である。

【図３】 第２図のII−II断面図である。

【図４】 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。

【図５】 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。

【符号の説明】

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 昭60−240473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161568（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−10943（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/275 B41J 2/235 B41J 3/54

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド移動方向に所定の間隔をもって、
   第１及び第２のニードル列をそれぞれ整列させる第１及
   び第２の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であって、 前記ノーズが単一の部材で構成され、 前記第１及び第２のニードル列は、前記ヘッド移動方向
   に分割された第１の印字領域と第２の印字領域のそれぞ
   れを印字する 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、前記ソレノイドベースが磁性体からなる単一の部材で構
   成されつつ、前記第１及び第２のニードル列ごとに設け
   られた ことを特徴とする印字ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の印字ヘッドにおい
   て、 前記アーマチュアベースが単一の部材で構成されている
   ことを特徴とする印字ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の印字ヘ
   ッドにおいて、 前記第１及び第２のニードル列のニードル数が同一で、
   かつ、各ニードルの高さ位置が同一であることを特徴と
   する印字ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の印字ヘ
   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。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の印字ヘ
   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、前記各
   ニードル列毎に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。