JP4904826B2 - 印字装置 - Google Patents

Description

本発明は、桁方向に複数並べて配列された印字ハンマ群によりドット印字を行うドットラインプリンタからなる印字装置に係り、特にそれのハンマ機構部に関するものである。

ドット印字を行う代表的な印字装置であるドットラインプリンタは、ドット印字を行う印字ハンマを実装したハンマ機構部を、シャトル機構部により桁方向に往復運動させて印字を行うプリンタである。

図６は、印字装置におけるハンマ機構部の拡大断面図である。同図に示すように、板バネ状の印字ハンマは、板バネ１０の先端にハンマピン１１を取り付けることによって構成されている。

その印字ハンマを非印字位置にて保持するコムヨーク１４が印字ハンマ（板バネ１０）の上部背面に対向するように延びており、コムヨーク１４の基端部は印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石１３と接触している。

コムヨーク１４のポール部１にはコイルボビン２１が挿入されており、このコイルボビン２１には印字ハンマを駆動するための釈放用電磁コイル１２が巻回されている。

前記板バネ１０に予め持たせた撓みエネルギーを釈放用電磁コイル１２により開放し、インクリボン１５を介して印字用紙１６にドット印字を行う。そして、永久磁石１３の磁気吸引力の復帰により板バネ１０はコムヨーク１４との接触位置（非印字位置）に戻るまでの一連の動作を繰返えすことにより順次印字がなされる。

図中の２２はヨークベース、２３はフロントヨーク、２４は放熱フィン、２５はプラテンである。前記コムヨーク１４，永久磁石１３，ヨークベース２２，フロントヨーク２３によって磁気回路が構成されている。

図７は、従来の印字装置におけるコムヨーク１４の先端部付近を示す斜視図である。同図に示すようにコムヨーク１４のポール部１７は、ドット印字後の板バネ１０の吸着時に受ける衝撃に耐えるようにするため、電磁鋼板をプレス加工した後積層したもののポール部１７の先端部、あるいはその先端部付近の側面部１８をレーザ溶接し、積層間の固定を行なっていた。図中１９は先端部１７の溶接ビート部、２０は側面部１４の溶接ビート部である。

その後にニッケルメッキ、あるいは耐摩耗性のより優れたクロムメッキなどの表面処理を施していた。耐摩耗性を更に向上させるため、特殊な表面処理を施した例として、ニッケルとポリテトラフルオロエチレンの複合メッキを施した例がある（例えば、下記特許文献１参照）。
特開２００２−６７３５９号公報

しかし、前記のようなレーザ溶接による積層間固定のみでは、電磁鋼板をプレス加工した時の破断面の状態、及びレーザ溶接時の溶け込み状態によって、積層間の固定強度にバラツキが生じる可能性があり、目標寿命としている１０億回の連続動作に耐えることは困難である。

そのため、コイルボビン２１とそれの中空部に挿入するコムヨーク１４との間に紫外線硬化型の接着材などを充填して接着することで、板バネ１０から直接衝撃を受けるポール部１７でのクラック及び割れの発生、あるいは衝撃に伴う振動による積層間、及びポール部１７とコイルボビン２１の内壁間のフレッテイング摩耗を防止する構造としていた。

そのため製造工程が増え、作業が煩雑であり、生産効率が低下し、コスト高を招くなどの欠点を有していた。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、安価で寿命、信頼性に優れた印字装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、桁方向に所定のピッチで並設された複数の板バネ状の印字ハンマと、その印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石と、前記各印字ハンマの上部背面に対向するように延びたポール部を有し、前記各印字ハンマを非印字位置にて保持するコムヨークと、そのコムヨークのポール部に挿入されたコイルボビンと、そのコイルボビンに巻回されて前記各印字ハンマを駆動するための釈放用電磁コイルとを有するハンマ機構部を備えた印字装置を対象とするものである。

そして本発明の第１の手段は、前記コムヨークが複数枚の電磁鋼板の積層体からなり、そのコムヨークのポール部側面に切り欠き状の段差を設け、その段差によって形成される前記ポール部側面と前記コイルボビンの内壁との間の空間部に、例えば紫外線硬化型接着剤などの接着剤を充填して、前記コムヨークをコイルボビンの内壁に接着固定したことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記コムヨークを構成する積層体の最上層と最下層のポール部根元側の横幅Ａが前記コイルボビンの内側の横幅と略等しく、前記最上層と最下層のポール部先端側の左右両側に前記切り欠き状の段差が設けられ、前記積層体の最上層と最下層の間にある中間層の横幅Ｂが前記横幅Ａよりも狭くなっており、前記コムヨークのポール部に前記コイルボビンを挿入することにより、前記積層体の最上層ならびに最下層とコイルボビンの内壁との間に第１空間部が形成され、前記積層体の中間層とコイルボビンの内壁との間に第２空間部が形成されて、前記第１空間部と第２空間部が連なっており、その第１空間部から第２空間部にかけて前記接着剤が充填されることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記ポール部の先端側の左右両側面に先細り状のテーパ面が形成されていることを特徴とするものである。

本発明のコムヨークは、ポール部先端部の積層固定をレーザ溶接などの加工工程を省略し、接着のみとすることができるため、安価で寿命、信頼性に優れた印字装置を提供することができる。

次に本発明の実施形態を図面とともに説明する。図１は実施形態に係る電磁コイルを装着したコイルボビンとコムヨークの一部斜視図、図２はそのコムヨークの要部拡大斜視図、図３はそのコムヨークの寸法関係を示す斜視図、図４はコイルボビンとコムヨークの断面図、図５は印字装置の全体の概略構成図である。

まず図５を用いて印字装置の全体の概略構成について説明する。図６に示したハンマ機構部５０の両端部は直動軸受５３，５３によってスライド自在に支持され、シャトル機構部５１によって桁方向に往復駆動される。

図６に示す板バネ１０とハンマピン１１で構成された印字ハンマ５２は図５に示すように桁方向に所定のピッチで多数配列されている。各印字ハンマ５２の衝撃力を受けるプラテン２５は、印刷用紙１６およびインクリボン１５を介してハンマ機構部５０と対向するように所定のギャップを設けて配置されている。

エンドレス状のインクリボン１５の大部分はリボンカセット５４に収容されており、リボンブレーキ５９によって予め張力を与えられたインクリボン１５は、複数本のリボンガイド５６を経由してリボンドライブローラ５５によって巻き取られ再びリボンカセット５４に戻る機構になっている。

前記シャトル機構部５１は、シャトルモータ５７と、それによって回転駆動されるタイミングベルト５８とを有し、そのタイミングベルト５８の一部に前記ハンマ機構部５０が連結されている。

ハンマ機構部５０の構成は図６に示したものと同様であるので、重複する説明は省略する。印刷用紙１６は、図示しない紙送り機構により順次繰り出される。

コムヨーク１４は図３に示すように、ケイ素鋼板などの電磁鋼板をプレス工程により所定の形状に打ち抜き加工して積層したもので、本実施形態では１０層の構造になっている。このコムヨーク１４に挿入するコイルボビン２１の縦断面形状は図１ならびに図４に示すように、コムヨーク１４の縦断面形状とほぼ同様に縦長の長方形をしており、その外周に釈放用電磁コイル１２が所定ターン数整列巻されている。なお、図４では釈放用電磁コイル１２の図示を省略している。図１ならびに図６に示すように、コムヨーク１４のポール部１がコイルボビン２１の開口部より若干突出している。

図３に示すように、このコムヨーク１４のポール部１の先端部形状は、積層体の最上層５（第１層）及び最下層７（第１０層）と、中間層６（第２層〜第９層）とで形状が異なっている。すなわち、最上層５（第１層）と最下層７（第１０層）は、ポール部１の根元側の横幅Ａはコイルボビン２１の内側の横幅に対して最小公差（ＩＴ基本公差において、中間ばめからしまりばめの間の嵌め合い相当）とし、すなわちポール部１の根元側の横幅Ａをコイルボビン２１の内側の横幅とほぼ等しくし、ポール部１にコイルボビン２１を挿入した状態で、ぐらつかないで、ポール部１がコイルボビン２１の中央位置に自動的に配置されるようになっている。

また、ポール部１の両側に幅αの切り欠き状の段差２が設けられ、従ってポール部１の先端側の横幅は（Ａ−２α）となり、両側の幅α分だけ狭く（細く）なっている。そのため、最上層５（第１層）と最下層７（第１０層）については、ポール部１の側壁とコイルボビン２１の内面との間に、横幅αの第１空間部８（図４の右断面参照）が形成される。

一方、中間層６（第２層〜第９層）には、最上層５（第１層）と最下層７（第１０層）のような段差２は設けず、前記横幅Ａよりも狭いポール部１の横幅Ｂとしている（Ａ＞Ｂ）。従って中間層６（第２層〜第９層）のポール部１の根元側において、第１層と第２層、及び第９層と第１０層の間にはβ〔＝（Ａ−Ｂ）／２〕の寸法差ができ、中間層６（第２層〜第９層）のポール部１の側壁とコイルボビン２１の内面の間には、両側に横幅βの第２空間部９（図４の右断面参照）がそれぞれ形成される。

さらに図３に示されているように、最上層５（第１層）と最下層７（第１０層）の長手方向の長さは、中間層６（第２層〜第９層）の長さよりも若干短く設計されており、それらの先端部両側面には先細り状のテーパ面４がそれぞれ形成されている。

本実施形態では、コムヨーク１４を構成する電磁鋼板の使用枚数は１０枚、板厚は０．５ｍｍ、横幅Ａは１．４ｍｍ、横幅Ｂは１．３２ｍｍ、横幅αは０．０５ｍｍ、横幅βは０．０４ｍｍである。

図１に示すように、予め電磁コイル１２を巻回したコイルボビン２１をコムヨーク１４に挿入する。前述のように最上層５（第１層）と最下層７（第１０層）の横幅Ａはコイルボビン２１の内側の横幅に対して最小公差としているから、ポール部１にコイルボビン２１を挿入することにより、自動的にポール部１はコイルボビン２１の中央位置に配置される。従って、ポール部１とコイルボビン２１の間に形成される前記第１空間部８ならびに第２空間部９はそれぞれ左右対称の大きさとなり、第１空間部８と第２空間部９は連なっている（図４の右断面参照）。

この第１空間部８から第２空間部９にかけて、紫外線硬化型の接着剤が充填され、紫外線照射による硬化処理を行うことによって、ポール部１を構成している積層鋼板の側面を覆うように、ポール部１とコイルボビン２１の間に接着剤の充填層３を形成する（図４の左断面参照）。この接着剤の充填層３は、前記コムヨーク１４の構造から左右対称に均一に形成することができる。本実施形態では紫外線硬化型接着剤を使用したが、エポキシ系樹脂などの他の硬化性接着剤を使用することもできる。

このような構造により、印字ハンマの板バネから直接衝撃を受けるポール部先端部でのクラック及び割れの発生、あるいは衝撃に伴う振動による積層間、及びポール部とコイルボビン内壁間のフレッテイング摩耗を防止することができる。

なお、コムヨークのポール部先端部はコイルボビンの挿入前に、耐摩耗性の表面処理、例えばクロムメッキを施され、印字ハンマの板バネから受ける衝撃に対する耐摩耗性を持たせてある。

また、コイルボビンについては、巻線を行った時にコイルに与えておく張力の影響により、コイルボビン側壁の中央付近が凹むように変形する傾向があり、コイルボビンをコムヨークのポール部に挿入する時の作業性を損なう恐れがある。その点本実施形態では、コイルボビン側壁の中央付近に対応する位置には段差βにより形成される第２空間部があるから、コイルボビン側壁の変形を逃がすように機能するため、コイルボビン挿入時の作業が円滑である。

本発明者らによる実験によれば、前記コムヨークの構造においてα＝０．０５ｍｍ程度、β＝０．０４ｍｍ程度とし、形成された第１空間部から第２空間部にかけて接着剤を十分に充填固定したもので、目標寿命としている１０億回の連続動作を実施した結果、印字ハンマの動作障害は発生せず、従来技術におけるポール部先端部をレーザ溶接するものと比較して、同等の寿命及び信頼性を有することが確認された。

よって本発明によれば、従来技術のコムヨーク構造で実施していたレーザ溶接の加工工程を省略することができ、作業効率の向上と製品コストの低減が図れる。

前記実施形態ではコムヨークの最上層ならびに最下層を１層としたが、２層以上とすることも可能である。

本発明の実施形態に係る電磁コイルを装着したコイルボビンとコムヨークの一部斜視図である。 そのコムヨークの要部拡大斜視図である。 そのコムヨークの寸法関係を示す斜視図である。 そのコイルボビンとコムヨークの断面図である。 印字装置の全体の概略構成図である。 その印字装置のハンマ機構部の拡大断面図である。 従来の印字装置におけるコムヨークの一部斜視図である。

符号の説明

１：ポール部、２：段差、３：接着剤充填層、４：テーパ面、５：コムヨーク最上層、６：コムヨーク中間層、７：コムヨーク最下層、８：第１空間部、９：第２空間部、１０：板バネ、１１：ハンマピン、１２：釈放用電磁コイル、１３：永久磁石、１４：コムヨーク、１５：インクリボン、１６：印字用紙、２１：コイルボビン、２２：ヨークベース、２３：フロントヨーク、２４：放熱フィン、２５：プラテン、５０：ハンマ機構部、５１：シャトル機構部、５２：印字ハンマ、５３：直動軸受、５４：リボンカセット、５５：リボンドライブローラ、５６：リボンガイド、５７：シャトルモータ、５８：タイミングベルト、５９：リボンブレーキ、Ａ：最上層と最下層のポール部根元側の横幅、Ｂ：中間層の横幅。

Claims (3)

1. 桁方向に所定のピッチで並設された複数の板バネ状の印字ハンマと、
   その印字ハンマを非印字位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石と、
   前記各印字ハンマの上部背面に対向するように延びたポール部を有し、前記各印字ハンマを非印字位置にて保持するコムヨークと、
   そのコムヨークのポール部に挿入されたコイルボビンと、
   そのコイルボビンに巻回されて前記各印字ハンマを駆動するための釈放用電磁コイルとを有するハンマ機構部を備えた印字装置において、
   前記コムヨークが複数枚の電磁鋼板の積層体からなり、そのコムヨークのポール部側面に切り欠き状の段差を設け、その段差によって形成される前記ポール部側面と前記コイルボビンの内壁との間の空間部に接着剤を充填して、前記コムヨークをコイルボビンの内壁に接着固定したことを特徴とする印字装置。
2. 請求項１記載の印字装置において、前記コムヨークを構成する積層体の最上層と最下層のポール部根元側の横幅Ａが前記コイルボビンの内側の横幅と略等しく、
   前記最上層と最下層のポール部先端側の左右両側に前記切り欠き状の段差が設けられ、
   前記積層体の最上層と最下層の間にある中間層の横幅Ｂが前記横幅Ａよりも狭くなっており、
   前記コムヨークのポール部に前記コイルボビンを挿入することにより、前記積層体の最上層ならびに最下層とコイルボビンの内壁との間に第１空間部が形成され、前記積層体の中間層とコイルボビンの内壁との間に第２空間部が形成されて、前記第１空間部と第２空間部が連なっており、
   その第１空間部から第２空間部にかけて前記接着剤が充填されることを特徴とする印字装置。
3. 請求項１または請求項２記載の印字装置において、前記ポール部の先端側の左右両側面に先細り状のテーパ面が形成されていることを特徴とする印字装置。

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