JPH0232860A - 釈放型ドツトプリンタヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、釈放型ドツトプリンタヘッドに関する。

従来の技術 まず、第７図ないし第９図に従来例を示す。５０はヨー
クで、このヨーク５０には電磁コイル７が巻回された複
数のコア６が固定され、ヨーク５０の開口面と挾持体５
１との間には永久磁石５２が挾持されている。また、ニ
ードル１０が固定されたアーム５３を有するアーマチュ
ア５４をトーションバー１５により個々のホルダ５５に
結合してなる複数の作動体５６が設けられ、これらの作
動体５６はホルダ５５をもってヨーク５７に螺子止めさ
れている。側磁路を形成するこのヨーク５７にはニード
ル１０の先端を保持するニードルガイド１１を有するノ
ーズ１２が固定されている。

このようなものは、永久磁石５２の磁力によリアーマチ
コア５４をコア６の端面に吸引する。これによりトーシ
ョンバー１５は捻じり方向に弾性的に屈撓してアーマチ
ュア５４のコア６側への動作を許容する。そして、電磁
コイル７に通電して永久磁石５２の磁力を打ち消すこと
により、トーションバー１５の復元力によりアーマチュ
ア５４がコア６の端面から離反し、ニードル１０がニー
ドルガイド１１から突出して印字がなされる。

このような動作を確実□に行わせるためには、まず、ホ
ルダ５５とアーマチュア５４との相対位置を定めてこれ
ら両者とトーションバー１５とを溶接により固定するが
、溶接時はトーションバー１５を自由状態に維持して溶
接しなければホルダ５５に対する相対位置が変わってし
まう。すなわち、第８図に示す仮想線はトーションバー
１５を捻じりなからアーマチュア５４をコア６の端面に
接触させた位置で、実線はトーションバー１５の復元力
によりアーマチュア５４をコア６から離反させた位置で
ある。この位置はアーマチュア５４のコア６側の面５４
ａがθなる角度をもってコア６から退避した位置であり
、この退避位置でアーマチュア５４とホルダ５５とトー
ションバー１５との溶接を行う。この溶接作業のために
はホルダ５５とアーマチュア５４とを安定状態で固定す
る必要があり、この安定状態を得てθなる角度を設定す
るために、アーマチュア５４のコア６側の面５４゛ａは
ホルダ５５のコア６側の面５５ａに対してθなる角度を
もって傾斜され、アーマチュア５４の背面５４ｂはホル
ダ５５のヨーク５７への取付面５５ｂと平行又は同一面
に設定され、これらの背面５４ｂと取付面５５ｂとを治
具等の基準面に支え、この状態を維持して、トーション
バー１５の中間部をアーマチュア５４に、トーションバ
ー１５の両端部をホルダ５５の両側にロー付は等により
溶接している。

一方、釈放型ドツトプリンタにおいては、高速印字と小
型化との要求がある。高速印字の要素としては、トーシ
ョンバー１５の復元力、すなわち、捻りトルクＴの強さ
が必要である。フックの法則によれば、Ｇを材料の横弾
性係数、θをトーションバーの捻れ角（第８図における
θ）、ｄをトーションバー１５の直径、ｒをトーション
バー１５の半径、Ｌをトーションバー１５の長さとする
と、捻りトルクＴと、断面二次極モーメントＪと、最大
剪断応力τとは次式で表される。

Ｔ＝ＧθＪＬ Ｊ＝πｄ’／３２ τ＝　Ｔ　ｒ　／　Ｊ 捻りトルクＴが大きく、かつ、小型化を図るために捻れ
角θを小さくすることができる小型のトーションバー１
５を求めると、例えば、マルエージング鋼等の鋼材が使
用される。

発明が解決しようとする問題点 前述したように、トーションバー１５は鋼材により形成
されるが、アーマチュア５６とホルダ５５とにロー付け
された時に熱により劣化する。したがって、ロー付は後
に熱処理を施すが、この熱処理は第９図に示すように個
々の作動体５６の単位で行われ、熱処理後にこれらの作
動体５６を一つずつヨーク５７に螺子で固定しなければ
ならなず組立工程が増える。また、ヨーク５７に対する
各作動体５６の取付状態にバラツキを生じる等の問題が
ある。

問題点を解決するための手段 第一のヨークと電磁コイルが装着された複数のコアと永
久磁石とを磁気的に結合してマグネットブロックを形成
し、先端部にニードルが固定されて前記コアの端面に対
向する複数のアーマチュアヲ設ケ、前記ニードルが摺動
自在に整列される案内部を有して前記第一のヨークの端
面に当接する第二のヨークを設け、この第二のヨークに
前記アーマチュアの両側に位置する支持部を一体的に形
成し、前記アーマチュアを前記コアから離反する方向に
付勢するトーションバーを前記アーマチュアと前記支持
部とに溶接してアーマチュアブロックを形成し、このア
ーマチュアブロックと前記マグネットブロックとを連結
してなる釈放型ドツトプリンタヘッドにおいて、前記第
二のヨークと前記案内部とを熱膨張係数が略等しい材料
により形成した。

作用 第二のヨークとアーマチュアとにトーションバーを溶接
した後にトーションバーを熱処理するが、この熱処理は
複数のアーマチュアを有するアーマチュアブロックの単
位で行われるため、組立工程が簡略化される。しかも、
アーマチュアブロックの構成部品が熱膨張係数の略等し
い材料により形成されているため、熱処理後の組立寸法
の狂いを防止することができる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明
する。第７図ないし第９図において説明した部分と同一
部分は同一符号を用いて説明する。

第１図に示すように、コの字形の断面形状をした第一の
ヨーク１の開口面に第二のヨーク２が結合されている。

第一のヨーク１の内部底面には永久磁石３が沿設され、
この永久磁石３に固定された取付部４を下部に有し上部
に突出部５を有する複数のコア６のそれぞれに電磁コイ
ル７が装着されている。これらのコア６に対向するアー
マチュア８は先端に板厚の薄いアーム９を有し、これら
のアーム９の先端にはニードル１０が固定されている。

これらのニードル１０を整列させる案内部であるノーズ
１２はこれらのニードル１０を摺動自在に保持するニー
ドルガイド１１を有している。

ニードルガイド１１は、熱処理により耐摩耗性を高める
ようにＳＫ材等の鉄系の材料により形成されて耐熱性無
機接着剤２８によりノーズ１２に接着されている。この
ノーズ１２は鉄系の材料を用いて焼結等の方法で形成さ
れている。そして、ノーズ１２は鉄系の螺子２９により
第二のヨーク２に固定されている。しかし、ノーズ１２
はアルミナ又はジルコニア等のセラミックスを主成分と
する耐熱性接着剤により第二のヨーク２に固定してもよ
く、或いは、ノーズ１２を第二のヨーク２とともにロス
トワックス法等の方法で一体的に形成してもよい。さら
に、第二のヨーク２の内面には、アーマチュア８の両側
に位置する突部１３と支持部１４とが一体的に形成され
、これらのアーマチュア８と支持部１４とはトーション
バー１５により結合されている。このトーションバー１
５は極低炭素の高ニッケル鋼の一種であるマルエージン
グ鋼により形成されている。

すなわち、アーマチュアブロック２１を形成する第二の
ヨーク２と、アーマチュア８と、トーションバー１５と
、ノーズ１２と、ニードルガイド１１と、螺子２９とは
全て熱膨張係数があまり変わらない鉄系の材料により形
成されている。

第２図は全体の平面図で、この平面図において、上部は
第二のヨーク２の一部が切欠され、電磁コイル７が省略
された状態でコア６の配列状態が示され、下部は第二の
ヨーク２の一部が切欠され、アーマチュア８や突部１３
や支持部１４の配列状態が示されている。第２図を見て
分かるように、コア６と電磁コイル７とアーマチュア８
とより構成された電磁石は二列にわたり直線上に交互に
配列されているが、環状に配列しても良い。

第３図は第二のヨーク２の内面側の一部を示す斜視図、
第４図はその縦断側面図で、これらの図面を見て分かる
ように、アーマチュア８と支持部１４とに形成されたＵ
字形の溝１６にはトーションバー１５が嵌合されている
。このトーションバー１５には、アーマチュア８の両側
に位置する弾性部１８と、これらの弾性部１８の端部と
溝１６の端部との間に位置する鍔１７とが一体的に形成
されている。そして、図示しないが溝１６に挿入された
ロー材を溶融することにより、トーションバー１５がア
ーマチュア８と支持部１４とに溶接されている。トーシ
ョンバーの溶接に際してはアーマチュア８がコア６の突
出部５の端面（吸引面）から離反する位置で溶接されて
いるが、最終的な組立状態では、アーマチュア８は永久
磁石３の磁力に吸引されてコア６に吸引されている。し
たがって、トーションバー１５の弾性部１８が弾性的に
捻じられて抵抗を示すが、永久磁石３の磁力の方が勝る
。

そして、組立に際しては、第一のヨークｌに永久磁石３
を取付けるとともに複数のコア６を取付け、これらのコ
ア６に電磁コイル７を装着することによりマグネットブ
ロック１９が形成される。

また、第一のヨークｌの開口面とコア６の突出部５の端
面とには同一面内に位置させて研磨面２゜が形成されて
いる。また、ノーズ１２が固定された第二のヨーク２の
内面を上に向け、アーマチュア８の溝１６に中央部を嵌
合したトーションバー１５の両端部を支持部１４の溝１
６に嵌合する。

次いで、−側しか図示しないが、第５図に示すように、
第二のヨーク２を治具２３の上に置く。二の治具２３に
は第二のヨーク２の外面を載置する載置面２４とニード
ルガイド１１の先端面を支える載置面２５とこの載置面
２５上に配列されてニードル１０の先端なａなる一定の
寸法をもって突出させる複数の孔２６とが形成されてい
る。そして、アーマチュア８の基部側にＰＬなる微小な
外力を付与し、ニードル１０の後端にＰ２なる微小な外
力を付与し、アーマチュア８と第二のヨーク２とを安定
させた状態でニードル１０の先端を孔２６に突出させる
。この状態で、溝１６にロー材を挿入してこれを溶融す
ることにより、第二のヨーク２の支持部１４とアーマチ
ュア８とトーションバー１５とが固定されてアーマチュ
アブロック２１が形成される。この状態では、アーマチ
ュア８のコア６側の一面はコア６の端面に対してθなる
角度で傾斜される。

ここで、第二のヨーク２及びコア６に対するアーマチュ
ア８の傾斜角θが確定したが、トーションバー１５がロ
ー付けにより加熱されたので、適正なばね特性を得るた
めにマルエージング処理と称せられる熱処理を行う。

続いて、第６図に示すように、アーマチュアブロック２
１を治具２７に載置する。この治具２７は孔２６が不足
する以外は治具２３と同様で、したがって、ニードル１
０は押し上げられて先端がニードルガイド１１の先端面
に一致し、この変位量に対応してアーマチュア８がトー
ションバー１５の弾性部１８に捻じり方向の歪みを与え
ながら回動する。そして、この状態を維持しながら第二
のヨーク２の周縁２ａとアーマチュア８のコア６側の一
面とに同一平面上に位置させて研磨面２２を形成する。

しかして、マグネットブロック１９とアーマチュアブロ
ック２１とを両者の研磨面２０．２２を接触させて結合
する二とにより、組立作業が完了されている。したがっ
て、通常、アーマチュア８はコア６の端面に密着されて
いる。

このような構成において、特定の電磁コイル７に通電す
ると永久磁石３の磁力を打ち消す磁束が生じ、トーショ
ンバー１５の弾性部１８の復元力によりアーマチュア８
がコア６の端面から離反し、ニードル１０がプラテン側
に突出して印字が行われ、電磁コイル７への通電を遮断
することにより、アーマチュア８が永久磁石３の磁力に
より復帰する。この時に、トーションバー１５の弾性部
１８は弾性的に捻じり方向へ屈撓される。

以上のように、トーションバー１５はコア６側に開口す
る溝１６に容易に嵌合されて第二のヨーク２の支持部１
４とアーマチュア８とに結合され、支持部１４は第二の
ヨーク２に一体的に形成することができる。このため、
部品点数が低減されるとともに、個々のアーマチュア８
の取付位置のバラツキが抑えられる。また、第一のヨー
ク１の開口面とコア６の端面とに同一面内に位置する研
磨面２０が形成され、さらに、アーマチュア８と支持部
１４とトーションバー１５との溶接を行う時、及び、第
二のヨーク２の周縁２ａとアーマチュア８のコア６側の
面とを研磨する時に、印字品質に直接影響するニードル
ｌＯの先端を基準として作業することにより、個々のア
ーマチュア８のコア６に対する相対位置と、個々のニー
ドル１０の先端の位置及びストロークとが一定に定めら
れる。

したがって、高速印字及び駆動電力の低減等の目的の達
成が可能となり、鮮明な印字を得ることができる。

さらに、前述したような、トーションバー１５のロー付
は後の熱処理は、５００℃の加熱温度で３時間行われる
が、アーマチュアブロック２１を形成する第二のヨーク
２と、アーマチュア８と、トーションバー１５と、ノー
ズ１２と、ニードルガイド１１と、螺子２９とは全て熱
膨張係数があまり変わらない鉄系の材料により形成され
ているため、各部の組立寸法の狂いや結合部の破壊が防
止される。また、ニードルガイド１１はノーズ１２に接
着されているが、接着に使用された耐熱性無機接着剤２
８は１０００℃以上の耐熱性を有するため、接着部が離
脱することがない。この場合、接着強度は被接着部材の
熱膨張係数だけでなく形状にも影響され、形状が大きい
と膨張の絶対量が大きくなり、それだけ接着効果が損な
われるが、本案においては、ニードルガイド１１は長さ
が７０Ｍ、厚さが約２１１ＩＩ１１であり、熱処理によ
る膨張が無視し得る程小さく十分な接着強度を維持する
ことが確認された。しかも、熱処理は複数のアーマチュ
ア８が組み込まれたアーマチュアブロック２１の単位で
行われるため、組立工程を短縮することができる。

なお、ドツトプリンタヘッドにおいては、磁気回路を形
成するため、軟磁性材のケイ素鋼が多く利用されるが、
この熱膨張係数は純鉄の熱膨張係数と路間等であるので
、ノーズ１２及びニードルガイド１１は純鉄の使用が適
している。また、ニードルガイド１１は形状が小さく熱
膨張の絶対量が比較的少ないので、純鉄の熱膨張係数対
して大幅な差がなければジルコニア、アルミナ、セラミ
ック等の他の材料を使用しても目的が達成される。

発明の効果 本発明は上述のように構成したので、第二のヨ一りとア
ーマチュアとにトーションバーを溶接した後にトーショ
ンバーを熱処理するが、この熱処理は複数のアーマチュ
アを有するアーマチュアブロックの単位で行うことがで
きるため、組立工程を簡略化する二とができ、しかも、
アーマチュアブロックの構成部品が熱膨張係数の略等し
い材料により形成されているため、熱処理後の組立寸法
の狂いを防止することができる等の効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は全体構造を示す縦断側面図、第２図は一部を切
欠して全体構造を示す平面図、第３図はアーマチュアと
支持部との結合構造を拡大して示す一部の斜視図、第４
図はその縦断側面図、第５図は第二のヨークの支持部と
アーマチュアとを結合する状態を拡大して示す一部の側
面図、第６図は第二のヨークとアーマチュアとのコア側
の面を研磨する状態を拡大して示す側面図、第７図ない
し第９図は従来例を示すもので、第７図は全体構造を示
す縦断側面図、第８図はアーマチュアとホルダとの結合
構造を拡大して示す一部の側面図、第９図はホルダとア
ーマチュアとの結合状態を示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一のヨークと電磁コイルが装着された複数のコアと永
   久磁石とを磁気的に結合してマグネットブロックを形成
   し、先端部にニードルが固定されて前記コアの端面に対
   向する複数のアーマチュアを設け、前記ニードルが摺動
   自在に整列される案内部を有して前記第一のヨークの端
   面に当接する第二のヨークを設け、この第二のヨークに
   前記アーマチュアの両側に位置する支持部を一体的に形
   成し、前記アーマチュアを前記コアから離反する方向に
   付勢するトーシヨンバーを前記アーマチュアと前記支持
   部とに溶接してアーマチュアブロックを形成し、このア
   ーマチュアブロックと前記マグネットブロックとを連結
   してなる釈放型ドットプリンタヘッドにおいて、前記第
   二のヨークと前記案内部とを熱膨張係数が略等しい材料
   により形成したことを特徴とする釈放型ドットプリンタ
   ヘッド。