JPH0250843A - 印字ヘッド - 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〕 本発明はインパクト方式のワイヤドツトプリンタに用い
て好適な印字ヘッドに関し、特にこの印字ヘッドにおけ
る複数の印字用ニードルの先端部を、同一円周上に等配
して配列される駆動用電磁石機構との関係において効率
よく配列してなる印字ヘッドの改良に、関する。

〔従来の技術〕

従来からこの種の印字ヘッドとしては、たとえば特開昭
８Ｌ−１２９２７Ｑ号公報、さらに実開昭６２１８２７
３７号公報や実開昭６２−１９９３４５号公報などに示
されるように、いわゆるキャンセル型と呼ばれるものが
知られている。すなわち、この種のキャンセル型印字ヘ
ッドは、コア、ヨークおよび永久磁石等によって構成さ
れる磁束回路とこの回路内での永久磁石による磁気吸引
力を打消す励磁コイルからなる印字用ニードル（印字ワ
イヤ）と同数の電磁石機構を備えてなり、かつ個々の印
字用二ドルの基部が付設されるアーマチュアを、前記磁
束回路内に板ばね等で揺動可能に支持してなる構成とさ
れる。そして、アーマチュアを、常時は永久磁石からの
磁束で磁気吸着するとともに、必要時に励磁コイルに電
流を流して上述した磁気吸着力を打消し、これにより板
ばね等による旧勢力（歪エネルギ）で揺動移動するアー
マチュア先端側に設けた印字用ニードルにより印字を行
なうものであった。

ところで、これら従来の印字ヘッドにあっては、印字用
紙に対面しワイヤドツトとして衝打される複数（たとえ
ば２４本）の印字用ニードルの先端部を、印字ヘッド走
行方向に直交しヘッド中心点を通る中心線の両側におい
て二列に千鳥状配列するといった構成が一般的であり、
これらを駆動するために同一円周上に等配して配列され
る電磁石機構との関係において問題を生じている。すな
わち、印字ヘッドの構造におよび生産技術的立場から、
印字用ニードル基部は、電磁石機構側のアーマチュア先
端部に真円状に固着して配置されることが一般的であり
、−１−、述したようにニードル先端部をヘッド走行方
向に直交する方向において一列に配列するには、これら
各ニードルをニードルガイド等で強制的に座屈させてヘ
ッド面に導出することが必要となる。そして、このよう
な座屈応力により板ばねの付勢力の分散によるニードル
衝打力の低下や、ニードルのニードルガイドとの側圧に
よりこれらの部材の耐久性などが問題となり、これらの
問題を解決するためにニードルのベンディング（曲り）
を小さくすると、ヘッド全長が長くなり、取付はスペー
スが限られているプリンタへの使用ができなくなる等の
取付け」−での問題があった。

また、上述した従来構造によれば、隣接する電磁石機構
が同時に駆動されることがあり、この場合に電磁石機構
相互に磁気的干渉が生じ、永久磁石の起磁力が変化して
印字品質が低下したり、各印字用ニードルの動作が不安
定となり動作不良が生じたりし、さらに発熱という問題
をも招いてしまうものであった・ このため、たとえば特開昭５９−４２９８８号公報など
に開示されるように、複数の印字用ニードルを、印字ヘ
ッド走行方向に直交する方向に複数列に千鳥状配列し、
これら各ニードルを駆動する電磁石機構を円周上に隣接
配置してなる印字ヘッドにおいて、各列におけるニード
ルを複数群に分け、それぞれをヘッド走行方向において
ずらして配列することにより、電磁石機構の同時駆動数
を少なくし、駆動タイミングをずらして前述したような
磁気的干渉を低減し、印字動作不良等の問題を軽減でき
るようにした構造も提案されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような構造による従来の印字ヘッド
にあっても、ニードル先端部の配列は略々二列の千鳥状
配列によるものであり、多少はヘッド走行方向にずれて
配列されるためにニードルのベンディングは小ざくなる
も、座屈応力に対しての問題は残っており、前述したニ
ードル衝打力の低下、さらにニードル等の耐久性やヘッ
ド長さによる取付はスペース上での問題、また電磁石機
構間での磁気的干渉による印字品質低下や二ドル動作不
良、さらに発熱等といった問題を避けられないもので、
これらの問題点を一掃し得る何らかの対策を講じること
が望まれている。

特に、この種の印字ヘッドには、座屈応力に対するニー
ドルの板ばねによる衝打力の向上や、ニードルとニード
ルガイドとの間に生じる摩擦抵抗による側圧の低減化等
を図ることで、より一層高速度、高精度の印字が要求さ
れ、さらにヘッド全体の薄型化も望まれている。また、
前述したような電磁石機構間での磁気的干渉をも低減し
、発熱等の問題も解決することも必要で、しかもこのよ
うな問題は印字用ニードル数が多くなり、駆動用の電磁
石機構が近接して配列される程、顕著となるもので、こ
れらの点を考慮しなければならない。

〔課題を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係る印字ヘッド
は、円周上に等配して配列された複数の電磁石機構によ
り駆動ｙれるこれと同数の印字用ニードル先端部を、ド
ツトピッチの整数倍に±１／２ピッチを加えた値に設定
されるフルドットとドツトピッチの整数倍に２ピンチを
加えた値に設定されたハーフドツトとから構成し、これ
らフルドツトとハーフドツトとを、略々同一円周］−で
周方向に交互に配列したものである。

また、本発明によれば、円周上に等配して配列され電磁
石機構により駆動される印字用ニードルの基端部を、ヘ
ッド走行方向におけるヘッド中心点を通る走行線上から
周方向にずらして配設したものである。

〔作用〕

本発明によれば、円周上に配列される電磁石機構側に合
わせて印字用ニードルの先端部を、ヘッド面において略
々真円状に近似する配列形状とし、座屈応力に対するニ
ードルの板ばねによる衝打力を向上させ、ニードルやニ
ードルガイド間に生しる摩擦抵抗による側圧を小さくし
、さらに磁石機構間での磁気的干渉を防ぎ、より高速度
、高精度の印字を行なえるとともに、ヘッド全体の薄型
化を達成し得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）ないし第４図は本発明に係る印字
ヘッドの一実施例を示し、これらの図において全体を符
号１で示す印字ヘッドを第４図を用いて簡単に説明する
と、この印字ヘッドｌは、基部前端側で同一円周上に所
定間隔おいて等配して突設され端面が磁極面となる複数
の励磁コイル巻回用の鉄芯部２ａを有するコア２と、こ
のコア２基部外側フランジの前面側に固着される環状永
久磁石３と、この永久磁石３を介してコア２に同心的に
嵌着される略々円筒状を呈するヨーク４と、前記コア２
の鉄芯部２ａに巻回された励磁コイル５とからなる電磁
石機構６を備えている。なお、この電磁石機構６を構成
するヨーク４の永久磁石３側の端部内周部には、励磁コ
イル５の側磁路を構成するリーク部４ａが突設され、前
記コア２基部外周面と所定間隙をおいて対向し、隣接す
る他の電磁石機構６への磁束の漏洩を少なくし、磁気的
干渉を防屯し得るように構成される。

また、前記ヨーク４前端部側には、アーマチュアホルダ
７、板ばね８の基端部、スペーサ９、ニードルホルダ１
０が順次積層して配設され、それぞれ接着またはねじ止
め等で固定されることにより、印字ヘッド１が組立てら
れている。

一方、上述したようなコア２、ヨーク４、アーマチュア
ホルダ７、板ばね８等による固定部分に対し、前記板ば
ね８の内方端には可動部材としてのアーマチュア１１が
支持されており、その板ばね８固定側の端部がアーマチ
ュアホルダ７に放射方向に形成される溝内にわずかに間
隙をおいて可動可能に介在されている。また、このアー
マチュア１１の内方端１１ａには、印字用ニードル１２
の基部が固着されている。なお、１３はニードルガイド
、１４は励磁コイル５に対する配線用のプリント基板で
ある。

そして、以上の構成による印字へラドｌによれば、永久
磁石３の磁束がヨーク４→アーマチユアホルダ７→アー
マチユア１１→コア２を磁束回路として流れるため、ア
ーマチュア１１は常時は板ばね８のばね力に抗してコア
鉄芯部２ａ磁極面に磁気吸着される。そして、ニードル
１２の木数分だけ設けた電磁石機構６のいずれかに、対
応する永久磁石３の磁束を相殺する磁束を生じるように
、励磁コイル５をオン・オフ制御することで、前記アー
マチュア１１を板ばね８のばね力でコア磁極面から離間
させ、任意のドツトからなる印字を行なえるものである
が、その具体的な構成等は実開昭８２−１８２７３７号
公報などに示した通りで、その詳細な説明は省略する。

さて、本発明によれば、上述したような印字へラドｌに
おいて、コア２上の同一円周上に等配して配列された複
数の電磁石機構６により駆動されるこれと同数の印字用
ニードル１２の先端部を、第１図（ａ）、（ｂ）ないし
第３図から明らかなように、ドツトピッチＰの整数倍に
±１／２　Ｆ　（ピッチ）を加えた値に設定されるフル
ドラ）ＦとドツトピッチＰの整数倍に２Ｆ（ピッチ）を
加えた値に設定されたハーフドラ）Ｈとから構成し、こ
れらフルドツトＦとハーフドツトＨとを、略々同一円周
上で周方向に交互に配列したところに特徴を有している
。換言すれば、フルドツトＦとノ＼−フドットＨとを、
ヘッド走行方向（第３図等において矢印で示す左右方向
）に直交してヘッド中心点０を通るヘッド中心ｉＹの両
側に向ってしかもヘッド中心点Ｏを通るヘッド走行方向
の走行線Ｘに近づく程、前記中心線Ｙから左、右の走行
方向の向って最も離間するような略々円形状を呈する形
状を呈するようにして周方向に交互に配列したものであ
る。

このようなニードル１２先端部における異形配列状態を
、第１図（ａ）、（ｂ）および第２図から明らかなよう
に、フルドツトＦが、ハーフドツトＨに対し印字ヘッド
１の走行方向に対してヘッド中心点０を通るヘッド中心
線Ｙ側に向って１／２Ｐずれた配列となるようにしてい
る。そして、フルドツトＦと中心寄りのハーフドツトＨ
間は１．５ドツト（Ｐ）、また走行方向に向って離間す
る側の／Ｘ−フドットＨ間は２．５ドツト（Ｐ）の間隔
となっており、前述した従来例のように単に１／２　ド
ツトピッチに走行方向等間隔にずらして配列したものに
比べて、配列形状が略々真円状に近似する形状となる。

このような本発明によるニードル先端部の配列状態を、
ニードル基端部側との関係を明示した第３図を参照して
説明する。ここで、図中二点鎖線ａは点対称位置にある
ニードル基端部同士をヘッド中心点Ｏを通り結び角度１
５°をおいた等間隔で表示した放射方向に向う対角線で
、この実施例ではプリンタへの取付時において印字ヘッ
ド１の走行方向に向う走行線Ｘ上に一木が一致するよう
に構成されている。そして、このような条件のもとに、
第１図（ａ）に示したニードル配列を重ね合わせた場合
、各ニードル先端部における対角線（図中細い実線すで
示す）は、第１象限において１番、３番、５番、７番、
９番、ｉｔ番のニードルが図中時計方向に微小角度０１
〜θＢだけ基端部側の対角線ａよりも変位している。一
方、第２象限では、１３番を除く、１５番、１７番、１
９番、２１番、２３番のニードルが図中反時計方向に微
小角度０８〜θ１２だけニードル基端部側での対角線す
に対して変位している。なお、第３および第４象限は点
対称であるから、第１および第２象限とそれぞれ同じで
ある。また、ニードル基端部の対角線ａは、従来の印字
ヘッドにおける電磁石機構による対角線と一致させてい
る。

このようなニードル配列とすると、同一円周上に等間隔
に配置された電磁石機構に構成されたニードル基端部に
対し、ヘッド端面でのニードル先端部の配列を円形状と
いう相似的関係に近づけることができる。したがって、
各ニードルのベンディングを小さくでき、従来に比べて
座屈応力に対するニードルの板ばねによる衝打力を向１
−させ、またニードル１２やニードルガイド１３間（第
４図参照）に生じる摩擦抵抗による側圧を小さくし、さ
らに電磁石機構６間での磁気的干渉を防ぎ、より高速度
、高精度の印字を行なえるとともに、これら各ニードル
１２を従来に比べて充分に短くすることができ、その結
果ニードルホルダ部分の突出量を小さくでき、薄型な印
字ヘッドを得ることができるという利点もある。

ところで、このような実施例構造によれば、ニードル先
端部とニードル基端部との周方向での変位角は、ドツト
ピッチＰが予め決められているため、それぞれの変位角
０１〜θ１２は、θ　１＝４．９８°、θ　２＝５．２
０’　、　　θ３＝３．７０’　、　　θ４＝８．７５
’　　　θ　５＝８．７４□０　θ６＝７．５８°　θ
７＝２．２２°、θ８＝−２−７３　’　、θ８＝−３
，４３’　、θ１０＝−３，４３°、θ１１＝−０，４
７’　、θ１２＝−３，４２’となり、ニードルのベン
ディングに対する座屈応力は、その最大値にばらつきを
生じる。そして、その結果、高精度な印字ヘッドを得る
ために若干の問題を生じる。

第５図はこのような問題点を解決し得る本発明の別の実
施例を示すものであり、この実施例では、全てのニード
ル１２に対して均一な応力が作用し、全体的な最大応力
値を低減できるようにした場合のニードル配列を示して
いる。すなわち、上述した第３図によれば、電磁石機構
６により駆動される同一円周上に等配して配列されるニ
ードル基端部の対向線の任意の一木を、この印字ヘッド
１をプリンタに取付けた場合のヘッド中心点Ｏを通るヘ
ッド走行方向での走行線Ｘ上に一致させた場合を示して
いるが、この実施例では、ヘッド走行方向におけるヘッ
ド中心点Ｏを通る走行線Ｘに対しニードル基端部間を結
ぶ対向線の一木を、上述した実施例におけるニードル先
端部とニードル基端部間での周方向での変位角θのばら
つきを平均化した値（約２．３１’　）というわずかな
角度をもって周方向に変位させて配設したものである。

なお、この実施例では、図中時計方向に変位させた場合
を例示している。

そして、このような構成を採用すると、各二ドル１２の
ベンディングによる座屈応力を平均化し、第３図に示す
実施例における最大値を低減化し得るもので、その利点
は容易に理解されよう。

ここで、この実施例では、ニードル先端部を固定側とし
、ニードル基端部を含む電磁石機構６側を相対的に回動
調整するようにしているが、これはニードル先端部を回
動すると、印字ヘッドｌの縦ピッチが変化するためであ
る。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば本発明を適用する印字へ一７ド１としては
、第４図に例示した構造に限定されず、従来から周知の
構造を有する印字ヘッドに適用して効果を発揮し得るも
のであり、勿論電磁石機構６の吸引力解除により板ばね
８の歪エネルギを印字動作力をして作用させる単純な電
磁石駆動型のものであっても適用できることは言うまで
もない。要は、印字用ニードル１２を駆動する電磁石機
構６側が円周上に等配して配列され、ニードル１２先端
部におけるドツトパターンを構成するうえで、ニードル
に生じるベンディング（曲り）を小さくしたい場合に用
いるとよいものである。

また、上述した実施例では、２４木の印字用ドルを用い
た印字ヘッドを例示したが、３６木、４８本等というよ
うに適宜の変形例が考えられよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る印字ヘッドによれば、
円周上に等配して配列された複数の電磁石機構により駆
動されるこれと同数の印字用ニードル先端部を、ドツト
ピッチの整数倍に±１／２ピッチを加えた値に設定され
るフルドツトとドツトピッチの整数倍に２ピッチを加え
た値に設定されたハーフドツトとから構成し、これらフ
ルドツトとハーフドツトとを、略々同一円周りで周方向
に交互に配列したので、簡単かつ安価な構成にもかかわ
らず、印字用ニードルの先端部を、同一円周上に配列さ
れる電磁石機構側（つまりニードル基端部側の配列形状
）に合わせて、ヘッド面において略々真円状に近似する
配列形状とし、各ニードルを効率よくヘッド先端に導く
ことができ、これにより座屈応力によるニードルの板ば
ねによる衝打特性を向上させ、またニードルやニードル
ガイド間に生じる摩擦抵抗による側圧を小さくすること
ができ、さらに磁石機構間での磁気的干渉を防ぎ、より
高速度、高精度の印字を行なえるとともに、ヘッド全体
の薄型化を達成し得る等の種々優れた効果がある。

また、本発明によれば、円周上に等配して配列され電磁
石機構により駆動される印字用ニードルの基端部を、ヘ
ッド走行方向におけるヘッド中心点を通る走行線上から
周方向にずらして配設したので、ニードル基端部と印字
を行なう先端部との間でのベンディングによる座屈応力
を、各ニードルにおいて均等化することができ、高速度
でしかも高精度な印字ヘッドを得るうえで効果を発揮し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明に係る印字ヘッドの
一実施例を示す印字用ニードル先端部における配列パタ
ーンおよびそのドツト配列の概略説明図、第２図はその
要部拡大図、第３図は本発明を特徴づける印字用ニード
ル先端部配列をニードル基端部との関係において示す概
略説明図、第４図は本発明を適用して好適な印字ヘッド
を例示する概略縦断面図、第５図は本発明の別の実施例
を例示する概略説明図である。 ■・・・・印字ヘッド、２・・・・コア、２ａ・・・・
鉄芯部、３・・・・永久磁石、４・・・・ヨーク、５・
・・・励磁コイル、６・・・・電磁石機構、７・・・−
アーマチュアホルダ、８・・−・板ばね、１０・・・・
ニードルホルダ、１１・・・・アーマチュア、１２・・
・・印字用二ドル、Ｆ・・・・フルドツト、Ｈ・・・・
ハーフドツト。 特許出願人小倉クラッチ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端部が印字用紙に衝打される複数の印字用ニー
   ドルを駆動する電磁石機構を、円周上に等配して配列し
   てなる印字ヘッドにおいて、前記印字用ニードル先端部
   を、ドットピッチの整数倍に±１／２ピッチを加えた値
   に設定されるフルドットと、ドットピッチの整数倍に２
   ピッチを加えた値に設定されたハーフドットとから構成
   し、これらフルドットとハーフドットとを略々同一円周
   上で周方向に交互に配列したことを特徴とする印字ヘッ
   ド。
2. （２）請求項１において、円周上に等配して配列され電
   磁石機構により駆動される印字用ニードルの基端部を、
   ヘッド走行方向におけるヘッド中心点を通る走行線上か
   ら周方向にずらして配設したことを特徴とする印字ヘッ
   ド。