JPH04119858A

JPH04119858A - ワイヤ印字ヘッド

Info

Publication number: JPH04119858A
Application number: JP23901690A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ando; 安藤　紘一; Mitsuru Kishimoto; 岸本　充; Masahiro Tategami; 立上　正博; Yoichi Umezawa; 梅沢　洋一
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-21

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、アーマチュアの先端に固着された印字ワイヤ
を駆動することによって印字を行うワイヤ印字ヘッドに
関するものである。

（従来の技術）従来、印字ワイヤを駆動し、インクリボンを介して印字
媒体を打撃し、その力で印字を行うインパクトプリンタ
は、印字媒体の自由度が高く、比較的廉価なことから情
報処理システムなどの出力装置をはじめ多方面に用いら
れている。

上記インパクトプリンタは、ワイヤ印字ヘッド型式から
プランジャ型、ばねチャージ型、クラッパ型に分けられ
る。

このうち、ばねチャージ型のものは、印字ワイヤを固定
したアーマチュアをバイアス用板ばねによって揺動自在
に支持し、上記アーマチュアを予め上記バイアス用板ば
ねの弾性力に抗して永久磁石によってコアに吸引させて
おき、印字する際に上記コアに巻かれたコイルを励磁さ
れて上記永久磁石と逆方向に磁束を発生させ、上記アー
マチュアを開放させる構造となっているが、近年印字の
高速化が求められており、高速応答性が良好なこのばね
チャージ型のワイヤ印字ヘッドが多く採用されている。

第２図は従来のワイヤ印字ヘッドの断面図である。

図において、ガイドフレーム１とキャップ２との間には
ベース３、永久磁石４、台板５、スペーサ６、バイアス
用板ばね７及びヨーク８がクランプ９を介して順次積層
されている。

バイアス用板ばね７の可撓部にはアーマチュア１０が設
けられ、該アーマチュア１０の先端に印字ワイヤ１／の
基部が固着され、該印字ワイヤ１／の先端はガイド１ａ
によってプラテン側に案内されて突出することができる
ようになっている。

上記ベース３の中央部にはコア１２が設けられ、該コア
１２にコイル１３が巻装されている。

なお、１４はコイル１３に通電する基板であり、１５は
基Ｆｉ１４の位置決め用のスペースシートである。

上記ワイヤ印字ヘッドにおいて、永久磁石４の磁束が台
板５、スペーサ６、ヨーク８、アーマチュア１０、コア
１２及びベース３を通って再び永久磁石４に戻る磁気回
路が形成され、この磁気回路によってアーマチュア１０
は、コア１２に吸引されてバイアス用板ばね７に歪エネ
ルギが蓄積されて偏倚状態に置かれる。

該偏倚状態において、コイル１３を励磁して磁気回路と
反対方向の磁束を発生させると、アーマチュア１０を吸
引する力が減少する。

そのため、バイアス用板ばね７に蓄積されて歪エネルギ
が解放され、バイアス用板ばね７が復帰することによっ
て、アーマチュア１０の先端に取り付けた印字ワイヤ１
／がガイド１ａより突出し、図示しないインクリボンと
印字媒体をプラテンに押し付ける。

これによって、文字やグラフィックパターンを印字する
ことができる。

第３図は従来のワイヤ印字ヘッドにおけるコアの取付状
態図、第４図は従来の他のワイヤ印字ヘッドにおけるコ
アの取付状態図である。

第３図の場合、コア１２は必要な吸引力を得るため断面
積ＳＩの大きさでベース３に溶接等で固着されているが
、ワイヤ印字ヘッドの高速化に伴いバイアス用板ばね７
の撓みエネルギが増大し、コア１２として飽和磁束密度
の高い鉄・コバルト系合金、例えばバーメンダが用いら
れることが多い。

また、コイル１３の駆動周波数が増大し、コア１２の鉄
損による発熱が大きいので、第４図に示すように、コア
１２を２個以上の分割片１２ａ、１２ｂに分割し、それ
らを積層することによってうず電流の発生を抑制してい
る。なお、Ｓ、、Ｓ３は各分割片１２ａ１２ｂの断面積
、１６は両分割片１２ａ、　１２ｂの間に配設された絶
縁層である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成のワイヤ印字ヘッドにおいては
、コア１２に用いられているパーメンダ材料は高価であ
り、また絶縁層１６を介在させる積層構造とすると価格
をより高くしてしまう。

また、分割片１２ａ、１２ｂ間にある接着剤や絶縁層１
６の厚み分だけ有効コア断面積Ｓ２＋Ｓ、がＳＩより小
さくなり、その分岐引力が低下してしまう。

そこで、コア１２を大きくする方法が考えられるが、コ
ア１２に装着されるコイル１３のためのスペースが必要
であるので、台形形状の巾方向に大きくすることは困難
であり、長手方向にコア１２を大きくするものが提供さ
れている。

第５図はコアの変形例を示す図、第６図は変形例のコア
の吸引力発生状態図である。

図の破線で示すようにコア１２を拡大し１２′で示すよ
うにした場合、吸引力はＦからＦ′に、バイアス用板ば
ね７の固定端と吸引力Ｆ、　　Ｆ’が加わる点との距離
はＸからＸ′に変化し、トルクはＴからＴ′となる。

Ｔ　　＝ＦｘＴ’　＝Ｆ’　　ｘ’ したがって、コア１２の吸引点Ａの反対側を長（して断
面積を大きくしてもトルクは必ずしも大きくならず、結
果的に吸引力が低下してしまう。

本発明は、上記従来のワイヤ印字へンドの問題点を解決
して、高価なパーメンダ材料の使用量を低減しながら、
永久磁石による吸引力を低下させず、かつうず電流の発
生を抑制して、発熱を押さえたワイヤ印字ヘッドを提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明のワイヤ印字ヘッドにおいては、先
端に印字ワイヤを固着したアーマチュアと、該アーマチ
ュアに対向して設けられるコアと、上記アーマチュアが
接合されるとともに片持ち梁式に支持されるバイアス用
板ばねと、磁束を発生して該バイアス用板ばねの弾性力
に抗して上記アーマチュアをコアに吸引させる永久磁石
と、上記コアに巻装され、通電によってコアから磁束を
発生させ、上記永久磁石の磁束を打ち消してアーマチュ
アを解放するコイルを有しており、アーマチュアを解放
した時に印字ワイヤをインクリボンを介して印字媒体を
打撃して印字を行うようになっている。

上記コアは、アーマチュア前端側の第１コアとアーマチ
ュア後端側の第２コアに分割されて積層構造を形成して
おり、上記第１コアは、コア全体の体積の１ノ５〜４／
５の体積を有しており、かつ飽和磁束密度が１９０００
ガウス以上の材料で形成され、上記第２コアは、残り４
７５〜１／５の体積を有しており、飽和磁束密度が１２
０００〜１７０００ガウスの安価な材料で形成される。

（作用）本発明によれば、上記のように先端に印字ワイヤを固着
したアーマチュアと、該アーマチュアに対向して設けら
れるコアと、上記アーマチュアが接合されるとともに片
持ち梁式に支持されるバイアス用板ばねと、磁束を発生
して該バイアス用板ばねの弾性力に抗して上記アーマチ
ュアをコアに吸引させる永久磁石と、上記コアに巻装さ
れ、通電によってコアから磁束を発生させ、上記永久磁
石の磁束を打ち消してアーマチュアを解放するコイルを
有しており、アーマチュアを解放した時に印字ワイヤを
インクリボンを介して印字媒体を打撃して印字を行うよ
うになっている。

上記コアは、アーマチュア前端側の第１コアとアーマチ
ュア後端側の第２コアに分割されて積層構造を形成して
いる。

したがって、駆動周波数が高くなるにつれてコア内にお
いて鉄損が生しるが、第１、第２コアに分割しているの
で、鉄損の発生が抑制されるだけでなく、先細になった
アーマチュア前端側においてコアが分割されていないの
で、有効コア断面積が減少せず吸引力の低下を防止する
。

また、上記第１コアはコア全体の体積の１７５〜４／５
の体積を存しており、かつ飽和磁束密度が１９０００ガ
ウス以上の材料で形成され、上記第２コアは残り４７５
〜１／５の体積を有しており、飽和磁束密度が１２００
０〜１７０００ガウスの安価な材料で形成されている。

したがって、アーマチュア前端側のコア部分において磁
束密度を飽和させることなく、コアの価格を低減させる
ことができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すワイヤ印字ヘッドの断面
図、第７図は本発明のワイヤ印字ヘッドのコアの斜視図
である。

上記ベース３の中央部にはコア１２が設けられ、該コア
１２にコイルＩ３が巻装されている。

なお、１４はコイル１３４こ通電する基板であり、１５
は基Ｆｉ１４の位置決め用のスペースシートである。

上記ワイヤ印字ヘッドにおいて、永久磁石４の磁束が台
板５、スペーサ５、ヨーク８、アーマチュア１０、コア
１２及びベース３を通って再び永久磁石４に戻る磁気回
路が形成され、この磁気回路によってアーマチュア１０
は、コア１２に吸引されてバイアス用板ばね７に歪工２
ルギが蓄積されて偏倚状態に置かれる。

該偏倚状態において、コイル１３を励磁して磁気回路と
反対方向の磁束を発注させると、アーマチュア１０を吸
引する力が減少する。

そのため、バイアス用板ばね７に蓄積されて歪ユネルギ
が開放され、バイアス用板ばね７が復帰すること番こよ
って、アーマチュア１ｏの先端に取り付けた印字ワイヤ
１／がガイド１ａがら突出し、図示しないインクリボン
と印字媒体をプラテンに押し付ける。

上記バイアス用板ばね７及びアーマチュア１０を吸引す
るコア１２は、バイアス用板ばね７とアーマチュア１０
を吸引する吸引点Ａ側、すなわちアーマチュア１０の前
端側の一部（コア体積の約１７５〜４／５）を第１コア
１２ｃとし、飽和磁束密度の高い、例えば鉄・コバルト
合金等の材料で形成している。また、アーマチュア１０
の後端側の残りの部分（コア体積の約４）５〜１ノ５）
を第２コア１２ｄとして上記第１コア１２ｃより飽和磁
束密度が低く安価な、例えばけい素鋼などの材料で形成
している。そして、上記第１、第２コア１２ｃ、　１２
ｄは接着剤などで固着され積層構造を形成している。

バイアス用板ばね７とアーマチュア１０は、従来のワイ
ヤ印字ヘッドと同様永久磁石４の磁束によってコア１２
に吸引され吸引点Ａでコア１２と接する。

ここで、永久磁石４の起磁力をＶ、ｍ束をΦ、ベース３
、永久磁石４、台板５、スペーサ６、バイアス用板ばね
７、ヨーク８、アーマチュア１ｏ、コア１２から成る磁
気回路の磁気抵抗をＲとすると、Φ−Ｖ／Ｒとなる、そして、上記吸引点Ａにおいては、コア１２と
バイアス用板ばね７の間に空隙がな（、吸弓点Ａから離
れる程空隙が大きくなる。したがって、吸引点Ａでの磁
気抵抗Ｒが一番小さく、磁束Φが大きく磁束密度が高く
なる。

ところで、上記磁気回路上で磁束Φが飽和した箇所があ
ると、永久磁石４の発生磁束が飽和箇所で制限され吸引
力が低下する。通常は、実装上の制約からコア１２の断
面積を大きくとることができないので、コア１２の磁束
密度が磁気回路上で一番高くなる。したがって、高速化
のために強いバイアス用板ばね７を吸引させる必要があ
る場合に、コア１２の特に吸引点Ａ側を飽和磁束密度の
高い材料で形成するとよい。

また、高速化に伴いコイル１３の駆動サイクルが早（な
ってうず電流による鉄損が増大し、駆動電流が増大する
だけでなく発熱量が多くなる。この時、鉄損Ｗ０は、Ｋ；定数 ρ：固有抵抗ｆ：周波数Ｂ：磁束密度ｔ：磁路の厚さで表され、磁路の厚さｔの二乗に比例する。

本実施例においては、第１コア１２ｃと第２コア１２ｄ
が積層構造となっていて、磁路の断面積が分断され小さ
くなっているので、鉄損が低減する。

しかも第１コア１２ｃは、飽和磁束密度が高＜　１９０
００ガウス以上の材料、例えば鉄・コバルト系合金を使
用しており、該第１コア１２ｃを吸引点Ａ側に配設して
いる。したがって、磁束Φが飽和しにくく吸引力が低下
しない。また、第２コア１２ｄの場合、飽和磁束密度は
低くてもよく、１２０００〜１７０００ガウス程度の材
料が使用される。これを、１％けい素鋼で形成すると、
約１７２０以下の価格となる。

また、磁束Φの飽和の影響を受ける吸引点Ａ側においで
、断面積は変化しないので、吸引力は低下しない。

第８図は本発明のワイヤ印字ヘッドの第２の実施例にお
けるコアの斜視図、第９図は本発明のワイヤ印字へンド
の第３の実施例におけるコアの斜視図である。

第１コア１２ｃと第２コア１２ｄの形状は必ずしも角柱
に限定されるものではなく、第８図に示すような形状と
してもよい。

また、コア１２をベース３に固着させる必要はなく、第
９図に示すようにコアの一部とベースヲー体としたコア
ベース１７と飽和磁束密度の高い第１コア１２ｃを固着
させるようにしてもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、コアを、
アーマチュア前端側の第１コアとアーマチュア後端側の
第２コアに分割して積層構造を形成しているので、コア
内における鉄損の発生が抑制されるだけでなく、また先
細になったアーマチュア前端側においてコアが分割÷鮫
でぃないので有効コア断面積が減少せず、吸引力の低下
を防止する。したがって、ワイヤ印字ヘッドを小型化、
高速化することができるだけでなく、発熱量が低減され
、印字デユーティを向上させることができる。

また、上記第１コアはコア全体の体積の１／５〜４／５
の体積を有しており、かつ飽和磁束密度が１９０００ガ
ウス以上の材料で形成され、上記第２コアは残り４／５
〜１／５の体積を有しており、飽和磁束密度が１２００
０〜１７０００ガウスの安価な材料で形成されているの
で、ワイヤ印字ヘッドの価格を低減させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すワイヤ印字ヘッドの断面
図、第２図は従来のワイヤ印字ヘットの断面図、第３回
は従来のワイヤ印字ヘッドにおけるコアの取付状態図、
第４図は従来の他のワイヤ印字ヘッドにおけるコアの取
付状態図、第５図はコアの変形例を示す図、第６図は変
形例のコアの吸引力発止状態図、第７図は本１’Ｊ’　
ｔ”ワイヤ印字ヘッドのコアの斜視図、第８図は本発明
のワイヤ印字ヘッドの第２の実施例におけるコアの斜視
図、第９図は本発明のワイヤ印字ヘッドの第３の実施例
におけるコアの斜視図である。３・・・ベース、４・・・永久磁石、４ａ、４ｂ・・・
分割片、５・・・台板、７・・・バイアス用板ばね、６
・・・スペーサ、１０・・・アーマチュア、１２・・・
コア、１２ｃ・・・第１コア、１２ｃ！・・・第２コア
、１３・・・コイル、Ａ・・・吸引点。特許出願人　沖電気工業株式会社代理人　弁理士　川　合　　誠（外２名）ｆα゛ηイド本発明の買づ伍イタ団示すツイヤ印写へソトｆ）断面日
第 ■ 図曵さ　くづ〉Ｃつコアのｉイ寸引入烈１図第４図コアＯ変形イ列を示す図第５図コアの口及づ１カ奔佳Ａブご仕口第図つ丁の斜Ａ地図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）先端に印字ワイヤを固着したアーマチュア
と、（ｂ）該アーマチュアに対向して設けられるコアと、（
ｃ）上記アーマチュアが接合されるとともに片持ち梁式
に支持されるバイアス用板ばねと、（ｄ）磁束を発生して、上記バイアス用板ばねの弾性力
に抗して上記アーマチュアをコアに吸引させる永久磁石
と、（ｅ）上記コアに巻装され、通電によってコアから磁束
を発生させ、上記永久磁石の磁束を打ち消してアーマチ
ュアを解放するコイルを有しており、（ｆ）上記コアは
、アーマチュア前端側の第１コアとアーマチュア後端側
の第２コアに分割されて積層構造を形成しており、（ｇ）上記第１コアは、コア全体の体積の１／５〜４／
５の体積を有しており、かつ飽和磁束密度が１９０００
ガウス以上の材料で形成され、（ｈ）上記第２コアは、残り４／５〜１／５の体積を有
しており、かつ飽和磁束密度が１２０００〜１７０００
ガウスの材料で形成されていることを特徴とするワイヤ
印字ヘッド。
（２）上記第２コアとベースが一体構造で形成された請
求項１記載のワイヤ印字ヘッド。