JPH05177848A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動部材の軽量化と強度の調和を図り、かつ
ラウンド処理加工などの加工性を向上させて、高速印字
を可能とする印字ヘッドを提供すること。 【構成】１点を支点とて揺動し、かつ他端に印字ワイヤ
を固定した作動部材を多数配列した印字ヘッドにおい
て、作動部材２１はほぼ平行に設けた一対の支持部３３
ｂと支持部３３ｂに対し、複数の梁状部３３ｃを交互に
交差することなく角度を変えて掛け渡して、多数のほぼ
三角形上の透孔３３ａを設けて橋桁構造として形成した
アーム３３を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印字装置における印字ヘ
ッドに関し、さらに詳しくはインパクト式印字ヘッドに
おける印字ワイヤを駆動するための作動部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の印字ヘッドはアマチュア
およびアームからなる作動部材を複数備えて、作動部材
を電磁石およびバネによって選択的に吸引・釈放するこ
とにより、アマチュアの一端を支点としてアームの先端
に固定した印字ワイヤを駆動して、印字リボンを介して
印字を行っている。

【０００３】一般的に、高速印字化のための一手段とし
て作動部材の質量を低減することが図られる。しかしな
がら、アマチュアの形状変更によって質量の軽減を図ろ
うとしても、アマチュアは回転中心から比較的近いとこ
ろに位置しているため、大幅な質量軽減は望めず、逆
に、アマチュアにおいて質量軽減を行えば、吸引力特性
も大幅に変化してしまう。

【０００４】一方、アームは元来単に印字ワイヤを支持
し、変位を拡大する機構であり、回転中心からも離れて
位置しているために、アームでの質量軽減は駆動系全体
からみても非常に有利であるが、一般に剛性を維持し難
くなる。

【０００５】このような問題を解決する技術として、例
えば特開平３−７３５２号公報に示されたものがある。
これは図４に示すようにアーム１００に複数個の三角形
の穴１０２ａと菱形穴１０２ｂとを開けて、ワイヤ駆動
系の質量軽減を図ることにより、慣性を少なくして高速
化を実現したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】アーム１００の印字ワ
イヤが固定される位置に矢印方向の荷重を加えて有限要
素法により応力解析した。その結果、図４に示す示すよ
うに曲線１から６に順に応力が大きくなっていることを
示す応力分布図が得られた。この結果から、応力はかな
り均一に分散してはいるが、複数個ある三角穴および四
角穴のコーナー部の半径が小さいために、コーナー部分
で応力が小刻みに変化しており、割合高いレベルの応力
が集中的に発生しているところがある。

【０００７】この応力は、静的な応力解析では材料の疲
労強度以下のものであるが、実際の複雑な挙動の中では
もっと大きな応力を発生することを示唆しており、その
大きな応力の発生によりコーナー部からクラックが発生
して破壊へとつながる。

【０００８】また、三角穴および四角穴が小さいため
に、実際の加工では穴の周りの稜線部のラウンド処理加
工時に、通常使用されるバレル加工では穴の中に砥粒が
入ったとしても、その小さなコーナー部の稜線部まで加
工することはかなり困難である。

【０００９】上記のように従来の技術ではなお充分な質
量の軽減と強度の調和を図ったものでないという問題点
と加工性に対する問題点があった。

【００１０】本発明は上記にかんがみてなされたもの
で、印字ワイヤを駆動する作動部材を三角形状の穴を持
った橋桁構造とすることによって、作動部材の軽量化と
強度の調和を図り、かつラウンド処理加工などの加工性
を向上させて、高速印字を可能とする印字ヘッドを提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の印字ヘッドは、
１点を支点として揺動し、かつ他端に印字ワイヤを固定
した作動部材を多数配列した印字ヘッドにおいて、前記
作動部材はほぼ平行に設けた支持部に対し複数の梁状部
を交互に交差することなく角度を変えて掛け渡して、多
数のほぼ三角形の透孔を設けた橋桁構造としたことを特
徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の印字ヘッドによれば、作動部材は磁力
やバネ力により一端を支持点として揺動することによっ
て、他端に固定された印字ワイヤにて印字を行うが、本
発明の作動部材はほぼ平行に設けた支持部に対し複数の
梁状部が互いに交互に交差することなく角度を変えて掛
け渡されて、ほぼ三角形状の透孔が多数形成されている
から、その分だけ重量軽減が図られる。

【００１３】さらにまた、三角形状の透孔が形成されて
いる支持部および梁状部の幅は、曲線的に幅が変化させ
らている。しかも、本作動部材の構成により重量の軽減
を図っても、その全体に加わる応力が支持部および梁状
部にほぼ均一になって、特に三角形状の透孔のコーナー
部に高い応力が発生することもなくなって、印字ワイヤ
から加わる荷重を作動部材全体にわたってほぼ均一に分
散して受けることになり、強度の低下がない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。図１
は本発明の作動部材のアーム部の正面図であり、応力分
布も共に示してある。

【００１５】先ず、図２によって本実施例の作動部材を
一部に含む印字ヘッドについて説明する。図２の半断面
図に示すように、印字ヘッド１はほぼ円筒状のリアヨー
ク３と、リアヨーク３の前面に位置するフロントヨーク
５とを備えている。

【００１６】リアヨーク３は円筒形の外壁部７と外壁部
７の内周において環状に多数配置されたコア９とが強磁
性材料により一体に形成され、各コア９の周囲にはコイ
ル１１が巻き回されている。外壁部７のフロントヨーク
５側の端面には環状の永久磁石１３と環状の磁性材料か
らなるスペーサ１５とが重ねて接着されている。

【００１７】フロントヨーク５は強磁性材料からなり、
リアヨーク３の外壁部７とコア９とを覆うように位置
し、その中央部にガイド１９を備えている。ガイド１９
は多数の印字ワイヤ１７の先端を前後動可能に配列支持
するものである。

【００１８】印字ワイヤ１７を駆動する作動部材２１は
コア９に対応して印字ワイヤ１７の数だけ放射状に複数
個配置されている。個々の作動部材２１は、図３に示す
強磁性材料からなるアマチュア２９とアマチュア２９の
面取り面２９ａ、２９ｃを有する端部２９ｂの図示しな
い溝に挿入されてロウ付け固定された板状のアーム３３
とから構成されている。

【００１９】アマチュア２９はその基部においてホルダ
２３にトーションバネ２４によって前後揺動可能に支持
され、トーションバネ２４のねじり弾性力によってコア
９から離間する方向に付勢されている。ホルダ２３はフ
ロントヨーク５とリアヨーク３の外壁部７との間に挾持
固定されている。

【００２０】アーム３３は図１および図３に示すように
長手方向両縁側に沿ってほぼ平行に延びる一対の支持部
３３ｂ、３３ｂと、この一対の支持部３３ｂ、３３ｂ間
に交互に角度を変えて交差することなく掛け渡した複数
の梁状部３３ｃとを有する橋桁構造に形成してあり、支
持部３３ｂと梁状部３３ｃの間に複数の三角形状の透孔
３３ａを有している。

【００２１】また、三角形状の透孔３３ａを構成してい
る支持部３３ｂと梁状部３３ｃは、それぞれ一定の幅で
あると局部的に応力が集中しやすい。そのため支持部３
３ｂと梁状部３３ｃの幅を中央部は細くし、コーナー部
は太くして、それらを曲線状に連続的に続けることによ
って応力の集中を少なくし緩和させてある。

【００２２】上記のように構成した印字ヘッドの作用に
ついて説明する。コイル１１に通電されていない状態に
おいては、永久磁石の磁束がスペーサ１５、ホルダ２
３、フロントヨーク５、アマチュア２９、コア９、外壁
部７のループで磁気回路が形成されており、この磁気回
路の磁束によってアマチュア２９がトーションバネ２４
の弾性に坑してコア９の端面に吸着される。

【００２３】コイル１１に通電すると永久磁石１３によ
る磁束の方向と逆の方向に磁束が発生させられる。コイ
ル１１の通電による磁束によって永久磁石１３による磁
束が打ち消され、アマチュア２９はトーションバネ２４
の周りに揺動し、印字ワイヤ１７を印字媒体に向かって
駆動させる。この結果、印字媒体上に印字がなされる。

【００２４】このような動作をする印字ヘッドにおい
て、印字ワイヤ１７が印字媒体を打撃したとき、アマチ
ュア２９およびアーム３３がさらに印字媒体方向に移行
しようとする慣性力によってアマチュア２９とアーム３
３との接合部付近を最大として湾曲する方向へ力が加わ
り、またアマチュア２９が復帰してコア９の端面に衝突
したとき、アーム３３および印字ワイヤ１７がその慣性
力によってアマチュア２９とアーム３３との接合部を中
心としてさらに後退しようとして、アーム３３の根元付
近に大きな負荷が作用する。

【００２５】このように作動部材２１には印字ワイヤ１
７の打撃に伴う応力が加わるが、上記した作動部材２１
のアーム３３の形状により、その応力はアーム３３の根
元側に集中することなく、作動部材２１全体にわたって
均一に分布する。このことはアーム３３の先端の印字ワ
イヤ１７が固定される位置に矢印方向の荷重を加え、そ
の有限要素法によるその応力分布を調べて表示した図１
の結果から明らかである。図１において図４の場合と同
様に曲線１から６の順に応力が大きくなっていく曲線に
よって応力が示されている。

【００２６】ここで、図４に示す従来のアームでは三角
穴と四角穴のコーナー部に割合大きな応力が発生してい
たが、本実施例のアーム３３ではこれが解消されて、低
い応力分布が得られている。このような応力分布によ
り、実際の複雑な挙動の中でも大きな応力の発生を抑え
ることができ、長寿命化を実現することができる。

【００２７】さらに、支持部材３３ｂの側縁に沿って比
較的高い応力を発生している部分があるが、これは従来
の形状と比較して応力分布範囲はかなり少なくなってお
り、かつこの応力は材料の疲労強度以下であるから影響
はない。しかも、上記の強度を得ることができたアーム
３３は等価質量に換算して、従来のものと比較して同等
の質量を得ることができた。

【００２８】なお、上記した一実施例では、作動部材２
１をアマチュア２９とアーム３３とから形成し、アーム
３３を橋桁構造としているがこれに限らず、両者を一体
形成した作動部材とし、その先端付近をアーム部とし橋
桁構造としても同様の効果を奏する。

【００２９】さらに、三角形状の透孔の打ち抜きのため
もポンチの加工も容易であり、そのうえ形状も簡単で安
価に製作できる効果がある。

【００３０】なお、上記した一実施例においては、本発
明を釈放形の印字ヘッドに具体化した例を示したが、電
圧の印加によりアマチュアが電磁石に吸引されて印字を
なす吸引型ヘッドあるいは圧電作用により印字をなす圧
電型ヘッドにも具体化できることは勿論である。その他
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、作動
部材をほぼ平行に設けた支持部とその支持部間にほぼ三
角形状の透孔を有するように交差することなしに掛け渡
された複数の梁状部とを有する橋桁構造とし、該橋桁構
造を板状で一体的な部材として形成したアーム部を備え
ることによって、応力が集中せず一様に分布し、側縁に
直角に応力が走らず、大きい応力は外縁部分にのみ存在
し、内部にまで食い込まず、局所的な応力の集中が避け
られて、高強度および軽量化が実現できる効果がある。
これらの結果高速印字に寄与することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の作動部材のアーム部の正面
図であり、応力分布も合わせて示している。

【図２】本発明の作動部材を用いた印字ヘッドの半断面
図である。

【図３】本発明の一実施例にかかる作動部材および印字
ワイヤを示す正面図である。

【図４】従来例のアームの正面図であり、応力分布も合
わせて示している。

【符号の説明】

１ 印字ヘッド ２１ 作動部材 ２９ アマチュア ３３ アーム ３３ａ 透孔 ３３ｂ 支持部 ３３ｃ 梁状部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １点を支点として揺動し、かつ他端に印
   字ワイヤを固定した作動部材を多数配列した印字ヘッド
   において、前記作動部材はほぼ平行に設けた支持部に対
   し複数の梁状部を交互に交差することなく角度を変えて
   掛け渡して、多数のほぼ三角形の透孔を設けた橋桁構造
   としたことを特徴とする印字ヘッド。