JPH05270015A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強力な磁気回路を発生させることができ、小
型で効率的なハンマー駆動を行なうことができる印字ヘ
ッドを提供すること。 【構成】 印字ヘッドのフレーム部材２１の上下半分部
分に、上側と下側で水平方向に互いに半ピッチずれて配
置されたコア部材の対２２、２３、２７、２８と、各対
のコア部材の間に挟持された永久磁石２４、２９と、各
コア部材に巻装された電磁コイル２５、２６、３０、３
１とを配置し、前記上側及び下側の永久磁石の双方の
Ｎ，Ｓ磁極を互いに反対の配置関係になるように配設
し、また上側及び下側コア部材のずれによる端部の余白
スペース２１ａ，２１ｂに疑似コア部材の対３８、３
９、４０、４１を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印字ヘッド、特に印字ピ
ンのハンマー動作を高速で行なえる印字ヘッドに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年ＯＡ機器の発達および普及に伴い、
各オフィスにおいて、オフィスコンピュータやワードプ
ロセッサの付属品としてプリンタが使用されている。こ
のようなプリンタの印字方式としては種々のものがある
が、ハンマーによる打撃方式を採用するプリンタの印字
ヘッドの構造例としては例えば図４および図５に示すよ
うなものがある。

【０００３】この印字ヘッドは、基台を形成するための
前側フレーム１及び後側フレーム２と、後側フレーム２
の上端部分においてこの後側フレーム２の側壁から前側
フレーム１の方向へ延びて取り付けられた一対の柱状の
コア３、４と、コア３および４の後側フレーム２への取
付け端部においてこれらコア３、４の間に挟まれた形で
配設された永久磁石５と、間にコア３および４のそれぞ
れに巻装され且つ制御回路及び駆動回路に電気的に接続
され、電磁作用により前記永久磁石５の磁界を打ち消す
電磁コイル６、７と、前側フレーム１と後側フレーム２
との結合部分に挟持された板ばね８と、この板ばね８の
先端部に取り付けられたアーマチュア９と、アーマチュ
ア９に固定取り付けられ、板ばねと共に印字用のハンマ
ーを構成する記録素子としての印字ピン１０とから成
る。アーマチュア９は、図４および図５から明らかなよ
うに、ブロック体構造を有しており、板ばね８と重なっ
た部分で接着その他の方法により当該板ばね８に一体的
に取付け固定されている。前側フレーム１は、その先端
部分にピン通し孔１１を有し、このピン通し孔１１を通
して印字ピン１０は前側フレーム１の前方に突出してい
る。コア３、４、永久磁石５、電磁コイル６、７および
アーマチュア９は、全体で磁気回路を形成する１つの磁
気アッセンブリを構成する。この磁気アッセンブリに板
ばね８、および印字ピン１０を加えたセットは１つの印
字ヘッドについて複数セット（例えば２４セット）設け
られ、このセット数分の印字ピン１０の先端がプラテン
面に対向している。

【０００４】かかる構成において、電磁コイル６、７に
電流が導通されていないときは永久磁石５の磁気作用に
よってアーマチュア９が吸引され、図５に示すように、
このアーマチュア９は板ばね８の弾性力に対抗してコア
３、４に吸着する。このため、板ばね８は撓み変形し、
それ自身の中に弾性エネルギーを蓄える。

【０００５】一方、印字ヘッドの動作中においては、電
磁コイル６、７に電流が断続的に流される。電磁コイル
６、７に電流が流されると、この電磁コイル６、７が励
磁され、永久磁石５による磁界を打ち消す。これによっ
て、板ばね８は自由となりそれ自身の反発力でアーマチ
ュア９をコア３、４から引き離し（図４の状態）、印字
ピン１０が記録紙上に印字する。電磁コイル６、７への
電流が遮断されると、アーマチュア９は再び永久磁石５
の作用によってコア３、４面に吸着される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のハンマー打撃方式による印字ヘッドにあっては、
電磁コイル６、７に電流が導通しているときの状態（図
４）から、電流が遮断されているときの状態（図５）に
移った場合、永久磁石５の磁気作用によってアーマチュ
ア９をコア３、４にしっかりと吸引し、保持しておかな
ければならないが、この吸引および保持を効率よく行な
うには、コア３および４、永久磁石５、およびアーマチ
ュア９の間で、図５中実線Ｍで表すような強力な磁気回
路が形成されなければならない。ところが、通常の磁気
回路にあっては、同じく図５中点線ｍで示すように磁束
の漏れが生じ、この磁束の漏れのために永久磁石５から
出される磁束をコア３、４の先端まで通過させることが
できない。そのため、電磁コイル６、７が巻装されてい
る断面の最大磁束密度を確保してアーマチュア９を吸引
することができず、永久磁石５による吸引力が弱められ
てしまう。そこで、従来は実際に必要な磁力を発生する
よりも大きめのパワーを持つ永久磁石５を使わなければ
ならず、ハンマー部分の大型化を招いたり、永久磁石５
の磁界を打ち消すために多くの電流を電磁コイル６、７
に導通しなければならないという問題が生じる。

【０００７】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、強力な磁気回路を発生させることがで
き、小型で効率的なハンマー駆動を行なうことができる
印字ヘッドを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、印字ヘッドのフレーム部材の上下方向中
央から上半分および下半分に、それぞれ垂直方向に対に
なり、且つ上側と下側で水平方向に互いに半ピッチずれ
て配置されたコア部材と、これら各対のコア部材の間に
挟まれた形で取り付けられた永久磁石と、コア部材の少
なくともいずれか一方に巻装された電磁コイルとから構
成された磁気アッセンブリを配置し、前記上側のコア部
材の間に組み込まれた永久磁石と下側のコア部材の間に
組み込まれた永久磁石との双方のＮ，Ｓ磁極を互いに反
対の配置関係になるように配設すると共に、上側コア部
材と下側コア部材とが水平方向に半ピッチずれてできた
端部の余白スペースに対になった疑似コア部材を配設し
たことを要旨とする。

【０００９】

【作用】本発明では、上側および下側の磁気アッセンブ
リではそれぞれ磁気回路が形成される。両方の磁気アッ
センブリの間では永久磁石のＮ，Ｓ磁極が互いに反対の
配置関係になるように配設してあるから、それぞれの磁
気アッセンブリ内では磁束の漏れが起こらず、高率の磁
気回路が形成される。このため、永久磁石による磁気作
用は完全にアーマチュアに及び、強力な吸引力で引き付
けることができる。さらに、多数の対になったコア部材
が並んで配置されている端部においても疑似コア部材が
対になって設けられているため、この端部においても磁
束の漏れが防止され完全なる磁気回路が形成される。

【００１０】

【実施例】図１乃至図３は本発明による印字ヘッドの一
実施例を示す図である。このうち図１は、前記実施例に
係る印字ヘッドの概略構成を示す断面図、図２は前記印
字ヘッドの磁気アッセンブリの配置状態を、９ピン配列
の印字ヘッドについて表す正面図、図３は前記印字ヘッ
ドの磁気アッセンブリの配置状態を、２４ピン配列の印
字ヘッドについて表す正面図である。この実施例にかか
る印字ヘッドは、上側および下側共通の基台を形成する
縦方向断面が略コ字条のフレーム部材２１と、フレーム
部材２１の垂直壁の上下方向中央から上半分の部分にお
いて垂直方向に対になって前方に突出して取り付けられ
た上側コア部材２２、２３と、これらの上側コア部材２
２、２３のフレーム部材２１への取付け端部においてこ
れらの上側コア部材２２、２３の間にサンドイッチ状に
挟まれた形で取り付けられた上側永久磁石２４と、上側
永久磁石２４の磁束を可変または打ち消すべく前記上側
コア部材２２、２３のそれぞれに巻装された電磁コイル
２５、２６と、フレーム部材２１の上下方向中央から下
半分の部分において垂直方向に対になって前方に突出し
て取り付けられ、且つ前記上側コア部材に対して水平方
向に半ピッチずれて千鳥状に配置された下側コア部材２
７、２８と、これらの下側コア部材２７、２８のフレー
ム部材２１への取付け端部においてこれらの下側コア部
材２７、２８の間にサンドイッチ状に挟まれた形で取り
付けられた下側永久磁石２９と、下側永久磁石２９の磁
束を可変または打ち消すべく前記下側コア部材２７、２
８のそれぞれに巻装された電磁コイル３０、３１と、フ
レーム部材２１の両端部に弾性変形可能に取り付けら
れ、且つフレーム部材２１の中央部分まで上下方向互い
に反対方向に延び、コイル電流の非導通／導通動作によ
って永久磁石２４、２９に対し吸着／反発運動を行なう
上側板ばね３２および下側板ばね３３と、各板ばね３
２、３３の先端部分にそれぞれ取り付けられたアーマチ
ュア３４、３５と、アーマチュア３４、３５に固定取り
付けされて印字用のハンマーを構成し前記板ばね３２、
３３の吸着／反発運動に伴って記録紙上に印字を行なう
記録素子としての印字ピン３６、３７と、前記上側コア
部材２２、２３および下側コア部材２７、２８に対して
付加的に設けられた疑似コア部材３８、３９、４０、４
１とを有して成る。

【００１１】この実施例において、基台を構成するフレ
ーム部材２１は、例えばアルミニウム等の非磁性材料か
ら成っている。この非磁性材料から成るフレーム部材２
１に固定されている上側コア部材２２、２３、上側永久
磁石２４、電磁コイル２５、２６はフレーム部材２１の
上半分の部分で上側磁気アッセンブリを構成する一方、
下側コア部材２７、２８、下側永久磁石２９電磁コイル
３０、３１はフレーム部材２１の下半分の部分で下側磁
気アッセンブリを構成する。また、前記上側永久磁石２
４と下側永久磁石２９とは、双方のＮ，Ｓ磁極が互いに
反対の配置関係になるように配設されている。すなわ
ち、この実施例では図１に示してあるように、上側永久
磁石２４は上にＮ極、下にＳ極が来るように配置されて
いる一方、下側永久磁石２９は上にＳ極、下にＮ極が来
るように配置されている。さらに、この実施例では、上
側コア部材２２、２３の対と下側コア部材２７、２８の
対とは、正面から見て水平方向に互いに水平方向に半ピ
ッチだけずれて千鳥状に配置されている。フレーム部材
２１の端部には、上側コア部材２２、２３と下側コア部
材２７、２８とが水平方向に半ピッチずれているため余
白スペース２１ａ，２１ｂができる。そして、余白スペ
ース２１ａには対になった疑似コア部材３８、３９が配
設され、余白スペース２１ｂには対になった疑似コア部
材４０、４１が配設される。これらの疑似コア部材３
８、３９、４０、４１は、前記上側および下側コア部材
２２、２３、２７、２８と同様の材料から成り、また同
様にフレーム部材２１の垂直壁から前方へ突出して設け
られる。上側コア部材３８、３９において、電磁コイル
２５、２６は少なくともいずれか一方が巻装されていれ
ばよく、また下側コア部材４０、４１において、電磁コ
イル３０、３１は少なくともいずれか一方が巻装されて
いればよい。これに対して、疑似コア部材３８、３９、
４０、４１には通常電磁コイルは巻装されておらず電磁
作用による永久磁石２４、２９の磁束の打ち消し動作は
行なわない。

【００１２】また、上側板ばね３２に取り付けられた印
字ピン３６と下側板ばねに取り付けられた印字ピン３７
とは、フレーム部材２１の上下方向ほぼ中央の位置で一
直線状に並んで配置されている。さらに、磁気アッセン
ブリ、板ばね３２、３３アーマチュア３４、３５および
印字ピン３６、３７のセットは、先に従来例について述
べたのと同様、１つの印字ヘッドについて複数セット設
けられており、このセット数分の印字ピン３６、３７の
先端がプラテン面に対向している。図２の例では上側４
列、下側５列のセットにより印字ヘッドが構成され、図
３の例では上側１２列、下側１２列のセットにより印字
ヘッドが構成されている。このため、フレーム部材２１
の余白スペース２１ａ，２１ｂは図２の例では上側両端
にでき、図３の例では上側および下側に互いに反対側位
置にできる。

【００１３】かかる構成を有する印字ヘッドについて以
下動作を説明する。電磁コイル２５、２６、３０、３１
に電流が導通されていないときは永久磁石２４、２９の
磁気作用によってアーマチュア３４、３５が吸引され、
図１に示すように、これらのアーマチュア３４、３５は
それぞれ上側および下側板ばね３２、３３の弾性力に対
抗して上側および下側コア部材２２、２３、２７、２８
に吸着する。このため、各板ばね３２、３３は図１に示
すように撓み変形し、それ自身の中に弾性エネルギーを
蓄える。

【００１４】このとき上側磁気アッセンブリにおいて
は、上側永久磁石２４の作用によって上側コア部材２
２、２３、とアーマチュア３４との間で図５中実線Ｍで
表したのとは反対向きの磁気回路が形成される。また、
下側磁気アッセンブリにおいては、下側永久磁石２９の
作用によって下側コア部材２７、２８、とアーマチュア
３５との間で図５中実線Ｍで表したのとは同じ向きの磁
気回路が形成される。そして、上側コア部材２３と下側
コア部材２７との間では互いに同極が対面し、反発し合
っていることになり、相互に相手側からの磁束の漏れを
防止しているため、上側および下側の磁気アッセンブリ
からは図５中点線ｍで示すような磁束の漏れは起こらな
い。このため、アーマチュア３４は上側コア部材２２、
２３に、またアーマチュア３５は下側コア部材２７、２
８に強力な吸引力で引き寄せられる。

【００１５】また、多数の対になった上側コア部材２
２、２３および下側コア部材２７、２８が並んで配置さ
れているフレーム部材２１の端部においても疑似コア部
材３８、３９、４０、４１が対になって設けられている
ため、この端部においても磁束の漏れが防止され完全な
る磁気回路が形成される。

【００１６】一方、印字ヘッドの動作中においては、電
磁コイル２５、２６、３０、３１に電流が断続的に流さ
れる。電磁コイル２５、２６、３０、３１に電流が流さ
れると、これらの電磁コイル２５、２６、３０、３１が
励磁され、永久磁石２４、２９による磁束を打ち消す。
これによって、板ばね３２、３３は自由となりそれ自身
の反発力でアーマチュア３４、３５をコア部材２２、２
３、２７、２８から離し、印字ピン３６、３７が記録紙
上に印字する。電磁コイル２５、２６、３０、３１への
電流が遮断されると、アーマチュア３４、３５は再び永
久磁石２４、２９の作用によってコア部材２２、２３、
２７、２８面に吸着される。

【００１７】なお前記実施例においては、上側板ばね３
２に取り付けられた印字ピン３６と下側板ばね３３に取
り付けられた印字ピン３７とは、フレーム部材２１の上
下方向ほぼ中央の位置で一直線状に並んで配置されてい
たが、このような構成に限定されるものではない。すな
わち、上側板ばね３２に取り付けられた印字ピン３６と
下側板ばね３３に取り付けられた印字ピン３７とは、フ
レーム部材２１の上下方向ほぼ中央の位置で、上下方向
に一定のピッチ間隔を置いて２列に並んで配置されてい
てもよく、このような構成にすると印字ピン３６、３７
の配置スペースに余裕ができて印字ヘッドの製作が行な
い易いというメリットが得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハンマー打撃方式による印字ヘッドの、フレーム部材の
上下方向中央から上半分および下半分に、それぞれ垂直
方向に対になり、且つ上側と下側で水平方向に互いに半
ピッチずれて配置されたコア部材と、各対のコア部材の
間に挟持された永久磁石と、コア部材のそれぞれに巻装
された電磁コイルとを配置し、前記上側永久磁石と下側
永久磁石との双方のＮ，Ｓ磁極を互いに反対の配置関係
になるように配設すると共に、上側コア部材と下側コア
部材とが水平方向に半ピッチずれてできた端部の余白ス
ペースに対になった疑似コア部材を配設したため、上側
および下側のコア部材の対の間では、境界部分において
同じ磁極が反発し合い磁束の漏れを防止する。またフレ
ーム部材の端部においては疑似フレーム部材が磁気回路
を形成して磁束の漏れを防止する。このため、高率の磁
気回路が形成され、永久磁石による磁気作用は完全にア
ーマチュアに及び強力な吸引力で引き付けるから、永久
磁石の磁力を強めなくても高速印字を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による印字ヘッドの、構成
を示す断面図

【図２】 前記実施例の印字ヘッドの磁気アッセンブリ
の配置状態を、９ピン配列の印字ヘッドについて表す正
面図

【図３】 前記実施例の印字ヘッドの磁気アッセンブリ
の配置状態を、２４ピン配列の印字ヘッドについて表す
正面図、

【図４】 従来の、印字ヘッドの構成例を示す断面図

【図５】 前記従来例において形成される磁気回路を示
す部分拡大断面図

【符号の説明】

２１ フレーム部材 ２２、２３ 上側コア部材 ２４ 上側永久磁石 ２５、２６、３０、３１ 電磁コイル ２７、２８ 下側コア部材 ２９ 下側永久磁石 ３２、３３ 板ばね ３４、３５ アーマチュア ３６、３７ 印字ピン ３８、３９、４０、４１ 疑似コア部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台となる縦方向断面が略コ字条のフレ
   ーム部材と、フレーム部材の上下方向中央から上半分の
   部分において垂直方向に対になって前方に突出して取り
   付けられた上側コア部材と、これらの上側コア部材のフ
   レーム部材への取付け端部においてこれらの上側コア部
   材の間に取り付けられた上側永久磁石と、上側永久磁石
   の磁束を可変すべく前記上側コア部材のうち少なくとも
   いずれか一方に巻装された電磁コイルと、フレーム部材
   の上下方向中央から下半分の部分において垂直方向に対
   になって前方に突出して取り付けられ、且つ前記上側コ
   ア部材に対して水平方向に半ピッチずれて千鳥状に配置
   された下側コア部材と、これらの下側コア部材のフレー
   ム部材への取付け端部においてこれらの下側コア部材の
   間に取り付けられた下側永久磁石と、下側永久磁石の磁
   束を可変すべく前記下側コア部材のうち少なくともいず
   れか一方に巻装された電磁コイルと、フレーム部材の両
   端部に弾性変形可能に取り付けられ、且つフレーム部材
   の中央部分まで上下方向互いに反対方向に延び、コイル
   電流の非導通／導通動作によって永久磁石に対し吸着／
   反発運動を行なう上側板ばねおよび下側板ばねと、板ば
   ねに取り付けられて印字用のハンマーを構成するアーマ
   チュアと、アーマチュアに取り付けられ前記板ばねの吸
   着／反発運動に伴って記録紙上に印字を行なう印字ピン
   とを有し、 前記上側永久磁石と下側永久磁石とは、双方のＮ，Ｓ磁
   極が互いに反対の配置関係になるように配設され、ま
   た、上側コア部材と下側コア部材とが水平方向に半ピッ
   チずれてできた端部の余白スペースに対になった疑似コ
   ア部材が配設されていることを特徴とする印字ヘッド。
2. 【請求項２】 上側板ばねに取り付けられた印字ピンと
   下側板ばねに取り付けられた印字ピンとは、フレーム部
   材の上下方向ほぼ中央の位置で一直線状に並んで配置さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の印字ヘッド。
3. 【請求項３】 上側板ばねに取り付けられた印字ピンと
   下側板ばねに取り付けられた印字ピンとは、フレーム部
   材の上下方向ほぼ中央位置において、上下方向に一定の
   ピッチ間隔を置いて２列に並んで配置されていることを
   特徴とする請求項１記載の印字ヘッド。