JPH0558291U - ワイヤドット印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーマチュアの磁気飽和を解消し、磁気抵抗
を少なくする。 【構成】 上ヨーク２３を、アーマチュア２４の長軸方
向に沿う左右両側に沿って、かつ間にスリット２８が形
成された非接触状態で先端がコイル組立体のコア２１の
横まで延ばして設けるとともに、スリット２８を、不動
点Ｐ付近が最小幅で、板バネ３の自由端側に向かうに従
って次第に広がるようにして形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シリアルプリンタ等におけるワイヤドット印字ヘッドに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

従来、印字ワイヤを駆動し、この印字ワイヤでインクリボンを介して印字媒体 をインパクトし、印字を行うインパクトプリンタは知られている。このインパク トプリンタは、印字媒体の自由度が高く、また比較的安価なことから、情報処理 システム等の出力装置をはじめ、多方面で用いられている。 また、このインパクトプリンタには、ワイヤドット印字型式から、プランジャ 型、バネチャージ型、クラッパ型等、色々の形式のものがある。 このうち、バネ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 イアス用の板バネによって揺動自在に支持してなるものであって、このアーマチ ュアを予め永久磁石の磁束で上記バイアス用板バネの弾性力に抗してコアに吸引 させておき、印字する際には上記コアに巻回されたコイルを励磁させ、上記永久 磁石と逆方向に磁束を発生させて消磁し、上記アーマチュアを開放させる構造と なっている。

【０００３】 図５は、従来におけるバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドの一例を示す 断面図である。 図５において、印字ヘッド１００は、ガイドノーズ１，ガイドホルダ１Ａ，上 ヨーク２，バイアス用の板バネ３，スペーサ４，中ヨーク５，永久磁石６，下ヨ ーク７，ベースフレーム８，絶縁板９，プリント基板１０，コイル組立体１１， キャップ１３，ドットワイヤ１４，アーマチュア１５，先端ワイヤガイド１６， 中間ワイヤガイド１７ａ，１７ｂ，クランプスプリング１８等で構成されている 。

【０００４】 このうち、コイル組立体１１は電磁石を構成しているもので、ボビン１９、励 磁用のコイル２０、棒状のコア２１、一対の端子２２とを一体的に有してユニッ ト化されている。さらに、このユニット化された状態でベースフレーム８に組み 込まれ、端子２２をプリント基板１０の裏面側にハンダ固定して実装される。な お、このコイル組立体１１はドットワイヤ１４に対応する毎に、その数だけ配設 される。

【０００５】 次に、この印字ヘッド１００の動作について説明する。 まず、この印字ヘッド１００では、コイル２０への電流のオン・オフによって ドットワイヤ１４を駆動するものであり、印字をしないときにはコイル２０への 電流を断ち（オフ）、印字する場合に電流を流す（オン）ようになっている。 すなわち、コイル２０への通電がなされていない非印字状態のとき、永久磁石 ６の磁束は、下ヨーク７，ベースフレーム８，コア２１，板バネ３，アーマチュ ア１５，上ヨーク２，スペーサ４，中ヨーク５を通って再び永久磁石６に戻るル ートで流れる。そして、このとき生ずる磁気吸引力で、アーマチュア１５が板バ ネ３を偏倚しながらコア２１に吸着され、ドットワイヤ１４の全体がガイドノー ズ１内側に引き込まれた状態にある。

【０００６】 これに対して、コイル２０に電流を流して励磁させると、永久磁石６の磁束と は逆の磁束がコイル２０に生じる。これによって永久磁石６の磁束が打消され、 コア２１に偏倚状態で吸着されていた板バネ３が開放される。すると、板バネ３ の弾性反力によって、アーマチュア１５がこの他端を中心として図示せぬプラテ ン側へ回転し、自由端に取り付けているドットワイヤ１４を瞬時に突出させる。 また、アーマチュア１５を一度開放した後は再びコイル２０への通電が断たれる 。すると、印字媒体をインパクトして戻ってきたドットワイヤ１４と共にアーマ チュア１５がコア２１側に吸着保持される。

【０００７】 したがって、この動作を複数のドットワイヤ１４毎に行わせるとドット構成の 文字やグラフィックパターンが表れ、また印字ヘッド１００のスペース方向に移 動させながら順次実行させると、ドット構成の文字やグラフィックパターンが印 字媒体上に印字される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したようなワイヤドット印字ヘッドにおいて、印字速度の高速 化を図るには、アーマチュア１５の質量を軽くする必要がある。そこで、アーマ チュア１５の質量を軽くするのに、このアーマチュア１５の厚さおよび幅を狭く すると、アーマチュア１５の一部が磁気的に飽和状態に至って磁気抵抗が増加し 、磁束が流れにくくなり、コア２１とアーマチュア１５の間の吸引力が低下し、 コイル２０による消磁の際には、より大きな電気エネルギーが必要となると言う 問題が発生する。

【０００９】 一般に、磁性材において、磁気抵抗Ｒは材料の種類と長さ、および断面積によ って決まるが、磁気的に飽和状態に至ると極端に増加する。図８は、磁化力をＨ ，磁束密度Ｂとした時の磁気抵抗Ｒの変化を示した特性図である。 すなわち、図８の特性図からは、磁束密度Ｂが値B1付近で高くなると、さらに 大きな磁化力Ｈをかけても磁束密度Ｂは増加しにくくなっているのが分かる。こ の状態は「磁気飽和」と呼ばれ、また上記値B1は材料によっても異なる。 そこで、アーマチュア１５の磁気飽和の対策としては、図６に示すように、上 ヨーク２に形成された切り欠き部２５内にアーマチュア１５を上ヨーク２と非接 触状態で設けるときに、アーマチュア１５の長軸方向に沿う左右両側に形成され る上ヨーク２との間の空隙（以下、これを「スリット１２」と言う。）の幅を狭 めて、アーマチュア１５から上ヨーク２へ磁束Φを流し易くするようにした構造 を取っている。図７は、このように形成された印字ヘッド１００において、アー マチュア１５から上ヨーク２に流れる磁束Φの流路を模式的に示したものである 。なお、図６および図７において符号Ｐで示される線は、アーマチュア１５の板 バネ３による一次振動の不動点、すなわち回転中心となる部分である。

【００１０】 本来、アーマチュア１５と上ヨーク２間のスリット１２の幅が「０」、すなわ ちスリット１２が無ければ磁束Φが通る断面積は十分あり、飽和しないが、スリ ット１２の幅が大きくなると、これに伴ってアーマチュア１５と上ヨーク２間の 磁気抵抗Ｒも大きくなり、同じ磁束量を流すにはさらに大きな磁化力Ｈが必要と なる。そこで、アーマチュア１５と上ヨーク２間のスリット１２の幅を狭めると 、少ない磁力で所定の磁束量を流すことが可能になるとともに、アーマチュア１ ５の長軸方向の磁束Φの流れも減少し、同時にアーマチュア１５の磁気飽和も低 減できるようになることは知られている。

【００１１】 ところで、従来の印字ヘッド１００においては、アーマチュア１５と上ヨーク ２間のスリット１２の幅は約0.1mm 程度で、全ての位置がこの幅で均一に形成さ れている。そして、複数のアーマチュア１５を板バネ３の所定位置にそれぞれ装 着した状態で、この板バネ３を上ヨーク２に装着する方法を取っている。 しかし、この組立方法では、アーマチュア１５と上ヨーク２間で位置決め精度 が出にくく、またスリット１２が均一であったので、仮に狭めすぎるとアーマチ ュア１５と上ヨーク２が接触し易くなり、動作に影響を与える恐れがあった。こ のため、この組立方法を用いた印字ヘッド１００では、スリット１２の幅は現状 の0.1mm 程度が限度であるとされている。さらに、位置決め治具のはめ合をきつ くし、精度を上げる方法も考えられるが、これは高度な製造技術を必要とし作業 性も悪くなる問題がある。

【００１２】 本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的はアーマチュア の磁気飽和を解消し、磁気抵抗を少なくすることのできる構造にしたワイヤドッ ト印字ヘッドを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案に係るワイヤドット印字ヘッドは、印字ワイヤ を有する複数のアーマチュアが固着された板バネを永久磁石の吸引で偏倚状態に 保持しておくとともに、電磁石を励磁させて前記永久磁石の吸引力を打ち消して 前記板バネを開放し、前記板バネの復帰力と前記板バネによる一次振動の不動点 を中心とした前記アーマチュアの回転とで前記印字ワイヤを突出させて印字を行 うものであって、前記アーマチュアの長軸方向に沿う左右両側に沿って、かつ間 にスリットが形成された非接触状態で先端が前記電磁石のコアの横まで延ばされ て設けられ、前記永久磁石の磁気回路を形成するヨークを備えるとともに、前記 スリットを、前記不動点付近が最小幅で、前記板バネの自由端側に向かうに従っ て次第に広がるようにして形成したものである。

【００１４】

【作用】

この構成によれば、ヨークが、アーマチュアの長軸方向に沿う左右両側に沿っ て、かつ間にスリットが形成された非接触状態で先端が電磁石のコアの横まで延 ばされて設けられているとともに、アーマチュアとヨーク間の上記スリットを、 不動点付近が最小幅で、板バネの自由端側に向かうに従って次第に広がるように して形成しているので、アーマチュアのコア上部における磁束をヨークに流し易 くなり、アーマチュアの磁気飽和を解消することができる。これによってスリッ ト部分の磁気抵抗も少なくなり、消磁効率も改善される。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 図２は本考案に係るワイヤドット印字ヘッドの一実施例を示すものである。ま た、図２において図５乃至図７図と同一符号を付したものは図５乃至図７と同一 のものを示している。

【００１６】 図２において、印字ヘッド５０は、バネチャージ型のワイヤドット印字ヘッド で、ガイドノーズ１，ガイドホルダ１Ａ，上ヨーク２３，バイアス用の板バネ３ ，スペーサ４，中ヨーク５，永久磁石６，下ヨーク７，ベースフレーム８，絶縁 板９，プリント基板１０，コイル組立体１１，キャップ１３，ドットワイヤ１４ ，アーマチュア２４，先端ワイヤガイド１６，中間ワイヤガイド１７ａ，１７ｂ ，クランプスプリング１８等で構成されている。

【００１７】 また、上記コイル組立体１１は電磁石を構成しているもので、ボビン１９、励 磁用のコイル２０、棒状のコア２１、一対の端子２２とを一体的に有してユニッ ト化されている。さらに、このユニット化された状態でベースフレーム８に組み 込まれ、端子２２をプリント基板１０の裏面側にハンダ固定して実装される。な お、このコイル組立体１１はドットワイヤ１４に対応する毎に、その数だけ配設 される。

【００１８】 図１は、図２に示した印字ヘッド５０の上ヨーク２３，アーマチュア２４，板 バネ３の配置構成を、装着台３０にセットした状態で示した組み立て途中でのも のである。 図１に示すように、アーマチュア２４は、上ヨーク２３に形成された切り欠き 部２７内に、このアーマチュア１５の長軸方向に沿う左右両側と上ヨーク２３と の間に空隙（以下、これを「スリット２８」と言う。）が形成された非接触状態 で位置決めされ、図１（および図４）に符号Ｐで示す線を板バネ３による一次振 動の不動点、すなわち回転中心として板バネ３上に取り付けられている。また、 アーマチュア２４は、自由端側の近傍点Ｑの部分まで切り欠き部２７内に配置さ れて、上ヨーク２３と対向し合う面が多くなるように設定されている。すなわち 、この近傍点Ｑと対応している上ヨーク２３は、コア２１の横まで延ばされ、こ のコイル２１の中心側端面２１ａと略対応していることになる。さらに、上ヨー ク２３と対向するアーマチュア２４の左右両側面２４ａは、それぞれ近傍点Ｑか ら不動点Ｐに進むに従って上ヨーク２３側に徐々に接近し、不動点Ｐの部分で最 大、逆に言えばスリット２８の幅が不動点Ｐの部分で最小となるようにして形成 されている。この実施例の構造では、近傍点Ｑの周辺におけるスリット幅を約0. 1mm 程度とし、不動点Ｐの部分ではこれよりも狭くなり、またアーマチュア２４ の短軸方向の幅は軽量化を図るために従来構造のものに比べて薄く形成している 。なお、不動点Ｐよりもセットピン２９側に位置する側面２４ａにはテーパーを 設けなくても差し支えなく、またスリット２８の幅も不動点Ｐから近傍点Ｑにか けてのスリット２８の幅より大きくても差し支えないものである。

【００１９】 そして、この上ヨーク２３に対してアーマチュア２４および板バネ３を組み立 てる場合は、まず装着台３０にアーマチュア２４の位置決め用治具３０ａ，３０ ｂをそれぞれセットする。 次いで、この装着台３０にセットピン２９を介して上ヨーク２３をセットし、 この後からアーマチュア２４を上ヨーク２３の切り欠き部２７内にはめ込み、ア ーマチュア２４の近傍点Ｑ側の端部を一対の位置決め用治具３０ａ，３０ａで挟 み、不動点Ｐ側の端部を位置決め用治具３０ｂにて位置決めさせる。 次に、板バネ３をセットピン２９を介してセットし、アーマチュア２４と板バ ネ３と上ヨーク２３とを固着すると、スプリングアッセンブリが組み立てられる 。なお、この実施例の構造におけるスプリングアッセンブリとしては、不動点Ｐ と、ドットワイヤ１４に印字時の衝撃力が加わったときのアーマチュア２４の瞬 間回転中心が一致しているタイプのものを適用するのが好ましい。これは、万一 、アーマチュア２４の動作中にアーマチュア２４と上ヨーク２３とが接触した場 合、この接触がアーマチュア２４の移動が少ない部分ならばアーマチュア２４の 動作に対する影響が少ないためである。

【００２０】 次に、この印字ヘッド５０の動作について説明する。 まず、この印字ヘッド５０では、コイル２０への電流のオン・オフによってド ットワイヤ１４を駆動するものであり、印字をしないときにはコイル２０への電 流を断ち（オフ）、印字する場合に電流を流す（オン）ようになっている。 すなわち、コイル２０への通電がなされていない非印字状態のとき、永久磁石 ６の磁束は、下ヨーク７，ベースフレーム８，コア２１，板バネ３，アーマチュ ア２４，上ヨーク２３，スペーサ４，中ヨーク５を通って再び永久磁石６に戻る ルートで流れる。そして、このとき生ずる磁気吸引力で、アーマチュア２４は図 ３中に点線で示すように板バネ３を偏倚しながらコア２１に吸着され、ドットワ イヤ１４の全体がガイドノーズ１内側に引き込まれた状態にある。

【００２１】 これに対して、コイル２０に電流を流して励磁させると、永久磁石６の磁束と は逆の磁束がコイル２０に生じる。これによって永久磁石６の磁束が打消され、 コア２１に偏倚状態で吸着されていた板バネ３が開放される。すると、板バネ３ の弾性反力によって、アーマチュア２４がこの他端を中心として図示せぬプラテ ン側へ図３中に実線で示すように、不動点Ｐを中心にして回転し、自由端に取り 付けているドットワイヤ１４を瞬時に突出させる。このときのドットワイヤ１４ の移動は、先端ワイヤガイド１６，中間ワイヤガイド１７ａ，１７ｂによってガ イドされる。そして、この突出したドットワイヤ１４で図示せぬ印字リボンを介 して同じく図示せぬ印字媒体をインパクトさせて印字が行われる。また、アーマ チュア２４を一度開放した後は再びコイル２０への通電が断たれる。すると、印 字媒体をインパクトして戻ってきたドットワイヤ１４と共にアーマチュア２４が コア２１側に吸着保持される。

【００２２】 よって、この動作を複数のドットワイヤ１４毎に行わせるとドット構成の文字 やグラフィックパターンが表れ、また印字ヘッド５０のスペース方向に移動させ ながら順次実行させると、ドット構成の文字やグラフィックパターンが印字媒体 上に印字される。

【００２３】 そして、この実施例によるワイヤドット印字ヘッド５０によれば、アーマチュ ア２４の長軸方向に沿う左右両側に沿って、かつ間にスリット２８を設けて非接 触状態で先端が電磁石としてのコイル組立体１１におけるコア２１の中心側端面 ２１ａと略対応している横の部分まで延ばされて設けられ、永久磁石６の磁気回 路を形成する上ヨーク２３を備え、また上ヨーク２３と対向するアーマチュア２ ４の側面２４ａを、近傍点Ｑから不動点Ｐに進むに従って上ヨーク２３側に徐々 に接近し不動点Ｐの部分で最大となるように、すなわちスリット２８の幅が不動 点Ｐの部分で最小となるようにして形成しているので、アーマチュア２４と上ヨ ーク２３間のスリット２８の幅が狭まって磁気抵抗が下がる。加えて、上ヨーク ２３がコア２１の中心側端面２１ａまで延ばした状態に形成しているので、この 構造のワイヤドット印字ヘッド５０では図４に示すように磁束Φが流れ、図７に 示した従来の磁束Φの流れに対して、アーマチュア２４の長軸方向を流れる磁束 Φの密度Ｂが減少し、アーマチュア２４での磁気飽和が解消される。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案に係るワイヤドット印字ヘッドによれば、ヨーク が、アーマチュアの長軸方向に沿う左右両側に沿って、かつ間にスリットが形成 された非接触状態で先端が電磁石のコアの横まで延ばされて設けられているとと もに、アーマチュアとヨーク間の上記スリットを、不動点付近が最小幅で、板バ ネの自由端側に向かうに従って次第に広がるようにして形成しているので、アー マチュアのコア上部における磁束をヨークに流し易くなり、アーマチュアの磁気 飽和を解消することができる。これによってスリット部分の磁気抵抗も少なくな り、消磁効率も改善される効果等が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るワイヤドット印字ヘッドの上ヨー
クとアーマチュアと板バネの配置構成を、装着台にセッ
トした組立途中の状態で示した図である。

【図２】本考案に係るワイヤドット印字ヘッドの一実施
例を示す断面図である。

【図３】アーマチュアの板バネに対する一次振動の動作
を説明するための図である。

【図４】アーマチュアからヨークへ向かう磁束の流れを
示す模式図である。

【図５】従来のワイヤドット印字ヘッドの一例を示す断
面図である。

【図６】図５に示した同上ワイヤドット印字ヘッドの上
ヨークとアーマチュアと板バネの配置構成を示した図で
ある。

【図７】図５に示した同上ワイヤドット印字ヘッドにお
いてアーマチュアからヨークへ向かう磁束の流れを示す
模式図である。

【図８】磁束密度と磁化力との関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

３ 板バネ ６ 永久磁石 １１ コイル組立体（電磁石） １４ ドットワイヤ（印字ワイヤ） ２１ コア ２３ 上ヨーク ２４ アーマチュア ２８ スリット ５０ 印字ヘッド Ｐ 不動点（回転中心）

フロントページの続き (72)考案者 石川 匡幸 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ワイヤを有する複数のアーマチュア
   が固着された板バネを永久磁石の吸引で偏倚状態に保持
   しておくとともに、電磁石を励磁させて前記永久磁石の
   吸引力を打ち消して前記板バネを開放し、前記板バネの
   復帰力と前記板バネによる一次振動の不動点を中心とし
   た前記アーマチュアの回転とで前記印字ワイヤを突出さ
   せて印字を行うワイヤドット印字ヘッドにおいて、 前記アーマチュアの長軸方向に沿う左右両側に沿って、
   かつ間にスリットが形成された非接触状態で先端が前記
   電磁石のコアの横まで延ばされて設けられ、前記永久磁
   石の磁気回路を形成するヨークを備えるとともに、 前記スリットを、前記不動点付近が最小幅で、前記板バ
   ネの自由端側に向かうに従って次第に広がるようにして
   形成したことを特徴とするワイヤドット印字ヘッド。