JPH068479A

JPH068479A - ワイヤドットプリンタの印字ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH068479A
Application number: JP8955493A
Authority: JP
Inventors: Takao Doon; 隆夫道音; Minoru Osawa; 実大澤; Toshihiro Endo; 敏宏遠藤
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】製造コストを低減し、かつアーマチュアとコ
アとの吸着面の耐磨耗性及び強度を向上させたワイヤド
ットプリンタの印字ヘッドを提供する。【構成】コア１２とアーマチュアとの当接面に超硬質
な超硬チップ１１をロウ付けにより固定した。超硬チッ
プ１１はロウ付けによってコア１２とアーマチュアとの
当接面に容易に固定することができ、超硬チップ１１は
ほとんど磨耗することはなく、初期印字品位を長期間維
持でき、従来の超硬膜に比べて耐磨耗性及び強度の点で
優れている。また、超硬チップ１１の厚み管理は容易で
あり、形成後に高精度の研磨加工を行う必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字針が配設されたア
ーマチュアと、そのアーマチュアを吸着するコアを有す
るインパクト型のワイヤドットプリンタの印字ヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インパクト型のワイヤドットプ
リンタの印字ヘッドでは、図６に示すように、アーマチ
ュアと付勢バネとの双方の作用をもつ片持ち支持された
板バネ６１が設けられ、その板バネ６１の自由端の前面
に、印字ホルダ６２と印字針３６とが固定されている。
また、その板バネ６１の背面側には、コイル６４が巻回
されたコア６５が、印字針ホルダ６２に対応して配設さ
れている。

【０００３】この構成において、コア６５のコイル６４
への通電をオン、オフすると、コア６５とアーマチュア
としての板バネ６１との間の吸引力と、付勢バネとして
の板バネ６１との復元力とによって、板バネ６１の自由
端はコア６５に対して吸着、離反する。この板バネ６１
の吸着、離反の往復動作を利用して印字針３６でドット
印字を行う。

【０００４】この種の印字ヘッドでは、板バネ６１の被
吸着面６１ａが、吸着時にコア６５の吸着面６５ａに高
速で衝突することから、被吸着面６１ａ、吸着面６５ａ
は著しく磨耗する。そこで、この問題点を解消するため
に、板バネの被吸着面と、コアの吸着面に溶射によって
非磁性体のタングステンカーバイトから成る超硬膜６
６、６７を形成し、これによって、板バネ６１とコア６
５との間の吸引力の制御を行う（磁気キラーとしての役
割）と同時に、吸着面の耐磨耗性を向上させる印字ヘッ
ドが既に提案されている（特開昭５９−９８８６７号公
報参照）。

【０００５】以下に、特開昭５９−９８８６７号公報に
記載されている印字ヘッドについて、図７を用いてい詳
しく説明する。

【０００６】この印字ヘッドは、非磁性材よりなるフレ
ーム７９を有しており、フレーム７９には板バネ支持部
７０が固定されており、この板バネ支持部７０には、ス
ペーサ７１を介して板バネ６１の一端が片持ち支持され
ている。そして、板バネ６１の自由端の前面には、磁性
材を円柱状に形成したアーマチュア７２が加締められて
おり、このアーマチュア７２には、印字針３６が保持さ
れた印字ホルダ６２が固定されている。

【０００７】また、フレーム７９には、硅素鉄により形
成された円柱状のコア６５を有する第１ヨーク７４が固
定されており、コア６５の先端面は、板バネ６１の背面
に僅少間隔をもってアーマチュア７２と対向するように
配置されている。そして、コア６５にはコイル６４が巻
回されており、このコイル６４は電気回路（図示せず）
に結線されている。

【０００８】更に、第１ヨーク７４には、磁石取り付け
板７５と、永久磁石７６と、第２ヨーク７７とが重ねら
れて一体に接着固定されている。

【０００９】そして、前記板バネ６１及びコア６５の吸
着面には、それぞれ超硬膜６６、６７が形成されてお
り、超硬膜６６、６７は、例えば、板バネ６１及びコア
６５の吸着面にそれぞれ表面活性化を施し、その上に超
硬を爆発溶射法により膜厚約５０μｍ溶射し、その後に
超硬表面を研磨して約１０〜４０μｍの膜厚としてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶射法
によって形成されたタングステンカーバイト等から成る
超硬膜６６、６７は、溶射する超硬粒の粒径が５〜１０
μｍと大きく、密度が低いので、超硬膜とした場合、超
硬粒子どうしの結合力が弱く、板バネ６１とコア６５と
の多回数の衝突によって容易に破壊するため、印字品質
の劣化が早く、また、膜質のばらつきが大きいため印字
ヘッドの性能がばらつき製品としての信頼性に欠けると
いう問題があった。

【００１１】また、印字の高速化・高密度化に伴い、印
字ヘッドの各板バネ６１およびコア６５は、より多くの
印字を行い得る耐久性が要求されるが、上述した従来の
超硬膜６６、６７では対応できなかった。

【００１２】さらに、溶射法においては、溶射時にコア
６５以外の部分をマスクしなければならず、また、超硬
膜６６、６７形成後、その膜厚を磁気キラーとしておよ
び耐磨耗性を得るために望ましい膜厚にするためには、
高精度の研磨加工が必要であり、製造工程が多かった。
同時に、溶射のための大掛かりな装置が必要であり、印
字ヘッドの製造コストは非常に高いものとなっていた。

【００１３】このように、板バネ６１とコア６５との被
吸着面６１ａ、および吸着面５６ａに、溶射法によって
超硬膜６６、６７を形成していた従来のワイヤドットプ
リンタの印字ヘッドでは、吸着面６１ａ、６５ａの十分
な耐磨耗性及び強度が得られないうえに製造コストが高
いという問題点があった。

【００１４】本発明は、これらの課題を解消するために
なされたもので、アーマチュアとコアとの吸着面の耐磨
耗性及び強度を向上させ、かつ、製造コストを低減した
ワイヤドットプリンタの印字ヘッドを提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るワイヤドットプリンタの印字ヘッド
は、以下のような特徴を有する。

【００１６】（１）コイルが巻回されたコアと、付勢バ
ネにより付勢されかつコイルへの通電をオン、オフする
ことによりコアに吸着、離反するアーマチュアと、アー
マチュアに配設されかつアーマチュアの揺動にともない
進退する印字針とを備えたワイヤドットプリンタの印字
ヘッドにおいて、前記コアと前記アーマチュアとのそれ
ぞれの当接面のうち、少なくとも前記コアの当接面には
超硬チップが固定されることを特徴とする。

【００１７】（２）超硬チップがロウ材により固定され
ることを特徴とする。

【００１８】（３）コイルが巻回されたコアと、付勢バ
ネにより付勢されかつコイルへの通電をオン、オフする
ことによりコアに吸着、離反するアーマチュアと、アー
マチュアに配設されかつアーマチュアの揺動にともない
進退する印字針とを備えたワイヤドットプリンタの印字
ヘッドの製造方法において、前記コアと前記アーマチュ
アとのそれぞれの当接面のうち、少なくとも前記コアの
当接面には、全面にメッキ処理が施された超硬チップ
が、メッキ材をロウ材としてロウ付けすることにより固
定されることを特徴とする。

【００１９】（４）少なくとも、超硬棒材を超硬片に切
断する工程と、前記超硬片を所望の厚さに研磨する工程
と、前記研磨後、研磨された前記超硬片の全面にメッキ
処理を施す工程により前記超硬チップを形成する工程を
有することを特徴とする。

【００２０】（５）メッキは、無電解ニッケルメッキで
あることを特徴とする。

【００２１】（６）コアに筒状ホルダを装着する工程
と、前記筒状ホルダをガイドとして前記コアのアーマチ
ュアとの当接面に超硬チップをのせてロウ付けする工程
とを有することを特徴とする。

【００２２】（７）ロウ付けは、２１ｃｍ／ｍｉｎの速
度で９９０℃の温度で行なわれることを特徴とする。

【００２３】（８）ロウ材によってコアに固定された超
硬チップの厚みは、コア表面から４０μｍ以上７５μｍ
以下であることを特徴とする。

【００２４】（９）メッキ処理によって超硬チップの全
面に形成されたメッキ材厚みは、前記超硬チップ表面か
ら約１０μｍであることを特徴とする。

【００２５】（１０）超硬チップは、超硬粒子径が１μ
ｍ以下の超微粒超硬材からなることを特徴とする。

【００２６】

【作用】本発明に基づくワイヤドットプリンタの印字ヘ
ッドによれば、コアの当接面に固定される超硬チップは
ほとんど磨耗しないので、従来の超硬膜に比べて耐磨耗
性及び強度の点で優れ、初期印字品位を長期間維持でき
る。

【００２７】また、別工程によって形成され、対磨耗性
に優れた超硬チップをロウ付けするだけで、コアあるい
はアーマチュアの当接面に超硬チップを固定することが
でき、しかも超硬チップの厚みはあらかじめ一定に形成
されているため、その厚み管理は容易であり、形成後に
研磨加工を行う必要がない。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。

【００２９】図１は、本発明の実施例に係るワイヤドッ
トプリンタの印字ヘッドのコア部分を示す概略構成図で
ある。図中１３で示すものは、コア１２を固定するシェ
ルである。図１に示すように、本発明に係る印字ヘッド
では、コア１２のアーマチュア（図示せず）との当接面
に、薄い板状に形成された超硬チップ１１をロウ付けに
より固定している。

【００３０】この実施例では、超硬チップ１１として新
しい超硬（超硬Ａとする）を使用した。超硬Ａは図２に
示すように、従来の超硬質材料（例えばＫ２０）に比較
してＷＣ（タングステンカーバイト）の粒子がファイン
マイクログレンで１μｍ以下であり、硬度は同じぐらい
であるが、抗析力は大きく（２３０ｋｇ／ｍｍ²）なっ
ており、欠損しにくく、じん性が高い。しかし、他の超
硬であっても粒子がファインマイクログレンで１μｍ以
下であれば、その耐久性の差はわずかであり本質的な効
果は変わらず、他の超硬を超硬チップ１１として用いて
も良い。

【００３１】超硬チップ１１は、厚みが３５μｍ以下に
なると超硬チップ１１として必要な強度が得られず、ま
た、６０μｍ以上であると、超硬チップ１１がコア１２
の磁界吸引力を必要以上に消去してしまうので、印字ヘ
ッドのとしての特性が劣化してしまうため、その厚みを
３５〜６０μｍの範囲で形成する。

【００３２】次に、本発明に係るワイヤドットプリンタ
の印字ヘッドの製造工程について説明する。

【００３３】まず、超硬チップ１１を印字ヘッドの製造
工程とは別工程で以下のように形成する。

【００３４】焼結法等により形成された直径約４ｍｍ、
長さ約１５０ｍｍの棒状超硬ブランクを、ダイヤモンド
カッターによってスライスし、厚さ約０．２５〜０．３
ｍｍの超硬片を作成する。

【００３５】このスライスした超硬片の片面をラッピン
グ（元の形状を保ちながら高精度に研磨する方法）し、
その厚さを４０μｍとして超硬チップ１１とする。な
お、厚さはラッピングによって自由に制御できる。

【００３６】さらに、４０μｍの厚さの超硬チップ１１
の全面に約１０μｍの厚さに無電解ニッケルメッキを施
す。

【００３７】こうして形成された超硬チップ１１を用い
て印字ヘッドを以下のごとく形成する。

【００３８】まず、コア固定シェル１３に固定されたコ
ア１２の表面及びコア固定シェル１３の表面を同時に研
磨する（第１研磨工程）。第１研磨工程終了後、バリ取
りを行う。次に、図４（ａ）に示したようにコア１２に
セラミック等からなる筒状ホルダ４１を装着し、図５に
示したチップ搭載ステーション５１において、コア１２
のアーマチュアとの当接面に、筒状ホルダ４１をガイド
として、無電解ニッケルメッキが施された超硬チップ１
１を置く。必要に応じて、超硬チップ１１の上に重り４
２を乗せても良い。

【００３９】この状態でコア固定シェル１３を、チップ
搭載ステーション５１からコンベア５２によって連続炉
５３に運び、９９０℃、２１ｃｍ／ｍｉｎの条件でニッ
ケル層をロウ材としてロウ付けし、コア１２に超硬チッ
プ１１を固着する。

【００４０】このロウ付け処理によって、主に超硬チッ
プ１１のアーマチュア３０との当接面側のロウ材が流出
するため、ロウ材を含めた超硬チップ１１の厚さは、ロ
ウ付け終了時には約４０μｍ〜７０μｍとなっている。

【００４１】また、図４（ｂ）に示すように、超硬チッ
プ１１の上からコア１２にキャップ状のホルダ４３を被
せて同様に連続炉５３にてロウ付けしても良い。

【００４２】なお、ロウ材としては、ニッケルに限るも
のではなく、比較的低融点の材質であれば良い。

【００４３】以上述べたように、溶射によって超硬膜を
形成していた従来の印字ヘッド形成工程では、上述の第
１研磨工程のほかに、超硬膜の研磨工程が必要であり、
また、溶射時には、コア以外の部分にマスクをしなけれ
ばならなかった。これに対し、本実施例においては、超
硬チップ１１は印字ヘッドとは別工程で形成するので、
印字ヘッドの製造工程における研磨は、第１研磨工程の
みで良く、また、マスキング工程が不要である。さら
に、超硬チップ１１の厚さは、ラッピングによって制御
すれば良く、従来のように超硬膜の研磨後に、コア表面
上の超硬膜の膜厚を測定するという精度の高い作業が要
求される工程が不要となる。

【００４４】次に、本実施例に係る印字ヘッドの具体的
構成を図３により説明する。

【００４５】図３においては、アーマチュア３０が設け
られており、このアーマチュア３０が支持ネジ３４を支
点として、板バネ３１により図面上反時計回りに付勢さ
れている。更に、アーマチュア３０はその略々中央部を
支持ネジ３４にて揺動自在に支持されており、一端に印
字針３６が設けられ、かつ他端に電磁アクチュエータの
コア１２に対向するようにプランジャ３３が設けられて
いる。なお、コア１２と、プランジャ３３のそれぞれの
対向面には、前述のごとき超硬チップ１１が固定されて
いる。

【００４６】図３の構成において、コイル３２に通電が
されないときには、板バネ３１の付勢によって、印字ホ
ルダ３５を保持するアーマチェアベース３０ａが、スト
ッパネジ３７ｂの先端に固定されたゴムなどからなるス
トッパ３７ａに圧接され、印字ヘッドは、印字待機状態
になる。

【００４７】次に、コイル３２が通電されてコア１２が
励磁されると、プランジャ３０が吸引され、アーマチュ
ア３０が支持ネジ３４を支点として板バネ３１の付勢力
により図面上を時計回りに回転する。この回転により印
字針３６が図示しないインクリボン及び印字紙を押圧
し、印字が行われる。

【００４８】コイル３２への通電をやめると、コア１２
の磁界が消滅し、コア１２とプランジャ３３との間の吸
引力が消滅し、板バネ３１の復元力により、アーマチュ
ア３０が支持ネジ３４を支点として図面上を反時計回り
に回転し、アーマチェアベース３０ａが、ストッパ３７
ａに圧接されることによりその回転が停止し、再び、印
字待機状態となる。

【００４９】なお、従来例として図６に示したように、
印字針ホルダ６２が直接板バネ６１に固定され、板バネ
６１の背面側にコア６５が配設され、板バネ６１の対応
する前面には印字ホルダ６２に保持された印字針３６を
有する機構であっても良い。ここで、超硬チップ１１
は、従来の超硬膜６６、６７と同様に磁気キラーとして
の役割、即ち、コイル３２への通電の終了時に、コア１
２とプランジャ３３との間の吸引力を短時間で消滅さ
せ、印字を終了させる役割も果たしている。

【００５０】また、図３におけるストッパベース３８
は、ストッパネジ３７ｂを固定すると同時に、板バネ３
１を保持し、さらに、アーマチュア３０とコア１２との
距離を一定に保つためのスペーサーとしての役割を果た
している。

【００５１】以上述べた本発明の実施例においても、プ
ランジャ３３の吸着時に、プランジャ３３の吸着面とコ
ア１２の吸着面とが高速に衝突することから、双方の吸
着面は著しく磨耗する。そして、プランジャ３３の吸着
面とコアの吸着面とに超硬チップ１１をロウ付けするこ
とにより、本発明の実施例においても耐磨耗性を向上す
ることが可能となる。

【００５２】更に、本発明は、インパクト型ドットプリ
ンタ一般に採用が可能である。すなわち、シリアル型、
ライン型に採用することができる。また、上述した２種
類の吸着型の電磁アクチュエータに限らず、図７に示し
たような印字待機状態では永久磁石によりアーマチュア
を吸着し、印字時にコイルにより永久磁石と逆の磁界を
発生させてアーマチュアを離反させて、アーマチュアを
揺動させる蓄勢型の電磁アクチュエータにも採用可能で
ある。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るワイ
ヤドットプリンタの印字ヘッドによれば、コアとアーマ
チュアとの当接面に固定した超硬チップはほとんど磨耗
することがないので、初期印字品位を長期間維持でき、
従来の超硬膜に比べて耐磨耗性及び強度を向上すること
ができる。

【００５４】また、超硬チップの厚み管理が容易であ
り、従来のように超硬膜形成後の高精度の研磨加工工程
や、マスキング工程、膜厚測定工程等が不要になるた
め、製造工程及び治具を簡略化して、超硬膜を溶射する
ことに比べて大幅なコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るワイヤドットプリンタの
印字ヘッドの要部を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る超硬チップに用いた超硬Ａの各種
の特性を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る印字ヘッドの構成の一部
を示す断面図である。

【図４】本発明のロウ付け用の治具を示す図である。

【図５】本発明のロウ付け工程を示す図である。

【図６】従来のワイヤドットプリンタの印字ヘッドの要
部を示す概略構成図である。

【図７】従来のワイヤドットプリンタの印字ヘッドの要
部を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１板バネ１２コア１３コア固定シェル３０アーマチュア３０ａアーマチェアベース３１板バネ３２コイル３３プランジャ３４支持ネジ３５印字ホルダ３６印字針３７ａストッパ３７ｂストッパネジ３８ストッパベース３９本体ベース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルが巻回されたコアと、付勢バネにより付勢されかつコイルへの通電をオン、オ
フすることによりコアに吸着、離反するアーマチュア
と、アーマチュアに配設されかつアーマチュアの揺動にとも
ない進退する印字針とを備えたワイヤドットプリンタの
印字ヘッドにおいて、前記コアと前記アーマチュアとのそれぞれの当接面のう
ち、少なくとも前記コアの当接面には超硬チップが固定
されることを特徴とするワイヤドットプリンタの印字ヘ
ッド。
【請求項２】前記超硬チップがロウ材により固定され
ることを特徴とする請求項１記載のワイヤドットプリン
タの印字ヘッド。
【請求項３】コイルが巻回されたコアと、付勢バネにより付勢されかつコイルへの通電をオン、オ
フすることによりコアに吸着、離反するアーマチュア
と、アーマチュアに配設されかつアーマチュアの揺動にとも
ない進退する印字針とを備えたワイヤドットプリンタの
印字ヘッドの製造方法において、前記コアと前記アーマチュアとのそれぞれの当接面のう
ち、少なくとも前記コアの当接面には、全面にメッキ処
理が施された超硬チップが、メッキ材をロウ材としてロ
ウ付けすることにより固定されることを特徴とするワイ
ヤドットプリンタの印字ヘッドの製造方法。
【請求項４】少なくとも、超硬棒材を超硬片に切断す
る工程と、前記超硬片を所望の厚さに研磨する工程と、
前記研磨後、研磨された前記超硬片の全面にメッキ処理
を施す工程とにより前記超硬チップを形成する工程を有
することを特徴とする請求項３記載のワイヤドットプリ
ンタの印字ヘッドの製造方法。
【請求項５】前記ロウ材はニッケルであることを特徴
とする請求項２記載のワイヤドットプリンタの印字ヘッ
ド。
【請求項６】メッキは、無電解ニッケルメッキである
ことを特徴とする請求項３記載のワイヤドットプリンタ
の印字ヘッドの製造方法。
【請求項７】コアに筒状ホルダを装着する工程と、前
記筒状ホルダをガイドとして前記コアの前記アーマチュ
アとの当接面に前記超硬チップをのせてロウ付けする工
程とを有することを特徴とする請求項３記載のワイヤド
ットプリンタの印字ヘッドの製造方法。
【請求項８】コアに筒状ホルダを装着する工程と、前
記筒状ホルダをガイドとして前記コアのアーマチュアと
の当接面に超硬チップをのせてロウ付けする工程とを有
することを特徴とする請求項６記載のワイヤドットプリ
ンタの印字ヘッドの製造方法。
【請求項９】ロウ付けは、２１ｃｍ／ｍｉｎの速度で
９９０℃の温度で行なわれることを特徴とする請求項６
記載のワイヤドットプリンタの印字ヘッドの製造方法。
【請求項１０】ロウ付けは、２１ｃｍ／ｍｉｎの速度
で９９０℃の温度で行なわれることを特徴とする請求項
８記載のワイヤドットプリンタの印字ヘッドの製造方
法。
【請求項１１】コアに固定された超硬チップの厚み
は、コア表面から３５μｍ以上６０μｍ以下であること
を特徴とする請求項１記載のワイヤドットプリンタの印
字ヘッド。
【請求項１２】ロウ材によってコアに固定された超硬
チップの厚みは、コア表面から４０μｍ以上７５μｍ以
下であることを特徴とする請求項２記載のワイヤドット
プリンタの印字ヘッド。
【請求項１３】超硬チップは、超硬粒子径が１μｍ以
下の超硬材からなることを特徴とする請求項１記載のワ
イヤドットプリンタの印字ヘッド。
【請求項１４】超硬チップは、超硬粒子径が１μｍ以
下の超硬材からなることを特徴とする請求項３記載のワ
イヤドットプリンタの印字ヘッド。
【請求項１５】超硬チップは、超硬粒子径が１μｍ以
下の超硬材からなることを特徴とする請求項４記載のワ
イヤドットプリンタの印字ヘッドの製造方法。