JPH0924628A

JPH0924628A - 印字ヘッド

Info

Publication number: JPH0924628A
Application number: JP17704495A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Aoyanagi; 正久青柳; Junichi Matsuno; 順一松野; Tetsuji Shimojo; 哲司下條; Masatsugu Shioyama; 雅嗣塩山; Atsushi Ono; 敦大野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】外形小型化、重量の削減及び低価格化を実現
できるインパクト方式のプリンタに用いられるキャンセ
ル励磁型の印字ヘッドを提供する。【構成】磁化されたアマーチャ２を弾性部材３の撓み
力に抗して磁化されたコアポール１１が吸引し、励磁コ
イル１３の磁力線でコアポール１１とアーマチュア２と
の間の吸引力をキャンセルして、弾性部材３の撓み力の
開放により、アーマチュア２に取付けられたドットワイ
ヤ１により印字を行う印字ヘッドにおいて、ヨーク７と
コアポール１１とを磁気的に接続する磁気分路１４を設
けたことを特徴とする。【効果】容易に組立て製造できる印字ヘッドである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インパクト方式のプリ
ンタに用いられる印字ヘッドに係り、特に、永久磁石の
磁力線をインパクトエネルギーとし、その永久磁石の磁
力線を打ち消す電磁石を備えるキャンセル励磁型の印字
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような従来のキャンセル励磁型の印
字ヘッドには、永久磁石の磁力線による吸引力でインパ
クト部材における弾性部材を撓め、電磁石の磁力線によ
って永久磁石の磁力線を打ち消すことにより、その弾性
部材に蓄えた歪エネルギーをインパクト部材の印字エネ
ルギーとするものがある。

【０００３】すなわち、従来のキャンセル励磁型の印字
ヘッドは、永久磁石の吸引力により板バネを撓ませて、
この板バネに歪エネルギーを蓄え、電磁石の磁束により
永久磁石の吸引力を打ち消すことで、板バネの歪エネル
ギーを印字動作力として作用させるものである。

【０００４】また、従来のインパクト方式のプリンタに
用いられる印字ヘッドには、電磁石の吸引力で弾性部材
たとえば板バネを撓ませて、この板バネに歪エネルギー
を蓄え、電磁石の吸引力の解消により、板バネの歪エネ
ルギーを印字動作力として作用させる電磁石駆動型のも
のもある。

【０００５】そして、キャンセル励磁型の印字ヘッド
は、電磁石駆動型のものにくらべて待機時の発熱がない
こと、高速応答性が良いこと、あるいは小型の永久磁石
でも大きな吸引力が確保できること等の利点を有するの
で、近年多用化されている。

【０００６】従来のこの種のキャンセル励磁型印字ヘッ
ドとしては、特開平５−４３５３号公報及び、特開平５
−１８５６１２号公報に記載のように、永久磁石からコ
アポール、アーマチュア、バネ部材を通って永久磁石に
戻る磁気回路から構成された印字ヘッドと、上記磁気回
路の中間にサブポールを設け、バイパス磁気分路を追加
した印字ヘッド等がある。

【０００７】これらの従来の印字ヘッドは、いずれもコ
アポールの側面に設けられた電磁石コイルへの通電に伴
い、コアポール内に流れる永久磁石による磁束がキャン
セルされる。この結果、板バネの歪エネルギーにより、
アーマチュア及び板バネがコアポール及びサブポールか
ら離間して、アーマチュアに備えられたワイヤがインク
リボン及び記録紙を打刻することにより印字が行われ
る。その後、電磁石コイルへの通電停止に伴い、アーマ
チュア及び板バネが再びコアポール及びサブポールに吸
着されて待機状態となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来の印字ヘッドでは、高速応答性の観点からサブポール
によるバイパス磁気分路を設けているが、従来のサブポ
ールによるバイパス磁気分路方式では小型化及び低価格
化に難点があった。

【０００９】すなわち、上述の従来の印字ヘッドでは、
コアポールと対のサブポールを設けることが必要であ
り、サブポールの設置により印字ヘッドが径方向に大き
くなってしまい、この結果、印字ヘッドの質量が増加し
て印字ヘッド駆動に要する動力源を大きくする必要があ
ること、印字ヘッドを用いたプリンタそのものも大型化
してしまうこと、さらに、構成が複雑なため、組立て工
数の面等から、低価格化が難しいこと等の問題があっ
た。

【００１０】そこで、本発明は、外形小型化、重量の削
減及び低価格化を実現できるインパクト方式のプリンタ
に用いられるキャンセル励磁型の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、
リング状に配置されて軸方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石の磁極方向の両端側にそれぞれ設けられた
リング状のヨーク及びコアと、前記コアと磁気的に接続
されたコアポールと、前記ヨークに弾性部材を介して取
り付けられたアーマチュアと、前記アーマチュアの端部
に取り付けられたワイヤと、前記コアポールの周面に装
着された励磁コイルとを備えており、前記コアポール
は、前記永久磁石の一方の磁極で磁化され、前記アーマ
チュアは、前記永久磁石の他方の磁極で磁化され、該磁
化されたアマーチャを前記弾性部材の撓み力に抗して該
磁化されたコアポールが吸引し、前記励磁コイルの磁力
線で前記コアポールと前記アーマチュアとの間の吸引力
をキャンセルして、前記弾性部材の撓み力の開放によ
り、前記アーマチュアに取付けられたドットワイヤによ
り印字を行う印字ヘッドにおいて、前記ヨークと前記コ
アポールとを磁気的に接続する磁気分路を設けたことを
特徴とする。

【００１２】また、本発明の印字ヘッドは、磁気分路
が、励磁コイルの磁力線の大部分が通る磁路であること
が好ましい。

【００１３】また、本発明の印字ヘッドは、磁気分路
が、１つのドーナツ円盤形状であるとともに、そのドー
ナツ円盤の外周端側がヨークと永久磁石とに挟まれてお
り、そのドーナツ円盤の内周端側がコアポールと接触し
ていることが好ましい。

【００１４】また、本発明の印字ヘッドは、磁気分路
が、１つのドーナツ円盤形状であるとともに、そのドー
ナツ円盤の外周端側がヨークと永久磁石とに挟まれてお
り、そのドーナツ円盤の内周端側がコアと接触している
ことが好ましい。

【００１５】また、本発明の印字ヘッドは、弾性部材と
ヨークとの間に設けられる部材であって、前記弾性部材
の撓み形状を一定化するスペーサを有し、前記スペーサ
と磁気分路とが一体に形成してあることが好ましい。

【００１６】また、本発明の印字ヘッドは、磁気分路
が、個々のコアポールのうちの一つに対してそれぞれ一
つの独立した形状の磁路として設けられている複数の磁
路からなることが好ましい。

【００１７】また、本発明の印字ヘッドは、磁気分路
が、１枚の透磁性材料部材からなることことが好まし
い。

【００１８】

【作用】本発明に係る印字ヘッドにおいては、ヨークと
コアポールとを磁気的に接続する磁気分路を設けてあ
る。この磁気分路は、励磁コイルによる磁力線の大部分
が通る磁路となる。

【００１９】すなわち、アーマチュアとコアポールの吸
引を行うための永久磁石による磁束回路と並列して、ヨ
ークとコアポールとを磁気的に結ぶ磁気分路が設けてあ
る。

【００２０】このような構成によれば、励磁コイルの磁
力線の多くがヨークからコアポールに流れるので、コア
ポールを流れる永久磁石による磁力線のキャンセルを励
磁コイルによってスムーズに行うことができる。

【００２１】また、本発明に係る印字ヘッドにおいて、
ヨークとコアポールを結ぶ磁気分路を、個々のコアポー
ルに対して独立して設けることで、多数本のワイヤを同
時に駆動するような場合に、お互いの駆動磁束の干渉を
より少なくすることができる。

【００２２】さらにまた、磁気分路を１枚の透磁性材料
で構成すれば、印字ヘッドの組立て性が向上する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２４】図１は、本発明の第一実施例に係る印字ヘ
ッドを示す側面図であり、左側半分を断面で示したもの
である。

【００２５】本印字ヘッドは、リング状に配置されて軸
方向に磁化された永久磁石６と、この永久磁石６の磁極
方向の両端側にそれぞれ設けられたリング状のヨーク７
及びコア１０と、コア１０と磁気的に接続されたコアポ
ール１１と、ヨーク７に弾性部材３を介して取り付けら
れたアーマチュア２と、アーマチュア２の端部に取り付
けられたワイヤ１と、コアポール１１の周面に装着され
た励磁コイル１３とを備えている。

【００２６】さらに、本印字ヘッドにおいては、コアポ
ール１１が、永久磁石６の一方の磁極で磁化され、アー
マチュア２は、永久磁石６の他方の磁極で磁化される。
その磁化されたアマーチャ２を弾性部材３の撓み力に抗
してその磁化されたコアポール１１が吸引し、励磁コイ
ル１３の磁力線でコアポール１１とアーマチュア２との
間の吸引力をキャンセルして、弾性部材３の撓み力の開
放により、アーマチュア２に取付けられたドットワイヤ
であるワイヤ１により印字を行う。

【００２７】さらにまた、本印字ヘッドにおいては、ヨ
ーク７とコアポール１１とを磁気的に接続する磁気分路
１４を設けてある。

【００２８】ここで、ワイヤ１は、図示しないインクリ
ボンを介して記録紙に印字を直接おこなう部材である。
アーマチュア２は、ワイヤ１を支持し磁力による吸引を
おこなうための高透磁率材料からなる部材である。弾性
部材３は、アーマチュア２を支持し、ワイヤ１にインパ
クト力を付与するため部材である。ワイヤガイド４は、
ワイヤ１を移動可能に支持する部材である。ガイドノー
ズ５は、ワイヤガイド４を支持する部材である。

【００２９】また、永久磁石６は、弾性部材３の吸引を
おこなうものであって、図１において上下方向に磁化さ
れた部材である。ヨーク７、スペーサ８、サイドヨーク
９、コア１０及びコアポール１１は、永久磁石６の磁路
を構成する部材である。

【００３０】また、励磁コイル１３は、永久磁石６の磁
束をキャンセルする磁束を発生するものであって、コア
ポール１１の側面に配設されたボビン１２に巻かれた部
材である。磁気分路１４は、永久磁石６とヨーク７の間
とコアポール１１の下部とを磁気的に接続する部材から
なり、励磁コイル１３の磁力線の大部分が通る磁路とな
る。

【００３１】すなわち、アーマチュア２とコアポール１
１の吸引を行うための永久磁石６による磁束回路と並列
して、ヨーク７とコアポール１１とを磁気的に結ぶ磁気
分路１４が設けてある。

【００３２】図２は、上述した図１における磁気分路１
４の形状の一例を示す上面図である。また、図３は、図
２に示す磁気分路１４の側面断面図である。これらの図
に示すように、磁気分路１４は、中央部が空間で円盤状
を呈しており、磁気分路部分１４ａと、永久磁石６等と
接続する共通磁路部分１４ｂからなる。

【００３３】すなわち、磁気分路１４は、１つのドーナ
ツ円盤形状であるとともに、そのドーナツ円盤の外周端
側である共通磁路部分１４ｂがヨークと永久磁石とに挟
まれており、そのドーナツ円盤の内周端側である磁気分
路部分１４ａがコアポール及びコアと接触している。

【００３４】図４は、図１に示す印字ヘッドおける永久
磁石６による磁束の流れを示す印字ヘッドの側面断面図
である。永久磁石６による磁束６ａは、本図において永
久磁石６の上部から１部が磁気分路１４に流れるが、多
くの磁束はヨーク７、スペーサ８、サイドヨーク９、ア
ーマチュア２、コアポール１１及びコア１０を通って、
再び、永久磁石６に戻る。

【００３５】一方、図５は、図１に示す印字ヘッドおけ
る励磁コイル１３による磁束６ｂの流れを示す印字ヘッ
ドの側面断面図である。励磁コイル１３に電流が通電さ
れることによって発生する励磁コイル磁束６ｂは、コア
ポール１１、アーマチュア２、スペーサ８、ヨーク７、
永久磁石６及びコア１０を通って、再び、コアポール１
１に戻る。しかし、永久磁石６の磁気抵抗が大きいた
め、励磁コイルによる磁束６ｂの多くはヨーク７から磁
気分路１４を通ってコアポール１１に戻る。

【００３６】ここで、図４に示す印字ヘッドにおける永
久磁石６の磁束６ａのみがある状態は、記録の待機状態
であり、アーマチュア２が板バネ３のバネ力に抗してコ
アポール１１に吸引されているときの状態にある。

【００３７】また、図５に示す印字ヘッドの状態は、印
字動作を行うため、所定の励磁コイル１３に通電を行っ
た状態である。実際には、図５に示す励磁コイル磁束６
ｂと、図４に示す永久磁石６の磁束６ａとが重畳される
ことによって、コアポール１１での磁束がキャンセルさ
れる。

【００３８】その結果、アーマチュア２の先端に取付け
られたワイヤ１が弾性部材３のバネ力で突出して印字が
行われる。

【００３９】これらの構成により、本印字ヘッドは、励
磁コイル磁束６ｂの多くが磁気分路１４を流れる構成で
あるので、励磁コイル１３への通電電流を少なくするこ
とができること、従来のサブポール方式と異なり、磁気
バイパス設置のスペースがほとんど不用であるため、印
字ヘッドの小型化が図れること等の特徴がある。

【００４０】図６は、本発明の第二実施例に係る印字ヘ
ッドにおける磁気分路の取付け状況を示す斜視図であ
る。

【００４１】本印字ヘッドは、ヨーク７とコアポール１
１とを接続する独立した磁気分路１４ｃを設けたことを
特徴としている。すなわち、独立した磁気分路１４ｃ
は、個々のコアポール１１のうちの一つに対してそれぞ
れ一つの独立した形状の磁路として設けられている。

【００４２】このように独立した磁気分路１４ｃを設け
ることで、本印字ヘッドは、多数本のワイヤ１を同時に
駆動する場合の磁気干渉を効果的に防止することができ
る。

【００４３】とする印字ヘッド。

【００４４】ここで、図７は、印字ヘッドにおけるワイ
ヤ１のみの位置関係の一例を示す下面図である。図７に
示す２４本のワイヤ１を菱形状に配置した印字ヘッドに
おいて、８本の隣接するワイヤ（本図において黒く示し
たワイヤ）を同時に駆動させる場合がある。このような
条件では駆動ワイヤの両端部に位置する端部ワイヤ１ａ
の印字力が低下する現象がある。

【００４５】また、図８は、各種印字ヘッドにおける同
時駆動時のワイヤ１ａの印字力を示すグラフである。

【００４６】磁気分路１４を設けない印字ヘッドにおい
て、多数本のワイヤ１を同時に駆動すると、駆動本数が
増えるほど、端部ワイヤ１ａの印字力が低下する。これ
は隣接する励磁コイル１３による磁束の干渉で、ワイヤ
動作に遅れが生じるためであり、この傾向は端部ワイヤ
１ａほど著しいことによる。

【００４７】この現象は、図１に示す実施例によっても
改善されるが、図６に示す実施例の如く、独立した磁気
分路１４ｃを設けることにより、端部ワイヤ１ａの印字
力の低下をさらに効果的に防止することが可能となっ
た。

【００４８】図９は、本発明の第三実施例に係る印字ヘ
ッドにおける磁気分路の一部を示す上面図である。図９
では、いわゆるドーナツ円盤形状の磁気分路における一
部のみを示している。

【００４９】図に示すように、本磁気分路は、図６に示
す独立した磁気分路１４ｃを一体で構成したものであ
る。本実施例によれば、印字ヘッド組立て時に、一体で
構成した磁気分路１４を嵌合するだけで済むため、組立
て作業を大幅に容易かつ簡易化することができた。

【００５０】ここで、図９に示す磁気分路としては、１
枚の透磁性材料部材によって構成することができる。

【００５１】図１０は、本発明の第４実施例に係る印字
ヘッドを示す側面図であり、左側半分を断面で示したも
のである。本印字ヘッドでは、上述した実施例と異なっ
た位置に磁気分路１４を配置している。すなわち、磁気
分路１４は、スペーサ８とコアポール１１とを磁気的に
接続している。

【００５２】また、図１１は、本発明の第５実施例に係
る印字ヘッドを示す側面図であり、左側半分を断面で示
したものである。本印字ヘッドでは、磁気分路１４が、
スペーサ８とコア１０とを磁気的に接続している。

【００５３】第４実施例及び第５実施例に示すように、
磁気分路１４は、アーマチュア２とコアポール１１の吸
引を行うための永久磁石による磁束回路に対して並列と
なる位置であれば、各種の位置に配置することができ
る。

【００５４】なお、以上の各実施例において、磁気分路
１４には、透磁性材料としてニッケルを用いることがで
きるが、図６の実施例において、磁気分路の断面積が
０．１平方ミリメートルと小さくても、良好な印字特性
を得ることができた。

【００５５】さらに高透磁率の材料を用いれば、磁気分
路の断面積をより小さくすることが可能である。また、
磁気分路を設けることにより、磁束の一部が磁気分路１
４に流れてしまうため、永久磁石６の磁力を若干高くす
る必要があるが、キャンセル電流を少なくできる等の利
点があり、印字ヘッドを用いたプリンタのコスト低減
や、印字の高速化等を図ることができる。

【００５６】なお、図１等に示す印字ヘッドにおいて、
弾性部材３とヨーク７との間に設けられる部材であっ
て、弾性部材３の撓み形状を一定化するスペーサ８を備
え、スペーサ８と磁気分路１４とを一体に形成すること
で、組立て作業等をさらに容易にすることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヨ
ークとコアポールとを磁気的に接続する磁気分路を設け
たので、小さな電流を励磁コイルに流すことでアーマチ
ュアの離間を行えるようになり、この結果、印字ヘッド
の小型化、省電力化、高速応答化を実現できる印字ヘッ
ドを提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る印字ヘッドを示す側
面図である。

【図２】図１における磁気分路の形状を示す上面図であ
る。

【図３】図２の磁気分路の側面断面図である。

【図４】図１における永久磁石による磁束の流れを示す
印字ヘッドの側面断面図である。

【図５】図１における励磁コイルによる磁束の流れを示
す印字ヘッドの側面断面図である。

【図６】本発明の第二実施例に係る印字ヘッドにおける
磁気分路の取付け状況を示す斜視図である。

【図７】印字ヘッドにおけるワイヤのみの位置関係の一
例を示す下面図である。

【図８】各種印字ヘッドにおける同時印字の場合の印字
力を示すグラフである。

【図９】本発明の第三実施例に係る印字ヘッドにおける
磁気分路の一部を示す上面図である。

【図１０】本発明の第四実施例に係る印字ヘッドを示す
側面図である。

【図１１】本発明の第五実施例に係る印字ヘッドを示す
側面図である。

【符号の説明】

１ワイヤ２アーマチュア３板バネ６永久磁石７ヨーク８スペーサ１１コアポール１４磁気分路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩山雅嗣愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部内 (72)発明者大野敦愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状に配置されて軸方向に磁化され
た永久磁石と、前記永久磁石の磁極方向の両端側にそれ
ぞれ設けられたリング状のヨーク及びコアと、前記コア
と磁気的に接続されたコアポールと、前記ヨークに弾性
部材を介して取り付けられたアーマチュアと、前記アー
マチュアの端部に取り付けられたワイヤと、前記コアポ
ールの周面に装着された励磁コイルとを備えており、前
記コアポールは、前記永久磁石の一方の磁極で磁化さ
れ、前記アーマチュアは、前記永久磁石の他方の磁極で
磁化され、該磁化されたアマーチャを前記弾性部材の撓
み力に抗して該磁化されたコアポールが吸引し、前記励
磁コイルの磁力線で前記コアポールと前記アーマチュア
との間の吸引力をキャンセルして、前記弾性部材の撓み
力の開放により、前記アーマチュアに取付けられたドッ
トワイヤにより印字を行う印字ヘッドにおいて、前記ヨ
ークと前記コアポールとを磁気的に接続する磁気分路を
設けたことを特徴とする印字ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、磁
気分路は、励磁コイルの磁力線の大部分が通る磁路であ
ることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項３】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、磁
気分路は、１つのドーナツ円盤形状であるとともに、そ
のドーナツ円盤の外周端側がヨークと永久磁石とに挟ま
れており、そのドーナツ円盤の内周端側がコアポールと
接触していることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項４】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、磁
気分路は、１つのドーナツ円盤形状であるとともに、そ
のドーナツ円盤の外周端側がヨークと永久磁石とに挟ま
れており、そのドーナツ円盤の内周端側がコアと接触し
ていることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項５】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、弾
性部材とヨークとの間に設けられる部材であって、前記
弾性部材の撓み形状を一定化するスペーサを有し、前記
スペーサと磁気分路とが一体に形成してあることを特徴
とする印字ヘッド。
【請求項６】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、磁
気分路は、個々のコアポールのうちの一つに対してそれ
ぞれ一つの独立した形状の磁路として設けられている複
数の磁路からなることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項７】請求項１記載の印字ヘッドにおいて、磁
気分路は、１枚の透磁性材料部材からなることを特徴と
する印字ヘッド。