JPS5841750B2 - プリンタの文字選択電磁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型プリンタに係り、特に永久磁石を用いた文
字選択電磁機構に関するものである。

本発明の目的は、組立が容易で動作が確実な文字選択電
磁機構を得ることにある。

本発明の他の目的は、各桁ごとの特注のバラツキを抑え
均一な動作特性を有し、信頼性の高い文字選択電磁機構
を得ることにある。

本発明の更に他の目的は、動作時間が短かく、かつ消費
電力の小さい文字選択電磁機構を得ることにある。

第１図は活字輪を用いたプリンタの文字選択電磁機構の
従来の実施例を示す略図である。

１は活字輪で駆動軸４に摩擦結合又はゼンマイ等でバネ
結合され、駆動軸４の回動と共に矢印λ方向に回転する
。

活字輪１の周囲には文字、記号等が配置されていて、所
望の活字２が印字位置に現われるとこれに同期して電磁
石８に通電され吸引板１１が作動し、それまで選択爪５
を係止していた作動板１２も矢印Ｂ方向に動作する。

その為選択爪５は板バネ７の作用によって選択爪軸６の
まわりを矢印Ｃ方向に回動し、活字輪１のラチェット３
と係合し活字輪１を係止する。

係止された活字輪１はそのまま停止するが、いまだ選択
されない活字輪１と駆動軸４は引き続き回転する。

こうして各桁の文字選択が終了するとプラテン１４がイ
ンクリボン１５と印刷紙１６を介して活字２に押圧され
印刷工程が終了する。

印字後リセットレバー１７を矢印り方向に回転すれば選
択爪５はリセットされる。

以上が従来の文字選択電磁機構の概略の動作であるが、
第１図に示す如く、選択爪５を動作させるために、電磁
石８は鉄芯９、継鉄１０、吸引板１１、作動板１２及び
作動板１２の復帰バネ１３等から構成する必要があり構
造的に複雑とならざるを得なかった。

又消費電力の面からは鉄芯９と吸引板１１は空隙を介し
て対向−相互の吸引力によって作動させる為比較的大き
な電力を必要とした。

又吸引板１１が動作するためには、板バネ７による選択
爪５と作動板１２との摩擦負荷と、復帰バネ１３のバネ
負荷とに打ち勝つ必要があった。

このことも消費電力を増加させる要因となっていたし、
動作時間を長くする要因にもなっていた。

本発明は、従来にみられる種々の欠点を除去したもので
あり以下に詳述する。

第２図は本発明の基本となる電磁装置ユニットの略図で
ある。

２０は可動部材で鉄芯２１と選択爪２２とアーム２３と
から構成され選択爪軸２４のまわりを回動自在に挿着さ
れている。

爪部材は可動部材と一体で形成されている。

２５は永久磁石で磁極板２６及び２７を対向して有し、
それぞれスペーサ２８が接着されている。

磁極板２６゜２７によって構成される磁界中に鉄芯２１
の先端が来ている。

２９は鉄芯２１を包含するように配置された電磁コイル
であり通電することによって鉄芯２１を励磁する。

３０はリセットレバーである。

上記した構成により可動部材２０は永久磁石２５の作用
によって鉄芯２１が磁極板２６に吸引される第１の場合
と磁極板２７に吸引される第２の場合との２つの磁気的
安定位置を得る。

次に動作について説明する。

先ず駆動軸４の回転に伴って活字輪が回転する。

活字輪１上の所望の活字２が所定位置まで回転するとこ
れと同期して電磁コイル２９に通電する。

これにより鉄芯２１の先端に極性が表われ、この極性を
第２図ではＮ極とすれば、鉄芯２１の先端は磁極板２６
とは同極となる為反撥力が生じ、磁極板２７とは異極と
なる為吸引力が発生する。

これらの力はいずれも可動部材２０を反時計方向に回動
させる力となり、選択爪２２はラチェット３と係合し活
字輪１を係止する。

並設された活字輪の各桁にわたって同様の動作を行ない
、印字位置に１行分の所望の活字が整列された後にこの
活字列にプラテン１４を押圧すれば印刷紙１６に印字で
きる。

一方可動部材２０のアーム２３は上記選択動作によりリ
セットレバー３０の軌跡３１内に突入する。

しかるに印字終了後リセットレバー３０を矢印Ｅ方向に
回動させればアーム２３は時計方向のトルクを得、可動
部材２０は通電前の状態に復元される。

第３図は第２図で説明した内容の中で鉄芯２１の先端に
作用する力Ｆをグラフ化したものである。

第３−ａ図は鉄芯２１の先端が０１から０２に変位する
状態を示し、第３−ｂ図はその変位に伴って先端に作用
する力の変位を示したもので縦軸に力Ｆ１横軸に移動距
離Ｘを目盛ったものである。

曲線３２は電磁コイル２９に通電されない状態での力Ｆ
を示す。

先ず鉄芯２１が磁極板２６側にある時すなわちＸ＝Ｘ１
の時は（Ｉｔの力で吸引保持され、磁極板２７側にある
時すなわちＸ＝Ｘ２ の力で吸引保持される。

磁極板２６側にある時は鉄芯２１を待機状態に保持する
為に第１図に示すバネ部材１３の様な部品が不要であり
、磁極板２７側にある時は、−担作動した鉄芯２１が通
電が切れても選択状態を維持するため、第１図で示す様
な板バネ７が不要であることを意味する。

第３−ｂ図に於ける曲線３３は通電時に発生する力Ｆを
示すもので、移動電極Ｘ＝Ｘ１の時では（→ｆ１の力を
打ち消して（１）ｆ３の力が、終りには（１）ｆ２の力
に重畳されて（ト）ｆ４の力が発生する。

この曲線３３に表わされる力は鉄芯２１を待機状態から
引き離し、選択爪２２がラチェット３を係止するまで働
くが、電磁コイルの通電が切れてもｆ２の力によって選
択状態を維持し続ける。

第３−ｂ図のＮｔは、通電が行なわれない時の鉄芯２１
の中立点を示し、どちらの側へも力を発生しない場所で
ある。

可動部材２０をリセットする時は、この中立点Ｎｔより
わずかに左側へ倒してやることにより磁界によって磁極
板２６に吸引される。

この自己復帰力のため、リセット系部品の寸法精度をラ
フにとれる他、耐久性の面でも好ましい特徴を有してい
る。

第４図は本発明による文字選択電磁機構の図で第４−
ａ図は断面図を、第４−ｂ図は平面図をそれぞれ表わし
、可動部材４０、永久磁石４５、磁極板４６，４７およ
び電磁コイル４９とを基本的な構成要素として電磁装置
ユニットＬ（以下ユニットＬと略す）を構成し、可動部
材５０、永久磁石５５、磁極板５６．５７、電磁コイル
５９とによって電磁装置ユニットＲ（以下ユニットＲと
略す）を構成している。

ユニツｌ−ＲとＬは同極を背にして（図ではＳ極）併設
されている。

第４− ａ図は第４−ｂ図をｄ −ｄ’面に於いて矢印
Ｈの方向に見た断面図である。

可動部材４０は鉄芯４１及び４２を有し、一方は電磁コ
イル４９に包含され、もう一方は電磁コイルの外におか
れる。

鉄芯４１は、永久磁石４５と磁極板４６，４７によって
形成されるユニットＬの磁界中に先端を置き、第２図で
説明した動作を行なう。

鉄芯４２は鉄芯４１より短くて、併設されたもう一方の
ユニットＲの側に先端を置いているが、永久磁石５５と
磁極板５６．５７で生ずる磁力の影響をほとんど受けな
いように配置されている。

又一方ユニットＲの側の鉄芯５１と鉄芯５２も方向こそ
違えてはいるが同様の配置になっていて、前記２種類の
可動部材が交互に並んでいる。

桁数の多い時や、桁間ピッチが小さくなければならない
時にはこのように電磁コイルを複数列配置することが必
要となってくる。

しかし単に電磁装置ユニットを併設すると不都合なこと
が生ずる。

以下に詳述する。第５図は第３図に示したと同様に、第
４図に於いて可動部材４０と可動部材５０の先端が受け
る力Ｆ２と先端の位置ｙとの相関を示す図である。

電磁コイル４９，５９に通電しない状態の特注図である
。

第５図に於いて、第３図同様図面の右方向への力を十符
号にし、力Ｆ２を縦軸に目盛り、横軸には鉄芯４１，５
１の位置を目盛ってあり、ｙｌは磁極板４６に、ｙ２は
磁極板４７に、ｙ３は磁極板５６に、’／４は磁極板５
７にそれぞれ吸引保持された位置を示している。

先ず実線で描かれている曲線６１，６２は、第４図に於
いてユニットＲとユニツｌ−Ｌとの間に挿入されている
磁性部材５８がない場合の特性を示している。

それらの曲線より分かることは、それぞれの磁気的中立
位置が中央から著しくずれてしまっていることである。

すなわち、ユニットＬの中立Ｎ１１は本来磁極板４６．
４７の中央にあるべきところ、磁極板４６の側に片寄り
、ユニットＲの中立点Ｎ１２は磁極板５７の側に片寄っ
てしまう。

これは単に待機状態での初期吸引力に差が生ずるばかり
でなく、ユニットＲとユニットＬとの動作電圧に決定的
な相違を生じ、又ユニットＬでは待機状態での初期吸引
力が小さくなってしまうため、ユニットＲにいっせいに
通電されるとユニットＬのいくつかの可動部材４０も誘
導されて飛びだしてしまうという不都合を生ずる。

これらの不具合点を除去するにはユニットＬとユニツ）
Ｒの間に磁性部材５８を挿入することが最も大きな効果
を発揮することがわかった。

第５図の曲線６３と曲線６４は、磁性部材５８を配置し
たときの特注曲線であり、中立点Ｎ１１はＮ１３へ移動
し又中立点Ｎ１２はＮ１４へ移動シ、ユニツｌ−Ｌとユ
ニツ）Ｒのそれぞれの中立点が対向する磁極板の中央に
移動できることを示すとともに待機時の吸引力も同程度
に設定できる。

このため、ユニットＲとユニットＬの動作特注も同一化
する事もでき、プリンタ全体としての信頼性を著しく増
すことになる。

又誘導による、誤印字の発生する電圧を押し上げ、全体
としての安定動作電圧の領域を著しく広げることも確認
できた。

第４図に於いてユニットＬとユニットＲが同極を背にし
て併設されているが、ユニットどうしの距離が近いほど
同極でなければ磁極板にはさまれた空間に磁界を形成し
にくいためである。

前述した誘導による誤動作が発生するのはユニットＲと
ユニットＬの配置方法にも関係しているわけである。

ユニットＲの側に通電されて発生する磁束は、鉄芯４１
に空間から回り込み先端を磁化させるこの磁化される極
はＮ極となるため鉄芯４１を磁極板４６から引き離そう
とする力が生ずることになる。

第５図でも明らかなように磁性部材５８が無いと、ユニ
ットＬの側の待機しているときの力Ｆ２はｙ＝ｙ１のと
きの値ｆ、でありこれはユニットＲの側の力Ｆ２＝ｆ６
に比し、又曲線６３のときに比しても小さく非常に動作
しやすい状態であるこ狸がわかる。

曲線６３ではこの点が改善されているが完全ではない。

鉄芯４２，５２はこの点を改善し、誘導による誤動作を
防止するために取り付けられている。

すなわちユニツ）Ｒに通電された時、鉄芯５１に生じた
磁束は５２を通過して磁極板４６や４７に回り込み、隣
接する鉄芯４１に磁束が回り込まない（込みにくい）と
いう状態を作り出すことができるからである。

ユニットＬに通電された時も同様である。

又選択爪軸４４は以上の説明からもわかるように非磁性
材であることが好ましくリセットレバーも同様である。

第６図は第４図に示した本発明による文字選択電磁機構
の一実施例を具体化したプリンタの構造を示す略図であ
る。

第４図と同一番号にて示しているので説明を略す。

６５は印刷紙、６６はインクリボン、６７はプラテンロ
ーラ、６８は活字輪、６９は活字輪６８に形成されたラ
チェット、７０は活字輪軸、７１はリセットレバー、７
２は歯車をそれぞれ示す。

以下にプリンタの動作を説明する。

プリンタが動作し始めると活字輪軸７０が矢印に方向に
回転し、それにともない活字輪軸に摩擦係合された活字
輪６Ｂも同時に回転するが、所望の活字が印字位置に現
われると、電磁コイル４９、もしくは５９に通電され、
可動部材４０、もしくは５０が作動し、電磁コイル５９
に通電された場合には可動部材５０の爪部５３がラチェ
ット６９に飛び込んで活字輪６８が係止する。

こうして各桁がすべて動作し終ると文字選択行程が終了
する。

選択行程の後、所望の活字が印字位置に整列するとプラ
テンローラ６７が印刷紙６５とインクリボン６６を介し
て活字輪６８に押し付けられ印刷行程が終了する。

次にプリンタはリセット行程に入る。

歯車７２は一印字行程に一回転する歯車で矢印Ｍ方向に
回転している。

歯車７２に設けたカム７３によってリセットレバー７１
は矢印り方向に回転する。

この時町動部材５０もしくは４０は元の待機状態に復帰
し、又活字輪６８も別の歯車によって待機状態に復帰し
全ての印刷行程が終了する。

電磁コイル４９，５９は、第４図に示した如く千鳥状に
配列され、桁間ピッチＰを小さくする場合には有効な方
法である。

以上説明した通り本発明による文字選択電磁機構に於い
て従来のそれと比較して次の点に於いて停瓦否。

１）永久磁石を用いることによってバネ部材及びその取
付部８更にはその組立、調整工数が不要でありコスト的
に非常に有利である。

２）永久磁石を用いることによって電磁コイルとの相乗
効果即ち、反撥力、吸引力が有効に利用できる為きわめ
て消費電力を削減できる。

３）バネ部材等の削減により不要な摩擦部分が削減され
、動作上及び耐久性の面からも極めて信頼比が高い文字
選択電磁機構が得られる。

以上いくつかの実施例によって説明したが本発明は上記
実症例に限定されるものではなく鉄芯の形状、永久磁石
と磁極板の位置又は形状、磁性部材の形状、電磁コイル
の位置等によって他の多くの実施例が可能となる。

上述したように本発明によれば部品点数を削減でき組立
も容易となりコスト的に極めて有利となる。

又永久磁石の磁気エネルギを用いることによって電力も
削減でき、これを駆動する電源等もコスト低減が可能と
なりその効果は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字選択機構を示す側断面図で、１は活
字輪、５は選択爪、７は板バネ、８は電磁石、１４はプ
ラテンである。 第２図は本発明の基本となる電磁装置ユニットの略図を
、第３図は第２図の動作説明図をそれぞれ示し、２０は
可動部材、２１は鉄芯、２５は永久磁石、２６，２７は
磁極板、２９は電磁コイル、３０はリセットレバーであ
る。 第４図は本発明の一実症例を示す図で、第４−ａ図は側
断面図、第４−ｂ図は平面図を示し、４０．５０は可動
部材、４９，５９は電磁コイル、４５．５５は永久磁石
をそれぞれ示す。 第５図は第４図の動作説明図で横軸は可動部材４０．５
０の位置を、縦軸は可動部材４０，５０の鉄芯４１，５
１に働く力をそれぞれ目盛っである。 第６図は本発明の文字選択電磁機構を組み込んだプリン
タの構造を示す略図で、６５は印刷紙、６８は活字輪、
４０，５０は可動部材、４５゜５５は永久磁石、４９，
５９は電磁コイル、７１はリセットレバー、７３はカム
をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 活字輪上の所望の活字を選択しプラテン等で一斉に
   印字する如きプリンタに於いて、前記活字輪を選択係止
   する爪部材と、長短２種類の鉄芯を具備し前記爪部材を
   作動させる可動部材と該可動部材に第１及び第２の２つ
   の位置的安定点を与える永久磁石からなる磁気手段と、
   該磁気手段の磁気的作用下にあって前記可動部材を第１
   の位置から第２の位置へ作動させる電磁コイルとからな
   る電磁装置ユニットを２組併設弘前記２種類の鉄芯の長
   い方の鉄芯は前記電磁装置ユニットの一方のユニットの
   前記電磁コイル内に配置され前記可動部材の動作に関与
   し、もう一方の短かい鉄芯は、前記電磁装置ユニットの
   他方のユニットの前記電磁コイルの外に配置されたこと
   を特徴とするプリンタの文字選択電磁機構。