JPS62236756A - ドツトマトリツクス印字機用印字ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はドントマトリノクス印字機用印字ヘッドに関す
る。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕ドント
マトリソクス印字機において、用紙に対する文字の印字
は所定数の針によって行なわれる。

文字に応じて高さを変えて整列された針端は、該針と用
紙間に配置されたインクリボンに極めて高速でかつ直角
に衝撃を加える。

印字ヘッドに収められたこれらの針は印字すべき線に沿
って順次移動する。印字ヘッドは針を個々に作動させる
電磁石と該針が連続的に通過する複数の案内を備える。

この案内は始めに針のたばを集約して針の端を出来るだ
け完全に一綿に整列させるものである。

整列の意味においてすべての針の端を同一の列に整列さ
せる必要はない。即ち針の端を平行な２列の線に並べた
印字ヘッドもある。この印字ヘッドは異なった形式の文
字を印字するのに都合がよく、文字を多くのドツトで現
わすことができるので良好な文字像が得られる。

現在用いられている印字ヘッドは、円弧状に配列されて
針の運動を制御する電磁石とピストン芯とを備える。こ
のピストン芯には、衝撃を加えるべき端部に対して反対
側の針の端部が直接取付けられている。このため対称面
からの距離が遠くなればなる程針が弯曲し、従って薄肉
の案内に針を通すと針によって案内にかなりの摩擦を生
ずる。

この種の印字ヘッドがあまり発熱しないようにするには
印字へ・ノドを低速で作動させねばならない。

容易に判るようにこのことは重大な問題を生ずる。

一方甚だしく弯曲した針によって生ずる案内の摩耗は極
めて速い。このため針端部の相互間の非整列が急速に発
生し印字した文字に乱れを生ずる。

この理由で、針は該針の主部分に亘って案内する極めて
細い筒に収められる。しかしこのようにしても、針の温
度は１００℃以上に高めないで１５００１１ｚ以上、即
ち同時に１本又は数本の針に毎秒１５００回以上の前後
運動をさせることは困難である。

またこの種の印字ヘッドの製造は複雑でかつ高価につく
。殊に細い管を備えているので、針の曲率によっては管
をそれ以上長くできない限界があるので扱いにくい。

別の公知の印字ヘッドでは、巻線を囲んだＵ形の継鉄を
有する電磁石が針の上部の周りに配設され、針の一端は
磁性材質の薄板の自由端に取付けられる。該薄板の自由
端は電磁石の前方を通って半径方向に延び、他端は電磁
石の他の極に磁気的に連結されている。従って電磁石の
巻線が付勢されないと電磁石に協同した上記薄板はそれ
自体の弾性又は別のバネの作用によって該薄板が取付け
られていない極からある距離をあけ、針は引込み位置即
ち休止位置に維持される。これに反して巻線に電流が流
れると薄板は電磁石の極に吸引当接されて針を印字位置
にもたらす。

この場合、すべての針が略同じ程度に僅か弯曲しでいる
ことが必要である。このようにして細い管に針を通す必
要がなくなる。又この印字ヘッドは上述型式の印字ヘッ
ドよりも小型にすることができる。しかし不幸なことに
後述する理由でこの型の印字ヘッドの振動数は１５００
Ｈｚを僅か超すだけである。薄板が磁性材質で作られて
いるので比較的重くまたそのために振動させることが難
しい。

従って薄板の寸法を出来るだけ減少させることが試みら
れている。しかし薄板の厚さを薄くかつ幅をせまくすれ
ばする程、電磁石で吸引時に磁束が急速に減衰し、父上
としてＦｏｕｃａｕｌｔ電流に起因して薄板内の鉄分が
失なわれる。従って、印字ヘッドの温度が１００℃を余
り超さぬことを望むならば、使用者は前述した振動数の
作動レベルで妥協せざるを得ない。

現在、飽和の問題をさけるために数件の方法が用いられ
ている。そのうちの一つは上述した型式の電磁石を別の
ものに置換えている。即ち継鉄のＵ形はそのままである
が垂直辺部の一つ又は少なくともその端部を永久磁石で
形成し、それを磁気材質の弾性板と協同させる。この弾
性板の端部は針から離隔したＵ形継鉄の垂直辺部に取付
けられずに垂直辺部を超した点に取付けられている。こ
の構造において、継鉄を囲んだ巻線に電流が流れていな
い時には、弾性板を吸引する永久磁石を構成する継鉄と
弾性板によって作動する針とは休止位置に維持される。

一方、永久磁石の力を消すように巻線が付勢されると、
この目的のために設けられたバネが弾性板に作用して針
を印字位置に向けて馬区動する。

このように構成された印字ヘッドの振動数は上述のもの
より若干高くて約１８００Ｈｚである。

又別の従来技術が米国第４，５３１，８４８号明細書に
開示されている。この場合針の上部の周りに円形状に配
列された電磁石は継鉄、巻線及びピストン芯を備える。

このピストン芯の中心部に弾性板が固着され、弾性板の
一端は針の位置から離隔した側において継鉄と一体に形
成されている。上記弾性板にはプラスチック材質の補強
部材が一体成型される。こり補強部材はピストン芯から
針の頭部に向って延びて、針の頭部に連結されるか或は
針に作用したバネによって針の頭部に接触状に保持され
ている。

この型式の印字ヘッドでは電磁石の磁気回路が飽和する
ことがない。従って磁気回路が弱くなり難い。また弾性
板によって回路の一部を構成するものではないので、弾
性板用に任意の材質を選ぶことができる。また弾性板の
寸法、殊に弾性板の厚さを極めて自由に選択することが
できる。大切なことはこれらの弾性板が十分な剛性を有
していて、弾性材が変形することなくピストン芯、補強
部材及び針によって負荷された荷重を支持できることで
ある。

このような構成によって、従来の印字ヘッドよりも明ら
かに高速でかつ従来と同程度に加熱されることのない印
字ヘッドを製造することができる。

しかしここに困難な問題がある。即ちこの種の弾性板は
荷重を受けて比較的急速に疲労し、容易に折損する怖れ
さえある。このことは弾性板の全長の小部分を除いて変
形の保護をする補強部材を用いた場合に特に甚だしい。

本発明の主たる目的は極めて高い振動数において作動す
ることができ、しかも上記の問題を除去した印字ヘッド
を提供することである。

本発明の別の目的は比較的小型でかつ低価格で簡単に製
造できる印字ヘッドを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、印字をするための第１の端部と第２の端
部とを有する１組の針と、少なくとも一列の路線に沿っ
て上記の第１の端部が整列するように針を通過させる案
内と、上記針が第１の位置を占めるようにする弾性要素
と、上記第２の端部付近に配設されかつ継鉄と巻線と、
針のうちの一つの第２の端部に連結されて上記巻線に電
流を流した時に上記針を第２の位置にもたらすように形
成されたピストン芯とを有する１組の電磁石とを備え、
電磁石のピストン芯は非磁性材質のレバーを介して針の
第２の端部に夫々接続してなるドツトマトリックス印字
機用印字ヘッドによって達成される。

またこれらのレバーを合成材質によって作って軽量にし
、それによって電磁石によって極めて容易に移動できる
ようにすると好都合である。

〔実施例〕

本発明に力いる印字ヘッドは９本の針を備えるので印字
すべき文字の量と学賞とをよく制御することができる。

第２図から明らかなように、印字ヘッドは本体２を備え
る。この本体２は四つの側面が長さ方向に若干のそりを
有するものでなければ角形底面を有する直六面体状に形
成され、その上面は四隅に設けたネジ８で取付けた蓋６
によって蔽われている。

本体２の前方にはプリント回路の硬いウェーハ１０が設
けられ、酸ウェーハｌＯは接続箱１２を担持できるよう
に本体の横方向の側面４から側方に延びている。通常こ
のウェーハ１０には数個の孔が明けられ又その前面には
導電台車が設けられるが図面を混乱しないためにこれら
の孔や導電台車は示されていない。

又ウェーハ１０の前方には鼻状部１４が見られる。この
鼻状部１４は矩形断面を有する切頭角錐状の延出部１６
と、該延長部の基部に固着されていて２個のネジ２２に
よって鼻状部を本体２に固着するフランジ２０とを備え
る。プリント回路のウェーハ１０は上記の本体２と鼻状
部１４との間に保持されている。鼻状部１４はまたそれ
によって印字ヘッドを印字機に搭載するための長孔２６
が明けられた二つの翼部２４を備える。鼻状部のこれら
の部材はプラスチック材料によって一体的に作られてい
る。

第２図に示すように鼻状部１４の外端部に溝２８が形成
され、針が通過する最終の案内３０が完全に一列の路線
に整列するように上記の溝２８に嵌められている。

この図面に現わされていないが二つの翼部２４につなが
る角錐の一面は完全に開放状になっている。その理由は
後に述べる。

第１図において、前述した本体２の側面４は中央に円形
開口３６を有するハウジング３４の表面３２によって形
成される。この円形開口３６は後に塞がれる。

円形開口３６と同一直径を有するプリント回路のウェー
ハ１０の孔３８を通して鼻状部１４がこの円形開口３６
内にハウジング３４の厚さの略中頃まで挿入され、該中
頃部分において横方向の壁４０が形成され、壁４０には
９個の凹孔４２が設けられている。９個の凹孔４２は壁
４０の中心軸線の周りに分配されている。夫々の凹孔４
２の底部には該凹孔よりも小径の貫通孔４４が設けられ
、この貫通孔４４を針４６が通過する。凹孔４２の用途
については後述する。

上記の壁４０が針の最初の案内を形成するので、鼻状部
１４を構成するプラスチック材料は摩耗及び高温に充分
耐えるものでなくてはならない。上記のプラスチック材
料は例えば炭素繊維で強化したポリカーボネートにする
ことができる。

この最初の案内と最終の案内（該最終の案内については
前述されているが、合成ルビー等の極めて硬い自己潤滑
性材料のブロックで形成され、近接した間隔で完全に一
列の路線に整列した９個の孔が明けられている）との間
に二つの中間案内４８　、５０が設けられている。中間
案内４８　、５０は翼部２４（第２図）が取付けられた
鼻状部１４の内壁に形成した夫々１対の直線状の平行突
条５２　、５４によって構成されたレール内に夫々配設
されている。

横方向の壁４０に近接した第１の中間案内４８は壁４０
と同様の摩耗と高温に強いプラスチック板で形成されか
つ針の直径に略等しい直径の孔が明けられている。これ
らの孔を最初の案内４０の貫通孔４４で形成された円よ
りも小径の円に沿って配設してもよいが、最終の案内３
０の孔の路線の方向に平行な主軸を有する楕円に沿って
配設すればさらに好都合である。

第２の中間案内５０は針の直径よりも僅か大きい内幅を
有しかつ最終の案内３０の孔の列に平行な一つの溝を備
える。この案内５０は合成ルビーのようなかたい材質か
らなる二つの棒で形成され、所定長さの溝を形成するよ
うに、二つの棒の両端に挿入して接着されたプラスチッ
ク材質の挿入物によって互に連結されている。

容易に判るように鼻状部１４の一つの側面が開放されて
いるのでこれらの中間案内を取付けることができ、また
必要があれば該中間案内を取外すことができる。勿論、
壁の一つに溝を設けて上記の目的を達成することもでき
る。

ハウジング３４　（第１図）について説明すると、ハウ
ジング３４は９個の円筒状凹所５６を備え、その中に電
磁石５８が収容されている。このハウジング３４はこれ
らの電磁石を担持するだけでなく該電磁石から発生する
熱を出来るだけ放散しなくてはならないので好ましくは
鋳造アルミニュウム等の熱伝導性のよい材質で作られる
。これと同じ理由で表面３２には第１図及び第２図に示
すように夫々長い溝６０が設けられていて、周囲の空気
との接触面積を増大させている。ハウジングに深い溝を
設は或は表面に開口部を設けて同一目的を達成できるこ
とは云うまでもない。

電磁石５８について説明すると、該電磁石は底部内部に
円柱状の円圧部６４を有する継鉄６２と、円圧部の周り
に巻回された巻線６６と、継鉄６２の底部とハウジング
３４の一部とプリント回路のウェーハ１０とにうがった
貫通孔？０　、７２　、７４を通したリード線６８　（
その端部は図示せぬ導電台車に接続されている）と、円
圧Ｇ４の上方に配設されその一部分が電磁石を設けた凹
所から突出したピストン芯７６と、巻線の上方に位置し
かつピストン芯７６を囲んだ環状座金状の分流器７８と
を備える。上記の要素は巻線を除いて軟鋼で形成するこ
とが好ましい。

この実施例において、タングステンで形成されかつ頭部
８０をプラスチック材質で一体成型された針４６はレバ
ー８２の一端部によって作動される。該レバー８２はガ
ラス繊維で強化されたポリキシメチレン及びテフロン（
商標）等の合成材質からできていて、針４６と協同する
電磁石５８のピストン芯７６上に設けられている。レバ
ー８２の他端部には外方に一番近い部分３４に半球状又
は半円筒状の丘部８６が設けられていて、中実部分３４
上に配設されかつ間隔をあけてピストン芯７６を包囲し
た青銅等の金属フランジ８８に当接している。

各レバー８２の下方には鋼、ベリリュウム・銅合金等か
らなる弾性板９０が固着されている。こ・れらの弾性板
はレバーを上方に向けて付勢して丘部８６の頂点を通過
する該レバーの長手軸に直角な軸線の周りにレバーを回
動させる。各針４６の頭部８０の下方にはコイルバネ９
？が設けられている。コイルバネ９２は針が通過する壁
４０の凹孔４２の底部に支持されると共に、針の頭部８
０をそれに対応したレバーの弾性板９０に対して当接状
に維持する。

弾性板９０は二つの役目をする。第１の役目は針４６に
対するレバー８２の正しい位置を保って、上述した軸線
の周りにのみ回動するようにレバーを案内することであ
る。第２の役目は電磁石の巻線が電流で付勢されない時
にコイルバネ９２と協同して針を引込み位置に戻すこと
である。

第３図に示すように、これらの弾性板９０はレバーの丘
部８６のための孔９６を設けた共通のフレーム９４に一
体に形成されている。

第１図に戻って、フレーム９４は蓋６とスペーサ９８間
に保持されている。このスペーサ９８は真鍮等の金属で
作られてフランジ８８上に支持されており、その厚さは
丘部８６の高さに略等しい。

弾性板９０をレバー８２に固着するには超音波溶接技術
が適宜用いられる。

又図面を明確にするために第１図では第３図の１−１線
に沿った２組の弾性板及び針を示したが、通常４組以上
の弾性板及び針が設けられる。

次に蓋６について説明すると、レバーの上面形状に合わ
せたＭ６の内壁には二つの求心状の円形溝１００及び１
０２が形成されていて、それらの中にゴム状材質のＯ−
リング状のリング１０４及び１０６が嵌められている。

丘部８６の上方に位置する　　゛第１のリング１０４は
丘部８６をフランジ８８に当接維持させる機能をする。

第１のリング１０４よりも大型の第２のリング１０６は
針の頭部の上方に位置していてレバ一端部の緩衝材及び
騒音吸収材の機能をする。

このＭ６は中実部分３４と同一材質で形成すると都合が
よい。又その表面に溝を形成すると部分３４の場合と同
様に印字ヘッドからの放熱に効果があるので好都合であ
る。

次の本発明の印字ヘッドの作動を説明する。

電磁石の巻線が付勢されていない場合にはレバー８２の
自由端は、該レバーの下側に取付けた弾性板９０と針用
のコイルバネ９２とによってリング１０６に対して支持
される。従って針４６は引込み位置に保持される。この
状態を第１図の左側に示す。

一方巻線に電流を流すと、電磁石のピストン芯７６は継
鉄６２の中央の円圧部６４に向って１吸され、レバー８
２は下方に向って僅か回動して第１図の右側に示す印字
位置に向って針４６を押出す。

この型式の印字ヘッドを用いて試験したところ約６５°
の作動温度を超すことなく　２５００８２の振動数を容
易に得ることができ、３０００Ｈｚまでの振動数が可能
である。

又、制御ブロックと、該制御ブロックを担持したプリン
ト回路のウェーハの部分を考えなかったならば、印字ヘ
ッドを一辺が４　ａｍの立方体に収めることができ、こ
のような構造のために自動組立が極めて容易である。そ
のため製造費が安くなる。

本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例え
ば針４６の端部を弾性板９０或はより好ましくはレバー
８２に取付けることができる。このようにすることによ
りコイルバネ９２を省略することができ、又針の頭部８
０を省略することができる。その場合計４６を引込み位
置にもたらすのは弾性板９０だけである。

上記とは逆に、例えば蓋６内に設けた別のレバーの位置
め・案内装置によって弾性板９０に置換えて、コイルバ
ネ９２には針４６を保持・復帰させる機能を持たすこと
ができる。但しこの場合にはさらに強力なバネを使用す
る必要がある。

又、レバー８２を他の方法で回動させかつ該レバーを前
述とは別の方法でビスＩ・ン芯７６に設けることができ
る。

鼻状部１４及び案内４０　、４８　、５０　、３０は本
発明の要件ではない。鼻状部及び案内に必らずしも上述
のように設けなくともよい。又案内の数は上記から変え
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図の破線１−１に沿って示した本発明にか
かる印字ヘッドの縦断面図、第２図は印字ヘッドの斜視
図、第３図は蓋を除いて示した印字ヘッドの上面図であ
る。 ６・・・蓋、　　　　　　　　　３４・・・ハウジング
、４０　、４８　、５０　、３０・・・案内、　４６・
・・針、５８・・・電磁石、　　　　　６２・・・継鉄
、６６・・・巻線、　　　　　　　７６・・・ピストン
芯、８０・・・針の頭部、　　　　８２・・・レバー、
８４・・・ピストン芯の頭部、８６・・・丘部、８８・
・・金属フランジ、　　９０・・・弾性板、９２・・・
コイルバネ、　　　　９４・・・フレーム、１００・・
・円形溝、　　　　　１０２・・・円形溝、１０４．１
０６・・・環状リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字をするための第１の端部と第２の端部とを有す
   る１組の針（４６）と、 少なくとも一列の路線に沿って上記の第１の端部が整列
   するように針（４６）を通過させる案内（４０、４８、
   ５０、３０）と、 上記針（４６）が第１の位置を占めるようにする弾性要
   素と、 上記第２の端部付近に配設されかつ継鉄（６２）と巻線
   （６６）と、針（４６）のうちの一つの第２の端部に連
   結されて上記巻線（６６）に電流を流した時に上記針（
   ４６）を第２の位置にもたらすように形成されたピスト
   ン芯（７６）とを有する１組の電磁石（５８）とを備え
   、電磁石（５８）のピストン芯（７６）は非磁性材質の
   レバー（８２）を介して針（４６）の第２の端部に夫々
   接続してなるドットマトリックス印字機用印字ヘッド。 ２、上記レバー（８２）が合成材質からなりかつ上記ピ
   ストン芯（７６）に形成した頭部（８４）と共に一体成
   型された特許請求の範囲第１項記載の印字ヘッド。 ３、上記弾性要素が電磁石（５８）に対面したレバー（
   ８２）の表面に固着された金属製の弾性板（９０）を備
   えた特許請求の範囲第１項記載の印字ヘッド。 ４、針（４６）の第２の端部に針の頭部（８０）が形成
   され、上記弾性手段は針（４６）が通過する第１の案内
   （４０）と上記頭部（８０）間に配設されたコイルバネ
   （９２）を備えて、上記頭部（８０）を上記弾性板（９
   ０）に当接状に維持した特許請求の範囲第３項記載の印
   字ヘッド。 ５、すべての上記弾性板（９０）が一つのフレーム（９
   ４）に一体に接続されると共に電磁石（５８）を収容し
   たハウジング（３４）と着脱可能な蓋（６）との間に保
   持された特許請求の範囲第３項記載の印字ヘッド。 ６、電磁石（５８）に対面しかつ針（４６）から離隔し
   たレバー（８２）の表面に、上記フレーム（９４）を横
   切って略半球形又は半円柱形の丘部（８６）が設けられ
   、該丘部の頂点は距離をあけて上記ピストン芯（７６）
   を包囲すると共に上記ハウジング（３４）と蓋（６）と
   の間に保持された金属フランジ（８８）に当接状に支持
   され、夫々のレバー（８２）が、丘部（８６）の頂点を
   通りかつ該レバーの長手軸線に直角な軸線の周りに回動
   可能に形成された特許請求の範囲第５項記載の印字ヘッ
   ド。 ７、丘部（８６）の頂点がゴム状の環状リング（１０４
   ）を介して金属フランジ（８８）に当接状に支持され、
   該環状リング（１０４）は蓋（６）の内側の円形溝（１
   ００）に一部分が収められかつ上記頂点に略調和して配
   設された特許請求の範囲第６項記載の印字ヘッド。 ８、蓋（６）の内側に、針（４６）の第２の端部に調和
   した別の円形溝（１０２）が設けられ、該円形溝（１０
   ２）にゴム状の別の環状リング（１０６）の一部分が収
   められ、針（４６）が第１の位置にある時に該環状リン
   グ（１０６）によって後押しされた特許請求の範囲第７
   項記載の印字ヘッド。