JPS6229234B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁石を使用するドツトプリンタヘ
ツドの構造に関する。

従来、機械式ドツトプリンタヘツドに関しては
種々の構造が考えられてきた。特に電磁石の吸引
力を利用して可動片（いわゆる吸引鉄片、可動板
に回転自在に結合された、あるいは固着された可
動鉄心と可動板よりなる可動片等）を吸引し、そ
の動きを利用して可動片に係合するニードル、あ
るいは可動片と一体に形成された突起等を突出さ
せるドツトプリンタヘツドに関しては近年多くの
構造が提供されてきている。しかし共通している
欠点は、待機時における可動片の被吸引面と電磁
石の固定鉄心の吸引面とのギヤツプのばらつきを
安価な方法では小さくできないことである。ある
ものは非常に高精度の（高価な）加工方法をとら
ざるを得ず、またあるものは煩雑なギヤツプ調整
をやらざるを得ないという具合で、これがドツト
プリンタヘツドのコストを上げる一因ともなつて
おり、また安価にすまそうとすればギヤツプのば
らつきが大きくなり、一定の均一な品質の印字を
得るためには必要以上のエネルギーを電磁石に与
えなければならないことであつた。

本発明の目的は、安価にギヤツプのばらつきを
小さくでき、より少ないエネルギーで均一な、し
かも濃度も十分な印字品質が得られるドツトプリ
ンタヘツドの構造を提供することにある。

更に他の目的は、最小部品で組立の容易なドツ
トプリンタヘツドの構造を提供することにある。

以上に本発明によるドツトプリンタヘツドの構
造および特徴を図面に従つて説明する。

第１図は、本発明によるドツトプリンタヘツド
の実施例の構造を示す断面図で、第２図は構造の
斜視図である。

１は、第１のヨークで、カツプ形状をしてお
り、底部に固定鉄心２が７本立つている。３はコ
イル枠で固定鉄心２に嵌装され、固定鉄心２の端
面２ａ（図示してないが２ａの代わりに固定鉄心
２に形成される段差面でもよい）でコイル枠３の
段差面３ａが係止される。４は第２のヨークで、
円板形状をしており外周部が第１のヨーク１の内
面に嵌入される。そのとき第２のヨーク４はコイ
ル枠３の係止面３ｂで係止される。つまりコイル
枠３は固定鉄心２と第２のヨーク４で挾持される
ことになる。

一方、コイル枠３と第２のヨーク４はお互いの
相対位置決め手段として、コイル枠３は第３図に
図示するように位置決め突起３ｃ，３ｄおよび補
助として後述の支点突起３ｅを持ち、第２のヨー
ク４は各々に対応して案内４ｃ，４ｂ、および４
ｅの組、７組をコイル枠７個に対して切欠きの形
状で持つており、これら位置決め突起が案内に嵌
入されコイル枠３と第２のヨーク４の相対位置が
定まる。またコイル枠３の位置決め突起３ｃと３
ｄには、その外周面上に長手方向に「Ｕ」字形溝
３ｃ−１，３ｄ−１が形成されており、コイル枠
３に巻かれたコイル３ｆの端部はこれら「Ｕ」字
形溝３ｅ−１，３ｄ−１の中を通り、位置決め突
起３ｃ，３ｄに圧入されたそれぞれのコイルリー
ド端子１２に接続される。

第２のヨーク４のコイル枠３と反対側の面上に
厚さ0.1mm程度のスペーサ５を挾んで可動片６の
支点がのる。可動片６は「Ｕ」字形に折曲げられ
た鉄片６ａと、固定鉄心２の端面２ａに直接吸引
される可動鉄心６ｂとより成り、可動鉄心６ｂは
鉄心６ａに固着されている。可動片６の支点位置
は、鉄片６ａの一端にあけられた穴６ａ−１とコ
イル枠３の支点突起（位置決め突起）３ｅを嵌め
合わせることにより決定する。また穴６ａ−１近
傍の支点位置で鉄片６ａは折り曲げられて、後述
する可動片６の往復運動の際の動きのスムーズ
さ、支点位置におけるスペーサ５の耐久性の向上
を実現している。鉄片６ａの他端６ａ−２はニー
ドル７と係合し、ニードル７はニードルガイド１
０に案内されている。ニードル７はまたニードル
ガイド１０の一部に設けられたバネ座１０ａ−５
で一端を係止される復帰バネ８により矢印Ｂ方向
に付勢されている。コイル３ｆに通電されていな
い（待機）時の可動片６の位置を定めるため、可
動片６の支点は支点押エ部材９の支点押エ部９ａ
により第２のヨーク４方向へ押えられ、可動片６
のニードル７と係合する端６ａ−２の近辺が係止
部９ｂにより係止されている。可動片６の可動鉄
心６ｂは、第２のヨーク４の開口部４ａとコイル
枠３の開口部３ｇの中へ挿入されていて往復運動
可能状態にある。

コイル３ｆに通電すると、発生した磁束は固定
鉄心２、第１のヨーク１、第２のヨーク４および
可動片６を通り、可動片６は固定鉄心２に吸引さ
れ、従つてニードル７は復帰バネ８の力に抗して
矢印Ａ方向に押し出され、ニードル７の先端で印
字媒体を打撃して印字をする。印字後コイル３ｆ
への通電が切られるので可動鉄心６ｂ、固定鉄心
２間の吸引力が消滅し、ニードル７は復帰バネ８
の力と印字によつてニードル７に与えられる反発
力によつて矢印Ｂ方向に引き戻れて、可動片６が
係止部９ｂにより係止されるまで引き戻される。

支点押エ部材９は多種の機能を一部品で有して
いる。第４図で説明すると、支点押エ部９ａは鉄
片６ａを押える面が円弧形状をしており、一体で
作られた板バネ９ｃにより支持されており、可動
片６の支点近傍の前述した鉄片６ｂの折曲げ部を
弾性的に押える。係止部９ｂのスペーサ５からの
高さは、支点押エ部材９に設けられた突起９ｄを
スペーサ５に当接することにより決定する。また
支点押エ部材９の角度位置は、コイル枠３の支点
突起３ｅを支点押エ部９ａに形成された案内溝９
ｅに嵌め合わすことにより決定する。またコイル
リード端子１２は、穴９ｆの中を通る。コイルリ
ード端子１２の端は回路基板１５に接続される。
支点押エ部材９の固定は、ネジ１３によりニード
ルガイド１０へ締結することによりなされる。そ
の際支点押エ部材９の芯ずれ防止のため支点押エ
部材９のガイド穴９ｇとニードルガイド１０の柱
状部１０ｂ−２が嵌合される。

ニードルガイド１０は、大きくはニードルガイ
ド１０ａとニードルガイド１０ｂに分割されてお
り、１０ａには先端ガイド１０ａ−１、中間ガイ
ド１０ａ−２，１０ａ−３が取りつけられあるい
は設けられており各々には７個のニードルガイド
穴が設けられている。またニードルガイド１０ｂ
のニードルガイド部１０ｂ−１には同様に７個の
ニードルガイド穴が設けられており、これらニー
ドルガイド穴はニードル７を無理なく案内できる
ように配置されている。

ニードル７は、ワイヤ７ａとワイヤチツプ７ｂ
で構成され、ワイヤ７ａとワイヤチツプ７ｂは溶
接あるいはカツメ等の手段で結合される。ワイヤ
チツプ７ｂには復帰バネ８に懸架されるためのつ
ば７ｃが設けられている。１０ａ−４にはバネ座
１０ａ−５が設けられている。

ニードルガイド１０ａに、前もつて復帰バネ８
（コイルバネ）を通したニードル７を１０ａ−４
側からニードルガイド穴に通し組つけた後ニード
ルガイド１０ａのワイヤチツプ７ｂ側をワイヤチ
ツプ７ｂと一緒に、カツプ状になつたニードルガ
イド１０ｂの内部１０ｂ−３へ挿入し、ワイヤチ
ツプ７ｂを１０ｂ−１部に設けられたニードルガ
イド穴に挿入（この際ワイヤチツプ７ｂが自然に
ニードルガイド穴へ導かれるように１０ｂの内部
１０ｂ−３にはガイド壁１０ｂ−４（第５図図
示）が設けられているし、ニードルガイド１０ａ
に設けられた案内穴１０ａ−６にニードルガイド
１０ｂに設けられた案内突起１０ｂ−５が圧入さ
れて、二分割されていたニードルガイド１０ａと
ニードルガイド１０ｂが組合される。本発明の実
施例ではニードルガイド１０ｂは他に２個の案内
突起１０ｂ−６を持つており、上記の結合の際こ
れらの案内突起１０ｂ−６と２つの面１０ａ−７
が圧接し結合をより確実なものとする。このよう
にニードルガイドを二分割し、ニードルを通した
後上述の様な簡易結合手段でもつて結合できる構
造にしておくことによつて、ヘツドの組立の際前
もつてニードルとニードルガイドを１つのブロツ
クとしてニードルが抜けないように組立てておく
ことができるのでヘツド全体の組立性の面からメ
リツトが大きい。

このように１つのブロツクとなつたニードルガ
イド１０は第１のヨーク１へ放熱板１１を挾んで
ネジ１４によつて締結される。その際放熱板１１
の角度位置決めを容易にし組立性を上げるためそ
の位置決め手段としてニードルガイド１０ｂには
内部に上記ネジ１４の通る穴をもつ突起１０ｂ−
７を設け、これと放熱板１１に設けられた対応す
る穴１１ａを嵌合させている。

カツプ状ニードルガイド１０ｂの底には、前述
したようにガイド部１０ｂ−１と、支点押エ部材
９のガイド穴９ｇに嵌合し、内部にネジ１３と係
合するメネジをもつ柱状部１０ｂ−２と、可動片
６のニードル７と係合する端部６ａ−２の横ブレ
を防止するための案内手段（突起）１０ｂ−８
と、ニードルガイド１０と第２のヨーク４との相
対的角度位置を決めるため第２のヨーク４に設け
られた位置決めガイド４ｆが嵌合する窪み１０ｂ
−９が位置決め手段として設けられている。

ニードルガイド１０ａは前述した機能の他にド
ツトプリンタヘツド全体をヘツド保持部材１６へ
ネジ１７によつて締結するための被締結部１０ａ
−８をもつ。１０ａ−８にはニードルガイド１０
の長手方向に長円形状であるネジ１７の通る穴１
０ａ−９を持ち、ドツトプリンタ組立の際に先端
ガイド１０ａ−１からプラテン（図示せず）まで
の距離を自由に調整できる構造となつている。

放熱板１１の形状は第２図で示すように放熱面
積を増すために第１のヨーク１の外周に沿うよう
に複数個の折曲部１１ｂを設けている。また実施
例では放熱板１１は１枚でできているが、第１の
ヨーク１とニードルガイド１０に挾まれる部分を
各々の間隔をあける様な形で複数枚で構成するこ
とも可能で放熱面積を増す意味から有効である。

第１のヨーク１は完全な円筒形状より図示のよ
うに底側部上側にくびれ１ａを設けることにより
ドツトプリンタヘツド後部より印字位置を見る際
の視線と水平線とのなす角度をより小さくできる
ので商品設計上好ましい。

スペーサ５は、第２のヨーク４と可動片６との
支点近傍における摩滅と錆発生を防止するために
設けられているもので非常に薄いプラスチツクシ
ートでできている。もし可動片６の支点近傍をプ
ラスチツク化できるとかプラスチツクコーテイン
グできるとか、材料を選ぶとか、あるいは第２の
ヨーク４にプラスチツクコーテイングができるな
らばスペーサ５は不必要となる。特にプラスチツ
クコーテイングを採用した場合にはコーテイング
層をスペーサ５と見なせる。

また本実施例では支点押エ部材９は、ネジ１３
により直接ニードルガイド１０ｂの底に設けられ
た柱状部１０ｂ−２に締結されているが、第２の
実施例では、第７図に図示する様に、支点押エ部
材９とネジ１３の頭部の座１３ａの間にバネ部材
１８を装着し、その結果支点押エ部材９はバネ部
材１８の力により第２のヨーク４側へ押えつけら
れている。この効果は以下の如くである。第１の
実施例では内部で発生する熱によつてニードルガ
イド１０ｂがネジ１３の軸方向に伸びてきた場
合、たまたま支点押エ部材９のガイド穴９ｇと、
柱状部１０ｂ−２の嵌合が強すぎたりあるいはネ
ジ１３の頭部の座１３ａと支点押エ部材９との間
に隙間ができたりした場合に、本ヘツドの構造で
あると、可動片６の係止部９ｂの位置が動き待機
時における可動鉄心６ｂと固定鉄心２の間隙が初
期の設定値と相異し電磁石の吸引特性に更には印
字品質に影響を及ぼしかねない。これに反して第
２の実施例では、たとえ１０ｂが伸びようともそ
の伸び分だけバネ部材１８のたわみ力で支点押エ
部材９を押してくれるので係止部９ｂの位置は常
に一定となる。

以上本発明によるドツトプリンタヘツドの一実
施例についてその構造と若干の特長、効果を述べ
てきたが、本発明により得られる非常に大きな利
点は下記の点である。

第６図で本発明による電磁石の駆動部を示すよ
うに、可動片６の待機時における固定鉄心２と可
動鉄心６ｂとのギヤツプ（ここでは第６図Ｇで代
表させる）は、コイル枠３の固定鉄心２と第２の
ヨーク４に挾まれる肉部の厚さH₁、第２のヨー
ク４の厚さt₁、スペーサ５の厚さt₂、スペーサ５
から支点押エ部材９の係止部９ｂまでの距離
H₂、鉄片６ａの厚さt₃、可動鉄心の高さH₃、お
よび可動片６の支点から係止部９ｂまでの距離
l₁、可動鉄心６ｂまでの距離l₂によつてほぼ定ま
り、概略 Ｇ＝H₁＋t₁＋l₂（H₂−t₃）／l₁−H₃ ………(1) で表わせる。

一方の印字品質を支配する大きな要因の１つは
印字媒体をニードル７が打撃するときのニードル
７の速度であり、一般的には電磁石への入力エネ
ルギを増してこの速度を大きくすることにより印
字品質は向上する。ただある一定限度以上になる
と印字品質の向上度は人間の目では判別がつかな
くなる。また速度がある一定限度以下になると印
字品質は極端に悪化する。そこでドツトプリンタ
ヘツドとしては、入力エネルギの関係から、人間
の目を満足させられる印字品質確保のための最小
のニードル速度近辺でできるだけ速度変動の少な
いものが望ましい。この速度変動の大きく影響を
与える要因の１つが、可動鉄心６ｂの被吸引面６
ｂ−１と固定鉄心２の吸引面２ａの間のギヤツプ
のばらつきである。本発明のドツトプリンタヘツ
ドではこのギヤツプの代表値Ｇは前述のごとく、
概略(1)式で声で表わされＧの最悪のばらつき△Ｇ
はl₂／l₁を一定と見なして、 △Ｇ＝△H₁＋△t₁＋△t₂＋l₂（△H₂＋△t₃）／l₁＋△H₃ ………(2) で表わせる。ここに△H₁、△H₂、△H₃、△t₁、
△t₂、△t₃は各々H₁、H₂、H₃、t₁、t₂、t₃のばら
つきである。本発明の構造においてはＧを決定す
る各変数は必要最低限で大量生産時にも管理し易
い量であり△Ｇを非常に小さく押え込むことが可
能でギヤツプＧの調整を不必要にすることが可能
である。これはコスト低減に大きく寄与する。本
発明により得られる非常に大きな利点は以上説明
したごとくである。

他の利点は非常に組立が容易な構造であること
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるドツトプリンタヘツド
の実施例の断面図、第２図はその斜視図、第３図
はコイル枠平面図、第４図は支点押エ部材詳細
図、第５図はニードルガイド１０ｂの平面図、第
６図は電磁石駆動部、第７図は他の実施例を示す
図である。 １……第１のヨーク、２……固定鉄心、３……
コイル枠、４……第２のヨーク、５……スペー
サ、６……可動片、７……ニードル、８……復帰
バネ、９……支点押エ部材、１０……ニードルガ
イド、１１……放熱板、１２……コイルリード端
子、１５……回路基板、１６……ヘツド保持部
材、１８……バネ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電磁石により可動片を吸引し、該可動片がニ
   ードルガイドに摺動可能に保持されたニードルの
   端部に当接して該ニードルを加速し前記ニードル
   前端部で印字を行なうドツトプリンタヘツドにお
   いて、柱状の固定鉄心２を底部内面に有する有底
   円筒状の第１のヨーク１と、前記固定鉄心に嵌装
   され、軸方向の位置決めがなされたコイル枠３
   と、該コイル枠の係止面３ｂに下面が当接すると
   ともに前記第１のヨークに外周面が面で当接し、
   前記固定鉄心の端部に対応する位置に穴４ａが形
   成された第２のヨーク４と、該第２のヨークの前
   記穴に挿入される可動鉄心６ｂを有し前記第２の
   ヨークの上面に外側端近くを当接する可動片６
   と、該可動片の外側端近くを支点押え部９ａで押
   圧するとともに前記第２のヨークに突起９ｂで当
   接し、該突起近傍に形成された係止部９ｂで可動
   片の度当たりをなす支点押え部材９とを有し、前
   記支点押え部材は前記ニードルガイド１０に締結
   されることを特徴とするドツトプリンタヘツド。