JPH01253456A - ワイヤ印字ヘッド - 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　〕 本発明はシリアルプリンタに使用されるバネチャージ型
のワイヤ印字ヘッドに関するもので、詳しくは各印字ワ
イヤ毎に設けられる２つ以上の電磁石を共通の通電制御
素子を用いて通電する構成を持つバネチャージ型のワイ
ヤ印字ヘッドに関する。

（従来の技術　］ シリアルプリンタに使用されるワイヤ印字ヘッド上して
は種々の構造のものが知られているが、その１つとして
永久磁石の磁気エネルギを仮ばねの歪みエネルギとして
蓄積し、印字データに対応した電磁石のコイルへ通電す
ることで前記歪みエネルギを印字玉名ルギに変換して印
字ワイヤにより印字を行う所謂ハネチャージ型のワイヤ
印字ヘッドがある。

第５図はその一般的なバネチャージ型のワイヤ印字ヘッ
ドの機械的な構造を示す半分を断面とした側面図である
。

図において１は印字ワイヤで、この印字ワイヤｌを一端
に取り付けたアーマチュア２の他端は仮ばね３の先部（
自由端）に固着支持されており、この板ばね３の基部は
永久磁石４上の中間ヨーク５と前部ヨーク６との間に挟
持された形で固定されて、前記前部ヨーク６はアーマチ
ュア２前方゛に位置するように延在している。

７はベースヨークで、その外周縁上に前記永久磁石４．
中間ヨーク５．及び前部ヨーク６が積層されている。そ
してこのベースヨーク７の中央部には前記アーマチュア
１の後面に対向するコア８が設けられ、該コア８の外周
にはコイル９が装着されていて、このコア８とコイル９
により電磁石が形成されている。

ここでこれら印字ワイヤ１．アーマチュア２゜板ばね３
．永久磁石４．中間ヨーク５．前部ヨーク６、ベースヨ
ーク７、コア８．及びコイル９は１つの印字素子を成し
、当該印字ヘッドにおいて、前記永久磁石４．中間ヨー
ク５．前部ヨーク６゜及びベースヨーク７を共通部品と
して、ヘースヨーク７上に印字ワイヤ１．アーマチュア
２及び板ばね３から成る可動部と、コア８及びコイル９
がら成る電磁石を環状に配列することにより多数の印字
素子が設けられている。

１０は前記前部ヨーク６、Ｊ：に重ねて固定された前部
カバー、１１はこの前部カバーの中央部前？：ζに設け
られたワイヤガイドで、このワイヤガイド１１に設けら
れた貫通孔に各印字素子の印字ワイヤ１が集められ所定
の配列となるようにガイドされている。

このような印字ベントにおける１印字素子の印字動作は
次の通りである。

まず、永久磁石４の磁束が中間ヨーク５．前部ヨーク６
、アーマチュア２．コア８．及びベースヨーク７から成
る磁路を矢印イで示したループのように通ることにより
、アーマチュア２がコア８に吸引され、これにより板ば
ね３が弾性変位することで、咳板ばね３に歪みエネルギ
を蓄える。

この状態で電磁石のコイル９に対して励磁電流が供給さ
れると、この電磁石のコア８は永久磁石４の磁束を打ち
消すように励磁され、これによりアーマチュア３がコア
８から開放されるため、板ばね３がその歪みエネルギに
より復旧する。

そしてこの仮ばね３の復旧動作に伴ってアーマチュア２
と共に印字ワイヤＩが前方に駆動され、印字ワイヤ１の
先端がワイヤガイド１１から突、出して、その前方に配
置されている図示しないインクリボンを介して印字用紙
に衝突することで、この印字用紙にインクリボンからイ
ンクがドツトどして転写される。

以上が１印字素子の印字動作であるが、印字データに基
づいて図示しない制御回路により各印字素子のコイル９
に選択的に通電を行うことによりドツト構成の文字や数
字等を印字用紙に印字することができる。

第６図は第５図のＡ−Ａ線断面図で、図において２ａ〜
２ｃはアーマチュア、８ａ〜８Ｃはコア、９３〜９ｃは
コイルであり、アーマデユア８ａとコア９ａ、アーマチ
ュア８ｂとコア９ｂ、アーマチュア８ｃとコア９ｃはそ
れぞれ電磁石を構成している。

つまりこの第６図は、第５図において物理的位置が互い
に隣接する３個の電磁石とそれに対応するアーマチュア
２を示している。

ところで従来のこの種のワイヤ印字ヘッドにおいては、
物理的位置が互いに隣接する２個以上の電磁石を１ブロ
ンクとして、全電磁石を複数のブロックに分け、ブロッ
ク単位に共通の通電制御素−ｔを設けて電磁石のコイル
９への通電を制御するようにしている。

第７図はこのような従来のワイヤ印字ヘッドにおけるコ
イル９の駆動回路図で、ここでは第６図に示す３個の電
磁石を１ブロンクとして通電制御する場合を示している
。

この図に見られるようにコイル９ａ〜９Ｃの入力端はこ
れらへの通電を共通に制御するトランジスタＴｒ−ｄを
介して電気エネルギを供給する電源Ｅに接続されており
、またコイル９ａ〜９Ｃの出力側はこれらへの通電を個
々に制御するトランジスタＴ−ａ、　Ｔ−ｂ、　Ｔ−ｃ
、及びダイオードＤ−ａ、　　Ｄ−ｂ、　　Ｄ−ｃの入
力端に接続されている。

そしてこのダイオードＤ−ａ、　　Ｄ−ｂ、　　Ｄ−ｃ
の出力側の前記側は電源Ｅに接続されており、更に各ト
ランジスタＴ−ａ、　Ｔ−ｂ、　Ｔ−ｃは環流電流を流
すためのダイオードＤ−ｄを介してコル９ａ〜９ｃに接
続されている。

尚、図示していないが、他のブロックにおける回路構成
も同様である。

次に上述した構成の作用を説明する。

但し、ここでは−例としてコイル９ａに通電し、このコ
イル９ａに支配されるアーマチュア２ａ及び印字ワイヤ
１をコア８ａ吸引状態から開放して印字する場合を考え
る。

いまコイル９ａに通電する場合、回路上の動作モードと
しては大きく分けて第１モード、第２モード、第３モー
ドの３つのモードが存在する。

まず第１モードでは、信号ＤＴ１によりトランジスタＴ
−ｄをＯＮにすると共に、前記信号ＤＴ１よりもパルス
幅の大きい信号ＤＴ２によりトランジスタＴ−ａを共に
ＯＮにする。熱論、このとき他のトランジスタＴ−ｂと
Ｔ−ｃはＯＦＦにしておく。

これにより電流は■の矢印で示すように、電源Ｅ→トラ
ンジスタＴ−ｄ→コイル９ａ→トランジスタＴ−ａの順
に流れる。

次に第２モードでは、前記信号ＤＴ２によりトランジス
タＴ−ａのみはＯＮに保持されるが、トランジスタＴ−
ｄはＯＦＦとなり、これによって電流が流れる経路は■
の矢印で示すように、電源Ｅ→ダイオードＩ）−ｄ→コ
イル９ａ−→トランジスタＴ−ａの順となる。

更に、第３モードでは前記トランジスタＴ−ａもＯＦＦ
となる、つまりすべてのトランジスタがＯＦＦとなる。

そして、電流が流れる経路は■の矢印で示すように、ダ
イオードＤ−ａ→電源Ｅ→ダイオードＤ−ｄ→コイル９
ａの順となり、コイル９ａに蓄積された環流電流が消費
されてやがて消滅する。

第８図は上述した第１〜第３モードにおいてコイル９ａ
に流れる電流の波形を示す図で、図中■の部分は第１モ
ード、■の部分は第２モード、■の部分は第３モードに
それぞれ相当する。

〔発明が解決しようとする課題　〕

しかしながら上述した従来の技術では、通電されている
コイルを持つ電磁石に誘導されて、このコイルに物理的
に隣接して設けられている通電していないコイルを持つ
電磁石にも電流が流れてしまうという問題点があった。

この現象について以下に詳細に説明する。

すなわち、第６図に示した電磁石のコイル９ａに通電し
たときにコア８ａに生じる消磁磁束は、永久磁石４の吸
引磁束と逆向きに流れる他、同図に矢印口、ハで示すル
ープのように隣接しているアーマチュア２ｂ、２ｃ、及
びコア９ｂ、９ｃにも流れ込んで電圧が生じ、所謂磁気
干渉が発生ずる。

これによりコイル９ｂ、９ｃと共に永久磁石を成すコア
８ｂ、８ｃを持つ磁路に電流が流れてしまい、第７図に
おいてはコイル９ａのみに通電した場合、コイル９ｂ、
９ｃを持つ電磁石にも誘導電流が流れることになる。

これはトランジスタＴ−ｄが物理的に隣接し合う電磁石
の各コイル９ａ、９ｂ、９ｃの共通の通電制御素子であ
ること、及びダイオードＤ−ａ。

Ｄ−ｂ、Ｄ−ｃの存在によりトランジスタＴ−ａ〜Ｔ−
ｃがＯＦＦであっても、トランシタＴ−ｄ→コイル９ｄ
〜９ｃ→ダイオードＤ−ａ　−Ｄ　−ｃという電流経路
が閉ループとなっているためである。

要するに前記の回路構成による従来のワイヤ印字ヘッド
では、通電されない電磁石にも誘導電流が流れてしまい
、消費電力が高くなるという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、通電される電ｆ〃石のコ
イルと隣接する通電されない電磁石に余分な誘導電流が
流れないようにして低消費電力型のワイヤ印字ヘッドを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段　〕

上述した目的を達成するため本発明は、電磁石を複数の
ブロックに分けて、１つのブロックにおける電磁石の故
を２個以上とすると共に、ブロック単位に共通の通電制
御ＪＩＩ素子を設けて、該通電制御素子により同一ブロ
ンク内の電磁石のコイルへの通電側ｔｆｆＩＩを行うよ
うにしたワイヤ印字ヘッドにおいて、一部のブロックを
除いて、またはすべてのブロックの前記共通の通電制御
コ「素子により通電されるコイルを持つ電磁石を、物理
的位置が互いに隣接しないように配置したものである。

（作用］ 上述した構成を有する本発明は、共通の通電制御ｙ素子
により通電されるコイルを持つ殆ど、またはすべての電
磁石の物理的位置が互いに隣接しないようにようになる
ため、電磁石のコイルに通電したとき、同じブロックの
通電しないコイルを持つ電磁石に殆ど磁気干渉が発生せ
ず、従来のように誘導電流が隣接する磁路に流れるとい
う現象を最小限に抑えて、１印字素子当たりの電気投入
エネルギを減少させることができる。

従って、これによれば無駄な電力消費が少なくなり、低
消費電力型のワイヤ印字ヘッドを提供することができる
。

（実施例〕 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明によるワイヤ印字ヘッドの第１の実施例
を示す配線説明図で、より具体的には各電磁石のコイル
と共通の通電制御素子であるｌ・ランジスタの接続関係
を示す図である。

本図では２４本の印字ワイヤを有するワイヤ印字ヘッド
の場合を示しており、図において９−１〜９−２４は第
７図における９ａ〜９ｃに相当する電磁石のコイルで、
奇数番号を持つ１２本のコイル９−１〜９−２３と、偶
数番号を持つ１２本のコイル９−２〜９−２４をベース
ヨーク７上に左台に分けて配置している。

熱論、これらのコイル９−１〜９−２４はそれぞれコア
８（第５図参照）に装着されるものであるが、本図では
コア８を省略して示している。

Ｔ−１〜Ｔ−６は第７図におけるＴ−ｄに相当する共通
の通電制御素子としてのトランジスタ、Ｔ９−１−Ｔ９
−２３は同じく前記第７図におけろＴ−ａ−Ｔ−ｃに相
当する個別の通電制ｆ、ｆｌ素子としてのトランジスタ
である。

図に見られるように本実施例においてはコイル９−１と
９−１３の共通側をトランジスタＴ１を介して電源Ｅに
接続し、同様にコイル９−３と９−１５．′Ｊコイル〜
５と９−１７．コイル９−７と１１３−１９．コイル９
−９と９−２１．及びコイルター１１と９−２３の共通
側をそれぞれトランジスタＴ２〜Ｔ６を介して電源Ｅに
接続すると共に、コイル９−１〜９−２３の出力側をそ
れぞれトランジスタＴ９−１〜Ｔ９−２３に接続した構
成としている。

つまり、本実施例のワイヤ印字ヘッドは、電磁石を２　
＋ｌｉＪで１ブロツクとし、同一の通電制？ＩＯ素子に
より通電制御されるコイル例えばコイル９−１と９−１
３を持つ電磁石をベースヨーク７上における物理的位置
が互いに隣接しないように配置したものとしている。

尚、前記の偶数番号を持つ１２本のコイル９−２〜９−
２４についても上述した奇数偶数番号を持つコイル９−
１〜９−２３と同様にトランジスタが接続されている。

また、図示していないが、これら２４本のコイル９−１
〜９−２４に対して、第７図のＤ−ａ〜Ｄ−ｄに相当す
るダイオードが設けられることば従来と同様であり、更
に印字ヘッドの印字素子の構成については第５図で説明
したように、印字ワイヤ１．アーマデユア２．板ばね３
．永久磁石４゜中間ヨーク５．前部ヨーク６、ベースヨ
ーク７゜コア８．及びコイル９により構成されている。

上述した構成による本実施例の作用、つまりコイル９−
１〜９−２４への通電は、第７図にて説明したと同様に
行われるが、本実施例では前記のように同一の通電制御
″ｌ素子、例えばトランジスタＴ　Ｉにより通電制御さ
れる電磁石のコイル９−１と９−１３の物理的位置が互
いに隣接しないように配置されているため、例えばコイ
ル９−１に通電しても従来のようなは気干渉は発生せず
、コイル９−１３を持つ電磁石に誘導電流が流れること
はない。

つまり、従来のように誘導電流が隣接する磁路に流れる
という現象を最小限に抑えて、１印字素子当たりの電気
投入エネルギを減少させることができる。

ここで、本実施例のワイヤ印字ヘッドと従来のワイヤ印
字ヘッドを駆動して両者の消費電力を−」べたときの実
験結果について述べる。

この実験において本実施例のワイヤ印字ヘッドは第１図
の構成とし、また従来のワイヤ印字ヘッドは第４図の構
成とした。

つまり、第４図の構成では物理的に隣接した位置にある
２個の電磁石のコイル９−１と９−３をトランジスタＴ
１に接続し、同様にコイル９−５と９−７をトランジス
タＴ２に、コイル９−９と９−１１をトランジスタＴ３
に、コイル９−１３と９−１５をトランジスタＴ４に、
コイル９−１７と９−１９をトランジスタＴ５に、更に
コイル９−２１と９−２３１−ランジスタＴ６にそれぞ
れ接続したものを使用した。

この両ワイヤ印字ヘッドにより、それぞれＪｒＳ第１水
準から任意に選択した１００文字を印字した結果、平均
消費電力（ワッテージ）は、従来のワイヤ印字ヘッド　
　　２１２ワット本実施例のワイヤ印字ヘッド　２０１
ワツト七なり、本実施例のワイヤ印字ヘッドの方が従来
のワイヤ印字ヘッドよりも、約５％の優位性を示した。

また、特に本実施例のワイヤ印字ヘッドは、数本の隣接
した印字マフイヤが同時に駆動されるようなタイミング
を多く持つ印字パターンのときに顕著な有効を示すこと
も確認された。

次に池の実施例について説明する。

第２図は本発明によるワイヤ印字ヘッドの第２の実施例
を示す配線説明図で、この第２の実施例は図示したよう
に、コイル９−１と９−２３をトランジスタＴ１に接続
し、またコイル９−３と９−２１をトランジスタＴ２に
、コイル９−５と９−１９をトランジスタＴ３に、コイ
ル９−７と９−１７をトランジスタＴ４に、コイル９−
１９と９−１５をトランジスタＴ５に、更にコイル９−
１１と９−１３をトランジスタＴ６にそれぞれ接続した
ものである。

この場合、物理的に隣接した位置にある電（ａ石のコイ
ル９−１１と９−１３がトランジスタＴ６により共通に
制御されることになるが、トランジスタＴ１〜Ｔ５で制
御されるコイル９−１〜９−９及び９−１５〜９−２３
を持つ電磁石は互いの物理的位置が隣接していないので
、はぼ第１の実施例と同様の結果が得られる。

第３図は本発明によるワイヤ印字ヘッドの第３の実施例
を示す配線説明図で、この第３の実施例は図示したよう
に、コイル９−１と９−９と９−１７をトランジスタＴ
１に１妾続し、またコイル９〜３と９−１１と９−１９
をトランジスタＴ２に、コイル９−５と９−１３と９−
２１をトランジスタＴ３に、コイル９−７と９−１５と
９−２３をトランジスタＴ４にそれぞれ接続したもので
ある。

つまり、この第３の実施例はｌブロックにおける電磁石
の数を３個とし、各々のブロックにトランジスタＴ−７
４を組み合わせると共に、各ブロックの電磁石の物理的
位置が隣接しないように配置したもので、このようにし
ても第１の実施例と同様の結果が得られる。

尚、本発明は前記第１．第２．及び第３の実施例に限ら
れるものではなく、電磁石の総数や共通の通電制御素子
であるトランジスタの数等に応じて組み合わせを変える
ことが可能である。

〔発明の効果　〕

以上説明したように本発明は、共通の通電制御素子によ
り通電されるコイルを持つ殆どまたはすべての電磁石の
物理的位置が互いに隣接しないようになるため、電磁石
のコイルに通電したとき、同じブロックの通電しないコ
イルを持つ電磁石に殆ど磁気干渉が発生せず、従来のよ
うに誘導電流が隣接する（ａ路に流れるという現象を最
小限に抑えて、１印字素子当たりの電気投入エネルギを
減少させることができる。

従って、これによれば無駄な電力消費が少なくなり、低
消費電力型のワイヤ印字ヘッドを提供することができる
という効果が得られる。

また、前記のように１印字素子当たりの電気投入エネル
ギを減少することで、電磁石からの熱の発生を防止でき
、高デユーティ−で印字を行うことができるという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワイヤ印字ヘッドの第１の実施例
を示す配線説明図、第２図は第２の実施例を示す配線説
明図、第３図は第３の実施例を示す配線説明図、第４図
は実験に用いた従来のワイヤ印字ヘッドの配線説明図、
第５図は一般的なバ不ヂャージ型のワイヤ印字ヘッドの
機械的な構造を示す半分を断面とした側面図、第６図は
第５図のＡ−Ａ線断面図、第７図は従来のワイヤ印字ヘ
ッドにおけるコイルの駆動回路図、第８図は第７図にお
ける電流の波形を示す図である。 １：印字ワイヤ ２：アーマチュア ３：仮ばね ４：永久磁石 ８：コア ９、　９−１〜９−２４；コイル Ｔ１〜Ｔ６：トランジスタ Ｔ９−１〜Ｔ９−２３　：　）ランジスタ特許出願人　
沖電気工業株式会社 代理　人弁理士　金倉喬二 ÷ 従来例を示す通電回路図 稙　７　国 時間 第７図における電流波形図 紬　８　国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字ワイヤを取り付けたアーマチュアと、このアー
   マチュアを自由端に支持した板ばねと、コイルを装着し
   たコアを前記アーマチュアに対向させた電磁石と、 この電磁石のコアに前記アーマチュアを吸引させる磁束
   を発生する永久磁石とを具備した複数の印字素子を環状
   に配し、 かつ電磁石を複数のブロックに分けて、１つのブロック
   における電磁石の数を２個以上とすると共に、 ブロック単位に共通の通電制御素子を設けて、該通電制
   御素子により同一ブロック内の電磁石のコイルへの通電
   制御を行うようにしたワイヤ印字ヘッドにおいて、 一部のブロックを除いて、またはすべてのブロックの前
   記共通の通電制御素子により通電されるコイルを持つ電
   磁石を、物理的位置が互いに隣接しないように配置した
   ことを特徴とするワイヤ印字ヘッド。