JPH0212190B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は活字ホイールを用いたシリアルインパ
クト式の印字装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、放射状に形成されたスポークの先端に活
字を有する花弁型活字ホイールを用いた印字装置
に代わつて、印字を高速化するために、従来の平
面状であつた活字ホイールのスポーク部分を曲げ
てカツプ状にして慣性モーメントを減らした活字
カツプを用いた印字装置が開発されている。この
活字カツプは活字が２段になつているために、回
転とシフトの２つの運動によつて活字の選択が行
なえ、慣性モーメントの減少とともに活字選択時
間が短縮でき、高速印字が可能になる。

第１図は上述のような活字カツプを用いた従来
の印字装置における印字機構部を示した図で、１
０は印字用紙１１を保持するプラテン、１２は多
数のスポーク１３の先端部に活字部１４ａ，１４
ｂが２段に並された活字カツプである。プラテン
１０側に位置する活字１４ａ，１４ｂの裏側には
印字ハンマー１６が配置されており、信号が入力
されると、印字ハンマー１６は活字部１４ｂまた
は１４ａを印字用紙１１に押当てる。活字部１４
ｂまたは１４ａと印字用紙１１の間にはインクリ
ボン１７があり印字が行なわれる。活字カツプ１
２は活字保持部材１８に取付けられており、その
活字保持部材１８の凸部１９が活字カツプ１２の
孔または切欠部１５に嵌入しているために回転運
動を伝えることができる。活字保持部材１８はモ
ータ１９の回転軸１９ａ上で回転および上下移動
が可能に支持されている。モータ１９の回転軸１
９ａには回転伝達部材２０が固定されており、そ
の回転伝達部材２０に固定されたピン２１と活字
保持部材１８の突部２２とは互いにモータ１９の
回転軸１９ａの長手方向に移動可能なようにかみ
合つているため、モータ１９の回転が活字保持部
材１８を介して活字カツプ１２に伝えられるが、
活字カツプ１２は自由に上下に移動することが可
能である。

２３はロータリーソレノイドで、その出力軸に
は偏心軸２４が取付けられている。偏心軸２４
は、固定部（図示せず）にピン２５にて回転自在
に取付けられたシフトレバー２６の一端部にあけ
られた長孔に嵌入しており、シフトレバー２６の
他端には活字保持部材１８の溝部１８ａに嵌まる
ピン２７が設けられている。ロータリーソレノイ
ド２３の回転によりシフトレバー２６がピン２５
を中心として回動して、活字保持部材１８を上下
動させる。

印字を行なう時はモータ１９とロータリーソレ
ノイド２３の回転により、活字カツプ１２の回転
および上下動を行なつて活字を選択した後、印字
ハンマー１６が動作して印字動作が終了する。

しかし、以上のように構成された従来の印字装
置においては、活字カツプの回転および上下動の
ために複雑な機構を必要とするため、装置の小型
化に適さず、しかも構造上、摩擦力が大きくてモ
ータの負荷が大きくなつたり、摩耗によるガタが
発生する等の問題があつた。

発明の目的 本発明の目的は、小型化に適し、しかも摩擦、
摩耗等の減少による信頼性に優れた印字装置を提
供することにある。

発明の構成 本発明の印字装置は、活字カツプを、その回転
軸心を中心として回転可能に支持するとともに、
通電により、その活字カツプを、その回転軸心の
長手方向（例えば上下方向）に移動させて各段の
活字部を印字ハンマーの打撃位置に持ち来たす可
動鉄心（アーマチユア）を有してなる電磁ソレノ
イドを使用することにより、活字カツプを効率良
く移動させるようにしたものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第２図は本発明の一実施例に係る印字装置の一
部切欠要部側面図である。同図において、４０は
印字用紙４１を保持するプラテンである。４２は
活字カツプであり、これは円盤部４３の外周近傍
から所定間隔あけて垂直に複数のスポーク４４が
延びており、各々のスポーク４４の外側先端部に
は上下２段に活字部４５ａ，４５ｂが形成されて
いる。活字カツプ４２の円盤部４３の外周にはギ
ヤ４６が形成されており、モータ４７の回転軸に
固定されたギヤ４８とかみ合つている。また、円
盤部４３には孔または切欠き４３ａが設けてあ
り、それらの孔または切欠き４３ａには、活字取
付部材４９に植設されたピンなどの凸部５０が嵌
入して、活字取付部材４９と活字カツプ４２が一
体となつて回動および上下動しうるようになつて
いる。

活字部４５ａまたは４５ｂの裏側には、固定台
６０上に配設された印字ハンマー５１の作動体５
１ａが位置せられている。印字ハンマー５１は信
号が印加されると、作動体５１ａを第２図で右方
向へ突出させて活字部４５ａまたは４５ｂを印字
用紙４１の方へ押す。すると、スポーク４４は適
当な弾力性を持つているために活字部４５ａまた
は４５ｂは印字用紙４１に押圧される。活字部４
５ａまたは４５ｂと印字用紙４１の間にはインク
リボン５２が設けられているため印字が行なわれ
る。

４７は活字カツプ４２の回転位置を制御するた
めのモータであり、これは制御回路（図示せず）
によつて回転位置が制御される。モータ４７に取
付けられたギヤ４８は活字カツプ４２が上下方向
にシフトしても活字カツプ４２のギヤ４６とかみ
合いを保つような厚みを持つている。５３は活字
カツプ４２を上下動させるための電磁ソレノイド
であり、これは活字カツプ４２の内部空間におい
て、印字ハンマー５１を上面部に取付けた固定台
６０の下面部に取付けられている。

なお、この電磁ソレノイド５３は、シフト信号
が入力されると、下端部に前記活字取付部材４９
を取付けたアーマチユア５４を電磁力で上方へ吸
引移動する。

これにより、第２図に示すように、印字ハンマ
ー５１の作動体５１ａの先端部に上段の活字部４
５ａが対向するように活字カツプ４２が下がつた
位置（以下、これを第１位置と称す）から、印字
ハンマー５１の作動体５１ａの先端部に下段の活
字部４５ｂが対向するように活字カツプ４２が上
がつた位置（以下、これを第２位置と称す）へ持
ち来たされる。

第３図は前記電磁ソレノイド５３の一例を示す
側断面図で、固定台６０の中央部にはシヤフト６
１が固定されており、このシヤフト６１には円筒
形状のロータ６２と可動鉄心であるアーマチユア
５４が上下の位置関係をもつて支持されている。
ロータ６２は磁性材料で作られており、その中央
部にはすべり軸受６３が圧入されている。そのた
め、ロータ６２はシヤフト６１上を自在に回転で
きるようになつている。また、ロータ６２は軸方
向にも移動できるが、通常は自重によつてシヤフ
ト６１に設けられた鍔部分６１ａの上に停まつて
いる。アーマチユア５４も、また磁性材料で作ら
れており、その中央部にはすべり軸受５５，５６
が圧入されている。そのため、アーマチユア５４
はシヤフト６１上で回転自在かつ軸の長さ方向へ
移動可能になつている。アーマチユア５４とシヤ
フト６１の鍔部分６１ａの間にはコイル状スプリ
ング６４が設けられており、活字カツプ４２を第
１位置へ持ち来たすようにアーマチユア５４を下
方に移動付勢している。なお、このアーマチユア
５４はコイル状スプリング６４の付勢力によつて
下端がシヤフト６１に取付けられたＥリング６５
に当たる位置に停止している。

この位置において、スライダーワツシヤ６６が
すべり軸受５６とＥリング６５の間にはさまれる
ようになるため、アーマチユア５４の回転抵抗は
非常に小さい。

アーマチユア５４の上部５４ａは先細となつた
テーパーがつけられ、かつ、前記アーマチユア５
４の上部５４ａと対向するロータ６２の下部もア
ーマチユア５４の上部と同じテーパー状の凹部６
２ａが形成されている。６７，６８はそれぞれ断
面が略逆凸状、凹状をなした磁性材料から成るヨ
ークであり、これらはコイル６９を囲むように結
合配置されている。

なお、前記ヨーク６７は中央部に、前記ロータ
６２を非接触で収容するとともに、下方よりアー
マチユア５４の上部５４ａをロータ６２の凹部６
２ａに出入りさせるに十分な大きさの貫通孔６７
ａを有する。前記ヨーク６７，６８の貫通孔の内
周部６７ｂ，６８ａはそれぞれロータ６２とアー
マチユア５４の外周面と適当な間隙７０，７１を
保つて対向している。

コイル６９に通電すると、ヨーク６８，６７〜
ロータ６２〜アーマチユア５４で形成される磁路
に磁束が発生して、アーマチユア５４はロータ６
２に磁気的吸引力で吸着される。アーマチユア５
４の移動距離は活字カツプ４２のシフト量に等し
くなつている。

第４図はコイル６９に通電した時の電磁ソレノ
イド５３の内部に発生する磁束の概略の様子を模
式的に示したもので、磁束は図中に破線で表わし
ている。間隙７０，７１を通る磁束は半径方向を
向いており、しかも全周にわたつて均一であるた
め、ロータ６２、アーマチユア５４には半径方向
の力は発生しない。しかし、アーマチユア５４の
テーパー状の上部５４ａとロータ６２のテーパー
状の凹部６２ａ間の間隙Ｇを通過する磁束は軸長
手方向に力を発生し、コイル状スプリング６４を
圧縮しながらアーマチユア５４を上方へ移動さ
せ、ロータ６２とアーマチユア５４が吸着する。
互いに吸着したロータ６２とアーマチユア５４は
コイル状スプリング６４の力によりシヤフト６１
の鍔部分６１ａにロータ６２が当たる位置に停止
するため、活字カツプ４２のシフトした位置は常
に一定になる。吸着後も軸受に働く側圧がないた
め、アーマチユア５４の回転抵抗は非常に小さ
い。また、吸着後は間隙Ｇが小さくなり、磁気抵
抗が減少するので、アーマチユア５４の吸着を保
持するための励磁力を小さく出来る。アーマチユ
ア５４の吸着部分がテーパー状になつているの
で、間隙Ｇの大きな吸引開始位置においてもあま
り大きな励磁力を必要としない。

コイル６９の通電を止めると、アーマチユア５
４は、それ自身の自重とコイル状スプリング６４
の働きによつて下方に移動して、下端がＥリング
６５に当たる位置で待機する。

以上のように本実施例によれば、活字カツプを
取付ける活字取付部材と結合されたアーマチユア
を磁気力によつて直接、非接触に上下動すること
が可能になる。また、動作部材も少なくなり、信
頼性も向上するとともに装置の小型化が実現でき
る。また、活字カツプを回転させるときの回転抵
抗が小さく、しかも負荷慣性も小さいため、モー
タの負荷が減る等の効果も生ずる。

なお、上述の本発明の実施例においては、活字
カツプを回転させるためにモータと活字カツプを
ギヤで連結したが、モータと活字カツプの連結は
ギヤを用いるものに限定されるものではなく、そ
のほか、例えば従来例に示したようにシヤフト６
１と同軸上にモータの回転軸を配置して回転伝達
用部材を用いた構造を採用しても良い。

第５図は本発明で使用する電磁ソレノイド５３
の他の実施例を示す側断面図である。以下、これ
について説明するが、先の第３図の実施例で説明
したものと同様の働きをなすものについては同一
の符号を付し、ここでの重複する説明については
省略する。この第５図の実施例は、ヨーク６７の
下面部６７ｃに円筒形（またはリング形）の永久
磁石７２を固定している。そして、この永久磁石
７２は厚さ方向に着磁されており、下面部には磁
性材料から成るリング状のコア７３が固定されて
いる。コア７３は、その内周面７３ａがアーマチ
ユア５４の外周面と所要の間隙７４を介して対向
している。

第６図、第７図は第５図の電磁ソレノイド５３
の内部に発生する磁束の概略の様子を模式的に示
したもので、第６図はアーマチユア５４が下動し
た復帰位置にある場合、第７図はアーマチユア５
４が上動したシフト位置にある場合を示してい
る。

第６図において、実線は永久磁石７２が発生す
る磁束を表わし、また破線および一点鎖線はコイ
ル６９がシフト信号の入力があつた時に発生する
磁束を表わしている。第６図に示すように、アー
マチユア５４が復帰位置にあるときは、永久磁石
７２の起磁力によつてコア７３〜間隙７４〜アー
マチユア５４〜間隙７１〜ヨーク６８〜ヨーク６
７の磁路に磁束を発生させる。間隙７４と間隙７
１を通る磁束の向きは、アーマチユア５４の半径
方向であるので、アーマチユア５４を軸長手方向
に動かす力は発生しない。なお、磁束によつてア
ーマチユア５４を半径方向に引く力が生ずるが、
間隙７１，７４は軸対称形となつているため、互
いに打消し合つて、アーマチユア５４は半径方向
に力を受けることはない。その為、アーマチユア
５４のすべり軸受５５，５６は側圧を受けないの
で回転抵抗は非常に小さい。

この第６図の状態において、コイル６９にシフ
ト信号を入力すると、ヨーク６７〜ヨーク６８〜
間隙７１〜アーマチユア５４の磁路に磁束を発生
する。アーマチユア５４とロータ６２の間隔が大
きいときは、アーマチユア５４から出る磁束の大
部分はロータ６２を通らずにヨーク６７の下部の
フランジ部６７ｃを通る。コイル６９への通電に
よつて、アーマチユア５４が上方向に移動を始め
て、ロータ６２との間隔が小さくなると、アーマ
チユア５４から出る磁束は第６図中に一点鎖線で
示すように、ロータ６２〜間隙７０を通つてヨー
ク６７に入る。アーマチユア５４とヨークフラン
ジ部６７ｄ、またはアーマチユア５４とロータ６
２の間を通過する磁束はアーマチユア５４を軸長
手方向に動かす力を発生する。この場合もアーマ
チユア５４を半径方向に引く力は互いに打消し合
うため側圧を発生せず、アーマチユア５４の軸長
手方向の移動、回転は円滑に行われる。

ここで、アーマチユア５４がロータ６２に吸着
すると、永久磁石７２の起磁力によつて第７図に
おいて実線で示すような磁束を発生する。永久磁
石７２〜コア７３〜間隙７４〜アーマチユア５４
〜ロータ６２〜間隙７０〜ヨーク６７〜永久磁石
７２の磁路を通過する磁束のために、アーマチユ
ア５４はロータ６２に磁気吸着される。また別の
磁路である永久磁石７２〜コア７３〜間隙７４〜
アーマチユア５４〜間隙７１〜ヨーク６８〜ヨー
ク６７〜永久磁石７２にも磁束を発生するが、ア
ーマチユア５４には力を発生しない。また、この
磁路は前述の磁路にくらべて磁気抵抗が大きいた
め、永久磁石７２の起磁力の大部分はアーマチユ
ア５４をロータ６２に吸着させるために作用す
る。このため、コイル６９への通電を断つてもア
ーマチユア５４は上方へ移動せられた状態を保持
し、活字カツプ４２は第２位置に位置せられたま
まとなる。

ここで、アーマチユア５４を復帰位置に戻すた
めに、コイル６９にリターン信号（シフト信号と
は逆方向に流れる信号）を加えると、第７図に破
線で示すような磁束が発生する。この磁束によつ
て永久磁石７２の発生する磁束の内、アーマチユ
ア５４〜ロータ６２を通る磁束は打消され、一部
は一点鎖線で示すようにアーマチユア５４からヨ
ークフランジ部６７ｄに迂回する。このため、ア
ーマチユア５４は永久磁石７２の磁力による軸長
手方向の吸引力を受けなくなるため、自重とコイ
ル状スプリング６４の作用により下方へ動き、復
帰位置に戻つて停止する。

以上のようにコイル６９に通電することにより
アーマチユア５４は電磁力でロータ６２に吸着
し、吸着後は永久磁石７２の起磁力によつて吸着
状態を保持する。そして、コイル６９にシフト時
と逆方向に通電すると上記吸着が解除されてアー
マチユア５４は復帰位置に戻る。したがつて、コ
イル６９にシフト信号、リターン信号を供給する
ことにより、活字カツプ４２を第１位置から第２
位置へ移動させたり（活字４５ｂを選択）、第２
位置から第１位置へ移動させる（活字４５ａを選
択）ことができる。

以上の第５図に示した実施例によれば、第３図
の実施例で得られる効果以外に、さらに活字カツ
プをシフト位置に保持するために特別な電気エネ
ルギーを必要としない等の効果が得られる。

なお、第５図の実施例においては永久磁石７２
をヨーク６８の内部に配したが、これはその箇所
に限定されるものではなく、そのほかに例えばソ
レノイドの外部あるいは可動鉄芯内等に配しても
同様の効果を得ることができる。また、シフトを
解除するために、コイルにシフト時と逆の電流を
流したが、シフト、リセツト専用のコイルを用い
ることによつて、電流値の調整を容易に行なわす
ようにすることも可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の印字装
置は、活字カツプを、電磁ソレノイドの可動鉄心
（アーマチユア）によつて直接的に上下動するよ
うにしているため、活字カツプをシフトする為の
機構が簡単になり、動作部材が減少し、これによ
り信頼性、保守性が向上するとともに印字装置の
小型化が図れる。特に、電磁ソレノイドを活字カ
ツプの内部空間に配設することにより、一層のコ
ンパクト化が図れる。また、ソレノイドにおい
て、可動鉄心を吸着する部分をヨークから適当な
間隙を保つて回転自在に支持することにより、活
字カツプの回転抵抗を小さくし得、回転部分の摩
耗を大幅に減少させ得る等の効果が得られる。し
かも回転抵抗が小さくなり、慣性負荷も小さくな
ることは、活字カツプを回転させるモータの出力
も小さくて済み、かつ活字カツプの位置決め精度
が向上するという効果をもたらす。

さらに、前述の第５図に例示したように永久磁
石を用いた場合には、活字をシフト状態で保持す
るための特別な電気エネルギーを必要とせず、リ
セツトも小さなエネルギーで行なえる等、少ない
エネルギーで駆動することが可能となるという優
れた効果も得られ、省電力型でコンパクトな印字
装置を実現するうえで多大の効果をもたらすもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の印字装置の一例を示す一部切欠
側面図、第２図は本発明の一実施例を示す一部切
欠側面図、第３図は本発明で使用する電磁ソレノ
イドの一例の側断面図、第４図はその電磁ソレノ
イドの動作を説明するための要部拡大側断面図、
第５図は本発明で使用する電磁ソレノイドの他の
例の側断面図、第６図および第７図は第５図の電
磁ソレノイドの各状態における要部拡大側断面図
である。 ４０……プラテン、４１……印字用紙、４２…
…活字カツプ、４３……円盤部、４４……スポー
ク、４５ａ，４５ｂ……活字部、５１……印字ハ
ンマー、５２……インクリボン、５３……電磁ソ
レノイド、５４……アーマチユア、６０……固定
台、６１……シヤフト、６２……ロータ、６４…
…コイル状スプリング、６７，６８……ヨーク、
６９……コイル、７２……永久磁石、７３……コ
ア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円盤状部材の外周部に可撓性を有する複数の
   スポークが所定間隔あけて並設されてカツプ形状
   を成し、かつ前記スポークの各々の外側先端部に
   活字部が各スポークの長さ方向に２段に形成され
   た活字カツプと、印字用紙に前記活字部を打ちつ
   ける印字ハンマーと、前記活字カツプを回転させ
   るためのモータと、前記活字カツプを、その回転
   軸心の長手方向に移動させて前記各段の活字部を
   前記印字ハンマーの打撃位置に持ち来たす電磁ソ
   レノイドを具備し、前記電磁ソレノイドは、シヤ
   フトに回転可能に配設された磁性体から成るロー
   タと、前記シヤフトに回転可能に、かつ前記ロー
   タから所要間隔離れた第一の位置と前記ロータに
   当接もしくは近接した第二の位置との間で移動可
   能なように設けられた可動鉄心と、前記ロータお
   よび前記可動鉄心を含めて磁気回路を形成するよ
   うに前記ロータおよび前記可動鉄心のそれぞれに
   少なくとも一部が近接するように配された磁性体
   からなるヨークとを有していることを特徴とする
   印字装置。 ２ 印字カツプは、円盤状部材と同軸的に設けら
   れた歯車部を含めて構成され、モータには前記歯
   車部に係合する連結歯車が連結していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の印字装置。