JPH0330508B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、行印字機に関するものであり、さら
に詳しくいえば、往復ハンマ列内に取付けられ、
その列に取付けられたドツトマトリツクス衝撃要
素を有する複数の細長い弾性ハンマ要素の動作を
制御する印字ハンマ機構に関するものである。

昭和51年３月２日認可のバラス（Barrus）他
の米国特許第3941051号は、ハンマ列を含む往復
シヤトルを有するドツトマトリツクス行印字機を
記載している。ハンマ列内では、ドツト衝撃チツ
プを自由端に有する複数の細長い、弾性のある、
ほぼ平行なハンマ素子が引つ込んだ位置から選択
的に放出されて、シヤトルが印刷紙に対して往復
運動をするとき、プラテンに支持された印刷紙に
対してインクリボンを打撃するようになつてい
る。印字ハンマ機構は、ハンマ素子の向い合つた
固定端と自由端との間に磁気回路を形成し、全ハ
ンマ素子の固定端に共通に結合された１つの永久
磁石と、全ハンマ素子に向い合つている前記永久
磁石に結合された共通磁気帰路と、複数の磁極片
とを含み、前記磁極片の各々は、磁気帰路から外
方に伸びてハンマ素子の自由端に面している磁極
先端で終つている。永久磁石から出る磁束は、通
常、ハンマ素子を中立位置から引出して、磁極片
に対して、ばね力のかかつた引つ込んだ位置に引
き寄せる。磁極片を取巻くコイルが瞬間的に付勢
されるたびに、永久磁石の引力がハンマ素子を引
つ込んだ位置から放出するに足りる時間負けて、
ハンマ素子をインクリボンと印刷紙の方向に飛ば
して送る。ドツト印字チツプがリボンと紙に打当
つたあと、ハンマは、次にコイルが付勢されるの
に備えて、ばね力のかかつた引込んだ位置にはね
戻る。

バラス他の米国特許第3941051号に開示された
装置の磁気回路に或る改良を加えた変形が昭和53
年６月２日提出で本案と共に譲渡されたゴード
ン・ジー・バラス（Gordon G. Barrus）の特開
昭54−159018号「二重磁極片を有するプリントハ
ンマ機構」に記載されている。バラスの特許願
は、基本的にはバラス他の米国特許第3941051号
に開示されたものと同様であるが、磁気回路の頂
部にあるコイルをもつた主磁極片のほかに、第２
の磁極片を用いるハンマ列構造を記載している。
その第２の磁極片は、磁気回路の底から上方に伸
びて、第１の磁極片とハンマ素子との両方に隣接
した先端で終端するところまでは、たわみハンマ
素子から間隔を離してほぼ平行になるようになつ
ている。この第２の磁極片があることによつて、
ハンマ素子によつて形成される高リラクタンス磁
路と平行な低リラクタンス磁路を含む種々の利点
が得られて、磁気回路全体のリラクタンスを小さ
くする。１つでなく２つのギヤツプがあることに
よつて、特に適当な寸法の小さなギヤツプが第２
の磁極片の先端と第１の磁極片の先端に対して引
つ込んだ位置にあるときのハンマ素子との間に形
成されるとき、ハンマの放出・引込み特性の両方
を改良できることが分かつた。この２つの作動空
気ギヤツプを設けるということから、なお、既存
の磁気回路について、その磁気エネルギーを増や
すように再設計を同時にする必要なく、さらに大
きな共鳴周波数用のハンマ素子を設計できること
を含むその他の利点が得られる。

バラスの特開昭54−159018号にある装置は、行
印字機の実際上すべての用途に対して効果的かつ
効率的に働くことが分かつた。しかし、性能の改
良が望ましい場合がある。また、ある種の用途に
対してある種の利点を与える別の物理的配置をす
ることが望ましいことがある。例えば、ある種の
用途に対しては、磁気構造体の漏れ磁束による磁
界を減らすこと、または与えられた磁極の強さと
他の磁気的特性とに対してハンマ放出時間をさら
に低減することが必要な場合がある。

従つて、本発明の目的は、改良された印字ハン
マ機構を提供することである。

本発明の別の目的は、漏れ磁束を最少にし、か
つ迅速なハンマ放出をできるようにする改良され
た印字ハンマ機構を提供することである。

本発明によるこれらおよびその他の目的は、非
常に小形な構成の磁気回路を有し、かつ双電磁コ
イルおよび双磁極片を有する印字ハンマ機構を設
けることによつて達成される。１対の磁極片が弾
性のあるハンマ素子の自由端に近接して配置され
て、ハンマ素子と共に１対のギヤツプを形成す
る。この１対の磁極片は、ハンマ素子のところで
比較的近接しているが、それでも互いに間隔を開
けて配置されているチツプで終りになつている。
従つて、磁気回路には、ハンマ素子によつて与え
られる高リラクタンス磁路は極く小部分だけしか
含まれない。２つの磁極片チツプを非常に接近さ
せることは、稀土類磁石によつて得られるような
高エネルギーの比較的小さな薄い永久磁石を用い
て行われる。この永久磁石は、ハンマ素子に向い
合つた対向磁極片の背端の間に配置される。

磁気回路の構成は、永久磁石の対向磁極間の漏
れ磁束の磁界が永久磁石の対向端の小さな領域に
主に閉じ込められて、そのような磁界のハンマ素
子とその放出特性とに対する妨害をできるだけ小
さくするようなものになつている。こうすること
によつて、ハンマ素子は、高くて一様性の優れた
速度プロフイールが得られる。ハンマ素子の下側
部分などが追加の磁路になつて下部磁極片と並列
な磁気回路を構成していないので、漏れ磁束の効
果も最小にされ、その特徴は、磁気回路の放出特
性を変えて、放出をより迅速かつ容易にできるよ
うにする効果がある。

２つの異なる磁極片に関連する２つの個別コイ
ルがあることによつて、弾性ハンマ素子の放出特
性がさらに高められる。各磁極片にその先端に形
成されたギヤツプに近づけて個別コイルを設ける
ことによつて、コイルを付勢したときに磁極片の
先端とハンマ素子との間のギヤツプにある磁束を
ほぼ完全にかつ磁速に相殺して、ハンマの放出を
より迅速にする。

本発明の前述ならびにその他の目的、特徴およ
び利点は、添付図面に示した本発明の好ましい実
施例のさらに詳細な説明から明らかになる。

第１図は、本発明によるハンマ列１０を示して
いる。ハンマ列１０は、大体Ｌ形断面の細長い背
枠１２を備えて、それに複数の印字ハンマ機構が
背枠の上でありほぼ垂直に配置された主部１３の
長さ方向に沿つて取付けられている。アルミニウ
ムまたは他の非磁性ヒートシンク材料から成る背
枠１２は、ハンマ列１０およびそれに含まれてい
る印字ハンマ機構１４を行印字機内の紙または他
の印刷媒体に対して２方向に往復運動させるため
のシヤトルアセンブリにハンマ列１０を取付ける
ようになつている。

各印字ハンマ機構１４には、アルミニウムまた
はその他の非磁性熱消散材料から成るハンマ取付
け枠１６があつて、それにはほぼ垂直に配置され
た後部１８があり、それにあいてある孔２４Ａと
２６Ａをそれぞれ通つて伸びるねじ２０と２２に
よつて後部１８の頂部と底部で背枠１２の主部１
３に結合されている。印字ハンマ機構１４の種々
のハンマ取付け枠１６の後部１８は、背枠１２の
主部１３の長さ方向に沿つてほぼ平行に間隔を開
けた関係に取付けられている。

各ハンマ取付け枠１６には、後部１８の上と下
に隣接して、後部１８に対してほぼ直角に後部１
８から外方に伸びる頂部２４と底部２６がある。
頂部２４と底部２６はそれらの間にある磁気回路
２８を部分的に囲んで取付ける働きをする。

背枠１２には、主部１３から外方に伸びてそれ
の外側縁３２に複数のばね帯３０を間隔を離して
取付ける底部２９がある。各ばね帯３０は、取付
け板３６とばね帯の下側固定端とを通つて底部２
９の外側縁３２に入るねじ３４によつて取付けら
れる。ばね帯３０には、ドツトマトリツクス印字
チツプ４０を取付ける上部自由端３８が反対側に
ある。

磁気回路２８は、後部１８およびハンマ取付け
枠１６の頂部２４と底部２６とを支持のためだけ
に利用する。各磁気回路２８の磁路は、事実上は
永久磁石４２と細長いばね帯３０の上部自由端３
８の隣接部分と共に各磁気回路２８を形成する１
対の向かい合つた磁極片４４と４６とに限定され
る。

第４図で分かるように、磁極片４４と４６は、
細長くて同じ形状をしている。上部磁極片４４に
は前端５０があり、それは、寸法が縮小された先
端５４で終るように表面５２のところが斜めにな
つている。先端５４は、ハンマを引込めるに必要
な磁束量を与えるに十分な大きさの面積をもつて
いる。先端５４の後部にあつて磁極片の長さ方向
に沿つた磁極片４４のほぼ矩形の断面は、飽和を
防ぐに十分な面積になつている。先端５４のとこ
ろで面取りすることによつて漏洩磁束を小さくし
ている。上部磁極片４４の反対側の端には、背端
５６がある。同様にして、下部磁極片４６には、
先端６０で終る前端５８と背端６２がある。上部
磁極片４４には、磁極片４４の背端５６において
永久磁石４２の上面６６と接触して配置され、か
つほぼ同じ広さの平らな矩形の底面６４がある。
上部磁極片４４に対して逆さまになつている下部
磁極片４６にには、磁極片４６の背端６２の領域
において永久磁石４２の底面７０と接触して配置
されかつほぼ同じ広さの平らな矩形上面６８があ
る。

従つて、磁気回路２８は、殆んど場所をとらな
いと同時に、細長いばね帯３０の上部自由端３８
と組合わされると、磁気回路全体を構成するコン
パクトなサンドイツチ構成でできている。永久磁
石４２として稀土類磁石を用いることによつて、
このコンパクトな設計を可能にしているが、同時
に細長いばね帯３０を引つ込んだ位置に保持する
に必要な磁界の強さを与えている。その上、対向
面６６と７０との間の稀土類磁石４２の一様な薄
い寸法は、磁極片４４と４６をそれの先端５４と
６０に比較的接近しておけるようにし、細長いば
ね帯３０の上部自由端３８の極く小部分だけが磁
路に含まれればよいようにしている。そのような
磁路は、第５図の破線７０′によつて示されてい
る。

電磁コイル７４は、上部磁極片４４を取囲んで
その前端５０のところで磁極片４４に取付けられ
ている。同様にして、コイル７６は、下部磁極片
４６の前端５８で磁極片４６に取付けられてい
る。コイル７４と７６は、ハンマ取付け枠１６の
貯部２４ににある孔８０を通つて上方に伸びる導
線７８に接続され、ハンマ取付け枠１６のところ
で母線（図示なし）を介して電気付勢回路に接続
されている。枠１６の上部２４は、コイル７４の
入る場所を与えると同時に上部磁極片４４の背端
５６に接触するように、その外方領域で厚さを薄
くされている。下部２６も同様の形をしており、
コイル７６を入れると同時に下側磁極片４６の背
端６２に接触している。磁石４２、磁極片４４と
４６およびコイル７４と７６から成る磁気回路２
８は、エポキシ・ポツテイング・コンパウンド
（コイルを容器に入れるとき用いる絶縁用プラス
チツク）で覆われ、その回路を適正位置に固着し
て保護する助けをするハンマ取付け枠１６の中に
据えられる。

従来のハンマ放出機構における漏れ磁束の効果
は、相当大きい可能性がある。例えば、バラスの
前記特開昭54−159018号に示された構造では、永
久磁石は、十分に大きな寸法のものであり、かつ
その構造の上部領域およびハンマばね帯の近くで
磁石の対向極の間に相当の漏れ磁束があつて、ば
ね帯の放出特性およびその他の特性に影響するよ
うに置かれている。第５図に示すように、本発明
においては、磁石４２の対向面６６と７０とにあ
る磁石４２の対向磁極間の漏れ磁束は、第５図の
破線８０と８２によつて示されるように、磁石４
２の対向端に隣接した領域に事実上限られてい
る。これらの磁界は、ばね帯３０の動作に事実上
影響を与えない。

細長いばね帯３０を第２図および第５図に示し
た引つ込んだ位置から放出することは、コイル７
４と７６を瞬間的に付勢することによつて達成さ
れる。この瞬間的付勢が永久磁石４２の磁束を打
消し、それによつて細長いばね帯３０を放出し
て、磁極片の先端５４と６０から外方に離し、マ
トリツクス印字チツプ４０が印刷紙とリボンに打
当るまでたわむことができるようにする。リボン
に打当ると細長いばね帯３０は、はね返つて磁気
回路２８と接触し、そこで永久磁石４２によつて
引つ込んだ位置に保持される。

第２図および第５図で最もよく分るように、ハ
ンマが引つ込んだ位置にあつて、ばね帯３０が永
久磁石４２によつて上部磁極片４４のチツプ５４
と接触して保持されているとき、細長いばね帯３
０と下部磁極片４６の先端６０との間に小さな空
気ギヤツプが存在する。前記バラスの特開昭54−
159018号に記載されているように、２つの磁極片
の一方に小さな空気ギヤツプを保つことは、ハン
マの放出特性を改善するのに都合がよい。本実施
例においては、永久磁石４２によつてハンマに加
えられる吸引力は、ギヤツプ８６がないとき、最
大で約0.76Kgで、ギヤツプ８６の寸法が増えると
減少する。約0.076mmのギヤツプ寸法が好ましく、
ばね帯３０に約0.4Kgの吸引力が得られる。吸引
力が結果として減少するさらに大きなギヤツプ
は、ハンマ引つ込めに問題を提起し、より小さな
ギヤツプは、所望のハンマ放出特性を達成するの
にコイル７４と７６に過剰な量の付勢電流を必要
とする。

本発明による磁気回路２８は、ハンマばね帯の
下部が装置の下部磁極片によつて形成された磁路
に平行な磁路を形成している特開昭54−159018号
に示された装置と対照するとき、さらに利点を与
える。本発明の装置では、永久磁石４２が磁極片
４４と４６の間の空間ぴつたりに閉じ込められて
いる。同時に、ハンマばね帯３０は、永久磁石４
２から十分に離れて、枠１２の非磁性部分２９に
取付けられている。従つて、放出特性は、ハンマ
ばね帯３０をより速く、かつより容易に放出でき
るように変えられている。

第６図は、ハンマのいくつかの異なる速度プロ
フイールを示しており、それでは、ハンマの速度
は、ハンマが引つ込んだ位置から放出されてチツ
プ４０が紙に衝突する中立位置に飛ぶときにドツ
トマトリツクス印字チツプ４０が移動する距離の
関数として描かれている。衝突位置は、垂直破線
９０によつて表わされている。速度プロフイール
の破線９０の右の部分は、ハンマが紙に衝突しな
いで、その代りに引つ込んだ位置から中立位置の
反対側に自由にたわむとした場合の速度である。

第１の曲線９２は、理想速度プロフイールを表
わしている。この場合に、ハンマの速度は、ハン
マが引つ込んだ位置から動き出すにつれて、頂点
の大きな速度まで増加し、次に、反対側の終端ま
でたわむことができる場合、相補的なふるまいで
ゼロままで減少する。理想速度プロフイール９２
は、非常に高い効率のハンマ磁気回路を仮定して
いて、漏れ磁束の磁界などが要因になつていない
ものである。実際問題としては、速度プロフイー
ルは、第６図の曲線９４にずつと似ていて、速度
は、ハンマを放出したとき、もつとゆつくりと増
加し、理想プロフイール９２の場合より相当小さ
いピーク値まで増加する。プロフイール９２とプ
ロフイール９４との間の相異は、ハンマ磁気回路
の設計および漏れ磁束の効果を含む多数の要因に
よると考えられる。プロフイール９４は、漏れ磁
界が典型的に主役を演じていて、本発明の場合の
ように２つの磁極片および２つのギヤツプと組合
せた２つのコイルの恩恵を受けない従来の磁気回
路のものを代表している。

本発明による磁気回路の代表的速度プロフイー
ルは、第６図の曲線９６によつて表わされてい
る。一対の磁極片に関連して２つのコイルがある
ことと、漏れ磁界を最小にする全体の設計とが大
きな原因となつて、プロフイール９６の頂点は、
曲線９４の場合より相当に高い。これは、磁気回
路の特性によつて与えられるハンマ放出が改善さ
れたことが大きな理由である。

本発明によるハンマ磁気回路によつて与えられ
る従来より高い速度は、紙に衝突するときのドツ
トマトリツクス印字チツプ４０の衝突力が大きい
ことを含めて、多数の利点をもたらす。例えば、
バラス他の前記米国特許第3941051号に示された
ハンマ装置は、約12.7Kgの衝撃力を与える。バラ
スの前記特開昭54−159018号に示されたハンマ装
置は、15.9〜17.2Kgの衝撃力を与える。最後に、
本発明による磁気回路は、約22.6Kgの衝撃力を与
えることが分つている。

細長いばね帯３０とともに、磁極片４０と４２
は、鋼などの適切な磁性材料で作られる。永久磁
石３８は、稀土類型であるのが好ましい。必要な
磁力を与えるその種の磁石の例がサマリウム・コ
バルト磁石である。約2000万ガウス−エルステツ
ドの強さを有するそのような磁石は、東京電気化
学工業株式会社によつて製作されている。

本発明を好ましい実施例を参照して、詳細に図
示して説明したが、形および詳部に種々の変更が
本発明の精神と範囲から外れることなくなし得る
ことは、当業者に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるハンマ列の斜視図、第
２図は第１図のハンマ列の端面図、第３図は、図
解を明瞭にするためにハンマばね帯を外した状態
の第１図のハンマ列の印字ハンマ機構の１つの正
面図、第４図は、第３図の印字ハンマ機構内の磁
気回路を形成する対向磁極片対と中間永久磁石の
斜視分解図、第５図は、組立てられてコイルがハ
ンマ素子と作動関係に付加されて配置された状態
の第４図の装置の断面図、および第６図は、従来
の機構と対照されるように、本発明による印字ハ
ンマ機構に対する、距離の関数としてのハンマ機
構の速度の線図プロツトである。 ３０……細長いばね帯、４２……永久磁石、４
４，４６……磁極片、７４，７６……電磁コイ
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定端と自由端とを有する単一の細長い磁性
   弾性帯板からなり、前記細長い磁性弾性帯板から
   その自由端に近接して突出したドツト刻印素子を
   含む印字ハンマ素子、および 前記細長い磁性弾性帯板の自由端に近接して配
   置され、互いに間隔をあけて大体平行で前記細長
   い磁性弾性帯板に直角になつており、各々が前記
   細長い磁性弾性帯板の自由端に隣接して配置され
   た先端に終つている細長い大体同一の形状の１対
   の磁極片と、各々が前記１対の磁極片のそれぞれ
   に各磁極片の先端に近接して取付けられた１対の
   電磁コイルと、前記１対の電磁コイルに対して前
   記細長い磁性弾性帯板と反対の側で前記１対の磁
   極片の間に配置された永久磁石とを備えた磁気回
   路からなるドツトマトリツクス印字機用印字ハン
   マ機構において、 前記１対の磁極片の先端部の間隔は、前記１対
   の磁極片が前記細長い磁性弾性帯板の先端部の小
   部分に納まるに十分なだけ小さく、 前記永久磁石の前記１対の磁極片に挾まれる厚
   さは、前記１対の磁極片の先端部の間隔に事実上
   等しく、 前記１対の磁極片の第１の磁極片の先端は、前
   記印字ハンマ素子が引込んだ位置にあるとき、前
   記印字ハンマ素子に接触し、 前記１対の磁極片の第２の磁極片の先端は、前
   記１対の磁極片の前記第１の磁極片の先端と前記
   印字ハンマ素子の前記固定端との間に配置され
   て、前記印字ハンマ素子が引込んだ位置にあると
   き、前記印字ハンマ素子との間に小さな空気ギヤ
   ツプを形成すること、 を特徴とするドツトマトリツクス印字機用印字ハ
   ンマ機構。