JPH0331586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印刷装置に係り、更に具体的には高速
印刷装置に用いる為の印刷ハンマー装置に係る。

これまで、印刷ハンマー装置は、枢動される１
つの印刷ハンマー素子からなつており、構造上こ
の印刷ハンマー素子に電磁石アクチエータの接極
子即ちヨークが結合されていた。ある場合に、こ
の接極子及びハンマーは、コストを減少し且つ製
造を容易にする為に単一の一体部品として作られ
る。このような印刷ハンマー装置の例は米国特許
第3177803号；第3200739号；第3349696号；第
3711804号；第3714892号；第3747521号及びIBM
Technical Disclosure Bulletinの1974年４月出
版16巻11号3529〜31頁；1974年８月出版17巻３号
780〜81頁に開示されている。

上記参照例の全ては、短い接触時間即ち居住時
間及び２重打ちの防止に関係し、これらの短い接
触時間及び２重打ちは高速印刷装置で発生される
印刷品質を劣化させる。基本的な剛体のハンマー
素子に関して先行技術によつて提案された共通解
決法は、米国特許第3177803号、第3200739号並び
に第3349696号に記述されたようにハンマー・ヘ
ツド即ちハンマーの柄部分の付近に弾性の停止部
材あるいは戻しスプリングあるいはこれらの両者
を用いそして米国特許第3711804号並びに第
3705370号に記述されないように復帰用永久磁石
を用いることであり、又上記IBM Technical
Disclosure Bulletinに開示されたようにこの衝
撃点に関して臨界位置に質量をまとめることであ
る。

米国特許3747821号、第3513773号及び3714892
号によつて提案された他の解決法は弾性のハンマ
ー素子を提供することであり、このハンマー素子
のハンマー部分はこの接極子がこの電磁石の極片
と接触することによつて急速に停止された後も移
動し続ける。

上述の構造はかなり高速の印刷処理において良
好な印刷品質を達成する手段を提供しているが、
印刷速度が更に増加するとある困難なことが生じ
る。この剛体のハンマー構造は基本的にかなり重
い為に、短い十分な接触時間を有しそして高いエ
ネルギーを要する。印刷処理の為に用いられるエ
ネルギーは戻しスプリングあるいは突き出しバー
の為に失われる。同様に、弾性的変形可能なハン
マーにおいて、相当のエネルギーが衝撃前にこの
弾性変形の為に失われる。更に、時間の経過と共
にこの電磁石の作動用空隙の残留片即ち極片上へ
のこの接極子の衝撃が、この材料の粘弾性特性あ
るいは非磁性特性を劣化させる。結局、このこと
はハンマーに関して不安定な動作を生じ、これに
よつて印刷品質が影響される。この極片の磁化特
性及び粘弾性特性がこの接極子をはねかえす為の
両方の関数等を満たすもつとも望ましい材料を発
見することも又困難である。

本発明の一般的な目的は、改良された印刷ハン
マー機構を提供することである。

更に、本発明弐目的は、接極子と衝撃ヘツド即
ちハンマー・ヘツドが単一の移動可能な素子に結
合されている形式の改良された印刷ハンマー機構
を提供することである。

更に、本発明の目的は、増加された印刷速度で
印刷を行なう為の印刷装置に用いることができる
改良されたハンマー機構を提供することである。

又更に、本発明の目的は最大衝撃エネルギーが
この印刷媒体に与えられる改良されたハンマー機
構を提供することである。

本発明のもう１つの目的は接触時間が非常に短
くそして２重打ちが無い印刷ハンマー機構を提供
することである。

又更に、本発明の目的は、製造するのに簡単で
あり、質量に関して正確に製作することができそ
して動作に関して長寿命を有するハンマー機構を
提供することである。

基本的に、上述の目的及び他の目的は、この枢
動されるハンマー素子が可撓性の柄部材即ち突出
部によつて枢動可能な比較的剛体の接極子に結合
された衝撃質量部即ちハンマー・ヘツドからなる
ハンマー装置を提供することによつて達成され
る。この提示した実施例において、このハンマ
ー・ヘツド、柄部材及び接極子は磁性材から単一
の一体部品として作られる。

このハンマー素子を動作する為の電磁石は接極
子とコイルとの作動用空隙を形成するコアからな
り、このコイルは付勢されるとこの接極子を吸引
するようにこの空隙に磁力を発生する。このハン
マーは枢軸で回転しそしてこの衝撃質量部はこの
印刷媒体への自由飛行の際に加速する。本発明に
従えば、この柄部材はこの柄部材によつて運ばれ
るハンマー・ヘツドが遅延方式でこの接極子に追
従するように撓み可能に作られる。更に、この柄
部材の撓み度は休止位置からこの印刷媒体との衝
撃地点への飛行の際にこの接極子に関してこのハ
ンマー・ヘツドを振動させるようにする。この提
示された実施例において、この柄部材の撓み度は
この飛行時間の間に共振周波数でこのハンマー・
ヘツド及び柄部材の振動周期がＮ＋１／２になる
ようにする。Ｎは整数であり、好ましくは０ある
いは１である。この撓み特性によつて、このハン
マー・ヘツドは常時最大速度でこの印刷媒体を衝
撃することができる。

更に、本発明の特徴は、この柄部材を計算され
た量だけは曲げる力に関して、この電磁石の付勢
に追従する制御された時間の間休止位置にこの衝
撃質量部を保持する為の手段を提供することであ
る。この保持手段は、距離に関して急速に減衰す
る吸引タイプの強磁力を発生する永久磁石である
方が好ましい。電磁石によつてこの接極子に作用
されるトルクがこの永久磁石の保持力を越える
と、この可撓性の柄部材はスナツプ作用−貯えて
いた力を一気に放出するような作用−で離脱す
る。

本発明の追加の特徴は、作動用磁石の空隙の磁
石構造への損傷をふせぐ停止手段を提供すること
を含んでいる。この目的から、この接極子は、本
発明の提示された形状の剛体のつめ即ち停止用突
出部が設けられ、このつめはこのつめの移動通路
に配置された固定の停止部材と係合するように動
作する。この停止機構はこの接極子がこのハンマ
ー質量とこの印刷媒体の衝撃点と一致してあるい
は少し前方で停止されるようにこの接極子に関し
て配置される。第２の実施例において、この停止
機構はこの電磁石コアの受動極からなる。両者の
場合に、停止パツドはこの接極子即ちこの停止用
突出部と係合するようにこの停止部材上に用いら
れる。両者の場合に、この停止パツドは粘弾性特
性を有するように選択されそしてこの粘弾性特性
はこの印刷媒体のはねかえり特性にほぼ一致す
る。このハンマー・ヘツドとこの印刷媒体との間
の衝撃開始時にこの接極子の運動を停止するよう
に停止手段が配置されているので、このハンマー
もはね返り、方向転換する。柄が撓むことができ
るので、接極子が方向転換する間にハンマー・ヘ
ツドは印刷媒体の中へ少し突込み、その後ではね
返つて方向転換するかもしれない。このことに関
して、このハンマー・ヘツドはこの接極子に追い
つきそしてこの印刷媒体から離れるように移動
し、これによつて２重打ちが無い。このハンマ
ー・ヘツドと印刷媒体との衝撃時間も又最小化さ
れる。この停止パツドと印刷媒体がはねかえり特
性を一致した場合に、このハンマー・ヘツド及び
接極子は２重打ちをふせぐ為にほとんど同時には
ねかえる。このハンマー・ヘツドを逆方向にひつ
ぱるこの接極子の運動によつて、この接極子はこ
のハンマー・ヘツドの接触時間を短くする作用を
する。

第１図を参照するに、本発明の基本的印刷ハン
マー・ユニツトはＵ形の磁石コア１０からなる。
作動用巻線１１は下側のコア足部１２に位置づけ
られそして極面１３を越えて延び、この極面は作
動用空隙を形成している。上側のコア足部１４は
作動用巻線１１の端部に向つて傾斜をつけられた
極面１５を有する。作動用巻線１１の端子１６及
び１７は、外部電源（図示せず）に電気的に接続
する為の手段を設けている。

更に、この印刷ハンマー・ユニツトはハンマー
素子１８からなり、このハンマー素子は枢軸１９
によつてこの上側のコア足部１４の極面１５に隣
接して枢動的に支持されている。ハンマー素子１
８の接極子２０は磁石コア１０の下側のコア足部
１２に整列された突出部２１を有する。突出部２
１は作動用巻線１１内に略位置づけられそしてこ
の作動用空隙が接極子２０の枢動の際作動用巻線
１１の内に十分あるようにこの作動用空隙を形成
して下側のコア足部１２の極面と協働する。第２
の空隙は接極子２０の縁２２と上側のコア足部１
４の傾斜極面１５の間に形成される。縁２２は接
極子２０のストロークの一番前で極面１５と平行
になるように傾けられる。接極子２０の上側の端
部の孔４０（第４図参照）は枢軸１９を収容す
る。突起部即ちつめ２４は、接極子停止機構に接
触させる為に２０の底部から延び、この接極子停
止機構は固定されたブロツク２５及びアーム２６
からなる。ブロツク２５は接極子２０の突出部２
１が下側のコア足部１２の極面１３あるいは任意
の弾性材（図示せず）に衝突しないように位置づ
けられる。ポリウレタンのような適当な材料の停
止パツド２７がアーム２６の端部に設けられてい
る。停止パツド２７は接極子２０が時計方向に回
転される時につめ２４によつて衝撃される。停止
パツド２７はこの印刷媒体３１のはねかえり特性
に略一致する粘弾性特性を有することが望まし
い。このことに関して、接極子２０及びこのハン
マー・ヘツド２９は、停止パツド２７及び印刷媒
体３１への衝撃が同時に起る略同時刻にはねかえ
り始める。

ハンマー・ヘツド２９を担持している柄部材２
８が接極子２０から上方向に延びている。ハンマ
ー・ヘツド２９のこの前方端部は、ベルト（図示
せず）のようなキヤリア上のタイプ文字に対して
印刷媒体３１を衝撃するように衝撃面（以下ハン
マー面と称す）３０で終端する。ハンマー面３０
の上の耳片３２は、有効な衝撃及び柄部材の質量
中心を衝撃中心にほぼ一致させるようにこのハン
マーの質量を分布する。即ち、このことはこのハ
ンマーの２重打ちを減ずる。ハンマー面３０の背
後の尾部３３はハンマー・ヘツド２９の案内を設
けている。

柄部材２８は接極子２０に比べて略減少された
幅を有する。柄部材２８は又接極子２０の地点か
らこのハンマー・ヘツド２９の台へわずかに傾斜
をつけられている。かくして、柄部材２８はこの
接極子の枢軸まわりに曲がるように柔軟に作られ
ている。撓み量及び撓み度はこのハンマー装置の
動作変数に従つて変化できる。

本発明に従えば、この撓み度はこの衝撃質量部
（例えばハンマー・ヘツド２９）が遅延方式でこ
の接極子２０に追従しそして更に接極子２０に関
して振れる為である。このハンマーと柄部材の衝
撃質量部の共振周波数の周期は、自由飛行時間の
間Ｎ＋１／２の振動周期であるように選ばれる。
即ち、このことはハンマー・ヘツド２９がその最
大速度で移動している時にこの衝撃質量部が印刷
媒体３１を衝撃そこれによつて印刷処理の為に最
大エネルギーを与えることを保証する。

第４図及び第５図を参照するに、ハンマー素子
１８は8620低カーボン・スチールのような磁性材
の単一の部品から作られ、これによつてハンマ
ー・ヘツド２９、柄部材２８及び接極子が一体で
あるハンマー素子を提供する。第５図を参照する
に、柄部材２８は接極子２０に比べて減少された
厚さに加えて減少された幅を有する。即ち、この
ことはこのハンマー素子１８の全体の重さを減少
しそして柄部材２８に関して所望の撓み度を得る
為に付加された手段を提供し、この所望の撓み度
は接極子２０の質量に無関係に曲げ及びハンマ
ー・ヘツドの運動を許容する。

更に、本発明は固定の支持バー３５に装置され
た永久磁石３４の形式の保持手段を含んでいる。
永久磁石３４はハンマー・ヘツド２９と枢軸１９
の中間に位置づけられる方が好ましい。柄部材２
８が磁気を帯びるから、永久磁石３４はハンマー
素子１８に反時計方向のトルクを作用し、この反
時計方向のトルクは巻線１１が付勢される時に接
極子２０に発生される時計方向のトルクに対抗す
る。巻線１１が付勢されない時に、永久磁石３４
は柄部材２８が曲げられないところの休止位置に
ハンマー素子を保持する。この休止位置におい
て、極面１３、コア１０の下側の足部１２及び接
極子の突出部は最大動作空隙で離されている。停
止用のつめ２４は停止用ブロツク２５のアーム２
６の上の停止パツド２７から離されている。ハン
マー・ヘツド２９の尾部３３は、支持バー３５の
調節可能なネジ３７によつて運ばれる上側の停止
部材３６に接触している。

この説明した単一の素子ハンマー・ユニツトで
印刷を行なう為に、巻線１１は電流パルス４６
（第７図参照）と称される短時間の期間で付勢さ
れる。この磁界が作動用空〓に発生すると、突出
部２１は下側の足部１２に吸引され、この足部は
接極子を時計方向に移動させる。この永久磁石３
４の保持力の為に、ハンマー・ヘツド２９はすぐ
には移動し始めない。その代りに、第７図におい
て曲線５０及び５１で示すように接極子２０がハ
ンマー・ヘツド２９の前方に移動するが、柄部材
２８は弾性エネルギーをたくわえて曲がる。この
離脱力が永久磁石３４の保持力に達すると、柄部
材２８並びにハンマー・ヘツド２９はスナツプ動
作で離脱しそしてハンマー・ヘツド２９は印刷媒
体３１との衝撃の為に自由飛行により加速する。
飛行の間、柄部材２８並びにハンマー・ヘツド２
９は所定の共振周波数で振動する。前述したよう
に、この飛行時間中、この柄部材及びハンマー・
ヘツドの共振周波数でＮ＋１／２の振動周期があ
る。かくして、ハンマー・ヘツド２９はこの最大
速度で印刷媒体３１を衝撃する。同時に、この接
極子２０の停止用のつめ２４は停止パツド２７を
衝撃する。停止パツド２７を衝撃することによつ
て、接極子２０ははねかえり反時計方向に回転し
始める。停止パツド２７が印刷媒体３１と略同じ
粘弾性特性を有するから、接極子２０及びハンマ
ー・ヘツドのはねかえりがほぼ同時に起る。停止
パツド２７及び印刷媒体３１の粘弾性特性が完全
に一致していないと、わずかに異なる時刻に逆の
運動が多少起るかもしれない。柄部材２８は弾性
であるから、接極子２０及びハンマー・ヘツド２
９は衝撃後独立して移動する。ある場合に、ハン
マー・ヘツド２９は接極子２０よりわずかに前で
はねかえるかもしれない、他の場合に、わずかに
後ではねかえるかもしれない。何れの場合にも、
この接極子２０のかね返りは、印刷媒体３１を打
つてはね返るハンマー・ヘツド２９がもう一度方
向転換するのより前に生じるよう調時される。か
ねかえり後、柄部材２８は休止位置に戻り、次の
付勢パルスが巻線１１に印加されるまで永久磁石
３４によつてこの位置に保持される。

本発明に従つて作られたハンマー機構の特定な
寸法及び動作変数の組合せは下記の通りである。

柄の撓み度＝44.7g／cm（250 1b／in） 相当する衝撃ヘツド質量＝1.2g 枢軸とヘツドの距離＝3.5cm（1.38in.） 枢軸と接極子の距離＝1.42cm（0.56in.） 枢軸と停止用パツドの距離＝2.46cm（0.971in.） 極面の面積＝1.02cm（0.41in.）×0.2cm（0.08in.） 最大コイルアンペアターン＝1000アンペアター
ンパルス・オン時間＝0.2ms 接極子停止用パツド＝90デユロメータ・ポリウ
レタンパツドの厚さ＝0.04cm（0.016in.） この前述の仕様は単一のハンマー素子の単一の
ハンマー・ユニツトとして基本的に本発明を記述
している。しかしながら、本発明は多ハンマー・
アツセンブリーに適用できるように工夫されてい
る。多ハンマー・アツセンブリーの説明は次の通
りである。第１図、第２図及び第３図を参照する
に、固定保持ブロツク３８は複数個（この場合５
個）の磁石コア（固定子コアと称す）１０を一様
に間隔づけた関係で保持する為に設けられてい
る。固定子保持ブロツク３８は所定位置に固定子
コアを鋳造したプラスチツクである方が好まし
い。

固定子コア１０の間隔はライン・プリンタ装置
の印刷位置間隔に相当する。支持バー３５の底部
に、支持アーム３９が固定子コア１０の上側の足
部１４の間に配置されている。支持アーム３９は
アルミニウムのような非磁性材から作られる。支
持アーム３９の円形溝４０は枢軸１９の為の凹所
４０を形成する。カバー板４２の上の垂直なフラ
ンジ４１は又非磁性材から作られ、支持アーム３
９と整列しそしてネジ４３によつて保持ブロツク
３８に装着されると溝４０で枢軸１９を保持す
る。これによつて、夫々のハンマー素子１８は物
理的に分離されそしてこのアツセンブリー内で磁
気的に分離される。支持バー３５に装着された上
側の案内バー４４は枢軸１９でのハンマー素子１
８の回転の際に尾部３３を案内する為のフランジ
４５を有する。説明した夫々の多ハンマー・アツ
センブリーは、支持フレームに単一のモジユール
として組み立てられる。複数個のモジユールは、
データのラインを印刷する為に、多数の個々の動
作できるハンマー素子１８の列を提供するように
直線方式で組み立てられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み込んだ断面部分に関する
印刷ハンマー・ユニツト・アツセンブリーの側面
図、第２図は第１図の機構を組み込み、このカバ
ー板が取り除かれた多ハンマー・ユニツトの正面
立面図、第３図は第２図の印刷ハンマー・ユニツ
トの上面図、第４図は第１図のハンマー素子の側
面図、第５図は右側より見た第４図のハンマー素
子の図、第６図は第１図の電磁石のコア部材の斜
視図、第７図は単一サイクルの動作の際に第１図
の印刷ハンマー素子の衝撃部分及び接極子の変位
を示すタイミング図である。 ２９…ハンマー・ヘツド、３４…永久磁石、２
８…柄部材、３１…印刷媒体、１９…枢軸、３６
…停止部材、２０…接極子、１０…磁石コア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンマーヘツド部、可撓性柄部および接極子
   部をその順序で連結して成る単一片のハンマー部
   材と、 上記接極子部を、そこを通る軸まわりに枢動さ
   せるための電磁回路を上記接極子部とともに構成
   するよう上記接極子部に対し作動用空隙を介して
   対向し、付勢時に上記接極子部を引き付けるよう
   に作用する作動用磁極片と、 上記電磁回路の非付勢時に上記ハンマー部材を
   休止位置に保持するよう上記可撓性柄部若しくは
   ハンマーヘツド部の背後に設けられた保持磁石
   と、 上記電磁回路の付勢時に枢動された上記接極子
   部を急停止させるため上記接極子部に上記作動用
   空隙以外の部分で衝突される停止部材であつて、
   該衝突時に上記作動用空隙が残るような位置に配
   設された上記停止部材とを具備し、 上記電磁回路の付勢により上記接極子部が枢動
   し始めたとき上記保持磁石で上記ハンマーヘツド
   部をその休止位置に保持することによつて上記可
   撓性柄部が撓み、且つ 上記接極子部が更に枢動して上記作動用空隙が
   小さくなり、これによつて増大した上記作動用磁
   極片への引き付け力で上記ハンマーヘツド部が上
   記印刷媒体に向かつて飛行を始め、飛行中に上記
   可撓性柄部の撓みが上記ハンマーヘツド部の飛行
   を加速し、且つ 上記接極子部が更に枢動し上記停止部材に衝突
   して急停止されるとき上記ハンマーヘツド部が印
   刷媒体に向かつて飛行を続け得るような撓み度を
   上記可撓性柄部が有する印刷ハンマー装置。 ２ 上記停止部材は、一回の電磁回路付勢で二回
   以上、上記ハンマーヘツド部が上記印刷媒体に衝
   突しないよう上記印刷媒体の粘弾性とほぼ一致し
   た粘弾性を有する停止用パツドを上記接極子部と
   の衝突位置に含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の印刷ハンマー装置。