JPH0367028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モザイク印刷ヘツド用電磁石組立体
及びその製造方法に関する。

近年、データ処理システムにおけるコンソール
プリンタとしてかつ又計算機の端末印刷装置とし
てモザイク直列プリンタが広く使用されているこ
とは既知である。

この種のプリンタは、高信頼性、低コスト及び
高性能（速さ、印刷品質）を有することを要求さ
れる。

この種のプリンタのコストの相当部分は、組立
及び調整に正確な操作を必要とする印刷ヘツドの
コストによつて決定される。

この種のプリンタの信頼性、印刷速度及び印刷
品質は、基本的にはやはり印刷ヘツドに依存す
る。

それゆえ、直列プリンタ製造業者の注意は印刷
ヘツドの研究、開発及び改善に主として向けられ
ているが、これはその種の印刷ヘツドの設計及び
製造上の細部に関してさえも多数の特許及び特許
出願が存在することからもうかがえる。

最も新しい具体例によれば、印刷ヘツドには複
数個の電磁石が備えられる。

各電磁石に結合された可動アーマチユア
（armature）がニードルの軸方向移動を制御し、
それによつてニードルはインクリボンを通して印
刷用支持体上に印刷を行うようになる。

このような印刷ヘツドの一例は、米国特許第
3889793号に示されている。

組立及び調整操作を容易にするために、最新の
印刷ヘツドは容易に結合することのできる機能的
な組立体によつて形成されるように設計されてい
る。

構造的な組立体は、通常複数のニードルとこれ
らに関係した案内部及び支持素子（ニードル案内
組立体）からなつている。

別の構造的な組立体は、複数個の電磁石及びこ
れらに関係した可動アーマチユアとこれらに関係
した締付け配置用装置及び可動アーマチユアの行
程を調整するための関連装置（電磁的作動装置組
立体）とからなつている。

このような基準に従つて構成された印刷ヘツド
の一例は、米国特許第4260270号に示されている。

このような印刷ヘツドにおいては、電磁的作動
装置組立体は環状支持素子を備えており、これに
は一般にヨーク及び二つの柱によつて構成された
複数個の磁心が固定されている。

巻線は各磁心の柱のまわりに配置されていて、
磁心と可動アーマチユアとによつて構成された磁
気回路の磁化を与える。それぞれが磁心に結合さ
れた数個のアーマチユアは、適当な保持用素子に
よつて正しく配置されている。

電磁石支持素子及びそれぞれ巻線を備えた磁心
は、以下において電磁石組立体と呼ばれる単一の
セツトを形成している。この電磁石組立体は、可
動アーマチユア及びそれらの保持・配置用装置と
ともに電磁的作動装置組立体を形成している。

既知のように、印刷ヘツドはプリンタの可動キ
ヤリツジに取り付けられている。

従つて、数個の巻線の励磁は、数本の導電性リ
ードを備えたたわみケーブルを介してプリンタの
内部に配置された給電用電子回路にその巻線の端
子を接続することによつてなされる。ケーブルへ
の接続は、直接に又はコネクタを介して行うこと
ができる。

数個の巻線のたわみケーブル又はコネクタへの
接続は、手による接続操作を必要とするので高く
つく。

更に、この接続は敏感なものであつて、印刷ヘ
ツド及びキヤリツジの振動によつてしばしば故障
を生じ、装置の信頼性を減小させる。

磁心の取付けも又難しいものである。その取付
は磁心シートを適当な溝穴に焼ばめするか又はか
しめによつて行われるが、印刷ヘツドの振動は拘
束された安定性をゆるめる傾向があつて破壊の原
因となることがある。

このような不都合を避けるために、巻線及び磁
心に熱可塑性樹脂を注ぎ込んでそれらを部分的に
包囲し、電磁石支持素子、磁心及び巻線を互いに
くつつけるようにすることが試みられている。こ
のような構成は、例えば米国特許第4049107号に
記載されている。

しかし、このような構成は、巻線の接続になお
敏感な要素が残つていてある処理操作を必要とす
るため印刷ヘツドの製造工程に費用が加わること
になるので、前述の不都合を一部分しか避けてい
ない。

本発明は、このような不都合をなくするもので
ある。

本発明によれば、電磁的組立体は数個の電磁石
の巻線端部と接続用ソケツトとがはんだ付けされ
ているプリント回路基板を備えている。

複数の磁心、これらの巻線及びプリント回路基
板は接続用ソケツトが取り付けられているプリン
ト回路基板の部分だけを除いて硬化性プラスチツ
ク材料により完全に包囲されて単一の組立体を形
成し、この組立体においては支持機能が硬化性プ
ラスチツク材料自体によつて行われている。

この組立体は、自動化することができかつ次の
各段階に従つて行われる製造工程によつて得られ
る。

−普通の自動化された方法によりリールに巻線を
装備する段階 − 磁心を準備する段階 − 磁心をリールに挿入する段階 −プリント回路基板に巻線を自動的にはんだ付け
する段階 − プリント回路基板を成形型に配置する段階 −セツト全体をプラスチツク成形によつて包囲す
る段階 このようにすれば、機械的支持具上に電磁石を
事前に組み立てる必要がなくなり、あるいはある
意味においては、本発明によれば製造工程段階中
プリント回路基板が機械的支持具の代わりをす
る。

このような製造工程によつて得られる利点は明
らかである。すなわち、製造工程が簡単化されか
つ自動操作による作業に適し、従つて製作コスト
が引き下げられる。又、得られた製品は電気的接
続及び磁心の取付けに関して高い信頼性を与え
る。

本発明の上述した及びその他の利点及び特徴は
本発明の好適な実施例についての次の説明及び関
連図面から一層明らかになるであろう。

第１図を見ると、本発明による電磁的組立体を
有する印刷ヘツドが概略的側面図で示されてい
る。

この印刷ヘツドは、三つの分離した素子、すな
わちニードルを支持しかつ案内する機械的組立体
１、電磁石組立体２、及び電磁的アーマチユアを
保持しかつこれの位置を調整する素子３によつて
基本的に構成されている。

ニードル支持・案内用組立体１は、既述の米国
特許第4260270号に又は米国特許第4004673号に記
載されているような普通の形態によつて構成され
てよい。

そのような構成は本発明の範囲外であり、かつ
この分野の技術に通じた者には周知であるので、
これ以上の説明は省略する。

ニードル支持・案内用組立体１は、成形された
電磁石組立体２に複数個のねじ（第１図において
はこれらのねじのうちの二つのものの頭部７，８
が見られる）によつて固定されている。

これらのねじは、組立体１と一体的な円形フラ
ンジを電磁的組立体２に対して締め付ける。

組立体１は、付属部（第１図においては点線で
示されかつ符号４Ａを付されている）によつて電
磁石組立体２中に延長している。

この付属部は、円筒形の外面形状をしているこ
とが望ましいものであつて、電磁的組立体２の対
応する開口部中に係合している。

電磁的組立体２は、概して方形の断面をもつて
円環の形状をした単体素子である。

数個のニードルに対応する数個の電磁石が、こ
の円環に沿つて放射状にかつ均一状に配置されて
いる。

電磁的組立体２の構成は、この組立体の製造方
法の説明とともに後で更に詳細に説明する。

舌片５は、電磁石組立体２から延長している。
この舌片５はプリント回路基板の一部分であり、
これの形状及び機能は後で一層よくわかるであろ
う。接続ソケツト２１は、この舌片５にはんだ付
けされている。ソケツト２１のピンの各対は、各
電磁石巻線の二つの端子に接続されている。

保持・調整用素子３は、ニードル案内組立体１
の結合に使用されたのと同じねじによつて更に電
磁石組立体２に結合されている。

第１図においてはそれらのねじのうちの二つに
ねじ込まれた二つの止めナツト１１，１２が見え
ている。

素子３はアーマチユアを関連磁気回路の面に配
置して支持するという機能の外に、電磁構造部の
エアギヤツプを調整しかつ又アーマチユアが吸引
状態から釈放状態へ移動するときにクツシヨン作
用を行うという機能を有する。

保持・調整用素子の種々の構成例は、例えば概
述の米国特許第4049107号に記載されているよう
に従来公知であり、又そのような素子はこの発明
の範囲を外れているので、これ以上の説明は省略
する。

第２図は、電磁石組立体２を形成する素子を分
解斜視図で示したものである。組立体２は（第１
図の舌片５に一致する）付属部１４を備えた環状
プリント回路基板１３、及びニードル案内組立体
１を締め付けかつ電磁石組立体２に素子３を保持
する三つのねじ（第１図の７，８のようなねじ）
を挿入するために放射状に配置された適当な直径
の三つの開口部１５，１６，１７を有している。

更にプリント回路基板１３は、複数個の対の穴
を有している（第２図においては９対の穴が示さ
れており、そのうちの一対に符号１８が付されて
いる）。これらの対の穴は、環の内縁の近くに放
射状に配置されていて電気部品の接続ピンを受け
るように設計されている。

対応する複数個の対の穴が付属部１４に設けら
れていて、その各対の穴は平行線に従つて配置さ
れている（第２図においては一対だけに符号１９
が付されている）。

プリント回路基板１３は、第２図では見えない
側に、対１８，１９のような穴のそれぞれに対し
て一つずつの、複数個のはんだ付け用パツトを備
えている。

舌片１４の穴に対応する各パッドは、対１８の
もののような穴の一つに対応するパツドに電気的
に接続されている。

接続ソケツト２１のピン２０は、対１９のもの
のような穴に挿入されて対応するパツドにはんだ
付けされる。

プリント回路基板１３は、電磁石組立体２の巻
線の接続ソケツト２１への接続を与えかつ又数個
の個別の電磁石に一時的な機械的支持を与える。

組立体２の各電磁石は、磁心にコイルを巻くこ
とによつて構成されている。

図面を明確にするために、一つの磁心２６と一
つのコイル２７だけが第２図に示されている。

２６のような各磁心は、ヨークによつて結合さ
れた二つの磁気柱を有するＵ形磁気シートの積重
ねによつて構成されている。

２７のような各コイルは、絶縁材料で作られて
いて磁心柱を受入れるように設計された中心開口
部と二つの巻線収容用フランジとを備えたリール
によつて構成されている。

二つの導電性ピン２２，２３は、下方のフラン
ジに固定されている。

二つの巻線収容用フランジの各々は、基準溝２
８，２９を備えているが、これらの溝の機能は後
でわかるであろう。

コイルを形成するエナメル線は、リール上に巻
かれている。

そのエナメル線の線端は、あらかじめ絶縁被覆
が取り去られて、ピン２２，２３のまわりに巻き
付けられ、その後これにはんだ付けされる。

磁心２６の柱にコイル２７をはめ込むことによ
つて電磁石が得られる。こうして得られた電磁石
は、ピン２２，２３を穴１８に挿入することによ
つて種々の電気部品のように印刷配線板１３上に
取り付けることができる。

この取付作業は、自動機械によつて容易に行う
ことができる。

ピン２２，２３は、その後穴１８に対応する導
電性パツドに溶接される。

第２図においては一つの電磁石だけが示されて
いるが、プリント回路基板１３は複数個の電磁石
（第２図においては９個）を受けてこれを電気的
接続ピンのはんだ付けによつて係留するように設
計されていることは明らかである。

この係留は組立体に所要の剛性を与えるのには
明らかに十分ではないが、製造工程においてそれ
を単体素子として扱うことを可能にするのには適
している。

このようにして得られた素子は適当な形状の型
に入れられ、この型には硬化性プラスチツク樹脂
が注ぎ込まれ又は射出される。このプラスチツク
樹脂は、次に、組立体を構成する諸素子をプラス
チツク製単一ブロツクに封入するために硬化させ
られる。

第３図及び第４図はそれぞれプリント回路基板
の上面及び下面において電磁石が見られるように
二つの異なつた方向位置から電磁石組立体を斜視
図で示したものである。

これらの図は、樹脂によつて包囲された単一の
電磁石組立体の形状及び細部特徴を明確に示して
いる。

又樹脂による包囲に使用された型の対応する特
徴も、第３図及び第４図から推定することができ
る。

包囲用プラスチツク体は円筒形中心開口部４１
と環状首部３１（第３図で見るか又は第４図で見
るかによつて下又は上になる）とを備えた円筒体
３０の形態を基本的に有しており、環状首部３１
の直径は円筒体３０の直径よりも幾分大きくなつ
ている。

接続ソケツト２１がはんだ付けされているプリ
ント回路基板付属部１４は、首部３１から側方に
突出している。

第３図に明確に示されているように、電磁石の
磁心は円筒体３０中に放射状に一様に配置され、
又巻線の挿入されている柱は内側に配置されかつ
巻線のない柱は円筒体３０の円筒周面の外側に配
置されている。

特に外側に配置された柱３２〜４０は、プラス
チツク体から突出している。

このことはプラスチツク体成形に使用された型
が、プラスチツク体から突出している磁心部分を
収容するための溝をその外方円筒周面に備えてい
ることを意味する。

換言すれば、この型はプリント回路基板とこれ
に取り付けられた数個の電磁石とによつて構成さ
れた組立体のこの型への正確な横方向及び角度位
置の配置を確保する周面案内溝を備えている。

外側の柱の一部分のプラスチツク体３０からの
突出は、脈動する磁界の磁気回路に誘起されたと
き、すなわち印刷ヘツドが動作しているときにヒ
ステリシス及び渦電流によつてその磁気回路に発
生する熱の一層有効な散逸を与えるものである。

円筒形中心開口部４１には、各々が電磁石と半
径方向で整列し、放射状に一様に配列された４
２，４３，４４……のような複数個の軸方向の溝
がある。

このことは、円筒形周面に溝４２，４３，４４
……に対応する数個の軸方向の歯がある塊状の中
心部分を成形型が備えていることを意味する。

これらの歯は、プリント回路基板及び電磁石に
よつて構成された組立体が成形型に挿入されたと
きにリールフランジにある溝２８，２９と係合す
るように設計されている。

それゆえこれらの歯は組立体の成形型への正確
な横方向及び角度位置における配置を確保するた
めの基準面を与える。

円筒体３０の上面は、第３図に示されるように
円筒体３０及び首部３１と交わる適当な直径の三
つの軸方向開口部４８，４９，５０のまわりに配
置された三つの突出した環状部４５，４６，４７
を除いては柱の高さよりも少し低くなつている。

軸方向開口部４８，４９，５０は第２図のプリ
ント回路基板１３の穴１５，１６，１７と一致し
ており、ニードル案内組立体１を電磁石組立体２
に結合する（第１図の７，８のような）ねじを収
容するようになつている。

これらの軸方向開口部が成形型中に存在する三
つの平行な（又は望ましくはテーパの付いた）ピ
ンに対応することは明白である。

一方、磁気回路の柱が頭部において包囲用プラ
スチツク体からわずかに突出しているということ
は成形型がその頭部に対する適当な（望ましくは
テーパの付いた）ハウジングを備えていることを
意味する。

このハウジングは又、成形前に電磁石を正確な
横方向及び角度位置で成形型に配置するのに役立
つ。

プリント回路基板及び電磁石の正確な軸方向配
置は、当て盤によつて確保される。

実際第４図を見るとわかるはずであるが、電磁
的組立体の上面（第４図において）は軸方向開口
部４８，４９，５０の外に、放射状に配置されて
プリント回路基板の深さまでプラスチツク体中を
貫通している複数個のテーパの付いた空洞５１…
…５９を備えている。

これらの空洞は明らかに、電磁石を備えたプリ
ント回路基板が成形型に挿入されたときプリント
回路基板を成形型底部に押し当てて正確な軸方向
配置を確保するようにする圧力ピンが当て盤に存
在するために生じたものである。

前述のもののような電磁石組立体は完全に自動
化された製造工程により製作するのに適してい
る。

第５図は、その工程を流れ図で示す。

最初の原材料は次のとおりである。

Ａ，シート状又は帯状の磁性鉄 Ｂ，エナメル線 Ｃ，絶縁材料製のリール（25のようなもの） Ｄ，プリント回路用銅被覆基板 Ｅ，コネクタ（21のようなもの） Ｆ，プラスチツク材料又は樹脂 磁性鉄シートはまず所望の形状に打ち抜かれ
る。

磁性シートは次にばり取りされ、水洗され、焼
なましされ、そしてすべて同じ方向にしてステイ
ツクローダに貯蔵される。

これらの周知の操作は市販されている製造装置
によつて実施されるものであつて、ブロツク７０
で示されており、本発明の工程の予備段階を構成
する。

エナメル線及びリールが自動巻線機７１に送ら
れ、そしてこの自動巻線機は、所望の巻数になる
ようにリール上に巻線を施し、エナメル線端子を
リールピン（第２図の２２，２３のようなもの）
にはんだ付けし、かつ又このようにして得られた
コイルを方向をそろえてスチツクローダに貯蔵す
る。

これらの周知の操作も又市販されている自動装
置によつて実施されるものであつて、本発明の工
程の予備段階を構成する。

同様にプリント回路用銅被覆基板に打抜き、写
真食刻及び水洗という既知の操作を施し、このよ
うにして得られたプリント回路基板はローダに貯
蔵される（第５図のブロツク７２）。

この時点において、本発明の特定の対象を構成
する製造工程を開始することができる。

磁性シートは、引出しを備えた自動機械によつ
てスチツクローダから積み重なつて取り出され
る。

自動機械は、別の経路から既に準備されたコイ
ルを一つずつ受けて磁心柱をコイルに挿入する
（ブロツク７３）。

このようにして形成された電磁石は、プリント
回路基板上に部品を挿込むことのできる自動機械
に送られる。

この自動機械は、経路７４からプリント回路基
板を受け取つて、これに所望数の電磁石を挿入す
る（ブロツク７５）。

さらにこの自動機械は、経路７６からコネクタ
（第２図の２１のようなもの）を受け取つて、第
２の場所においてプリント回路基板へのコネクタ
の挿入を行う（ブロツク７７）。

このプリント回路基板は波形はんだ付け場所に
送られて、ここで電磁石及びコネクタは適当な固
定具によつて正しい位置に保持されてプリント回
路基板にはんだ付けされる（ブロツク７８）。

その後このようにして形成されたセツトは、水
洗及びその後の乾燥ステーシヨン（ブロツク７
９）を通過して制御ステーシヨン８０に入り、こ
こではんだ付けは接続品質に関する自動導通試験
装置及び起こり得る短絡を検出するための自動絶
縁試験装置によつて監視される。

この時点でセツトは包囲される準備ができてお
り、プラスチツク材料Ｆの粒又は予め形成された
小片を供給される成形機に送られる。

種々のプラスチツク材料を使用することができ
る。石英粉末を充てんしたエポキシ樹脂、又はガ
ラス繊維を充てんしたポリアミド樹脂は絶縁特
性、機械的強度及び寸法安定性の点で最も適当な
材料である。

成形機は、セツトを自動的に型に挿入してそれ
の包囲を行う（ブロツク８１）。

次に包囲されたセツトは出つ張り取りステーシ
ヨン（ブロツク８２）に送られて、ここで出つ張
りがあれば取り除かれ、次に硬化ステーシヨン
（ブロツク８３）に送られて、ここでプラスチツ
ク材料の重合及び冷却が完了する。

この時点で、製造工程は完了したと言うことが
できる。

次に試験操作を行えばよいが、これは絶縁及び
導電性の測定に関しては自動的にかつ又包囲の完
全性や膨れ及びき裂の欠如に関する包囲された組
立体の検査は目で行えばよい。

この試験操作に続いて電磁的柱頭部の研削及び
ラツプ仕上げを行つて、この各頭部が完全に同一
平面上にありかつ研削された平面が基底面すなわ
ち電磁石組立体の反対側の平面に平行になるよう
にする（ブロツク８５）。

この操作の後で水洗を行つて、ラツプ仕上げ操
作で生じた粉末を除去するようにする（ブロツク
８６）。

最後に付加的な試験操作を実施すればよい（ブ
ロツク８７）。

その後このようにして得られた電磁石組立体は
これをニードル案内組立体及びアーマチユア保持
用素子に結合することによつて印刷ヘツドに組み
立てられる準備ができる。

結論としてこの発明の電磁石組立体は視覚的検
査である二三の操作を除いては完全に自動化され
た製造工程により製作することができ、従つて特
に安価である。

本発明の範囲から外れることなく既述の電磁石
組立体に多くの形状変更を行うことができること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電磁石組立体を有する
印刷ヘツドを示す概略的側面図である。第２図は
この発明の電磁石組立体を形成する数個の素子を
示す分解式透視図である。第３図及び第４図はこ
の発明の電磁石組立体を二つの異なつた方向から
見た場合の透視図である。第５図はこの発明の電
磁石組立体を得るための製造工程の流れ図であ
る。 これらの図面において、１は機械的組立体、２
は電磁石組立体、３は接続子の保持・調整用素
子、５は舌片、２１は接続ソケツト、１３はプリ
ント回路基板、１４はその付属部（舌片５）、２
６は磁心、２７はコイル、２２，２３は導電性ピ
ン、１８は穴、３０は円筒体（プラスチツク）を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が可動アーマチユアと磁気的に相互作用
   をする柱頭を有する個別の多重柱磁心とこの磁心
   に結合された少なくとも一つの巻線とによつてそ
   れぞれ形成されており、かつこの巻線が電気的接
   続ピンを備えたリールによつて支持されている複
   数個の電磁石と、 前記の複数個の電磁石が前記ピンのはんだ付け
   によつて固定されるプリント回路基板と、 前記のプリント回路基板を外部の電気回路に接
   続することができるようにする接続装置とからな
   るモザイク印刷ヘツド用電磁石組立体において、 前記の接続装置と少なくとも前記複数の磁心の
   複数の柱頭を除いて前記プリント回路基板及び前
   記複数個の電磁石を包囲する絶縁性プラスチツク
   装置を有し、 該プラスチツク装置が前記プリント回路基板と
   前記複数個の独立した電磁石を単一のブロツクに
   封止し、 該ブロツク内において総ての部品が前記プラス
   チツク装置によつて固定的に結合されて他の付加
   的組み立て部材の必要無しに前記プリント回路基
   板及び前記複数個の電磁石の機械的組み立てが達
   成されると共に、前記プリント回路基板が前記多
   重柱磁心に関して前記柱頭の面と反対の面におい
   て前記単一のブロツク内に配置されていることを
   特徴とする、 モザイク印刷ヘツド用電磁石組立体。 ２ 前記の絶縁性プラスチツク装置が前記磁心の
   柱を部分的にのみ包囲していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の電磁石組立体。 ３ 前記の磁心が二本の柱を有しており、これら
   柱の内の一方が巻線を有せずかつ前記絶縁性プラ
   スチツク装置によつて部分的にのみ包囲されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記
   載の電磁石組立体。 ４ プリント回路基板に固定されかつ電線端部に
   接続される電気的接続ピンを備えた絶縁性中空リ
   ールに電線を巻く工程、 前記のリールを個別の磁心の柱に挿入して独立
   した電磁石を形成する工程、 このようにして形成した複数個の独立した電磁
   石のピンをプリント回路基板のそれぞれの穴に挿
   込む工程、 前記のピンを前記プリント回路基板にはんだ付
   けする工程、を含み、更に 前記のプリント回路基板及び前記複数個の電磁
   石を１つのプラスチツク材料によつて包囲する工
   程であつて、この包囲は前記複数個の電磁石及び
   前記プリント回路基板に対する位置決め装置を備
   えた適当な型による成形によつて実施され、前記
   のプラスチツク材料が前記プリント回路基板と前
   記複数個の独立した電磁石を単一のブロツクに封
   止し、該ブロツク内において総ての部品が前記プ
   ラスチツク材料によつて固定的に結合されて他の
   付加的組み立て部材の必要無しに前記プリント回
   路基板及び前記複数個の電磁石の機械的組み立て
   が達成される工程、を含むことを特徴とする、モ
   ザイク印刷ヘツド用電磁石組立体の製造方法。