JPH05221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はワイヤドツトヘツドに関するものであ
る。

従来技術 文字等をドツトにより印字するためには第１図
に示すようにｍ×ｎ個のドツトマトリツクス構成
とし、水平方向にP₁のピツチで縦方向にP₂のピ
ツチで並んだｎ本のワイヤを移動させてｍ回シフ
トさせつつ各シフトごとにワイヤを駆動させれば
目的とする印字を行なうことができる。

このようなドツト印字を行なうためのワイヤド
ツトヘツドの従来構造を第２図〜第５図に示す。

第２図〜第５図において符号１で示すものは先
端ガイドで、中間ガイド２に対して固定される。
中間ガイド２は図示していないキヤリツジに取り
付けるためのビス用の切欠部２ａが形成されてい
る。

中間ガイド２の後方には放熱プレート４と一体
化されるフレキシブルプリント基板３が配置され
る。

放熱プレート４はフレキシブルプリント基板３
と楕円筒状に形成されたヨーク５との間のスペー
サを兼ね、ヨーク５の熱を後述するバツクホルダ
へ伝達させるもので、厚さ２mm程度のアルミニウ
ムなどの熱伝導性の優れた材質が選ばれる。

このヨーク５には複数個のコア６が嵌合固定さ
れており、コア６にはコイル７を巻装したボビン
８が取り付けられる。

ボビン８には端子８ａが２本突設されており、
これらにはコイル７の巻き始めと巻き終わりの部
分が半田付け固定されている。そして端子８ａは
ヨーク５、放熱プレート４を貫通してフレキシブ
ルプリント基板３側に半田付け固定される。

一方符号９で示すものは後部ガイドで、全体と
して円筒形状に形成されており、前記ヨーク５、
放熱プレート４、フレキシブルプリント基板３を
貫通して中間ガイド２内に嵌入した状態で配置さ
れる。

この後部ガイド９の後端部には復帰バネ１０の
一端が固定されている。一方、ヨーク５の後端部
の開口端は補助ヨーク１１によつて閉塞されてい
る。補助ヨーク１１の中央部には円形の開口部が
形成されており、この部分に後部ガイド９の後端
が対応している。

また、ボビン８の後端側に突設されたポスト８
ｂは補助ヨーク１１に形成された透孔中に嵌入し
て後方に突出しており、このポスト８ｂを利用し
てアーマチユア１４の後端部が嵌合される。アー
マチユア１４はワイヤ２２の数と同一の数だけ有
り、その途中にはプランジヤ１３が突設されてい
る。

また、補助ヨーク１１とアーマチユア１４との
間にはスペーサ１２が配置される。

このスペーサ１２は補助ヨーク１１とアーマチ
ユア１４との接触による摩耗や、閉磁路形成時に
問題となる補助ヨーク１１の残留磁気等に基づく
アーマチユア１４の運動の不安定化を防止するた
めに設けられている。

アーマチユア１４は第５図に示すように放射状
に複数個配置されており、その先端にワイヤ２２
の基端が固定されている。アーマチユア１４の自
由端と後部ガイド９の後端との間には前記復帰バ
ネ１０が弾装された状態となつており、この復帰
バネ１０によりアーマチユア１４の自由端側は常
に後部ガイド９の後端から離れる方向の力を与え
られている。

一方、アーマチユア１４の後方にはストツパ１
５が配置され、前記アーマチユア１４の自由端側
と接触することができる位置に臨まされている。
このストツパ１５はアーマチユアホルダ１６に嵌
合されており、放射状に形成されたアーマチユア
ホルダ１６の各腕の先端が前記アーマチユア１４
の基端側を補助ヨーク１１に対して押圧している
状態となつている。このアーマチユアホルダ１６
の各腕のアーマチユア１４に対する押圧力はアー
マチユアホルダ１６の後方に配置された同じく放
射状の板バネ１７によつて与えられている。とこ
ろで板バネ１７の後方にはダンパ１８が配置され
ている。このダンパ１８は鉛などの高い比重を持
つ材質から成り、ワツシヤ１９、バネワツシヤ２
０を介してバツクホルダ２１に接して配置されて
いる。

なお、バツクホルダ２１はヘツドの放熱に大き
な影響を及ぼすため、できるだけ表面積が大きく
なるようにし、第３図に示すように外側には多数
のフインが形成されている。

このバツクホルダ２１は中間ガイド２に対して
ねじ２３によつて固定され、アーマチユアやヨー
クの部分を全体として覆うことになる。

ところで、ダンパ１８は板バネ１７とバネワツ
シヤ２０により変位可能に設けることにより、防
振効果を高める構成となつている。

また、ワツシヤ１９はダンパ１８にバネワツシ
ヤ２０が食い込むのを防止している。

また、ワイヤ２２は座屈防止のため各ガイド
１，２，９により案内されており、複数本のワイ
ヤ２２はこれらガイドに沿つて次第に縦一列にな
るように案内され、先端ガイド１１内において完
全に縦一列に配列された状態となる。

このような構造のもとに印字を行なうには、印
字指令に従つてコイル７に通電が行なわれると、
ヨーク５、補助ヨーク１１、プランジヤ１３、コ
ア６により閉磁路が形成されるため、プランジヤ
１３はヨーク６の方向へ吸引され、アーマチユア
１４は復帰バネ１０の弾発力に抗してワイヤ２２
を先端ガイド１から所定距離突出させる。そして
ワイヤ２２は図示していないインクリボンを介し
て用紙上にドツト印字を行なう。

ところで、一般的なワイヤドツトヘツドの磁気
回路は第６図に示すようにヨーク５、コア６、プ
ランジヤ１３、補助ヨーク１１から構成されてい
る。

このような構造では印字力および電気信号に対
する応答性はアーマチユア１４の駆動部だけを考
慮した場合、コア６とプランジヤ１３との間のギ
ヤツプＧのみに依存する。このギヤツプＧは次式
で表わされる。

Ｇ＝H₁＋t₁＋t₂−H₂−H₃ 上式においてH₁はヨーク５の底面から端面ま
での距離、H₂はコア６の高さ、H₃はプランジヤ
１３の高さ、t₁は補助ヨーク１１の厚み、t₂はポ
リエステルフイルム１２の厚みである。

ところで、第２図からも明らかなように印字方
向におけるアーマチユア１４のストツパの働きを
するのが補助ヨーク１１である。そして一般に複
写が３〜４枚可能なワイヤの印字力は、１本当た
り約2.5Kgである。

従つて複数本のワイヤのすべてが同時に駆動さ
れる場合は極めて大きな力が補助ヨーク１１の側
面に作用する。

ここで、従来の印字ヘツドの補助ヨーク１１の
側面に作用する力によりサイドヨークの側面の変
位量をモデル化して計算してみる。

すなわち第７図に示すようにアーマチユア１４
の吸引力をＦとしてワイヤ数（アーマチユア数）
をＮとするとＮ個のアーマチユアによる補助ヨー
ク１１に作用する力F_Tは次式で表わされる。

F_T＝NF ……(1) ここで、単純化のため補助ヨーク１１の外径
Do、内径をD〓とし、第８図に示すように補助ヨ
ーク１１の側面に力F_Tが等分布荷重ｗとして作
用すると仮定する。

なお、補助ヨーク１１の周縁は第２図からも明
らかなように単純支持されているものとする。

この状態では等分布荷重ｗ（Kg／mm²）は次式で
表わされる。

ｗ＝F_T／π／４（Do²−D〓²） ……(2) この時、補助ヨーク１１の内周部における変位
量ｔは次のように表わされる。

ｔ＝α₁₃wDo⁴／Eh³＝0.78×wDo⁴／Eh³ ……(3) なお、(3)式におけるＥは補助ヨークの材質の持
つヤング率、ｈは補助ヨークの厚み、α₁₃はたわ
み係数で、D〓／Doの関係で、今D〓／Do＝0.42と
するとα₁₃＝0.78となる。

ここで、補助ヨーク１１のプランジヤの位置か
ら外周までの距離をとすると、プランジヤの位
置における変位量t_Pは次式で表わされる。

t_P＝ｔ／Do−D〓／２ ……(4) 上述したように補助ヨーク１１が変位した場
合、コア６とプランジヤ１３との間のギヤツプ
G₂は補助ヨークが変位しない場合のギヤツプG₁
とすると次式で表わされる。

G₂＝G₁−t_P ……(5) (5)式からも明らかなようにG₂＝０となる場合
もある。すなわちコアとプランジヤとが接触する
場合がある。

このような場合はコイルへの通電が終了した場
合でも、残留磁気のためコア６とプランジヤ１３
とが吸引し続けるためワイヤ２２が突出した状態
が続き、ワイヤ２２がインクリボンンにくい込み
インクリボンの破損、ワイヤ２２の折損などが生
じ印字不能となる欠点があつた。

目 的 本発明は以上のような従来の問題点を解消する
ためになされたものであつて、例えば補助ヨーク
の変位量を少なくし、例えばコアとプランジヤと
の間のギヤツプをほぼ一定に確保でき、ワイヤが
突出したままの状態を生じないように構成したワ
イヤドツトヘツドを提供することを目的としてい
る。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明の
詳細を説明する。

なお以下説明する実施例は、ヘツド本体に収容
されたソレノイドにより作動される複数のアーマ
チユアを介して駆動される複数のワイヤにより印
字を行なうワイヤドツトヘツドにおいて、磁気回
路の一部を構成している補助ヨークの一部を曲げ
剛性が増大するように絞つたことを特徴とするワ
イヤドツトヘツドである。

第９図以下は本発明の一実施例を説明するもの
で、第９図にはワイヤドツトヘツドが断面した状
態で示されている。

第９図において符号２９で示すものはボデイ
で、従来構造とは異なり先端ガイドと中間ガイド
との支持部を一体化した状態で形成されており、
前方に突出した突出部２９ａ中には複数個の中間
ガイド２５〜２７が取り付けられている。そして
この突出部２９ａの先端には、先端ガイド２４が
固定されている。中間ガイド２５〜２７の材質は
線状構造合成樹脂、例えばカーボンフアイバー入
りPBT（ポリブチレンテレフタレート）、カーボ
ンフアイバー入りナイロン、グラスフアイバー入
りPBT、グラスフアイバー入りナイロン、テフ
ロンあるいはこれらの混合物である。

しかし先端ガイド２４は耐摩耗性に優れたルビ
ー、セラミツク、ガラスまたは合成樹脂から形成
されている。

このボデイ２９内には円筒状に深絞りされたヨ
ーク３２が収容されている。ヨーク３２のボデイ
２９の突出部２９ａ側の側面にはリング状に形成
された放熱プレートを兼ねたスペーサ３１が固定
され、このスペーサ３１の外側面には同じくリン
グ状に形成されたプリント基板３０が固定されて
いる。

ヨーク３２は円筒状であるが、その中央部には
円形の開口部が形成されている。

ヨーク３２には第１０図に示すように多数の、
たとえば24個のコア３６が等角度間隔で固定され
ている。ヨーク３２の端縁とコア３６の端縁とは
同一平面を形成するように研摩化仕上げされてお
り、後述するプランジヤとコアとの間のギヤツプ
を均一にするように配慮されている。

コア３６は第１０図に示すように円柱の両サイ
ドを対称に平行になるように加工した断面形状を
している。

これら24個のコア３６には円筒形状に形成され
たコイル３４が嵌合されている。コイル３４の巻
始めと巻終りの端部３５はヨーク３２、スペンサ
３１を貫通してプリント基板３０側にハンダ付け
されている。そしてこのコイルの端部３５はシヨ
ートの発生を防止する耐熱性の絶縁柱３３によつ
て覆われている。

また、コイル３４はヘツドの振動による断線を
防止するためにエポキシ樹脂系の接着剤３７によ
りヨーク３２に固定され、またコイル３４の焼付
き防止のためコイル３４の温度を検出するサーミ
スタ３８が同じく接着剤３７によりコイル３４の
近傍に埋込まれている。

このヨーク３２の後端部には補助ヨーク４０が
突き合わせて固定される。この補助ヨーク４０は
曲げ剛性を高めるために、その周縁部が絞られて
おり、この絞り部の端縁がヨーク３２と突き合わ
されている。この補助ヨーク４０には前記コア３
６と一対一に対応した状態で合計24個のポスト４
１が突設されている。

一方、符号４３で示すものはアーマチユアで、
その後端は前記ポスト４１に嵌合されており、そ
の途中にはプランジヤ４６が固定されており、こ
のプランジヤ４６は補助ヨーク４０に形成された
透孔中に摺動自在に嵌合されており、前記コア３
６と対向している。この補助ヨーク４０はリング
状に形成されており、その材質としては磁気回路
のパーミアンスを小さくすることなく、アーマチ
ユア４３とも対摩耗性の上からも相性のよいフエ
ライト系のステンレスが用いられている。

また、補助ヨークア４０とアーマチユア４３と
の間には両者の接触による摩耗を防止し、両者間
の磁気の切れをよくするためのポリエステルシー
ト４２が配置されている。

以上のような構造を有する補助ヨーク４０の中
心部は後部ガイドを兼ねたサブボデイ４７に対し
てアウトサート成形により一体化されている。こ
のサブボデイ４７は耐熱性及び耐摩耗性に優れた
合成樹脂から形成されている。そしてこのサブボ
デイ４７の先端部には中間ガイド２８が固定され
ており、サブボデイ４７とヨーク３２とがビス３
９により一体化されている。

このサブボデイ４７の材質は従来においては
POM（ポリアセタール）などが用いられていた
が、本発明においては10％のグラスフアイバ入り
PBTが用いられており、従来のものに比較して
ワイヤの摩耗も少なくヘツドの寿命も約1.5倍伸
ばすことができる。

また、サブボデイ４７の後端部には復帰ばね４
８の一端が固定されており、この復帰ばね４８の
他端は、前記アーマチユア４３の途中に押し付け
られている。したがつて、アーマチユア４３は復
帰ばね４８の力によつてサブボデイ４７から離れ
る方向への力を与えられている。合計24のアーマ
チユア４３の先端部には、ワイヤ４９の後端が固
定されている。ワイヤ４９はサブボデイ４７に形
成されたガイド４７ａ及び中間ガイド２５〜２８
に案内されて先端ガイド２４にまで導かれてい
る。

本実施例の場合には、ワイヤ４９は24本あり、
12本ずつ千鳥状に配置されている。12本のワイヤ
４９間ピツチは0.282mmで、印字状態ではドツト
ピツチは0.141mmとなる。

また、ワイヤ４９の直径は先端部のみが0.20
mm、他の部分が0.22mmで、電解研摩を行つたタン
グステンワイヤを用いている。

なお、アーマチユア４３に固定されたプランジ
ヤ４６もコア３６と同様に円柱の両サイドをカツ
トした断面形状を有する。

多数のアーマチユア４３の後方にはストツパ５
０が配置されている。このストツパ５０はヘツド
はその動作中に150℃程度まで温度が上昇するた
め耐熱性が要求され、また中間ガイドの長寿命化
を図るため、ワイヤ４９との間にオイルを塗布す
るが、これらがストツパ５０にも付着するため耐
油性、耐薬品性も要求される。

また、高速印字を実現する為には、印字後のア
ーマチユア４３がストツパ５０により停止された
とき、アーマチユア４３はリバウンドしながら停
止するが、この振動がゼロに集束されるまでの時
間が短いほど高速印字が可能となるため、反発弾
性係数の小さい特性が要求される。このような条
件を満足するものとしては、たとえばフツ素ゴム
が適している。

ストツパ５０はストツパホルダ５３に接着剤等
によつて固定されている。ストツパホルダ５３は
ヘツドの後部ケーシングを構成するバツクホルダ
６０の中心部に摺動自在に嵌合されている。

バツクホルダ６０はヘツドの後半部全体を覆う
もので、ビス６１によりボデイ２９に対して固定
される。

またこのバツクホルダ６０はヘツドの駆動部に
おける発熱を外部に放熱するために多くのフイン
を有する形状とされており、さらにアーマチユア
４３の復帰時におけるストツパ５０への衝撃時に
発生する騒音を外部に伝えないという目的も持つ
ている。

なお、このバツクホルダ６０は熱伝達率の向上
のため、表面にはブラツクアルマイト加工が施さ
れている。

このバツクホルダ６０の内側面には板ばねホル
ダ５１がビス５２によつて固定されており、この
板ばねホルダ５１とバツクホルダア６０との間に
は板ばね４５が配置されている。

この板ばね４５も第１０図に示すように放射状
に形成されており、その先端部は前記ポスト４１
に嵌合されており、アーマチユア４３の基端部を
補助ヨーク４０に対して押圧している。

ところで、アーマチユア４３の材質はSPCC
（冷間圧延綱板）であるため、アーマチユア４３
の運動時にはステンレス系の板ばね４５との間の
接触により摩耗してしまうため、アーマチユア４
３の安定した動作が阻害されるので、これを防止
するためにアーマチユア４３と板ばね４５との間
にはポリエステルシート４４が介在されている。

一方、バツクホルダ６０の背面側にはサブバツ
クホルダ５８がビス５９によつて固定されてい
る。

そして、前記ストツパホルダ５３に固定された
ダンパ５５とサブバツクホルダ５８との間にはワ
ツシヤ５６を介して皿ばね５７が配置されてい
る。ダンパ５５は鉛から成形されており、ストツ
パホルダ５３に対して圧接固定されている。

ところで前述したようにストツパホルダ５３は
バツクホルダ６０に対して摺動自在に嵌合されて
おり、バツクホルダ６０の背面とストツパホルダ
５３との間に嵌合される調整用のワツシヤ５４の
厚みまたは枚数を変えることにより、ストツパ５
０の位置を規制し、ワイヤ４９のストロークの調
整を行うことができる。

以上のように構成された本発明によるワイヤド
ツトヘツドは、印字時において駆動すべきワイヤ
４９に相当するコイル３４に通電が行われると、
コア３６、ヨーク３２、補助ヨーク４０及びプラ
ンジヤ４６によつて閉磁路が形成され、プランジ
ヤ４６が吸引され、アーマチユア４３が引き付け
られ、目的とするワイヤ４９が突出し、インクリ
ボンを介して印字用紙に記録が行われる。

ところで、本発明においては第９図からも明ら
かなように補助ヨーク４０の周縁部を環状に折り
曲げ、剛性を高めた構造を採用している。

このような構造を採用した場合の補助ヨーク４
０の変位量は次のようになる。

すなわち、第１３図〜第１５図に示すように補
助ヨーク４０の外径をDo、内径をD〓とし、アー
マチユア１個による補助ヨーク４０へ作用する力
をＦとし、アーマチユアの個数をＮとすると補助
ヨーク４０へ作用する力F_Tが次式で表わされる。

F_T＝NF ……(6) ところで、この力F_Tが第１５図に示すように
補助ヨーク４０の側面に等分布荷重ｗ（Kg／mm²）
として作用するものとするとｗは次式で表わされ
る。

ｗ＝F_T／π／４（Do²−D〓²） ……(7) 等分布荷重ｗが補助ヨーク４０に加わつた時の
補助ヨーク４０の内周部における変位量ｔは第１
４図に示すように補助ヨークの外周はＨだけ深絞
りされているため、第１５図に示すように周縁が
固定指示されているものと考えられるため、次式
で表わされる。

ｔ＝α₁₄wDo⁴／Eh³＝0.1×wDo⁴／Eh³ ……(8) (8)式においてＥは補助ヨークの材質のヤング
率、ｈは補助ヨークの厚み、α₁₄はたわみ係数で、
D〓／Do＝0.42とすると、線図からα₁₄＝0.1とな
る。

ここで、プランジヤ４６の位置から補助ヨーク
４０の外周までの距離をとすると、プランジヤ
４６の位置における補助ヨーク４０の変位量を
t_P′とするとこれは次式で表わされる。

t_P′＝ｔ／Do−D〓／２ ……(9) 今、補助ヨーク４０が変位しない場合のコア３
６とプランジヤ４６とのギヤツプをG₁とした場
合補助ヨーク４０が変位した場合のギヤツプG₂
は次式で表わされる。

G₂＝G₁−t_P′ ……(10) このような構造を採用すれば従来構造における
補助ヨークと本発明になる補助ヨークのプランジ
ヤ部における変位量の比αは次のようになる。

α＝t_P′／t_P＝0.1／0.78＝0.129 ……(11) すなわち補助ヨークの周縁部を絞つた場合の変
位量は絞らない場合に比較して1/8に減少するこ
とがわかる。

このようにして補助ヨークの外径、内径および
板厚が等しい場合には補助ヨークの外周の絞りは
補助ヨークの変位量に大きな影響をおよぼすこと
がわかる。

本実施例は以上のように構成されているため補
助ヨークの外周部を絞ることにより補助ヨークの
曲げ剛性を高め、アーマチユアによる補助ヨーク
への作用力によつて生じる変位量を著しく小さく
することができ、コアとプランジヤとの間のギヤ
ツプを一定に確保でき、印字デユーテイーを高め
高速印字が可能となる。

また、従来のようにコアとプランジヤとが接触
しないため、残留磁気によるプランジヤの保持が
行われず、ワイヤの突出状態を生じさせず、ワイ
ヤや、インクリボンの破損が生じることがない。
すなわち前記実施例によれば、補助ヨークの周縁
部を絞ることにより補助ヨークの曲げ剛性を高め
た構造を採用しているためアーマチユアによる補
助ヨークへの作用力による変位量をいちじるしく
減少させることができ、コアとプランジヤとの間
のギヤツプを一定に確保できるため、残留磁気に
よるプランジヤの吸引状態が生じずワイヤが突出
したままの状態が生じずインクリボンやワイヤの
破損も生じず印字デユーテイを高め、高速印字が
可能なワイヤドツトヘツドを得ることができる。

効 果 以上の説明から明らかなように本願発明によれ
ば、突出したワイヤが速やかに引込むことがで
き、ワイヤが突出したままの状態が生ぜず、また
記録デユーテイを高めて高速記録が可能なワイヤ
ドツトヘツドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤドツトヘツドによる印字方法を
示す説明図、第２図〜第８図は従来構造を説明す
るもので第２図は横断平面図、第３図は分解斜視
図、第４図は第２図のＡ−Ａ線矢視図、第５図は
第２図のＢ−Ｂ線矢視図、第６図はヨーク部分の
説明図、第７図は補助ヨークの正面図、第８図は
補助ヨークの変位を示す説明図、第９図以下は本
発明の一実施例を説明するもので、第９図は横断
平面図、第１０図はバツクホルダをはずした状態
の背面図、第１１図は正面図、第１２図は側面
図、第１３図は補助ヨークの背面図、第１４図は
補助ヨークの縦断側面図、第１５図は補助ヨーク
の変位を示す説明図である。 ２９……ボデイ、３２……ヨーク、３６……コ
ア、４０……補助ヨーク、４１……ポスト、４３
……アーマチユア、４５……板ばね、４６……プ
ランジヤ、４７……サブボデイ、４９……ワイ
ヤ、６０……バツクホルダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体に記録を行なうためのワイヤドツト
   ヘツドにおいて、 アーマチユアの先端部に結合されたワイヤと、 前記ワイヤを案内するためのガイドと、 コイルと、コアと、第１のヨークと、プランジ
   ヤを遊嵌した第２のヨークと、を有し、前記コア
   と前記プランジヤとの吸引動作に応じて前記アー
   マチユアを吸引し、前記ワイヤの長手方向に前記
   ワイヤを前記ガイドより突出させるための駆動手
   段と、 を有し、 前記第２のヨークの周縁部の曲げ剛性を高めた
   ことを特徴とするワイヤドツトヘツド。 ２ 前記第２のヨークは、前記周縁部を環状に折
   り曲げることにより曲げ剛性を高めたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のワイヤドツ
   トヘツド。 ３ 前記駆動手段は、前記コイルに通電が行われ
   ることにより、前記コアと、前記第１のヨーク
   と、前記第２のヨークと、前記プランジヤと、に
   よつて、閉磁路を形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のワイヤドツトヘツド。