JPH0716438Y2

JPH0716438Y2 - ワイヤドット印字ヘッド

Info

Publication number: JPH0716438Y2
Application number: JP2618589U
Authority: JP
Inventors: 紘一安藤; 達也小山; 潔是池田; 実手島
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2004-03-09
Also published as: JPH02117145U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はシリアルプリンタにおけるワイヤドット印字ヘ
ッドに関するものである。

（従来の技術）従来ワイヤドット印字ヘッドを用いたシリアルプリンタ
は、印字媒体の自由度が高く、複写紙等を使用すること
ができるなどの利点があり、高い需要を得ることができ
る。また、該ワイヤドット印字ヘッドは、永久磁石又は
電磁石の磁気吸引力によってワイヤを駆動している。

上記インパクトプリンタは、ワイヤドット印字ヘッドの
型式から、プランジャ型、バネチャージ型、クラッパ型
に分けられる。

この内、バネチャージ型のものは、印字ワイヤを固定し
たアーマチュアをバイアス用の板バネによって揺動自在
に支持し、該アーマチュアを予め上記バイアス用の板バ
ネの弾性力に抗して永久磁石によってコアに吸引させて
おき、印字する際に、上記コアに巻かれたコイルを励磁
させて上記永久磁石と逆方向に磁束を発生させ、上記ア
ーマチュアを解放させる構造となっているが、近年、印
字の高速化が求められてきているため、高速応答性が良
好なこのバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドが多
く採用されている。

一方、クラッパ型のものは、反対に、印字時にコイルに
通電して励磁させ、該コイルにアーマチュアを吸引し、
印字を行う構造となっている。

ところで、上記バネチャージ型のワイヤドット印字ヘッ
ドにおいては、永久磁石の磁束を打ち消すための電磁石
からの漏れ磁束が磁気干渉を生じ、隣接するアーマチュ
ア及びコアに流れ込んでその磁束に変化を及ぼすことが
ある。該磁気干渉による磁束の変化は、同じタイミング
で印字するドットワイヤの数が多くなるほど大きくな
り、アーマチュアを解放する際に、それぞれ単独で作動
させる時より大きな励磁電流を必要とし、電気消費量と
印字ヘッドの発熱量を増加させている。

また、励磁電流の変化により解放後のアーマチュアの動
作にも影響が生じるため、同じタイミングで印字するド
ットワイヤの数に応じてコイルの通電時間を変化させる
等の制御が必要である。

特にバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドを高速化
して印字出力を高くするともに、電力消費量を少なく
し、さらには小型化して高密度の実装を行う場合には、
上記磁気干渉により一層電力消費量が増大し、発熱す
る。

そこで、隣接するコアを通る磁束の向きを互いに逆方向
にして、逆に磁気干渉を利用したものが提供されている
（特開昭58-96568号公報参照）。

上記ワイヤドット印字ヘッドを第６図〜第８図に示す。

第６図は従来のワイヤドット印字ヘッドの断面図、第７
図は第６図のA-A断面図、第８図は従来のワイヤドット
印字ヘッドの要部斜視図である。

図において、11は円形の下部フレームであり、アルミニ
ウム等の非磁性体により一体成形される。12は略Ｌ字状
のそれぞれ独立した複数のコアであり、該下部フレーム
11上に載置されるとともに印字ヘッドの中央に相当する
先端が立ち上がって複数個の凸部を形成する。そして、
該凸部の周りにコイル13が巻かれ電磁石14を構成すると
ともに、コア12の後端すなわち印字ヘッドの円周部分に
永久磁石15が積層される。該永久磁石15は、隣接するコ
ア12に積層される永久磁石15の極性と互いに逆方向とな
るようにそれぞれ配置してある。

16は永久磁石15に積層した側部ヨーク、17は電磁石14と
対向した位置に自由端を有する板バネ、18は該自由端に
固着されたアーマチュア、19は板バネの上面に配置され
た上部ヨーク、20は該上部ヨーク19上に設けられた上部
フレームで、アルミニウム等の非磁性体により一体成形
され、中央部に設けられたワイヤガイド21から印字ワイ
ヤ22が所定の配列で突出する。また、23は上記永久磁石
15上に積層された側部ヨーク16、板バネ17、上部ヨーク
19及び上部フレーム20を一体に固定するための固定ネジ
で、該固定ネジ23は板バネ17と同数締結されている。

次に、このように構成されたドット印字ヘッドの作用に
ついて説明する。

非印字時においては電磁石14は励磁されず、永久磁石15
が、矢印ｅに示すように側部ヨーク16、上部ヨーク19、
アーマチュア18及びコア12を通る磁束のループを形成す
る。これによってコア12は板バネ17の力に抗してアーマ
チュア18を吸引し、該板バネ17を偏倚させて印字ワイヤ
22を引き付ける。

また、任意の１個の印字ワイヤ22を選択的に駆動して印
字する場合、該印字ワイヤ22に対応するコイル13が通電
される。この時、矢印ｆ及びｇに示すように、アーマチ
ュア17、上部ヨーク19及び側部ヨーク16を通る磁束のル
ープが上記永久磁石15の磁束と反対方向に形成され、上
記矢印ｅ方向の磁束を打ち消してコア12に吸引していた
アーマチュア18を解放する。その結果、板バネ17は復旧
され、ドットワイヤ22が駆動されて印字用紙に所望のド
ット文字が印字される。

この時発生する矢印ｇの磁束は、隣接する永久磁石15の
矢印ｈの磁束と逆方向にループを形成して該永久磁石15
の磁束を打ち消すため、隣接するコイル13と同時に通電
する場合には、各コイル13の磁束が隣接するコア12内に
互いに流れ込み、該コア12の永久磁石15の磁束と逆方向
の磁束を形成し、電力消費量が少なくても磁石14を励磁
することが可能となる。

しかしながら上記ワイヤドット印字ヘッドにおいては、
各ドットワイヤ22に対応する永久磁石15がそれぞれ独立
しており、かつ隣接する永久磁石15の極性の向きが逆で
あるため、ワイヤドット印字ヘッドを製造する場合、無
着磁の状態の永久磁石15を用いて印字ヘッドの構造体を
形成後、永久磁石15を強磁界中で任意の強さに磁化する
という製造工程をとれない。すなわち、予め任意の強さ
に着磁された永久磁石15を印字ヘッドに組み付ける必要
があり、複雑で管理の難しい製造工程になってしまう。
また、そのために永久磁石15だけでなく、板バネ17等を
独立した部品として製造する必要があり、製品のコスト
が上昇してしまう。

そこで、隣接する永久磁石の極性を逆にすることなくア
ーマチュア−コアを通る永久磁石の磁束の方向が、隣接
するアーマチュア−コアの磁束の向きと互いに逆方向に
なるように、一体型の永久磁石を配置したものが提供さ
れている。

また、第９図は他の従来のワイヤドット印字ヘッドの要
部平面図、第10図は第９図のB-B断面図、第11図は同C-C
断面図、第12図はワイヤドット印字ヘッドの要部斜視
図、第13図は同分解斜視図である。

第10図及び第11図に示すような２種類の断面を持つコア
35が、第９図に示すように交互に放射状に配置され、印
字ヘッドを構成している。

図において、31は印字ワイヤ33を先端に固着したアーマ
チュア、32はアーマチュア31をレーザ溶接等で自由端に
固着した板バネ、34は永久磁石、35はコアである。また
36はアーマチュア31の回動支点を形成するバックポー
ル、37はコア35及びバックポール36を円周方向に交互に
固着するベースプレート、38は板バネ32の固定端を形成
するリング、39は永久磁石34の上にコア35及びバックポ
ール36を交互に固着するマグネットプレート、40はマグ
ネットプレート39、永久磁石34及びベースプレート37を
固定するためのネジ、41はコアに巻装された励磁コイ
ル、42はコア35、バックポール36と板バネ32の間に挿入
され、コア35面及びアーマチュア31の回動支点を保護す
るために配設されたレシジュアルシート、43はリング38
と共に板バネ32の固定端を形成し、かつワイヤガイド44
を位置決めするヘッドフレームである。該ヘッドフレー
ム43及びベースプレート37は、ネジ45によって板バネ32
を挟んでリング38に取り付けられている。

次に、上記構成によるワイヤドット印字ヘッドの動作に
ついて説明する。

非印字時においては、コイル41に通電されず、第10図の
ように永久磁石34が配置された部分においては、永久磁
石34によりコア35、アーマチュア31、バックポール36及
びベースプレート37を通る磁束ループ46が形成される。
これによってアーマチュア31が板バネ32の力に抗してコ
ア35に吸引され、板バネ34が偏倚して歪エネルギーを蓄
える。

一方、第11図に示す部分では、同様に永久磁石34により
バックポール36、アーマチュア31、コア35及びベースプ
レート37を通る磁束ループ47が形成され、アーマチュア
31がコア35に吸引される。

また、ここで、隣接する磁束ループ16と17の極性は逆方
向に働くようになっている。

次に第12図において、任意のドットワイヤ33を選択的に
駆動して印字する場合、そのドットワイヤ33に対応する
励磁コイル41-bに通電し、矢印ｅに示すように永久磁石
34の磁束ループ47と反対方向の磁束を形成する。またこ
の時、コイル41-bにより発生した磁束の一部は、隣接す
るアーマチュア31-a及びコア35-aに流れ込む。この磁束
の方向は隣接するアーマチュア31-a及びコア35-aを流れ
る永久磁石34により発生した磁束46とは反対方向、つま
り永久磁石34の磁束を打ち消す方向となる。

このため、上記コイル41-bと隣接するコイル41-aに同時
に通電する場合は、コイル41-bの励磁磁束の一部がコア
35-a内に流れ込むため、コイル41-aが単独で励磁される
より小さな励磁磁束ｆにより所定の印字動作を行うこと
が可能となる。つまり電力消費量の低減が可能となる。

上記構成のワイヤドット印字ヘッドにおいては、第13図
に示すように、一体型の永久磁石34が使用され、印字ヘ
ッドを組み立てた後に磁化を行う製造工程を採用するこ
とが可能となるので製造コストは低減される。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成のワイヤドット印字ヘッドにお
いては、２種類の構造を持つコア35が採用されるため、
両者の間でアーマチュア31を吸引する磁力に差異が生じ
る。すなわち、第10図に示す構造の磁路に比べ第11図に
示す構造の磁路の方がアーマチュア31の吸引が小さくな
ってしまい、アーマチュア31の動作特性にばらつきが生
じてしまう。

アーマチュア31を吸引する力は、コア35からアーマチュ
ア31に流れ込む（又は、アーマチュア31からコア35に流
れ込む）磁束量と、バックポール36からアーマチュア31
に流れ込む（又はアーマチュア31からバックポール36に
流れ込む）磁束量によって決まるが大部分は前者によ
る。そして磁束量は永久磁石34の力、磁路の材質と磁気
抵抗及び漏れ磁束によって決まる。そこで、第10図と第
11図の磁路を比較してみると、前者は、コア35の直下に
永久磁石34があるため、コア35の吸引面すなわちアーマ
チュア31との対向面までの距離が短く、その間に磁気抵
抗の大きい部分がなく、したがって空間への磁束の漏れ
は少ない。

一方、後者の磁路は永久磁石34がコア35の吸引面から離
れているためその間の磁束の漏れが大きいが、永久磁石
34とバックポール36の吸引面すなわちアーマチュア31と
の対向面までの距離が短いため、その部分における磁束
密度は高くなり、磁路が飽和し易くなっている。

よって、コア面での磁束量は第10図の磁路が第11図の磁
路より多いが、その反面バックポール面での磁路に比べ
第11図の磁路の方がアーマチュア31の吸引力は小さくな
る。

本考案は、上記従来のワイヤドット印字ヘッドの問題点
を解決して、製造方法が容易で、磁気干渉を少なくして
エネルギー効率を高くするとともに、磁路構成の違いに
よる特性の差をなくし、性能が安定したワイヤドット印
字ヘッドを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために本考案は、先端に印字ワイヤを固着したアー
マチュアと、該アーマチュアに対向して設けられるコア
と、上記アーマチュアが接合されるとともに片持ち梁式
に支持される板バネと、磁束を発生して該板バネの弾性
力に抗して上記アーマチュアをコアに吸引させる永久磁
石と、上記コアに巻装され、通電によってコアから磁束
を発生させ、上記永久磁石の磁束を打ち消してアーマチ
ュアを解放するコイルとからなるワイヤドット印字ヘッ
ドにおいて、円周方向に複数個配列され、アーマチュア
の回動支点を形成するバックポールと、各バックポール
と対を形成するようにそれらの内側に配設される複数個
のコアが設けられ、バックポールとコアで構成される各
対を、バックポール側に永久磁石を配設した対と、コア
側に永久磁石を配設した対とを交互に配列するようにし
てある。

そして、バックポール側に永久磁石を配設した対におい
ては、バックポールとアーマチュアとを連結する磁路に
加えて、アーマチュアヨークを介して両者を連結する磁
路を併設してある。

（作用）本考案によれば、上記のように円周方向に複数個配列さ
れ、アーマチュアの回動支点を形成するバックポール
と、各バックポールと対を形成するようにそれらの内側
に配設される複数個のコアが設けられ、バックポールと
コアで構成される各対を、バックポール側に永久磁石を
配設した対と、コア側に永久磁石を配設した対とを交互
に配列するようにしてある。

そして、バックポール側に永久磁石を配設した対におい
ては、バックポールとアーマチュアとを連結する磁路に
加えて、アーマチュアヨークを介して両者を連結する磁
路が併設されているので、永久磁石とコアの吸引面との
距離が長いにもかかわらず、アーマチュアに流れ込む磁
束量が増加し、吸引力が増大する。

したがって、コア側に永久磁石を配設した対とバックポ
ール側に永久磁石を配設した対の間で、アーマチュアの
吸引力が均一となり、動作特性が安定する。

（実施例）以下、本考案の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は、本考案のワイヤドット印字ヘッドの要部断面
図、第２図は他の部分の要部断面図、第３図はヘッドフ
レームを取り除いた状態の平面図、第４図はアーマチュ
ア、板バネ、金属レシジュアルシートを取り除いた状態
の平面図、第５図はヘッドフレームを取り除いた状態の
要部斜視図である。

図において本考案のワイヤドット印字ヘッドは、従来の
ものと同様、第１図及び第２図に示すような２種類の断
面を有するコア35を、交互に複数個配設している。そし
て、該複数個のコア35の外側に、各コア35と対を形成す
るように２種類の断面を有する複数個のバックポール56
-a,56-bが配列される。

そして、上記コア35とバックポール56-a,56-bからなる
各対は、コア35側に永久磁石34が積層される対（第１
図）と、バックポール56-b側に永久磁石34が積層される
対とが交互に配設される。

ここで、バックポール56-b側に永久磁石34が積層される
対においては、永久磁石34がコア35の吸引面から離れて
いて、その間の磁束の漏れが多く、アーマチュア31の吸
引力が小さくなる。

そこで、アーマチュア31に流入する磁束を増加させるた
めに印字ヘッドの外周部分にアーマチュアヨーク51が設
けられる。そして、永久磁石34により形成された磁束を
該アーマチュアヨーク51に通す磁束ループ52を形成する
ため、バックポール56-bが配設される。すなわち１つの
磁束ループ46を有するバックポール56-aと２つの磁束ル
ープ52、53を持つバックポール56-bが交互に配置されて
おり、該バックポール56-bのすぐ下部に永久磁石34が配
置されるようになっている。

また、これと対応してアーマチュアヨーク51を介してア
ーマチュア31に磁束を流し込むため、アーマチュアヨー
ク51にはアーマチュア31を両側から包み込むような突起
54が形成されている。該突起54は、バックポール56-bの
下部に永久磁石34がある箇所にだけ形成され、コア35の
下部に永久磁石34がある箇所には形成されない。

永久磁石34が発生した磁束は、第１図に示すようにコア
35の下部に永久磁石34がある箇所では従来のワイヤドッ
ト印字ヘッドと同様に流れるが、バックポール56-bの下
部に永久磁石34がある箇所では、第２図に示すように、
従来の磁束ループ53に加えアーマチュアヨーク51を通っ
てアーマチュア31に流れ込む磁束ループ52が形成され、
アーマチュア31内を通る磁束量が増大する。この結果、
アーマチュア31を通りコア35へ流れ込む磁束量も増大
し、アーマチュア31の吸引力が増加することになる。

（考案の効果）以上、詳細に説明したように、本考案によれば、円周方
向に複数個配列され、アーマチュアの回動支点を形成す
るバックポールと、各バックポールと対を形成するよう
にそれらの内側に配設される複数個のコアとが設けら
れ、バックポールとコアとで構成される各対を、バック
ポール側に永久磁石を配設した対と、コア側に永久磁石
を配設した対とを交互に配列するようにしてあり、バッ
クポール側に永久磁石を配設した対においては、バック
ポールとアーマチュアとを連結する磁路に加えて、アー
マチュアヨークを介して両者を連結する磁路が併設され
ているので、永久磁石とコアの吸引面との距離が長いに
もかかわらず、アーマチュアに流れ込む磁束量が増大
し、アーマチュアの吸引力が大きくなる。

したがって、コア側に永久磁石を配設した対とバックポ
ール側に永久磁石を配設した対の間で、アーマチュアの
吸引力が均一となり、動作特性が安定したワイヤドット
印字ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のワイヤドット印字ヘッドの要部断面
図、第２図は他の部分の要部断面図、第３図はヘッドフ
レームを取り除いた状態の平面図、第４図はアーマチュ
ア、板バネ、金属レシジュアルシートを取り除いた状態
の平面図、第５図はヘッドフレームを取り除いた状態の
要部斜視図、第６図は従来のワイヤドット印字ヘッドの
断面図、第７図は第６図のA-A断面図、第８図は従来の
ワイヤドット印字ヘッドの要部斜視図、第９図は他の従
来のワイヤドット印字ヘッドの要部平面図、第10図は第
９図のB-B断面図、第11図は同C-C断面図、第12図はワイ
ヤドット印字ヘッドの要部斜視図、第13図は同分解斜視
図である。 31……アーマチュア、32……板バネ、33……印字ワイ
ヤ、34……永久磁石、35……コア、36……バックポー
ル、37……ベースプレート、41……励磁コイル、51……
アーマチュアヨーク。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】先端に印字ワイヤを固着したアーマチュア
と、該アーマチュアに対向して設けられるコアと、上記
アーマチュアが接合されるとともに片持ち梁式に支持さ
れる板バネと、磁束を発生して該板バネの弾性力に抗し
て上記アーマチュアをコアに吸引させる永久磁石と、上
記コアに巻装され、通電によってコアから磁束を発生さ
せ、上記永久磁石の磁束を打ち消してアーマチュアを解
放するコイルとからなるワイヤドット印字ヘッドにおい
て、（ａ）円周方向に複数個配列され、アーマチュアの回動
支点を形成するバックポールと、（ｂ）各バックポールと対を形成するようにそれらの内
側に配設される複数個のコアと、（ｃ）バックポールとコアの各対を、バックポール側に
永久磁石を配設した対と、コア側に永久磁石を配設した
対とを交互に配列するとともに、（ｄ）バックポール側に永久磁石を配設した対において
は、バックポールとアーマチュアとを連結する磁路に加
えて、アーマチュアヨークを介して両者を連結する磁路
を形成したことを特徴とするワイヤドット印字ヘッド。