JPS5845355B2 - プリンタの文字選択電磁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型プリンタに係り、特に永久磁石を用いた文
字選択電磁機構に関するものである。

本発明の目的は、組立が容易で動作が確実な文字選択電
磁機構を得ることにある。

本発明の他の目的は、動作時間が短く、かつ消費電力の
小さい文字選択電磁機構を得ることにあるＯ 本発明の更に他の目的は、選択爪のバウンドを防止し、
動作の確実性を高めるとともにリセット機構の簡略なプ
リンタを提供することにある。

第１図は活字輪を用いたプリンタの文字選択電磁機構の
従来の実症例を示す略図である。

１は活字輪で駆動軸４に摩擦結合又はゼンマイ等でバネ
結合され、駆動軸４の回動と共に矢印Ａ方向に回転する
。

活字輪１の周囲には、文字、記号等が配置されていて、
所望の活字２が印字位置に現われるとこれに同期して電
磁石８に通電され吸引板１１が作動し、それまで選択爪
５を係止していた作動板１２も矢印Ｂ方向に動作する。

そのため選択爪５は板バネ７の作用によって選択爪軸６
のまわりを矢印Ｃ方向に回動し、活字輪１のラチェット
３と係合し、活字輪１を係止する。

係止された活字輪１はそのまま停止するが、いまだ選択
されない活字輪と駆動軸４は引き続き回転する。

こうして各桁の文字選択が終了するとプラテンローラ１
４がインクリボン１５と印刷紙１６を介して活字２に押
圧され印刷工程が終了する。

印字後、リセットレバー１７を矢印り方向に回転すれば
選択爪５はリセットされる。

以上が従来の文字選択電磁機構の概略の動作であるが、
第１図に示す如く、選択爪５を作動させるために、電磁
石８は鉄芯９、継鉄１０、吸引板１１、作動板１２及び
作動板１２の復起バネ１３等から構成する必要があり構
造的に複雑とならざるを得なかった。

又消費電力の面からは鉄芯９と吸引板１１は空隙を介し
て対向し、相互の吸引力によって作動させる為に、比較
的大きな電力を必要とした。

又吸引板１１が動作するためには、板バネ７による選択
爪５と作動板１２との摩擦負荷と、圧縮バネ１３のバネ
負荷とに打ち勝つ必要があった。

このことも消費電力を増加させる要因となっていたし、
動作時間を長くする要因にもなっていた。

本発明は、従来にみられる種々の欠点を除去したもので
あり以下に詳述する。

第２図は本発明による電磁装置ユニットの最も簡略化し
た一実施例を示す図である。

第２− ａ図は、活字輪１を含めたプリンタの文字選択
機構全体を示す略図であり、第２−ｂ図は、前記した電
磁装置ユニットの磁気手段の部分を斜視図で示した略図
である。

２０は可動部材で鉄芯２１と選択爪２２とアーム２３と
から構成され選択爪軸２４の回りを回動自在に挿着され
ている。

２５は永久磁石で磁極板２６及び２７を対向して有して
いる。

磁極板２６にはスペーサ２８が接着され、又、第２−ｂ
図に示すように、磁極板２７は、櫛歯状の切り欠き部３
２を有している。

磁極板２６，２７によって形成される磁界中に鉄芯２１
の先端が投じられている。

２９は鉄芯２１を包含するように配置された電磁コイル
であり、通電されることにより鉄芯２１を励磁する。

３０はリセットレバーである。

上記した構成により可動部材２０は永久磁石２５の作用
によって鉄芯２１が磁極板２６に吸引される第１の場合
と磁極板２７に吸引される第２の場合との２つの安定し
た位置を有している。

磁極板２７は、鉄芯２１に直接に接触することなく、切
り欠き部３２に挟み込んで吸引するため、吸引力が大幅
に増加することがなく一定値以下に抑えることができる
という利点を有している。

次に動作について説明する。

先ず駆動軸４の回転に伴って活字輪１が回転する。

活字輪１上の所望の活字２が所定位置まで回転するとこ
れと同期して電磁コイル２９に通電する。

これにより鉄芯２１の先端に極性が表われ、この極性を
第２図ではＮ４ｔとすれば、鉄芯２１の先端は磁極板２
６とは同極となる為反発力が生じ、磁極板２７とは異極
となる為吸引力が発生する。

これらの力はいずれも可動部材２０を反時計方向に回動
させる力となり、選択爪２２はラチェット３と係合し活
字輪１を係止する。

並設された活字輪の各桁にわたって同様の動作を行ない
、印字位置に１行分の所望の活字が配列された後にこの
活字列にプラテンローラ１４を押圧すれば印刷紙１６に
印字できる。

一方可動部材２０のアーム２３は上記選択動作によりリ
セットレバー３０の軌跡３１内に突入する。

しかるに印字終了後リセットレバー３０を矢印Ｅ方向に
回動させればアーム２３は時計方向のトルクを得、可動
部材２０は通電前の状態に復元される０ 第３図は第２図の動作説明図で上記した内容の中で鉄芯
２１の先端に作用する力Ｆをグラフ化したものである。

第３−ａ図は鉄芯２１の先端が０１から０２に変位する
状態を示し、第３−ｂ図はその変位に伴って先端に作用
する力の変位を示したもので、縦軸に力Ｆ１横軸に移動
した位置Ｘを目盛ったものである。

曲線３３は電磁コイル２９に通電されない状態での力Ｆ
を示す。

鉄芯２１が磁極板２６側にある時すなわちＸ＝Ｘ１の時
はＨｆ１の力で吸引保持され、磁極板２７側にある時す
なわちＸ ＝ Ｘ ２の時は（剖ｆ２の力で吸引保持さ
れる。

以下本文ではｆｌを初期吸引力ｆ２を選択保持力と言う
。

磁極板２６側にある時は鉄芯２１を待機状態に保持する
為に第１図に示すバネ部材１３の様な部品が不要であり
、磁極板２７側にある時は、−担作動した鉄芯が通電を
切っても選択状態を維持するため、第１図で示す様な板
バネ７が不要であることを意味する。

第３−ｂ図に於ける曲線３４は通電時に発生する力Ｆを
示すもので、移動距離Ｘ−Ｘ １の時では静止状態の時
の初期吸容力Ｈｆ１を打ち消して（−）） ｆ ３の力
が、Ｘ＝Ｘ２の時には（１）ｆ４の力が発生する。

曲線３４に表わされる力は鉄芯２１を待機状態から引き
離し、選択爪２２がラチェット３を係止するまで働くが
、電磁コイルの通電が切れても選択保持力ｆ２によって
選択状態を維持し続ける。

第３−ｂ図のＮｔは通電が行なわれない時の鉄芯２１の
中立点を示し、どちらの側へも力を発生しない場所であ
る。

可動部材２０を待機状態にリセットする時は、この中立
点Ｎｔよりわずか左側へ倒してやることにより磁力によ
って磁極板２６に吸引される。

この自己復帰力のため、リセット系部品の寸法精度をラ
フにとれる他、耐久性の面でも好ましい特徴を有してい
る。

第４図は本発明による文字選択電磁機構の図で第４−ａ
図は断面図を、第４−ｂ図は平面図をそれぞれ表わし、
可動部材４０、永久磁石４５、磁極板４６，４７および
電磁コイル４９とを基本的な構成要素として電磁装置ユ
ニツＩ−Ｌ（以下ユニツＩ−Ｌと略す）を構成し、可動
部材６０、永久磁石５５、磁極板５６，５７、電磁コイ
ル５９とによって電磁装置ユニットＲ（以下ユニットＲ
と略す）を構成している。

ユニットＲとＬは同極を背にして（図ではＳ極）併設さ
れている。

第４− ａ図は第４−ｂ図をｄ −ｄ’面に於いて矢印
Ｈ方向に見た断面図である。

３７，３８は、第２図の３２と同様の櫛歯状の切り欠き
部である。

可動部材４０は鉄芯４１及び４２を有し、一方は電磁コ
イル４９に包含され、もう一方は電磁コイル４９の外に
おかれる。

４３．５３は可動部材４０．５０と一体に形成された選
択爪である。

可動部材４０，５０に共通して選択爪軸４４が設けられ
ている。

鉄芯４１は永久磁石４５と磁極板４６．４７によって形
成されるユニツｔ−Ｌの磁界中に先端を置き、第２図で
説明した動作を行なう。

鉄芯４２は電磁コイルによって励磁された磁束を有効に
磁力に変換するために補助的に設けられたもので併設さ
れたもう一方のユニツｌ−Ｒの側に先端を置いているが
永久磁石５５と磁極板５６，５７で形成される磁界の影
響をあまり受けないように配置されている。

又一方ユニツＩ−Ｒの側の可動部材５０は、鉄芯５１が
電磁コイル５９に包含され、鉄芯５２がユニットＬ側に
配置されるというように、方向こそ違うが鉄芯４１，４
２と同様の配置になっていて、前記２種類の可動部材が
交互に並んでいる。

印字桁数の多い時や、桁間ピッチが小さくなければなら
ない時にはこのように電磁コイルを複数列配置すること
が必要となってくる。

しかし単に電磁コイルを併設すると不都合なことが生じ
注意しなければならない。

本発明では、小型化にともなう不都合な点を除去する有
効な方法も提供するものであり以下に詳述する。

第５図は第３図に示したと同様に、動作説明図で、第４
図に於いて可動部材４０と可動部材５０の先端が受ける
力Ｆ２と先端の位置ｙとの相関を示す図である。

電磁コイル４９，５９に通電しない状態のすなわち静止
状態の特性図であり、第３図同様図面の右方向（選択側
方向）への力を（＋）符号にし、Ｆ２を縦軸に目盛り、
鉄芯４１，５１の位置を横軸に目盛っである。

ｙｌは磁極板４６に、Ｆ３は磁極板５６に鉄芯４１，５
１がそれぞれ吸引保持された位置を示し、Ｆ２．Ｆ４は
、可動部材が選択状態にある時すなわち、鉄芯４１，５
１が切り欠き部に挟み込まれて保持されている位置を示
し、活字輪のラチケットの底で位置が決定されるように
なっている。

まず実線で描かれている曲線６１．６２は第４図に於い
てユニツｌ−ＬとユニットＲとの間に挿入されている磁
性部材５８がない場合の特性を示している。

これらの曲線より分かることは、次の点である。

■、ユニツｌ−ＬとユニットＲの中立点の位置がずれて
、バランスがとれていない。

２、ユニットＬとユニットＲの待機状態での初期吸引力
及び、選択保持力の差が著しい。

（例としてｆ、＜ Ｆ６） ３、静止状態での差はもとより、動作特性でも相違が生
じる。

４、主な動作特性の相違としては、可動部材４０゜５０
の動作可能な最低電圧、及び活字輪に落ち込むまでの飛
行時間の差等である。

上記したような不具合点を除去するために、ユニットＲ
とユニットＬの間に磁性部材５８を挿入することが最も
簡単な方法である。

磁性部材５８を挿入した時の特性曲線は、６３と６４で
あり、中立点Ｎ１１はＮ１３にＮ１２はＮ１４にそれぞ
れ移動し、ユニットＬとＲの特性が均一化される。

静止状態での差がなくなるばかりでなく、動作特性も均
一化されるため、文字選択電磁機構全体の動作電圧を低
くすることができるとともに、信頼性を著しく高めるこ
とができる。

曲線６３．６４の選択保持力ｆ７ｔｆ８は、選択側の磁
極板４７，５７に近づくにつれて飽和する傾向にあるこ
とがわかる。

これは、磁極板４７゜５７にも第２図の切り欠き部３２
と同様に切り欠き部３７．３８を設けであるため選択保
持力が磁極板に近づくほど急激に増加することを防げて
いるからである。

こうすることにより、選択状態を解除するときの機構に
余裕ができ構造を簡略化することも合わせて可能である
。

又、可動部材４０゜５０の爪部４３．５３が活字輪１と
係合する時の位置が活字輪１のラチェット３の歯底で決
定されるため、印字位置を正確に出すことができるとと
もに衝突による勢によって一担係合した可動部材がバウ
ンドしてラチェット３から飛び出てしまうという不具合
点もなくなり、信頼性を一段と高めている。

切り欠き部３７．３８は、必ずしも櫛歯状でなくても良
いわけで、穴状に切り欠くことによっても同様の効果を
あげることができる。

又、待機側の磁極板４６，５６にも同様の切り欠き部を
設けることにより、待機側のスペーサ３５，３６を省略
することも可能である。

第６図は、第４図に示した本発明による文字選択電磁機
構の一実施例を具体化したプリンタの構造を示す略図で
ある。

第２図及び第４図と同一物は同一番号にて示しているの
で説明を略す。

７１はリセットレバー、７２は歯車、７３はガムをそれ
ぞれ示す。

以下にプリンタの動作を説明する。

印字指令によってプリンタが動作し始めると活字輪軸４
が矢印に方向に回転し、それにともない活字輪軸４に摩
擦係合された活字輪１も同時に回転するが、所望の活字
が印字位置に現われると、電磁コイル４９もしくは５９
に通電され、可動部材４０、もしくは５０が作動し、電
磁コイル５９に通電された場合には可動部材５０の爪部
５３がラチェット３に飛び込んで活字輪１が係止する。

こうして各桁がすべて選択されると文字選択行程が終了
する。

選択行程の後、所望の活字が印字位置に整列するとプラ
テンローラ１４が印刷紙１６とインクリボン１５を介し
て活字輪１に押し付けられ印刷行程が終了する。

次にプリンタはリセット行程に入る。

歯車７２は一印字行程に一回転する歯車で矢印Ｍ方向に
回転している。

歯車７２に設けたカム７３によってリセットレバー７１
は矢印Ｑ方向に回転する。

この時可動部材４０もしくは５０は元の待機状態に復帰
し全ての印刷行程が終了する。

電磁コイル４９．５９は、第４図に示した如く千鳥状に
配列され、桁間ピッチＰを小さくする場合には有効な方
法である。

組立状の問題として並設された活字輪１と電磁コイルと
の位置精度があるが、前記した切り欠き部３８を利用す
ることにより容易に位置決めすることが可能である。

すなわち、電磁コイルのコイルボビン６９の一部に突起
部７０を設けこれを切り欠き部３８によって案内するこ
とにより、容易に電磁コイルを位置決めすることが可能
である。

以上いくつかの実施例によって説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく鉄芯形状、永久磁石
と磁極板の位置又は形状電磁コイルの位置等によって他
の多くの実施例が可能となる。

上述したように本発明によれば部品点数を削減でき組立
も容易となりコスト的に極めて有利となる。

又、永久磁石の磁気エネルギーを用いることによって電
力も削減でき、これを駆動する電源等もコスト低減が可
能となりその効果は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字選択機構を示す側断面図で１は活字
輪、５は選択爪、７は板バネ、８は電極石、１４はプラ
テンローラである。 第２図は本発明による電磁装置ユニットの略図を、第３
図は第２図の動作説明図をそれぞれ示し、２０は可動部
材、２１は鉄芯、２５は永久磁石、２６．２７は磁極板
、２９は電磁コイル、３０はリセットレバー、３２は磁
極板２７に設けた切り欠き部である。 第４図は本発明の一実施例を示す図で、第４ａ図は側断
面図、第４−ｂ図は平面図を示し、４０．５０は可動部
材、４９．５９は電磁コイル、４５．５５は永久磁石、
３７．３Ｂは切り欠き部をそれぞれ示す。 第５図は第４図の動作説明図で横軸は可動部材４０．５
０の位置を、縦軸は可動部材４０，５０の鉄芯４１．５
１に働く力をそれぞれ目盛っである。 第６図は本発明の文字選択電磁機構を組み込んだプリン
タの構造を示す略図で、６９はコイルボビン、７１はリ
セットレバー、７３はカムをそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 活字輪上の所望の活字を選択しプラテン等で一斉に
   印字する如きプリンタに於いて、前記活字輪を選択係止
   する爪部材と、鉄芯を具備し、前記爪部材を作動させる
   可動部材と該可動部材に、第１及び第２の２箇所の安定
   な位置を与える永久磁石と磁極板を構成要素とする磁気
   手段と、該磁気手段の磁気的作用下にあって前記可動部
   材を第１の位置から第２の位置へ作動させる電磁コイル
   とから電磁装置ユニットを構成し、前記磁極板は前記永
   久磁石を介して対向して配置し、前記鉄芯に対応する位
   置に櫛歯状の切り欠き部を有することを特徴とするプリ
   ンタの文字選択電磁機構。