JPS5985760A - 印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は活字ホイールを用いたシリアルインパクト式の
印字装置に関するものである。

従来例の構成とその問題、−！、 近年、放射状に形成されたスポークの先端に活字を有す
る花弁型活字ホイールを用いた印字装置に代わって、印
字を高速化するために、従来の平面状であった活字７１
＝、イールのスポーク部分をａ８げてカップ状にして慣
性モーメントを減らした活字カップを用すた印字装置が
開発されている。この活字カップは活字が２段になって
いるために、回転とシフトの２つの運動によって活字の
選択が行なえ、慣性モーメントの減少とともに活字選択
時間が短縮でき、重速印字が可能になる。

第１図は上述のような活字カップを用いた従来の印字装
置における印字機構部を示した図で、１゜は印字用紙１
１を保持するプラテン、１２は多数のスポーク１３の先
端部に活字部１４ａ、１４ｂが２段に並された活字カッ
プである。プラテン１０側に位置する活字１４ａ、１４
ｂの裏側には印字・・ンマ〜１６が配置されており、信
号が入力されると、印字ハンマー１６は活字部１４ｂ（
または１４ａ）を印字用紙１１に押当てる。活字部１４
ｂ（または１４ａ）と印字用紙１１０間にはインクリボ
ン１７があり印字が行なわれる。活字カップ１２は活字
保持部材１８に取付けられており、その活字保持部材１
８の凸部１９が活字カップ１２の孔丑たは切欠部１６に
嵌入しているために回転運動を伝えることができる。活
字保持部材１８はモータ１９の回転軸１９ａ上で回転お
よび上下移動が可能に支持されている。モータ１９の回
転軸１９ａには回転伝達部材２ｏが固定されており、そ
の回転伝達部材２ｏに固定されたピン２１と活字保持部
材１８の突部２２とは互いにモータ１９の回転軸１９ａ
の長手方向に移動可能なようにかみ合っているため、モ
ータ１９の回転が活字保持部材１８を介して活字カップ
１２に伝えられるが、活字カップ１２は自由に上下に移
動することが可能である。

２３はロータリーソレノイドで、その出力軸には偏心軸
２４が取付けられている０偏心軸２４は。

′固定部（図示せず）にピン２５にて回動自在に増刊け
られたシフトレバ−２６の一端部にあけられた長孔に嵌
入しておシ、シフトレバ−２６の他端には活字保持部材
１８の溝部１８ａに低寸るピン２７が設けられている。

ロークリーンレノイド２３の回転によりシフトレバ−２
６がピン２５を中上・とじて回動して、活字保持部材１
８を上下動さぜる０ 印字を行なう時はモータ１９とロークリーンレノイド２
３０回転によシ、活字カフフッ２０回転および上下動を
行なって活字を選択した後、印字ハンマー１６が動作し
て印字動作が終了する。

しかし、以上のように構成された従来の印字装置におい
ては、活字カップの回転丸−よび上下動のために複雑な
機構を必要とするため、装置の小型化に適さず、しかも
構造上、摩擦力が大きくてモータの負荷が大きくなった
り、摩耗によるガタが発生する等の問題があった。

発明の目的 本発明の目的は、小型化に適し、しかも摩擦。

摩耗等の減少による信頼性に優れた印字装置を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明の印字装置は、活字カップを、その回転軸心を中
心として回転可能に支持するとともに、通電により、そ
の活字カップを、その回転軸心の長手方向（例えば上下
方向）に移動させて各段の活字部を印字ハンマーの打撃
位置に持ち来た・Ｊ−”Ｊ動鉄心（アーマチュア）を有
−してなる電磁ソレノイドを使用することにより、活字
カップを効率良く移動させるようにしたものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第２図は本発明の一実施例に係る印字装置の一部切欠要
部側面図である。同図において、４０は印字用紙４１を
保持するプンテンである。４２は活字カップであシ、こ
れは円盤部４３の外周近傍から所定間隔あけて垂直に複
数のスポーク４４が延びており、各々のスポーク４４の
外側先端部には上下２段に活字部４５ａ、４５ｂが形成
されている。活字カップ４２の円盤部４３の外周にはギ
ヤ４６が形成されており、モータ４７の回転軸に固定さ
れたギヤ４８とかみ合っている。また、円盤部４３には
孔または切欠き４３ａが設けてあり、それらの孔−また
は切欠き４３ａには、活字取付部材４９に植設されたビ
ンなどの凸部５ｏが嵌入して、活字取付部材４９と活字
カップ４２が一体となって回動および上下動しうるよう
になっている。

活字部４５ａ（または４５ｂ）の裏側には、固定台６０
上に配設された印字ハンマー５１の作動体６１ａが位置
せられている。印字ハンマー５１は信号が印加されると
、作動体５１ａを第２図で右方向へ突出させて活字部４
５ａ（ｉたは４６ｂ）を印字用紙４１の方へ押す。する
と、スポーク４４は適当な弾力性を持っているために活
字部４５ａ（または４５ｂ）は印字用紙４１に押圧され
る〇活字部４６ａ（または４５ｂ）と印字用紙４１０間
にはインクリボン６２が設けられているため印字が行な
われる。

４７は活字カップ４２の回転位置を制御する／こめのス
テッピングモータのごときモータでアリ、コれは制御回
路（図示せず）によって回転位置が制御される。モータ
４７に取付けられたギヤ４８は活字カップ４２が−Ｌ下
方向にシフトしても活字カップ４２のギヤ４６とかみ合
いを保つような厚みを持っている。５３は活字カップ４
２を上下動させるための電磁ソレノイドであり、これは
活字カップ４２の内部空間において、印字ノ・ンマー６
１を上面部に取付けた固定台６０の下面部に数句けられ
ている。

なお、この電磁ソレノイド６３は、シフト信号が入力さ
れると、下端部に前記活字取付部材４９を取付けたアー
マチュア５４を電磁力で上方へ吸引移動する。

これにより、第２図に示すように、印字ハンマー６１の
作動体５１ａの先端部に上段の活字部４５ａが対向する
ように活字カップ４２が下がった位置（以下、これを第
１位置と称すンから、印字）・ンマー５１の作動体６１
ａの先端部に下段の活字部４６ｂが対向するように活字
カップ４２が上がった位置（以下、これを第２位置と称
す）へ持ち来たされる。なお、詳細については後述する
が、本実施例ではアーマチュア５４の吸引移動後、電磁
ソレノイド６３に対するシフト信号の供給が１祈たれて
も、活字カップ４２を第２位置に保持するようにアーマ
チュア５４を上動したシフト位置に保持するように構成
されている。また、電磁ソレノイド５３にリセ、１・信
号が供給されるとアーマチュア６４はシフト位置での保
持が解除されて下方に復帰し、これにともなって活字カ
ップ４２も第２位置から第１位置へ復帰するようになっ
ている。

第３図は前記電磁ソレノイド５３の一例を示ず側断面図
で、固定台６０の中央部にはシャフト６１が固定されて
おり、このシャフト６１には円筒形状のロータ６２と可
動鉄心であるアーマチュア５４が上下の位置関係をもっ
て支持されている。ロータロ２は磁性材料で作られてお
り、その中央部にはすべり軸受６３が圧入されている。

そのため、ロータ６２はシャフト６１上を自在に回転で
きるようになっている。また、ロータ６２は軸方向にも
移動できるが、通常は自重によってンヤフト６１に設け
られた鍔部分６１ａの上に停まっている。

アーマチュア６４も、−！、た磁性材料で作られており
、その中央部にはすベシ軸受５５．５６が圧入されてい
る。そのため、アーマチュア５４はシャフト６１上で回
転自在かつ軸の長さ方向へ移動１１丁能になっている。

アーマチュア５４とシャフト６１の鍔部分６１ａの間に
はコイル状スプリング６４が設けられており、活字カッ
プ４２を第１位置へ持ち来たすようにアーマチュア６４
を下方に移動付勢している。なお、このアーマチュア５
４ｄ、コイル状スプリング６４の付勢力によって下端が
シャフト６１に取付けられたＥ　１，１ング６６に当た
る位置に停止している０ この位置において、スライダーワッシャ６６がすべり軸
受６６とＥ　ｌ）ング６５の間にはさまれるようになる
ため、アーマチュア５４の回転抵抗は非常に小さい。

アーマチュア５４の上部５４ａは先細となったテ゛−バ
ーがつけられ、かつ、前記アーマチュア５４の上部５４
ａと対向するロータ６２の下部もアーマチュア５４の上
部と同じテーパー状の四部６２ａが形成されている。６
７．６８はそれぞれ断面が略逆凸状、凹状をなした磁性
材１から成るヨークであり、これらはコイル６９を囲む
ように結合配置されている。

なお、前記ヨーク６７は中央部に、前記ロータ６２を非
接触で収容するとともに、下方よりアーマチュア５４０
十部５４ａをロータ６２の四部６２ａに出入りざぜるに
十分な大きさの貫通孔６７ａを有する。前記ヨーク６７
、ら８の貫通孔の内周部ｅ７ｂ　、ｅｓａはそれぞれロ
ータ６２とアーマチュア５４の外周面と適当な間隙７０
．７１を保って対向している。

コイル６９に通電すると、ヨーク６８．６７〜ロータ６
２〜ア〜マチユア６４で形成される磁路に磁束が発生し
て、アーマチュア６４はロータ６２に磁気的吸引力で吸
着される。アーマチュア６４の移動距離は活字カップ４
２のシフト量に等しくなっている。

第４図はコイル６９に通電した時の電磁ソレノイド５３
の内部に発生する磁束の概略の様子を模式的に示したも
ので、磁束は図中に破線で表わしている。間隙７０．７
１を通る磁束は半径方向を向いており、しかも全周にわ
たって均一であるため、ロータ６２．アーマチュア５４
には半径方向の力は発生しない。しかし、アーマチュア
６４のテーパー状の上部５４ａとロータ６２のテーノく
−状の凹部６２ａ間の間隙Ｇを通過する磁束は軸長手方
向に力を発生し、コイル状スプリング６４を圧縮しなが
らアーマチュア５４を上方へ移動させ、ロータ６とアー
マチュア５４が吸着する。互いに吸着したロータ６２と
アーマチュア６４はコイル状スプリング６４０力によシ
シャフト６１の鍔部分６１ａにロータ６２が当たる位置
に停止するため、活字カップ４２のシフトした位置は常
に一定になる。吸着後も軸受に働く側圧がないため、ブ
ーマチ１フ５４０回転抵抗は非常に小さい。また、吸着
後は間隙Ｇか小さくなり、磁気抵抗が減少するので、ア
ーマチュア５４の吸着を保持するだめの励磁力を小さく
出来る。アーマチュア６４の吸着部分がテーパー状にな
っているので、間隙Ｇの大きな吸引開始位置においても
あまり大きな励磁力を必要としない。

コイル６９の通電を止めると、アーマチュア６４は、そ
れ自身の自重とコイル状スプリング６４の働きによって
下方に移動して、下端がＥ　リング６６に当たる位置で
待機する。

以上のように本実施例によれば、活字カップを取４−Ｊ
ける活字取付部材と結合されたアーマチュアを磁気力に
よって直接、非接触に上下動することが可能になる。ま
た、動作部材も少なくなり、信頼性も向上するとともに
装置の小型化が実現できる。また、活字カップを回転さ
ぜるときの回転抵抗が小さく、シかも負荷慣性も小さい
ため、モータの負荷が減る等の効果も生ずる。

なお、上述の本発明の実施例においては、活字カップを
回転さぜるためにモータと活字カップをギヤで連結した
が、モータ吉活字カップの連結はギヤを用いるものに限
定されるものではなく、そのほか、例えばシャフト６１
にモータの回転軸を直結した構造を採用しても良い。

第５図は本発明で使用する電磁ソレノイド５３の他の実
施例を示す側１析面図である。以下、これについて説明
するが、先の第３図の実施例で説明したものと同様の働
きをなすものについては同一の符号を付し、ここでの重
複する説明については省略する。この第５図の実施列は
、ヨーク６７の下面部６７ｃに円筒形（１７社はリング
形）の永久磁石７２を同定している。そして、この永久
磁石７２（ｄ、厚さ方向に着磁されており、下面部には
磁性利得から成るリング状のコア７３が固定されている
。コア７３は、その内周面７３ａがアーマチュア５４の
外周面と所要の間１］７４を介してス・Ｊ而している。

第６図、第７図は第５図の電磁ソレノイド５３の内部に
発生する磁束の概略の様子を模式的に示したもので、第
６図はアーマチュア５４が下動した復帰位置にある場合
、第７図はアーマチュア５４が上動したシフト位置にあ
る場合を示している。

第６図において、実線は永久磁石７２が発生する磁束を
表わし、また破線および一点鎖線はコイル６９がシフト
信号の入力があった時に発生する磁束を表わしている。

第６図に示すように、アーマチュア６４が復帰位置にあ
るときは、永久磁石７２の起磁力によってコア７３〜間
隙７４〜アーマチュア５４〜間隔７１〜ヨーク６８〜ヨ
ーク６７の磁路に磁束を発生させる。間隙７４と間隙７
１を通る磁束の向きは、アーマチュア５４０半径方向で
あるので、アーマチュア５４を軸長手方向に動かす力は
発生しない。なお、磁束によってアーマチュア５４を半
径方向に引く力が生ずるが、間隙７１，７４はｆｆｌ＋
対称形となっているため、互いにＪ’Ｊ消し合って、ア
ーマチュア５４１、半径方向に力を受けることはない。

その為、アーマチュア５４のすべり軸受５５．５６は側
圧を受けないので回転抵抗は非常に小さい。

この第４図の状態において、コイル６９にシフト信号を
入力すると、ヨーク６７〜ヨーク６８〜間隙７１〜アー
マチュア５４の磁路に磁束を発生ずる。アーマチュア５
４とロータ６２の間隔が大きいときは、アーマチュア６
４から出る磁束の大部分はロータ６２を通らずにヨーク
６７の下部のフランジ部６７Ｃを通る。コイル６９への
通電によって、アーマチュア５４が上方向に移動を始め
て。

ロータ６２との間隔が小さくなると、アーマチュア５４
から出る磁束は第６図中に一点鎖線で示すように、ロー
タ６２〜間隙７０を通ってヨ〜り６７に入る。アーマチ
ュア６４とヨークフランジ部６７ｄ、またはアーマチュ
ア６４とロータ６２の間を通過する４＋Ｔｉ束はアーマ
チュア５４を軸長手方向に動かず力を発生する。この場
合もアーマチュア５４を半径方向に引く力は互いに打消
し合うため側圧を発生ぜず、アーマチュア５４の軸長手
方向の移動９回転は円滑に行われる０ ここで、アーマチュア６４がロータ６２に吸着すると、
永久磁石７２の起磁力によって第７図において実線で示
すような磁束を発生ずる０永久磁石７２〜コア７３〜間
隙７４〜アーマチュア５４〜ロータ６２〜間隙７０〜ヨ
ーク６７〜永久磁石ア２の磁路を通過する磁束のために
、アーマチュア５４はロータ６２に磁気吸着される。ま
た別の磁路である永久磁石７２〜コア７３〜間隙７４°
〜アーマチュア５４〜間隙７１〜ヨーク６８〜ヨーク６
７〜永久磁石７２にも磁束を発生ずるが、アーマチュア
５４には力を発生しない０また、との磁路は前述の磁路
にくらべて磁気抵抗か大きいため、永久磁石７２の起磁
力の大部分はアーマチュア５４をロータ６２に吸着さぜ
る。このため、コイル６９への通電を断ってもアーマチ
ュア５４は」二方へ移動せられた状態を保持し、活字カ
ップ４２は第２位置に位置せられたままとなる。

ここで、アーマチュア５４を復帰位置に戻すだめに、コ
イル６９にリターン信号（シフト信号とは逆方向に流れ
る信号）を加えると、第７図に破線で示すような磁束が
発生する。この磁束によつて永久磁石７２の発生ずる磁
束の内、アーマチｊ−７６４〜ロータ６２を通る磁束は
打消され、一部は一点鎖線で示すようにアーマチュア６
４からヨークフランジ部ｅ７ｄに迂回する。このため、
アーマチュア５４は永久磁石７２の磁力による軸長手方
向の吸引力を受けなくなるため、自重とコイル状スプリ
ング６４０作用により下方へ動き、復帰位置に戻って停
止する。

以上のようにコイル６９に通電することによりアーマチ
ュア６４は電磁力でロータ６２に吸着し、吸着後は永久
磁石７２の起磁力によって吸着状態を保持する。そして
、コイル６９にシフト時と逆方向に通電すると上記吸着
が解除されてアーマチュア５４は復帰位置に戻る。した
がって、コイル６９にシフト信号、リターン信号を供給
することにより、活字カップ４２を第１位置から第２位
置へ移動させたり（活字４５ｂを選択）、第２位置から
第１位置へ移動させる（活字４５ａを選択）ことができ
る。

以上の第６図に示した実施例によれば、第３図の実施例
で得られる効果以外に、きらに活字カップをシフト位置
に保持するために特別な電気エネルギーを必要としない
等の効果が得られる。

なお、第６図の実施例においては永久磁石７２をヨーク
６８の内部に配したが、これはその箇所に限定されるも
のではなく、そのほかに例えばソレノイドの外部あるい
は可動鉄芯内等に配しても同様の効果を得ることができ
る。また、シフトを解除するために、コイルにシフト時
と逆の電流を流したが、シフト、リセット専用のコイル
を用いることによって、電流値の調整を容易に行なわず
ようにすることも可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の印字装置は、活
字カップを、電磁ソレノイドの可動鉄心（アーマチュア
）によって直接的に上下動するようにしているため、活
字力ソグをシフトする為の機構が簡単になり、動作部材
が減少し、これにより信頼性、保守性が向上するととも
に印字装置の小型化が図れる。特に、電磁ソレノイドを
活字カップの内部空間に配設することにより、一層のコ
ンパクト化が図れる。また、ソレノイドにおいて、可動
鉄心を吸着する部分をヨークから適当な間隙を保って回
転自在に支持することにより、活字カップの回転抵抗を
小さくし得、回転部分の摩耗を大幅に減少させ得る等の
効果が得られる。しかも回転抵抗が小さくなり、慣性負
荷も小さくなることは、活字カップを回転させるモータ
の出力も小さくて済み、かつ活字カップの位置決め精度
が向」ニするという効果をもたらす。

さらに、前述の第５図に例示したように永久磁石を用い
た場合には、活字をシフト状態で保持ず乙／ζめの特別
な電気エネルギーを必要とせず、リセットも小さなエネ
ルギーで行なえる笠、少ないエネルギーで駆動すること
が可能となるという優れた効果も得られ、省電力型でコ
ンパクトな印字装置を実現するうえで多大の効果をもた
らすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の印字装置の一例を示す一部切欠側面図、
第２図は本発明の一実施例を示す一部切欠側面図、第３
図は本発明で使用する電磁ソレノイドの一例の側断面図
、第４図−〇その電磁ソレノイドの動作を説明するだめ
の要部拡大側断面図、第６図は本発明で使用する電磁ソ
レノイドの他の例の側断面図、第６図および第７図は第
５図の電磁ソレノイドの各状態における要部拡大側断面
図である。 ４０・・・・・プラテン、４１・・・・・印字用紙、４
２・・・・・・活字カップ、４３・・・・・・円盤部、
４４・・・−・・スポーク、４６ａ、４６ｂ・・・・・
・活字部、５１・・・・・印字ノ・ンマー、６２・・・
・・・インクリボン、５３・　・電磁ソレノイド、６４
・・・・・・アーマチュア、６０・・・・・固定台、６
１−−−−ンヤフト、６２・・・・ロータ、６４・・・
・・コイル状スプリング、６７．６８・・・・・・ヨー
ク、６９・・・・・・フィル、７２・・・・・永久磁石
、７３・・・・・コア。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 り ／ １０６７久 １．５４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （り円盤状部材の外周部に可撓性を有する複数のスポー
   クが所定間隔あけて並設されてカップ形状を成し、かつ
   前記スポークの各々の外側先端部に活字部が各スポーク
   の長さ方向に２段に形成された活字カップと、印字用紙
   に前記活字部を打ちつける印字・・ンマーと、前記活字
   カップを回転させるためのモータと、前記活字カップを
   、その回転軸心を中心として回転可能に支持するととも
   に、通電によシ前記活字カップを、その回転軸心の長手
   方向に移動させて前記各段の活字部を前記印字ハンマー
   の打撃位置に持ち来たす可動鉄心を含む電磁ンレノイド
   を具備してなる印字装置。 （２）電磁ンレノイドを活字カップの内部空間に配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の印
   字装置。 （３）電磁ンレノイドは、シャフトに回転１可能に配設
   された磁性体を含めてなるロータと、前記シャフトに回
   転可能に、かつ前記ロータから所要間隔離れた第１の位
   置と前記ロータに当接もしくは近接した第２の位置との
   間で移動可能なように設けられた可動鉄心と、前記ロー
   タセよび前記可動鉄心を含めて磁気回路を形成するよう
   に少なくとも一部を前記ロータおよび前記可動鉄心にそ
   れぞれ近接して配してなる磁性体からなる第１および第
   ２のヨークと、通電によシ前記磁気回路に磁束を発生し
   、少なくとも前記ロータと前記可動鉄心との間に磁気的
   吸引力を発生させて前記可動鉄心を前記第１の位置から
   第２の位置へ移動させるコイルを含む磁束発生手段と、
   前記第２の位置に持ち来たされた可動鉄心と前記ロータ
   との間に磁束を発生させて前記可動鉄心を前記第２の位
   置に保持させる永久磁石を具備してなる構造を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２
   ）項記載の印字装置。 （４）　　ロータは可動鉄心と対向する部分にテーパー
   がつけられた四部を有する円筒形状の磁性体をもって構
   成し、可動鉄心は前記ロータと対向する郡部に前記凹部
   に嵌まり合うテーパーがつけられた円筒状磁性体をもっ
   て構成し、第１のヨークはその中央部に設けられた貫通
   孔内に前記ロータを非接触状態で収容し、第２のヨーク
   はその中央部に設けられた貫通孔に前記可動鉄心を非接
   触状態て貫挿させた構造を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第（３）項記載の印字装置。 （６）永久磁石として、厚さ方向に着磁された円筒また
   はリング形のものを使用し、その着磁さ７７、た一端面
   部は第１のヨークの下面部に接合され、かつ、着磁され
   た他端面部には、内周面部が可動鉄心の外周と所要間隙
   あけて対向するリング状コアが接合されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第（４）項記Ｊ成の印字装置〇 （６）磁束発生手段は１つのコイルをもって構成し、そ
   のコイルに流す電流の方向に応じて可動鉄心を第１の位
   置から第２の位置へのシフト動作と、第２の位置から第
   １の位置へのリターン動作を行わすように構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の印字装置
   。