JPS599356B2 - 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。

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
従来の実施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。
その為選択爪５は板バネ□の作用によつて選択爪軸６の
まわりを矢印Ｃ方向に回動し、活字輪１のラチエツト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１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１４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Ｄ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を動作
させるために、電磁石８は鉄芯９、継鉄１０、吸引板１
１、作動板１２及び作動板１２の復帰バネ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つた
。

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、相互の吸引力によつて作動させる為比較的大
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、復帰バネ１３のバネ負荷とに打ち勝つ必要があつた
。このことも消費電力を増加させる要因となつていたし
、動作時間を長くする要因にもなつていた。本発明の目
的は、各桁毎の磁性特性のバラツキを抑え均一な動作特
性を有し、信頼性の高い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、動作時間が短かく、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。

以下に本発明を具体的に説明する。

第２図は本発明の基本となる電磁装置ユニツトの略図で
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のまわりを回動自在に挿着さ
れている。

爪部材は可動部材と一体で形成されている。２５は永久
磁石で磁極板２６及び２７を対向して有し、それぞれス
ペーサ２８が接着されている。

磁極板２６，２７によつて構成される磁界中に鉄芯２１
の先端が来ている。２９は鉄芯２１が包含するように配
置された電磁コイルであり通電することによつて鉄芯２
１を励磁する。

３０はりセツトレバーである。

上記した構成により可動部材２０は永久磁石２５の作用
によつて鉄芯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つの磁気的
安定位置を得る。次の動作について説明する。

先ず駆動軸４の回転に伴つて活字輪が回転する。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Ｎ極とす
れば、鉄芯２１の先端は磁極板２６とは同極となる為反
撥力が生じ、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はラチエツト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
たつて同様の動作を行ない、印字位置に１行分の所望の
活字が整列された後にこの活字列にプラテン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りセツトレバー３０の軌
跡３１内に突入する。しかるに印字終了後りセツトレバ
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。第３図は第２図で説明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Ｇ１からＧ２に変位する状態を
示し、第３−ｂ図はその変位に伴つて先端に作用する力
の変位を示したもので縦軸に力Ｆ、横軸に移動距離Ｘを
目盛つたものである。曲線３２は電磁コイル２９に通電
されない状態での力Ｆを示す。先ず鉄芯２１が磁極板２
６側にある時すなわちＸ＝Ｘ１の時は（−）ｆ１の力で
吸引保持され６磁極板２７側にある時すなわちＸ＝Ｘ２
の時は（＋）Ｆ２の力で吸引保持される。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、一担作動した鉄芯２１が通電が切れても
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図に於る曲線３３
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（一）ｆ１の力を打ち消して（＋）Ｆ３の力
が、終りには（＋）Ｆ２の力に重畳されて（一ト）Ｆ４
の力が発生する。

この曲線３３に表われる力は鉄芯２１を待機状態から引
き離し、選択爪２２がラチエツト３を係止するまで働く
が、電磁コイルの通電が切れてもＦ２の力によつて選択
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をりセツトす
る時は、この中立点Ｎｔよりわずかに左側へ倒してやる
ことにより磁界によ゛）て磁極板２６に吸引される。こ
の自己復帰力のため、りセツ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
５、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
置ユニツトＬ（以下ユニツトＬと略す）を構成し、可動
部材５０、永久磁石５５、磁極板５６，５７、電磁コイ
ル５９とによつて電磁装置ユニツトＲ（以下ユニツトＲ
と略す）を構成し，ている。

ユニツト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−士面に於いて
矢印Ｈの方向に見た断面図である。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の外におかれる。

鉄芯４１は、永久磁石４５と磁極板４６，４７によつて
形成されるユニツト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は併設されたもう一方
のユニツトＲの側に先端を置いているが、永久磁石５５
と磁極板５６，５７で生ずる磁力の影響をほとんど受け
ないように配置されている。又一方ユニツトＲの側の鉄
芯５１と鉄芯５２も方向こそ違えてはいるが同様の配置
になつていて、前記２種類の可動部材が交互に並んでい
る。

桁数の多い時や、桁間ピツ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
要となつてくる。しかし単に電磁装置ユニツトを併設す
ると不都合なことが生ずる。以下に詳述する。第５図は
第３図に示したと同様に、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特性図である
。第５図に於いて、第３図同様図面の右方向への力を十
符号にし、力Ｆ２を縦軸に目盛り、横軸には鉄芯４１，
５１の位置を目盛つてあり、Ｙ１は磁極板４６に、Ｙ２
は磁極板４７に、Ｙ３は磁極板５６に、Ｙ４は磁極板５
７にそれぞれ吸引保持された位置を示している。先ず実
線で描かれている曲線６１，６２は、第４図に於いてユ
ニツトＲとユニツトＬ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、それぞれの磁気的中立
位置が中央から著しくずれてしまつていることである。
すなわちユニツトＬの中立点Ｎｌｌは本来磁極板４６，
４７の中央にあるべきところ、磁極板４６の側に片寄り
、ユニツトＲの中立点Ｎｌ２は磁極板５７の側に片寄つ
てしまう。これは単に待機状態での初期吸引力に差が生
ずるばかりでなく、ユニツトＲとユニツトＬとの動作電
圧に決定的な相違を生じ、又ユニツトＬでは待機状態で
の初期吸引力が小さくなつてしまうため、ユニツトＲに
いつせいに通電されるとユニツトＬのいくつかの可動部
材４０も誘導されて飛びだしてしまうという不都合を生
ずる。これらの不具合点を除去するにはユニツトＬとユ
ニツトＲの間に磁性部材５８を挿入することが最も大き
な効果を発揮することがわかつた。第５図の曲線６３と
曲線６４は、磁性部材５８を配置したときの特性曲線で
あり、中立点ＮｌｌはＮｌ３へ移動し又中立点Ｎｌ２は
Ｎｌ４へ移動し、ユニツトＬとユニツトＲのそれぞれの
中立点が対向する磁極板の中央に移動できることを示す
とともに、待機時の吸引力も同程度に設定できる。この
ため、ユニツトＲとユニツトＬの動作特性も同一化する
事もでき、プリンタ全体としての信頼性を著しく増すこ
とになる。又誘導による、誤印字の発生する電圧を押し
上げ、全体としての安定動作電圧の領域を著しく広げる
ことも確認できた。第４図に於いてユニツトＬとユニツ
トＲが同極を背にして併設されているが、プリンタを小
型にするためには、ユニツトＲとユニツトＬの距離はで
きる限り近づける必要性がある。

しかし距離が近づくと、仮にユニツトＲとＬが異極を背
にした場合、磁束がこの背にした磁極板４７，５６を集
中的に通過し、（すなわち、中央部で磁束のシヨートが
発生し）鉄芯４１，４２，５１，５２への磁束の量が極
めて減少し、電磁コイルに通電しても動作できなくなる
。同極を背にした場合は、磁束のシヨートが発生せず鉄
芯４１，４２，５１，５２への磁束が確保される。前述
した誘導による誤動作が発生するのはユニツトＲとユニ
ツトＬの配置方法にも関係しているわけである。ユニツ
トＲの側に通電されて発生する磁束は、鉄芯４１に空間
から回り込み先端を磁化する。この時磁化される極はＮ
極となるため鉄芯４１を磁極板４６から引き離そうとす
る力が生ずることになる。第５図でも明らかなように磁
性部材５８が無いと、ユニツトＬの側の待機していると
きの力Ｆ２はＹ一Ｙ１のときの値Ｆ，でありこれはユニ
ツトＲの側の力Ｆ２−Ｆ６に比し、又曲線６３のときに
比しても小さく非常に動作しやすい状態であることがわ
かる。曲線６３ではこの点が改善されているが完全では
ない。鉄芯４２，５２はこの点を改善し、誘導による誤
動作を防止するために取り付けられている。すなわちユ
ニツトＲに通電された時、鉄芯５１に生じた磁束は５２
を通過して磁極板４６や４７に回り込み、隣接する鉄芯
４１に磁束が回り込まない（込みにくい）という状態を
作り出すことができるからである。ユニツトＬに通電さ
れた時も同様である。又選択爪軸４４は以上の説明から
もわかるように非磁性材であることが好ましくりセツト
レバーも同様である。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。６５は印刷紙、６６はインクリボン、６７はプラテ
ンローラ、６８は活字輪、６９は活字輪６８に形成され
たラチエツト、７０は活字輪軸、７１はりセツトレバー
、７２は歯車をそれぞれ示す。

以下にプリンタの動作を説明する。

プリンタが動作し始めると活字輪軸７０が矢印Ｋ方向に
回転し、それにともない活字輪軸に摩擦係合された活字
輪６８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がラチエ
ツト６９に飛び込んで活字輪６８が係止する。こうして
各桁がすべて動作し終ると文字選択行程が終了する。選
択行程の後、所望の活字が印字印置に整列するとプラテ
ンローラ６７が印刷紙６５とインクリボン６６を介して
活字輪６８に押し付けられ印刷行程が終了する。

次にプリンタはりセツト行程に入る。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によつてリセツトレバー７１は
矢印Ｌ方向に回転する。この時可動部材５０もしくは４
０は元の待機状態に復帰し、又活字輪６８も別の歯車に
よつて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、桁間ピツチＰを小さくする場合には有効な方
法である。

以上説明した通り本発明による文字選択電磁機構に於い
て従来のそれと比較して次の点に於いて優れる。

（１）永久磁石を用いることによつてバネ部材及びその
取付部品更にはその組立、調整工数が不要でありコスト
的に非常に有利である。

（２）永久磁石を用いることによつて電磁コイルとの相
乗効果即ち、反撥力、吸引力が有効に利用できる為きわ
めて消費電力を削減できる。

（３）バネ部材等の削減により不要な摩擦部分が削除さ
れ、動作上及び耐久性の面からも極めて信頼性が高い文
字選択電磁機構が得られる。

次に第７図によつて本発明の他の実施例を説明する。

７５，８５は永久磁石で第４図で説明したように互いは
同極どうしを背にして隣り合わせに配置され、それぞれ
磁極板７６，７７，８６，８７を具備している。

第４図の磁注部材５８は、磁極板７７と一体形成されて
いる。７９，８９は電磁コイル、８０，９０は可動部材
、８１，９１は可動部材８０，９０のそれぞれの鉄芯、
８２，９２は可動部材８０，９０のそれぞれの爪部、８
４は活字輪をそれぞれ示す。

第７図の文字選択電磁装置は可動部材のイナーシヤを減
少して動作時間を速めるための構造を有し、第４図の可
動部材の２本の鉄芯を１本にし、かつ動作を安定させる
ために、一方の電磁装置ユニツトの電磁コイル群の側面
に磁性部材７８を配置したことを特徴としている。動作
は第４図に示したものとまつたく同じで、待機状態では
可動部材８０，９０はそれぞれ磁極板７６，８６に吸引
保持されているが活字輪８４の所望の活字が印字位置に
来るとそれに対応して成形されている活字輪側面のラチ
エツト８５に、電磁コイル７９もしくは８９によつて作
動させられた爪部８２もしくは９２が飛び込んで活字を
選択係止し、以上のような動作が終了するとプラテン（
図示してない）が押しつけられて印刷行程を行ない、こ
の後、りセツトレバー８８が矢印１方向に回転し、磁極
板７７もしくは８７に吸引されていた可動部材８０，９
０を引き離し元の待機状態に復帰させる。

第７図の可動部材８０は待機状態を示し、可動部材９０
は選択状態を示している。第７図に示した文字選択電極
装置では、動作時間が縮小される他、可動部材の構造が
簡単で作りやすいという特徴を備えている。以上いくつ
かの実施例によつ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の形状、永久磁石と磁極板の
位置又は形状、磁性部材の形状、電磁コイルの位置等に
よつて他の多くの実施例が可能となる。

以上、説明したように本発明によれば、２組の電極装置
ユニツトの永久磁石を同極どうしを背にして併設し、且
つ、２種類の鉄芯のうち、長い方の鉄芯は電磁装置ユニ
ツトの一方のユニツトの電磁コイル内に配置し、もう一
方の短い鉄芯は電磁装置ユニツトの他方のユニツトの電
磁コイル外に配置されているので、各桁毎の磁気特性の
バラツキを抑え、鉄芯の動作を均一に行なえり、鉄芯の
動作時間が短かく低消費電力となるといつた効果が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字選択電磁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は電磁石、１４
はプラテンである。 第２図は本発明の基本となる電磁装置ユニツトの略図を
、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はりセツトレバーであ
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つてある。 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、６５は印刷紙、６８は活字輪、
４０，５０は可動部材、４５，５５は永久磁石、４９，
５９は電磁コイル、７１はりセツトレバー、７３はカム
をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活字輪上の所望する活字を選択しプラテンで印字す
   るプリンタにおいて、前記活字輪を選択係止する爪部材
   と、 長短２種類の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つの位置的安定
   点を与える永久磁石からなる磁気手段と、該磁気手段の
   磁気的作用下にあつ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、からなる電磁装置
   ユニットを２組併設し、前記２種類の鉄芯の長い方の鉄
   芯は前記電磁装置ユニットの一方のユニットの前記電磁
   コイル内に配置され前記可動部材の動作に関与し、もう
   一方の短い鉄芯は前記電磁装置ユニットの他方のユニッ
   トの前記電磁コイルの外に配設し、前記２組の電磁装置
   ユニットの前記永久磁石を併設するについては同極どう
   しを背にして隣接させたことを特徴とするプリンタの文
   字選択電磁機構。