JPS6042058A - ワイヤドツトヘツド - 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】 技術分野 本発明はワイヤドツトに係り、さらに詳細には多数本の
ワイヤを備えたワイヤドツトヘッ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ｍＸｎ個のドツトマトリックス構成とし、水平方向
にＰｌのピッチで縦方向にＰ２のピッチで並んだｎ木の
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ッ
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ｌ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ャリッジに取り付ける
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＋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の熱を後述するバックホルダへ伝達させるもので、
厚さ２＋ａｍ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が嵌合固定されチオＩ
Ｊ、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。

ポビン８には端子８ａが２木突設されており、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イづけ
固定されている。そして端子８ａはヨーク５、放熱フレ
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
付は固定される。

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１ｏ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によって閉塞されている。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、ポビン８の後端側に突設されたポスト８ｂは補助
ヨーク】ｌに形成された透孔中に嵌入して後方に突出し
ており、このボスト８ｂを利用してアーマチュア１４の
後端部が嵌合される。アーマチュア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ャ１３が
突設されている。

また、補助ヨーク１１とアーマチュア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とアーマチュア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ュア１４の運
動の不安定化を防止するために設けられている。

アーマチュア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。アーマチュア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ｌＯが弾装された状態とな
っており、この復帰バネ１０によりアーマチュア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、アーマチュア１４の後方にはストッパ１５が配置
され、前記アーマチュア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。このストッパ１５はア
ーマチュアホルダ１６に嵌合されており、放射状に形成
されたアーマチュアホルダ１６の各腕の先端が前記アー
マチュア１４の基端側を補助ヨーク１１に対して押圧し
ている状態となっている。このアーマチュアホルダ１６
の各腕のアーマチュア１４に対する押圧力はアーマチュ
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によって与えられている。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
船などの高い比重を持つ材質から成り、ワッシャ１９、
バネワッシャ２０を介して／ヘッダホルダ２１に接して
配置されている。

なお、バックホルダ２１はヘッ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ィンが形成されて
いる。

このパックホルダ２１は中間ガイド２に対してねじ２３
によって固定され、アーマチュ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とバネワッシャ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
構成となっている。

また、ワッシャ１９はダンパ１８にバネワッシャ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
イドに沿って次第に縦一列になるように案内され、先端
ガイドｌ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
従ってコイル７に通電が行なわれると。

ヨーク５、補助ヨーク１１、プランジャ１３、コア６に
より閉磁路が形成されるため、プランジャ１３はコア６
の方向へ吸引され、アーマチュア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
リホ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ッドの磁気回路は第
６図に示すようにヨーク５、コア６、プランジャ１３、
補助ヨーク１１かも構成されている。

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
性はアーマチュア１４の駆動部だけを考慮した場合、コ
ア６とプランジャ１３との間のギヤングＧのみに依存す
る。このギャップＧは次式で表わされる。

Ｇ：Ｈ，＋ｔｌ　＋ｔ２−Ｈ２−Ｈ３ に式においてＨ，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はプランジャ１３の高さ、
ｔｌは補助ヨーク１１の厚み、ｔ２はポリエステルフィ
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
るアーマチュア１４のスト・ンパの働きを・　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
。

従っ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、従来の印字ヘッドの補助ヨーク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ュア１４の吸引力
をＦとしてワイヤ数（アーマチュア数）をＮとするとＮ
個のアーマチュ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。

Ｆｙ＝ＮＦ・・曲・・・（１） ここで、単純化のため補助ヨーク１１の外径Ｄｏ、内径
をＤ■とじ、第８図に示すように補助ヨーク１１の側面
に力ＦＴ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／ｍｍ’）は次式で表
わされる。

この時、補助ヨーク１１の内周部における変位ｌｔは次
のように表わされる。

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　ｒ　／　Ｄ　ｏの関係で、今Ｄ＋／Ｄｏ−０，４
２とするとＣ１１３＝０．７８となる。

ここで、補助ヨーク１１のプランジャの位置がら外周ま
での距離を１とすると、プランジャの位置における変位
量ｔｐは次式で表わされる。

ｔＰ冨□１・・・・・・（４） Ｄｏ−Ｄ。

上述したように補助ヨーク１１が変位した場合、コア６
とプランジャ１３との間のキャップＧ２は補助ヨークが
変位しない場合のギャップＧ１とすると次式で表わされ
る。

Ｇ２＝Ｇ、　−ｔＰ　・・・・・・・・・（５）（５）
式からも明らかなようにＧ２＝Ｏとなる場合もある。す
なわちコアとプランジャ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とプランジャ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った。

目　的 本発明は以上のような従来の欠点を除去するために成さ
れたもので、補助ヨークの変位量を少なくし、コアにプ
ランジャとの間のギャップを一定に確保でき、ワイヤが
突出したままの状態が生じないように構成したワイヤド
ツトヘッ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、本発明の詳細な説
明する。

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ッ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で示すものはボディで、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２
９ａ中には複数個の中間ガイド２５〜２７が取り伺けら
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、例えばカーボンファイバー人り
ＰＢＴ　（ポリブチレンテレフタレート）、カーボンフ
ァイバー人すナイロン、グラスファイバー人りＰＢＴ、
グラスファイバー人すナイロン、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
ミック、ガラスまたは合成樹脂から形成ぎれている。

このボディ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のボディ２９の突出部２
９ａ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、後述するプランジャと
コアとの間のギヤ・ンブ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はショートの発生を防止する耐熱性の絶
縁柱３３１によって覆われている。

また、コイル３４はヘッ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３
４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４ｏが突き合わ
せて固定される。この補助ヨーク４ｏは曲げ剛性を高め
るために、その周縁部が絞られてでおり、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４ｏには前記コア３６と一対一に対応した状態で合計
２４個のポスト４１が突設されている。

一方、符号４３で示すものはアーマチュアで、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
ンジャ４６が固定されており、このプランジャ４６は補
助ヨーク４ｏ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３６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
ュア４３とも対摩耗性の上からも相性のよいフェライト
系のステンレスが用いられている。

また、補助ヨークア４０とアーマチュア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ィ４７に列してアウトサート
成形により一体化されている。このサブボディ４７は耐
熱性及び対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ィ４７の先端部には中間ガイド２
８が固定されており、サブボディ４７とヨーク３２とが
ビス３９により一体化されている。

このサブボディ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１本発明におい
ては１０％のグラスファイバ入リ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ッド
の寿命も約１．５倍伸ばすことができる。

また、サブボディ４７の後端部には復帰ばね４８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
ーマチュア４３の途中に押しイリけられている。したが
って、アーマチュア４３は復帰ばね４８の力によってサ
ブボディ４７から離れる方向への力を与えられている。

合計２４のアーマチュア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はサブボディ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木
ずつ千鳥状に配置されている。１２木のワイヤ４９間ピ
ッチは０．２８２＋Ｉ１ｍで、印字状態ではドツトピッ
チは０．１４１ｍｍとなる。

また、ワイヤ４９の直径は先端部のみが０．２０ｍｍ、
他の部分が０．２２ｍｍで、電解研摩を行ったタングス
テンワイヤを用いている。

なお、アーマチュア４３に固定されたプランジャ４６も
コア３６と同様に円柱の両サイドをカットした断面形状
を有する。

多数のアーマチュア４３の後方にはストー／パ５０が配
置されている。このストッパ５０はヘッドはその動作中
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、これらがストッパ５ｏ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、印字後のアーマチュ
ア４３がストッパ５０により停止されたとき、アーマチ
ュア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、たとえばフッ
素ゴムが適している。

ス）−／パ５０はストッパホルダ５３に接着剤等によっ
て固定されている。スト・シバホルダ５３はヘッドの後
部ケーシングを構成するバックホルダ６０の中心部に摺
動自在に嵌合されている。

バックホルダ６０はヘッドの後半部全体を覆うもので、
ビス６１によりボディ２９に対して固定される。

またこのバックホルダ６０はヘッ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ィンを有する形状と
されており、さらにアーマチュア４３の復帰時における
ストッパ５０への衝撃時に発生する騒音を外部に伝えな
いという目的も持っている。

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

このバックホルダ６０の内側面には板ばねホルダ５１が
ビス５２によって固定されており、この板ばねホルダ５
１とバックホルダアロ０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、アーマチュア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、アーマチュア４３の材質は５ＰＣＣ（冷間圧
延網板）であるため、アーマチュア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、アーマチュア４３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ュア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、バックホルダ６０の背面側にはサブバックホルダ
５８がビス５９によって固定されている。

そして、前記ストッパホルダ５３に固定されたダンパ５
５とサブバックホルダ５８との間にはワッシャ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、ストー／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ー／パホルダ５３はパック
ホルダ６０に対して摺動自在に嵌合されており、パック
ホルダ６０の背面とストッパホルダ５３との間に嵌合さ
れる調整用のワッシャ５４の厚みまたは枚数を変えるこ
とにより、ストッパ５０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ッ
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及びプランジャ４６によって閉磁路が
形成され、プランジャ４６が吸引され、アーマチュア４
３が引き伺けられ、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４０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ＤＩとし、アーマチュア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
ュアの個数をＮとすると補助ヨーク４０へ作用する力Ｆ
、が次式で表わされる。

ＦＴ＝ＮＦ・・・・・・・・・（６） ところで、この力ＦＴ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／ｍｍ”）として
作用するものとするとＷは次式で表わされる。

等分布荷重Ｗが補助ヨーク４０に加わった時の補助ヨー
ク４０の内周部における変位量ｔは第１４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図に誉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。

（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、線図がらα１４＝０，１　
となる。

ここで、プランジャ４６の位置から補助ヨーク４０の外
周までの距離を１とすると、プランジャ４６の位置にお
ける補助ヨーク４ｏの変位量を１　Ｐ／　とするとこれ
は次式で表わされる。

ｔｐ’　”　Ｉ・・・・・・（８） Ｄ、　−Ｄ。

今、補助ヨーク４０が変位しない場合のコア３６とプラ
ンジャ４６とのギャップをＧｌとした場合補助ヨーク４
０が変位した場合のギヤ・ンプＧ２は次式で表わされる
。

Ｇ２＝Ｇ、−ｔＰ’・・・・・・・・・（ｌＯ）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ャ部における変位量の
比αは次のようになる。

ｔＰ／　０．１ α＝−＝−＝　０　、１２９・・・（１１）ｔＰＯ，７
８ すなわち補助ヨークの周縁部を絞っ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
、アーマチュアによる補助ヨークへの作用力によって生
じる変位量を著しく小さくすることができ、コアとプラ
ンジャとの間のギャップを一定に確保でき、印字デユー
ティ−を高め高速印字が可能となる。

また、従来のようにコアとブランジャアとか接触しない
ため、残留磁気によるプランジャの保持が行われず、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。

効　果 以上の説明から明らかなように本発明によれば補助ヨー
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ュアによる補助ヨ
ークへの作用力による変位量を著しく減少されることが
でき、コアとプランジャとの間のギャップを一定に確保
できるため、残留磁気によるプランジャの吸引状態が生
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ィを高め、高速印
字が可能なワイヤドツトヘッ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ッ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図はバッ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・・・ボディ　３２・・・ヨーク ３６・・・コア　４０・・・補助ヨーク４１・・・ポス
ト　４３・・・アーマチュア４５・・・板ばね　４６・
・・プランジャ４７・・・サブボディ　４９・・・ワイ
ヤ６０・・・パックホルダ 第１０図 第１１図 ４ 第１２図 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヘッド本体に収容されたソレノイドにより作動される複
   数のアーマチュアを介して駆動される複数のワイヤによ
   り印字を行うワイヤドツトヘッドにおいて、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
   するように絞ったことを特徴とするワイヤドツトヘッド
   。