JPS61220867A - ドツトプリンタの印字ヘツド - 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】 産業上の利用分野 この発明は、磁性流体を用いて磁路の磁気抵抗を小さく
した、小型で高速応答、性、電力効率等に優れたドツト
プリンタの印字ヘッドに関する。

従来の技術 ドツトプリンタの印字ヘッドには大別してインパクト式
とノンインパクト式のものがあり、前者の印字ヘッドと
してはシリアルプリンタタイプとラインプリンタタイプ
があるが、その印字手段としてはワイヤ又は小突起をイ
ンクリボンを介してプラテンに取り付けられている印字
用紙に打ちつけて、同用紙に複数のドツトをマトリック
ス状に適当に配設し所要の文字を印刷するものである。

そして、このワイヤ又は小突起を印字ハンマーとして打
撃エネルギを与える機電的手段としては、永久磁石、主
ヨーク、電磁石機構のコア、及びバネ支持されたアーマ
チュアとで永久磁石の磁路を構成し、電磁石機構のコイ
ルに通電して永久磁石による磁束を打消し、アーマチュ
アをバネ弾性により釈放して、アーマチュア又はこれに
付設されたアームに設置すちれた印字ハンマーにより所
定の印字動作を行なわしめるという手段が一般的に採用
されている。ところでかかる構造においては、板バネが
アーマチュアを兼用していることが多く、板バネが磁路
を構成する要素になり、磁気抵抗が大きくなるという欠
点を有していた。何故なら、磁路の磁気抵抗は一般式と
して次の計算式で与えられるが、板バネは主ヨークや電
磁石機構のコア等の他の磁路構成部に比較してその薄板
としての形状的条件や材料の問題から。

如何にしてもＲの値が増加せざるを得ないからである。

Ｒ＝Ｌ／ド・Ｓ Ｌ：磁路の長さ ＩＬ：磁路を構成する素材の透磁率 Ｓ：磁路の断面積 この問題点に関して、欠点を解消するための従来技術と
して特開昭５９−１８４６６７及び特開昭５９−２３２
８７９の発明があり、これらの発明の要旨はそれぞれ第
７図及び第８図に一示される。特開昭５９−１８４６６
７の発明は。

永久磁石１０１、主ヨーク１０２、電磁石機構のコア１
０３、及び板バネ兼アーマチュア１０４とで永久磁石１
０１の磁路を構成し、電磁石機構のコイル１０５に通電
して永久磁石ｌｏｔによる磁束を打消し、アーマチュア
１０４をバネ弾性により釈放して、アーマチュア１０４
に設けられた印字ハンマー１０６により所定の印字動作
を行なわしめる印字ヘッドにおいて。

アーマチュア１０４の側面迄を覆うようにした補助ヨー
ク１０７を設け、補助ヨーク１０７とアーマチュア１０
４との間にも磁路を構成して磁路全体の磁気抵抗の減少
を図ったものである。一方の特開昭５９−２３２８７９
の発明も同様の思想に基づくものであるが、これは板バ
ネ１０８の中間に設けられたアーマチュア１０９とヨー
ク１１０の接触拳嵌装部分の形状を工夫することにより
、磁路全体の磁気抵抗を減少せしめると共にアーマチュ
ア１０９即ち印字ハンマーｔｘｔのストローク長の変化
に対してエアーギャップ１１２の変化を極小ならしめて
。

磁気抵抗の変化を少なくするものである。このように従
来の技術においてエアーギャップ部分の磁路の磁気抵抗
の減少化及びその変化の極小化が求められているのは、
空気の透磁率はヨークやコアの部材として用いられる強
磁性体の透磁率に比較して非常に小さく、数百〜数千分
の−しかないため、磁路全体の中にエアーギャップが存
在することは磁気抵抗の増加に直接影響り側へ高速で引
き戻すために容量の大きい永久磁石を装着せざるを得す
、これによって逆に印字状態に移行するときに永久磁石
の磁束を打消すための電磁石機構に大容量のものが必要
となり、いずれにしてもエアーギャップの存在が印字ヘ
ッドの小型化及び高速応答性の妨げになるからである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の技術においては、板バネを磁路に
組込むと磁気抵抗が増大するという問題点は一定程度解
消できても、アーマチュアとヨーク又は電磁石機構のコ
アとの接触面のエアーギャップ以外にアーマチュアは他
のヨークとの間にもエアーギャップを構成するため、磁
路中に直列に２暦のエアーギャップが存在することにな
り、磁気抵抗の減少化を効果的に実現できないという問
題点があり、印字ヘッドの小型化及び高速応答性を達成
するには不十分であった。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の基本的原理を示す図である。第１図
において、１は永久磁石、２ａは主ヨーク、２ｂは補助
ヨーク、３は電磁石機構のコア、４はアーマチュアであ
り、これらは永久磁石１の磁路を構成している。ここで
アーマチュア４は一端が枠部５に固定されているバネ６
により支持されており、又アーマチュア４の下面は電磁
石機構のコア３の上面との接触面となると共にその側面
は補助ヨーク２ｂに近接対向して配設されている。尚、
上記の磁路の構成の仕方として、永久磁石ｌ及び電磁石
機構３の磁路内での位置は任意であり、要するに磁路が
アーマチュア４の側面及び接触面を通るようにすればよ
い、そして、アーマチュア４の側面と補助ヨーク２ｂと
の間には磁性流体７が介在せしめられている。この磁性
流体７は、一般に酸化鉄の超微粒子を界面活性剤を入れ
た液体に混入したものであり１強磁性体としての性質を
有することから、永久磁石１の磁束Φａが前記磁路に構
成されていると、その性質上磁路に沿って停滞し下方へ
流下することはなく、且つ磁気回路上はアーマチュア４
の側面と補助ヨーク２ｂとの間のエアーギャップを強磁
性体で置換したと同等の条件を造り出したことになる。

作用 次にこの発明の作用を第１図と第２図を用いて説明する
。第１図は印字ヘッドの非印字状態を示すものである。

アーマチュア４はその下面が電磁石機構のコア３に吸着
されており、必然的にアーマチュア又はこれに付設され
たアームに設けられた印字ハンマー８は引き込まれたま
ま電磁石機構のコイル９へ通電されるのを待機している
状態にある。この状態において、アーマチュア４の側面
と補助ヨーク２ｂの間は磁性流体７で充填されているた
め磁路の磁気抵抗は極めて小さいものとなり、磁束密度
が大きくなることから磁性流体７が介在していない場合
に比較してアーマチュア４はより強力に電磁石機構のコ
ア３に吸着されている。８２図は印字ヘッドの印字状態
を示す、即ち、電磁石機構のコイル９に瞬間的に通電す
ることにより、それまで磁路に存在していた磁束Φａと
逆方向の磁束Φｂを生じさせ、磁束Φａを打消してバネ
６に貯えられていた弾性エネルギによりアーマチュア４
を電磁石機構のコア３から開放し、バネ弾性によって印
字ハンマー８でプラテン１０の表面に取り付けられてい
る印字用紙１１をインクリボン１２を介して打ち付け、
ドツトを印刷する。この瞬間的通電時においても、磁路
の磁気抵抗は第１図の状態と同様であり、逆励磁束Φｂ
を生じさせる電流はアーマチュア４の側面と補助ヨーク
２ｂの間に磁性流体７が介在していない場合に比較して
小電流で足りることになる。又、アーマチュア４が電磁
石機構のコア３から離れた状態においては磁路の磁束は
０又は逆励磁束がかかっていることになるが、磁束が０
の場合であっても通電時間は極めて短時間であり、且つ
アーマチュア４の側面と補助ヨーク２ｂの間隔が狭く構
成されているため、磁性流体７が流れ落ることはない、
このように瞬間的通電がなされた後には逆励磁束Φｂは
消滅し、また永久磁石ｌの磁束Φａが復帰するためアー
マチュア４は電磁石機構のコア３へ強力且つ迅速に引き
寄せられて第１ｆｆｌの状態に戻ることになる。この段
階においても、アーマチュア４の側面と補助ヨーク２ｂ
の間に磁性流体７が介在せしめられているため磁路の磁
気抵抗が小さく、磁性流体７が介在しない場合に比較し
てアーマチュア４の戻りは迅速なものとなる０以上の印
字過程において、アーマチュア４の側面と補助ヨーク２
ｂの間において磁性流体７の粘性抵抗がアーマチュア４
の高速駆動の妨げになるのではないかという問題を生じ
るが、磁性流体は一般に軸受等に活用されているように
粘性抵抗の低いものも存在し、そのような磁性流体を利
用すれば、アーマチュア４の高速駆動に影響を与えるこ
とにはならない。

実施例 第３図及び第４図はこの発明の第１の実施例を示す図で
ある。同図において、１３は環状の永久磁石、１４ａは
下部に７ラング部が設けられている管状の主ヨーク、１
５は主ヨークの管状部分の周囲に放射状に複数側番独立
に立設された電磁石機構のコア、１６は各電磁石機構の
上部に各独立して配設せしめられたアーマチュア、１４
ｂは各アーマチュアの側面を極狭い間隙を介して囲んだ
補助ヨークである。各アーマチュア１６は各独立した板
バネ１７によって支持されており、又アーマチュア’１
６には向心状にインパクトアーム１８が取り付けられ、
その先端部には小突起状の印字ハンマー１９が形成され
ている。そして、永久磁石１３．主ヨーク１４ａ１電磁
石機構のコア１５．アーマチュア１６、補助ヨーク１４
ｂで構成される回路には永久磁石１３の磁束φａが構成
されることになるが、アーでチュ７１６の側面と補助ヨ
ーク１４ｂとの間隙には磁性流体２０が介在せしめられ
ている。尚、２１はハウジング、２２はカバーであり、
両者の間には板バネ１７及び補助ヨーク１４ｂの周縁部
が挟着されている。磁性流体２０をアーマチュア１６の
側面と補助ヨーク１４ｂとの間隙に介在せしめるために
は、全体を組立てた後に補助ヨーク１４ｂの内周面に嵌
装されているセンターパイプ２３とインパクトアーム１
８の先端との間に磁性流体を適量分滴下し、電磁石機構
のコイル２５及び２６に通電してアーマチュア１６とイ
ンパクトアーム１８を駆動させることにより、磁路とな
っている上記の間隙に自動的に流れ込ませることによっ
て行なう、この印字ヘッドの駆動は上記の作用において
説明したと同様に電磁石機構のコイル２５及び２６へ瞬
間的に通電することによって、磁束φａに対して逆励磁
束φｂを生じさせて磁束φａを打ち消すことにょリアー
マチュア１６を電磁石機構のコア１５から開放して板バ
ネ１７に貯えられていた弾性エネルギに基づくバネ弾性
によりインパクトアーム１８を駆動させ、印字ハンマー
１９によりインクリボンを介して印字用紙を打ち、ドツ
トを印刷する。第３図において、右側のインパクト部分
の状態は非印字状態を示し、左側のインパクト部分の状
態は印字状態を示す、これらの駆動状態下において、磁
性流体２０がアーマチュア１６の側面と補助ヨーク１４
ｂとの間隙に介在していることにより、磁路の磁気抵抗
は小さく押えられ、その結果永久磁石１３は比較的小さ
い磁力のもので足り、又アーマチュア１６を開放するた
めの電流も小電流で足りるため、小型で且つ高速応答性
に優れた印字ヘッドを構成することが可能となる。

第２の実施例は第５図に示されるものである。

この実施例は、基本的には第３図及び第４図に示された
印字ヘッドの構成と異なるものではないが、内側に永久
磁石２７を、外側に放射状に複数の電磁石機構２８を配
設し、それらの下面を主ヨーク２９で連結し、永久磁石
２７と電磁石機構２８の上面に非磁性材料ないし半磁性
材料からなる薄板３０を介して各々補助ヨーク３１とア
ーマチュア３２とをそれらの側面どうしが近接対向する
ように配設し、且つそれらの側面間に磁性流体３３を介
在せしめた印字ヘッドである。一般に永久磁石の磁束の
作用により強磁性体どうしが吸着している場合において
、瞬時にその磁束を打ち消して吸着状態を解離させよう
とするときには両強磁性体の吸着面には残留磁気が残り
、解離がスムーズに行なわれないことが多い、この発明
の第１の実施例についてみてみるなら、逆励磁束φｂが
瞬間的にかかっても磁束φａの残留磁気が電磁石機構の
コア１５とアーマチュア１６の接触表面に残り、アーマ
チュア１６のスムーズな解離が妨げられて高速応答性が
阻害されることになる。そこでこの第２の実施例におい
ては非磁性材料ないし半磁性材料からなる薄板３０を介
装することにより残留磁気の影響を極力押えるようにし
たものである。この結果、電磁石機構のコイルに通電さ
れて逆励磁束が瞬間的に生じたときに、アーマチュア３
２はスムーズに解離し、高速応答性を確保することにな
る。尚、磁性流体３３が介在せしめられていることによ
り、磁路の磁気抵抗が低く押えられているため、磁路の
磁気抵抗の観点からみて薄板３０を介装する余裕は十分
に確保されている。更に、この薄板３０の介装は磁性流
体３３の永久磁石２７の側面への偏りや流れ込みを防止
でき、又同薄板３０より上の補助ヨーク３１．アーマチ
ュア３２等の組立部分をカセットとしておいて、同部分
に故障や寿命が生じたときにそのカセットのみを取り替
えることを可能にすることができるという利点を提供す
る。第３の実施例は第６図に示されるものである。この
実施例においては第２の実施例と基本的構成は同一であ
るが、補助ヨーク３１に対して更にその上面にも非磁性
材料ないし半磁性材料の板３４を被着したものである。

このように板３４を被着するのは、第２の実施例におい
てインパクトアーム３５に磁性材料を用いる必要性はな
いが、半磁性材料又は強磁性材料を用いた場合にはイン
パクトアーム３５と補助ヨーク３１との間にも磁束が生
じ、その間に磁性流体３３が流入したり、残留磁気が発
生して高速応答性を害するような事態が生じる可能性が
あるため、これを防止するためである。従って、板３４
の被着は印字ヘッドの高速応答性を更に確保せしめると
いう利点を提供する。

発明の効果 以上に説明したように、この発明は印字ヘッドにおける
アーマチュアの側面と該側面に対向するヨークの面との
間に強磁性体であり、且つ流体としての性質を有する磁
性流体を介在せしめることにより磁路の磁気抵抗を低く
押え、これによって永久磁石及び電磁石機構の小型化を
実現すると共にインパクト部分の高速応答性を向上させ
て更なる高速印字を可能としたものである。又磁路の磁
気抵抗を低く押えていることから、アーマチュアの開放
に要する電力効率の向上が図られているため、連続印字
時に発生する熱量を少なくすることができるという効果
をも併せ有する。尚、実施例により示したように非磁性
材料ないし半磁性材料からなる薄板や板を介装すること
により、残留磁気の影響を少なくし、磁性流体の不必要
な挙動を押えて印字ヘッドの高速応答性を向上させるこ
とも可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の基本的原理を示す断面図
、第３図は実施例を示す断面図、第４図は第３＠におけ
るカバーを除いたときの部分平面図（Ａ矢視断面図を含
む）、第５図及び第６図は実施例を示す断面図、第７図
及び第８図は従来技術の原理を示す図である。 図中、ｌは永久磁石、２ａは主ヨーク、２ｂは補助ヨー
ク、３は電磁石機構のコア、４はアーマチュア、５は枠
部、６はバネ、７は磁性流体、８は印字ハンマー、９は
電磁石機構のコイル、１３は永久磁石、１４ａは主ヨー
ク、１４ｂは補助ヨーク、１５は電磁石機構のコア、１
６はアーマチュア、１７は板バネ、１８はインパクトア
ーム、１９は印字ハンマー、２０は磁５及び２６は電磁
石機構のコイル、２７は永久磁石、２８は電磁石機構、
２９は主ヨーク、３０は非磁性材料ないし半磁性材料か
らなる薄板、３１は補助ヨーク、３２はアーマチュア、
３３は磁性流体、３４は非磁性材料ないし半磁性材料か
らなる板、３５はインパクトアーム。 Φａ、Φｂ、φａ、及びφｂは磁束　を示す。 代理人　弁理士　永　井　利　和 −ロー 第３図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石、ヨーク部、電磁石機構のコア及びバネ
   支持されたアーマチュアとで永久磁石の磁路を構成し、
   電磁石機構のコイルに通電して永久磁石による磁束を打
   消し、アーマチュアをバネ弾性により釈放して、アーマ
   チュア又はこれに付設されたアームに設けられた印字ハ
   ンマーにより所定の印字動作を行なう印字ヘッドにおい
   て、アーマチュアの側面と該側面に対向するヨークの面
   との間に磁性流体を介在せしめたことを特徴とするドッ
   トプリンタの印字ヘッド。
2. （２）内側に永久磁石を、外側に放射状に複数の電磁石
   機構を配設し、両者の下面を主ヨークで連結し、永久磁
   石と電磁石機構との上面に、非磁性材料ないし半磁性材
   料からなる薄板を介して、各々補助ヨークとアーマチュ
   アとをそれらの側面どうしが近接対向するように配設し
   、且つそれらの側面間に磁性流体を介在せしめた特許請
   求の範囲第（１）項記載のドットプリンタの印字ヘッド
   。
3. （３）補助ヨークの上面に非磁性材料ないし半磁性材料
   からなる板を被着した特許請求の範囲第（２）項記載の
   ドットプリンタの印字ヘッド。