JPS6273960A - ドツトプリンタのインパクト機構部 - 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、ドツトプリンタのインパクト機構部に関す
る。特に、板／ヘネによって弾発的に支持されたアーマ
チュアを永久磁石の吸引力により吸引しておき、印字動
作時には永久磁石による磁気回路の磁束を電磁石機構に
より打ち消してアーマチュアを解放し、アーマチュアと
−体重に取り付けられている印字ハンマーにより印字す
るドツトプリンタの印字ヘッドにおけるインパクト機構
部に関するものである。

従来の技術 この種のドツトプリンタの印字ヘッドについては、ワー
ドプロセッサー等のＯＡ機器の普及に伴ない種々の構造
が考案されているが、本発明に最も近い技術として昭和
５９年特許願第１５９３５０号及び昭和６０年特許願第
０７６７８３号の発明が存在する。

前者の昭和５９年特許願第１５９３５０号に係る発明は
第８図に示されるように、底部にフランジ１０１ａが形
成されているセンターヨーク１０１のフランジ１０１ａ
上面に永久磁石１０２を挟着して電磁石機構１０３を立
設し、センターヨーク１０１及び電磁石機構１０３の上
面に近接して対向するアーマチュア１０４がその上面に
おいてセンターヨー月０１側に厚く、電磁石機構１０３
側に薄くなるように形成されており、アーマチュア１０
４のセンターヨーク１０１側上面を板バネ１０５で支持
したものである。そして、第８図に示されるように、電
磁石機構１０３のコイル１０３ａに通電されない状態に
おいては、アーマチュア１０４は永久磁石１０２により
構成される磁束１．０６に基づきセンターヨーク１０１
側へ吸着されているが、コイル１０３ａへ通電されると
逆励磁束１０７により磁束１０６が打消され、第９図に
示されるようにアーマチュア１０４は板バネ１０５の弾
性により電磁石機構１０３側から釈放され、更に第１０
図に示すようにセンターヨーク１０１からも釈放されて
印字ハンマー１０８によってインパクトを行ない、印字
動作を完了する。尚、印字後は既にコイル１０３ａへの
通電が切れているため、アーマチュア１０４は再び永久
磁石１０２の磁束１０６に基づく磁気吸引力によりセン
ターヨーク１０１側へ吸着されて、元の状態に迅速に戻
る。

後者の昭和６０年特許願第０７６７８３号に係る発明は
第１１図に示されるように、アーマチュア１１１の厚み
がバネの固定端側に厚くなるように接触面１１１ａを傾
斜させて形成したものであり、仕つその最も厚い部分と
永久磁石１１２、ヨーク１１３、又は電磁石機構のコア
１１４の吸着面（本図ではヨークの吸着面）１１３ａと
が近接乃至接触するようにアーマチュア１１１を配設し
たドツトプリンタのインパクト機構部に関するものであ
る。第１１図は非印字状態を、第１２図は印字状態を示
すが、この発明の構成においても前者の発明と同様に、
永久磁石１１２、ヨーク１１３．電磁石機構のコア１１
４、及び板バネ１１５で支持されたアーマチュア１１１
とで永久磁石１１２の磁路を構成し、電磁石機構のコイ
ル１１６に通電して永久磁石１１２による磁束を打消し
、アーマチュア１１１をバネ弾性により釈放して、アー
マチュア１１１に設けられた印字ハンマー１１７により
所定の印字動作を行なわしめるものである。

発明が解決しようとする問題点 前者の発明において目的とするところは、磁気抵抗の大
きい板バネを磁気回路の構成要素として用いることなく
、アーマチュア１０４を磁気回路の構成要素として用い
て回路の抵抗を小さくすることを基本としつつ、アーマ
チュア１０４をその電磁石機構１０３側から釈放するこ
とにより、釈放に要する通電電流を小さくし、印字へ−
７ド全体の小型化を図ることにあり、後者の発明におい
てはアーマチュア１１１が吸着面１１３ａと常時近接乃
至接触しているようにして磁気回路の抵抗を小さく保ち
、釈放に要する通電電流を小さくすると共に、残留磁気
の影器を押えて吸着・釈放の円滑化を図り高速応答性を
確保することにある。

しかしながら、前者の発明においては、高速印字状態に
入るとアーマチュア１０４の電磁石機構１０３側の薄く
形成されている部分が高速駆動に追従できず、高速応答
性に欠ける点が指摘され、また板バネ１０５に剪断力が
作用してバネの疲労が問題となる。

一方、後者の発明においては、印字ヘッド全体の小型化
を図るべく設計を行なう場合に板／くネ１１５のバネ定
数が大きくなりすぎる傾向があり、またアーマチュア１
１１に微妙な傾斜部を設けるべく成形することが困難で
あるという問題があった。

この発明は前記の両発明の欠点を解消すると共に、それ
らの長所を有効に生かすように創作されたものであり、
より小さい電流で作動し、高速応答性に優れた小型の印
字ヘッドを提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明のドツトプリンタのインパクト機構部について
の基本的概念は第１図に示される。

同図において、１は永久磁石、２はヨーク、３ａ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ｌの磁路を構成する。

アーマチュア４は一端固定の板バネ５により支持される
が、アーマチュア４は板バネ５の軸方向に長い板状の形
状を有しており、その中間部に板バネ５の先端部５ａが
面結合されて支持されていると共にアーマチュア４にお
ける板バネ５の固定端側と板バネ５との間を一定間隔δ
だけ離隔して保持せしめる手段が講じられる。

そして、アーマチュア４はその接触面側の最下部４ａが
ヨーク２に近接乃至接触するように配設せしめられてい
る。この配設条件を満たすための手段としては、板バネ
５の固定端位置とヨーク２との相対的位置を調整するこ
とにより実現される。

前記のアーマチュア４における板バネ５の固定端側と板
バネ５との間を一定間隔δだけ離隔して保持せしめる手
段としては、第２図に示されるようにアーマチュア４に
おける板バネ５との対向面側に浅い溝６を横方向（図に
おいては紙面に垂直方向）に形成しておき、アーマチュ
。

ア４と板バネ４との間に円環部材７の一部を溝６に係合
させて挟装することにより実現できるし、また第３図に
示されるようにアーマチュア４の板バネ５との対向面側
に小突起８を形成しておくことによっても実現できる。

作用 このドツトプリンタのインパクト機構部の作動状態は第
２図及び第４図において説明される。まず、非印字状態
においては第４図に示されるように電磁石機構３のコイ
ル３ｂに通電されておらず、永久磁石１により磁路に構
成される磁束Φａに基づく磁気吸着力によって、アーマ
チュア４は′ｉｔ磁石機構３のコア３ａに吸着され、板
バネ５にはアーマチュア４の先端部を持ち」−げようと
する弾性エネルギが貯えられている。

この状態下において、コイル３ｂに通電があり、電磁石
機構３のコア３ａに逆励磁束Φｂが瞬間的に発生すると
、これによって永久磁石１の磁束Φａが打消されて磁気
吸着力が消失し、第２図に示されるようにアーマチュア
４はコア３ａから釈放されて、板バネ５に貯えられてい
た弾性エネルギによって回転運動に近似した駆動を行な
い、印字ハンマー９により所定のドツト印刷を行なう。

この印刷後は既にコイル３ｂへの通電がなくなっており
、再び永久磁石１による磁束Φａが磁路に回復して構成
されるため、アーマチュア４は磁気吸引力によりコア３
ａに吸着され１元の第４図の状態に戻って次の通電に待
機することになる。

このような作動状態において、アーマチュア４の接触面
側の最下部４ａがヨーク２に近接乃至接触するように配
設せしめられているため、作動状態においてアーマチュ
ア４とヨーク２どの間の磁気抵抗は完全なエアーギャプ
が構成されている場合に比較して極めて低い値になり、
小電流の通電でアーマチュア４の釈放ができ、また釈放
後の吸着力が大きくなり、高速応答性に優れた機構部を
実現できる。

また、円環部材７又は小突起８によってこの配設条件が
常に保持されるため、アーマチュア４はその最下部４ａ
を中心とした回転運動に近似した挙動をするため、吸着
面における残留磁気の影響を排除できると共に、高速応
答性を更に向上させることができる。また、比較的長手
の板バネを使用することができ、板バネに生じる疲労を
少なくし、バネ定数の選択範囲を広くとることができる
。

尚、円環部材７に係合する溝６は作動中に円環部材７が
移動しないように、これを保持する機能を有している。

更に、一般に板バネ類は一定の負荷がかかった状態にお
いて安定した機械的特性を発揮するが、この場合におい
てはアーマチュア４における板バネ５の固定端側と板バ
ネ５との間を常に一定間隔δだけ離隔して保持せしめら
れているため、板バネ５には常に曲げモーメントが生じ
ており、バネを安定した領域で使用することができるた
め、バネ定数が安定したものとなる。

尚、アーマチュア４と板バネ５とからなるバネ−質量系
の固有振動数は円環部材７又は小突起８の位置を調整す
ることにより変化させることが可能である。

実施例 次にこの発明の一実施例を第５図から第７図を用いて説
明する。

第５図は印字へ一２ドの要部断面図、第６図は同印字ヘ
ッドの要部斜視図を示し、１０は環状の永久磁石、１１
は底部にフランジが形成されている筒状の内側ヨーク、
１２は筒状の外側ヨーク、Ｌ３ａは永久磁石の上面に各
独立して放射状に立設せしめられた電磁石機構のコア、
１４は各独立して放射状に配設せしめられたアーマチュ
アである。

ここに、各アーマチュア１４は向心状に配設されている
各板バネ１５により支持されるが、アーマチュア１４は
板バネ１５の軸方向に長い板状に形成されており、その
中間部に板バネ１５の先端部１５ａが溶接により面結合
されている。そして、アーマチュア１４における板バネ
１５との対向面側には浅い溝１６が形成されており、ア
ーマチュア１４と板バネ１５との間には円環部材１７が
溝１６に係合させて挟装されている。従って、放射状に
配設せしめられている各アーマチュア１４に形成される
谷溝１６のの中心を結ぶ線は円環部材の径に等しい。

そして、各板バネ１５の根元は円環状のスペーサー１８
に固定されるが、同スペーサー１８の厚みは板バネ１５
、アーマチュア１４、円環部材１７かもなるアッセンブ
リーが内側ヨーク１１、外側ヨーク１２、及び電磁石機
構１３に対向配置せしめられるときに、アーマチュア１
４の最下部１４ａが外側ヨーク１２に近接乃至接触する
ように選択される。

次にこの実施例の作動状態について説明する。

電磁石機構１３のコイル１３ｂに通電がなされない状態
においては、それらの要素で構成される各磁路に永久磁
石１０の磁気により内側磁束ψａ及び外側磁束！ｂが構
成されており、アーマチュア１４は磁気吸引力によって
各ヨーク１１．１２及びコア１３ａに吸着されている。

　このため、板バネ１５にはアーマチュア１４の先端側
を持ち上げようとする弾性エネルギが貯えられることに
なる。

ここで、電磁石機構１３のコイル１３ｂに磁束！ａ及び
ｖｂに対して逆の磁束を生じしめる電流を瞬間的に流す
と、その逆励磁束重Ｃによって磁束ψａ及び′％’Ｐｂ
は打消され、−瞬磁束が消失して磁気吸引力がなくなる
ことになる。

すると、これまで磁気吸引力によって吸着されていたア
ーマチュア１４は、板バネ１５に貯えられていた弾性エ
ネルギによって、最下部１４ａを略中心としてその先端
部を上側へ駆動させるような略回転運動を行なうことに
なり、この運動によってアーマチュア１４の先端部に設
けられている印字ハンマー１９でインクリボンを介して
プラテンに展着されている紙面を打ち、所定のドツトを
印刷する。

このドツト印刷が完了すると、アーマチュア１４の最下
部１４ａが外側ヨーク１２に近接乃至接触し、先端部が
浮いた状態になっているが、既にコイル１３ｂへの通′
實が切れているため、再び永久磁石１０による磁束’Ｐ
ａ及びｖｂが回復し、アーマチュア１４は磁気吸引力に
よって各ヨーク１１．１２及びコア１３ａに迅速に吸着
されて、次の通電に待機することになる。　尚、上記実
施例におけるアーマチュア１４の代りに、第７図に示さ
れるようにアーマチュアと板バネ１５との対向面側に円
環部材１７と同様の機能を発揮させる小突起２０を形成
したアーマチュア２１を用いると、円環部材１７を用い
ることなく上記の実施例と同様の作動状態を実現できる
。

発明の効果 この発明はその構成に基づき、次のような技術的効果を
有している。

■　アーマチュアを接触面側の最下部が常にヨーク等に
近接乃至接触させておくことができるため、磁気回路の
磁気抵抗を低く押えながら駆動できるため、通電電流が
小さくて足り、消費電力の節減、発生熱量の低減を図れ
、ひいては印字ヘッド全体の小型化を図ることを可能に
する。

■　アーマチュアを接触面側の最下部を中心として回転
運動に近似したＭａで作動させることができ、吸着面に
おける残留磁気の影響を排除できると共に、高速応答性
に優れたインパクト機構部を実現できる。

■　比較的長手の板バネを使用することができ、板バネ
の疲労を少なくできると共に、印字へツーの小型化を目
的として設計する場合にもバネ定数が大きくなりすぎる
ことを回避できる。

■　板バネを常時一定のストレスを生じしめながら使用
するため、バネ定数の安定した領域を活用でき、各イン
パクト力の均一化を実現し易く、ひいては印字濃度の均
一化を容易にする。

■　その他に実施例に掲げたアーマチュアや円環部材は
高精度のものが比較的容易に製作でき　−るため、精度
の高い印字ヘッドを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の基本的概念を示した図、
第５図は実施例を示した印字ヘッドの要部断面図、第６
図は同印字ヘッドの要部斜視図、第７図は実施例のアー
マチュアの斜視図、第８図から第１ｚ図は従来技術の基
本的概念を示した図である。 図において、１は永久磁石、２はヨーク、３は電磁石機
構、３ａはコア、３ｂはコイル、４はアーマチュア、４
ａはアーマチュアの最下部、５は板バネ、５ａは板バネ
の先端部、６は溝、７は円環部材、８は小突起、９は印
字ハンマー、１０は永久磁石、１１は内側ヨーク、１２
は外側ヨーク、１３は電磁石機構、１３ａはコア、１３
ｂはコイル、１４はアーマチュア、１４ａはアーマチュ
アの最下部、１５は板バネ、１５ａは板バネの先端部、
１６は溝、１７は円環部材、１８はスペーサー、１９は
印字ハンマー、２０は小突起、２１はアーマチュア、δ
は間隔、Φａ、Φｂ、％Ｉ／ａ、ψｂは磁束。 第９図 第１図 第３図 １・・・永久磁石　　　　２・・・ヨーク３・・・電磁
石機構　　　３ａ・・・コア３ｂ・・・コイル　　　　
４・・・アーマチュア４ａ・・・アーマチュアの最下部 ５・・・板バネ　　　　　５ａ・・・板バネの先端部６
・・・溝　　　　　　　７・・・内項部材８・・・小突
起　　　　　９・・・印字ハンマー第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石、ヨーク、電磁石機構のコア、及び板バ
   ネで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
   動作を行なうドットプリンタのインパクト機構部におい
   て、板バネの軸方向に長い板状アーマチュアの中間部に
   板バネの先端部を面結合すると共に、アーマチュアにお
   ける板バネの固定端側と板バネとの間を一定間隔離隔し
   て保持せしめ、アーマチュアにおける接触面側の最下部
   をヨーク又は電磁石機構のコアに近接乃至接触させたこ
   とを特徴とするドットプリンタのインパクト機構部。
2. （２）アーマチュアにおける板バネの固定端側と板バネ
   との間を一定間隔離隔して保持せしめる手段が、アーマ
   チュアにおける板バネとの対向面側に浅い溝を横方向に
   形成しておき、アーマチュアと板バネとの間に円環部材
   の一部を溝に係合させて挟装したものである特許請求の
   範囲第（１）項のドットプリンタのインパクト機構部。
3. （３）アーマチュアにおける板バネの固定端側と板バネ
   との間を一定間隔離隔して保持せしめる手段が、アーマ
   チュアと板バネとの対向面側に小突起を形成したもので
   ある特許請求の範囲第（１）項のドットプリンタのイン
   パクト機構部。