JPS63176157A - ドツト・マトリツクス・プリンタ用印刷ヘッド - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ワイヤ・ドツトマトリックス印刷ヘッドの分
野に関する。特に本発明は、印刷ワイヤを駆動する複数
−のアーマチュアが単一片の板状金属で構成された印刷
アクチュエータ手段を改良した印刷ヘッドに関する。

Ｂ、従来技術 ワイヤ・ドツトマトリックス印刷ヘッドは何年もの間使
用されてきており、特にその汎用性と低コストの点で知
られている。従来技術では、アーマチュアに装着された
ムービングコアを引きつけるよう選択的に付勢される円
形配列の電磁石群を含むワイヤ・ドツトマトリックス印
刷ヘッドが知られている。ムービングコアを引きつける
ことによりアーマチュアを印刷ワイヤに向かつて付勢す
る。印刷ワイヤはリボンに向かって駆動され、紙のよう
な記録媒体上に１個のドツトを残す。ドツトの集合体が
印刷文字を生じる。ドツトマトリックス印刷ヘッドの例
は米国特許第３７７００９２号、同第３８９２１７５号
、同第４２４４６５８号及び同第４５６９６０５号に開
示されている。

従来技術のドツトマトリックス印刷ヘッドでは個別のア
ーマチュア又は付勢用レバーが設けられる。個別のアー
マチュアは中心点のまわりに放射状に配列され、各アー
マチュアが内方に先端まで延びている。アーマチュアの
先端は印刷ワイヤの端部と係合する。電磁石コイルがア
ーマチュアに対して位置づけられ、コイルを通る付勢電
流がアーマチュアをコイルに向かって引きつける磁界を
生じる。その磁界の引きつけ力のもとで移動するアーマ
チュアは印刷ワイヤを印刷位置に向かって駆動する。従
来技術の各アーマチュアは片持ち梁として機能する。即
ちアーマチュアは印刷ヘッドの周囲に沿ってベースに支
持され、板ばねによって支持される。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 印刷ヘッドの設計上の目的は、高速動作と製造のし易さ
とをうまく結合することにある。印刷速度を高くする１
つの方法は、アーマチュアの質量とコア及びアーマチュ
ア間のギャップとの両方を出来るだけ小さくすることで
ある。アーマチュアの質量とコア・アーマチュア間のギ
ャップとが減るにつれ、それに付随して印刷ヘッドを製
造する困難さが増す。

従って本発明の目的は、高速動作し且つ製造のし易い印
刷ヘッドを提供することにある。

Ｄ６問題を解決する手段 本発明の印刷ヘッドの場合、各構成が効果的に協働し、
上述のように製造がし易く構造の簡単なしかも高速の印
刷動作を行なう印刷ヘッドが提供される。単一片のアー
マチュアを用いた本発明による印刷ヘッドでは、組立て
る部品の数を減らすことによって目的を達成する。従来
技術の９本のワイヤの印刷ヘッドでは、９個の個別のア
ーマチュアと１枚の板ばねが必要であった。本発明の単
一片アーマチュアを用いれば、これらの１０個の部品は
１個の部品に置換えられる。

単一片アーマチュア構成の他の利点は、厳密な整列を必
要とする部品の数が少なくなることである。従来技術で
は、個別のアーマチュアが相互に整列され且つ電磁コイ
ル群とも整列される必要がある。本発明の単一片アーマ
チュアの場合、アーマチュアの相対位置は製造工程に於
て既に考慮されているので、全体としての拘束の度合や
潜在的な調整が不要となる。

単一片アーマチュアの他の特徴は、アーマチュアの質量
がかなり減ったことに比例して印刷速度が高くなること
である。質量を低くするには、ｒｃａｒｐｅｎｔｅｒ４
５５　（商品名）」というような薄い金属製板材を用い
ると良い。質量を低くしたので印刷ヘッドで生じる熱も
少なくなり、その結果印刷ヘッドの寿命も延び、性能が
改良されることである。

本発明の印刷ヘッドは、主枠、ワイヤガイド及びノーズ
（鼻状部）を含む枠アセンブリを有する。

枠アセンブリには印刷ワイヤ、アセンブリが装着される
。印刷ワイヤ、アセンブリは複数本のワイヤ・ロッドを
含み、各ワイヤ・ロッドはリボンを記録媒体に向かって
駆動するための一端と、衝撃ヘッド及びばねを含む他端
とを有する。そのばねは、？ｆ！ｆ９Ａヘッドと主枠の
ばね座との間に圧縮されている。

ステータ・アセンブリは、複数個のコイル・アセンブリ
と、支点板と、付加手段（レジデュアル）即ち絶縁手段
とを含む。各コイル・アセンブリは、空所を画成する固
定された柱状部をコイルが取り巻いている。一定の柱状
部及び支点板は、透磁性材料でできている。

実施例の信号手段は、枠アセンブリと、ステータ・アセ
ンブリとの間に装着される。ステータ・アセンブリの隣
りに装着されるのは、単一片アーマチュアである。単一
片アーマチュアは、周囲のところで互いに結合され、印
刷ワイヤ・アセンブリを前方に駆動するためその周囲の
結合部から内向き放射状に延びる複数個の剛性アームを
有し。

その周囲の部分が弾性を有するものから成る。各放射状
のアームは、剛性を与えるための１対のフランジを有し
１個々のアームの基部に連結している。各アームの基部
は、対応する放射状アー１１を後方ストッパに対し後方
に偏倚するため僅かな曲げを有している。上記放射状ア
ームの後方への偏倚は、可撓性の周囲の部分の捩れ作用
と、パッドの固定係止作用との相乗作用とにより４供さ
れる。

各コイル・アセンブリは、その付勢時に、対応する放射
状アームを印刷ワイヤの衝撃ヘッドの１つに向かって駆
動する。コイルが減勢されると、アーム基部の僅かな曲
げが、印刷ワイヤの戻しばねと協働して、放射状アーム
をその休止位置に戻す。

Ｅ、実施例 シリアル・ドツト・マトリックス・プリンタの印刷ヘッ
ドは、第２図に示すように、ノーズ（ｌＸ状部）４を含
む枠アセンブリ２を、キャリッジ装着ブラケット６とと
もに含む。ノーズ４に固着されるのは印刷動作中にリボ
ン（図示せず）を案内するリボンガイド８である。可撓
性ケーブル１０は、当業者には良く知られているとおり
、プリンタ中の適当な印刷制御手段に印刷ヘッドを電子
的に接続する。

第１図には、印刷ヘッドの個々の部分が示されている。

枠アセンブリ２は、ノーズ４、主枠１２及びワイヤ・ガ
イド１４を含む。好適な実施例では、枠アセンブリ２は
成形品のプラスチックで構成されている。装着用ブラケ
ット６は、好適な実施例では、枠アセンブリ２の一部を
含み、プリンタ（図示せず）のキャリッジ・アセンブリ
（図示せず）上に印刷ヘッド全体を装着するよう配設さ
れている。リボンガイド８は、装着用ブラケット１８に
よってノーズ４に装着されている。ノーズ４の下側には
、第５図に展開して示すように、ワイヤ分離部５及びノ
ーズ・ガイド７がある。

第１図に戻って、ワイヤガイド１４は各ワイヤ・アセン
ブリ２４を支持するため複数個のワイヤ受入手段２２を
設ける。好適な実施例では９個のワイヤ・アセンブリの
各々に９個のワイヤ受入手段がある。各ワイヤ・アセン
ブリ２４に含まれるワイヤ・ロッド２６は、インクリボ
ンを印刷媒体に向かって駆動するための一端２８と５駆
動力を受ける他端３ｏを有する。他端３ｏは、ワイヤ受
入手段２２のばね座３６に向かって偏倚ばね３４を圧縮
するヘッド３２を有する。

第７図は他端３０の断面図を示すが、これには「デルリ
ン（商品名）」のような成型プラスチック材料でできた
ヘッド３２がフック３３を取囲んでいる。

第１図に戻って、金属製カップ３８の形をし、磁束を通
したり拘束したりするヨークが、信号手段６０を挟んで
枠アセンブリ２と接合している。

金属製のカップ３８は、ワイヤ受入手段２２を受入れ且
つ取囲むような空洞部４０及び開口４２を有する。空洞
部４０を取囲む環状の座部４４は複数本の柱状部４６を
有する。各柱状部４６はその上にコイル・アセンブリ４
８を装着させているが、その１つしか示していない。コ
イル・アセンブリ４８はボビン５０を有し、その廻りに
コイル５２が巻かれていて、柱状部４６を受入れるよう
な空所５４を設けている。ボビン５０はまたコイル５２
の端部を半田付けさせたピン５６を有する。ピン５６は
、環状の座４４中の孔５８を貫通して信号手段６ｏに接
続されている。

ボビン５０は、磁束板６４、レジデュアル即ち付加部材
６６、単一片アーマチュア６８及びカップ部材７８の位
置を方向づけるための位置決めピン６２を含む。第９図
には、金属性カップ３８の柱状部４６にコイル・アセン
ブリ４８を正確に整列させるのに使用される治具１００
を示す。個々のコイル・アセンブリ４８は、位置決めピ
ン６２が孔１０４に談合するよう装着用柱状部１０２に
装着される。全てのコイル・アセンブリ４８が治具１０
０に装着されるとき、金属製カップ３８の柱状部４６は
ボビン５０の空洞部５４と整列され、互いに押しつけら
れる。治具１００はそこで除去され、個々のコイル・ア
センブリ４８が金属性カップ３８中に正確に装着される
。ポツティング（ｐｏｔｔｉｎｇ）化合物がアセンブリ
４８を所定の場所に保持するのに適用される。

可撓性の板としても知られている磁束板６４は、金属性
のカップ３８に面を接し、移動する柱状部７０を受入れ
るための開口６５を有する。磁束板６４の孔６７はコイ
ル・アセンブリ４８の位置決めピン６２を受入れるため
のものである。磁束板６４はｒＨｉｐｅｒｃｏ　（ハイ
パーコ）５０Ａ　（商品名）」のような高透率の磁性材
料から構成される。単一片アーマチュア６８から電気的
に分離している磁束板６４は、ｒＤｕｐｏｎｔ　Ｎｏｍ
ｅｘ　（商品名、デュポン・ノーメックス）アラミツド
紙型番４１０」のような絶縁材料で構成されている。付
加物６６は。

磁束板６４の開口６５及び孔６７と整列する開口６９及
び孔７１を有する。

単一片アーマチュア６８の「旧ｐｅｒｃｏ　（ハイパー
コ）５０Ｂ　（商品名）」で構成されるムービング・コ
ア７０は、磁束板６４の開口６５及び付加物６６の開口
６９の内側に位置し、コイル・アセンブリ４８の空洞５
４の中に嵌合して、ムービング・コア７０と柱状部４６
との間にギャップを画成する。外層部７４及びゴム７６
より成るダンパ７２には、フィンガ７３が設けられ、該
フィンガ７３は単一片アーマチュア６８のアーム７５と
整列されてワイヤーアセンブリ２４の復帰によって生じ
る反発エネルギを吸収する。別の実施例では、ダンパ７
２は、Ｕｎｉｒｏｙａｌ　（ユニロイヤル社）のＶｉｂ
ｒａｔｈａｎｅ　（ビブラタン）８２１（商品名）、１
００部と、これもＵｎｉｒｏｙａｌから市販されている
薬剤Ａ９３１　（商品名）、１２．７部とから成る単一
片のウレタンである。

ここで第３図及び第４図を参照すると、単一片のアーマ
チュア６８の周辺部２００は多角形であるが１円形その
他の形状であっても良い。周辺部２００のアームの基部
２０２のところに固着されるのは、放射状のアーム２０
４である。放射状の各アーム２０４は剛性を与えるため
の１対のフランジ２０６を有する各放射状アーム２０４
はまたリベット止め（第４図又は第１０図）又は溶接（
第６図）によって固着されたムービング・コア７０を設
けている。アーマチュア６８が休止位置にあるとき、放
射状アーム２０４を偏倚するようアーム基部２０２に沿
って、好適な実施例で約３度という僅かな曲げ２０８が
作られる。そしてその曲げ２０８は、アーマチュア６８
が付勢されたときはワイヤ・アセンブリ２４により移動
される方向と反対向きである。偏倚作用は、周辺部２０
０の曲げ２０８とキャップ７８により生じる係止作用（
第８図）との組合せた力によって与えられる。これは第
４図に分り易く示しである。第４図では１通常の状態の
下で、放射状アーム２０４が、周辺部２００の側面で形
成される面２１０と整列していない状態にある。単一片
アーマチュア６８には、コイル・アセンブリ４８（第１
図）の位置決めピン６２を受ける孔２１４が設けられる
。

第１図を参照するに、キャップ７８は、ばね８０及び係
止用リング８２の作用によって金属性のカップ３８に単
一片のアーマチュア６８、付加物６６及び磁束板６４の
周辺部２００を約８．２ｋｇ乃至１２．２ｋｇ　（１８
ボンド乃至２７ボンド）の力で係止する。ばね８０の個
別のフィンガ８４はキャップ７８の畝８６に嵌合する。

係止リング８２の端部８８は、ばね８０の上向きフィン
ガ９０に向かって押しつけられ、上記係止リング８２が
ヒートシンク１６の溝１７中に位置づけられるとき、印
刷ヘッド・アセンブリ全体がその場に保持される。

第８図はキャップ７８の裏側を示し、これがキャップ７
８が単一片アーマチュア６８に接合する。

キャップ７８はコイル・アセンブリ４８の位置決めピン
６２を受ける孔３００とダンパ７２を位置決めする台３
０２を有する。キャップ７８の係止アーム３０４は単一
片アーマ・チュア６８の係止用パッド２１２に接し、そ
れをカップ３８、コイル４８、磁束板６４及び付加物６
６より成るステータ・アセンブリに対して装荷する。キ
ャップ７８は、任意の耐摩耗性で非導電性の材料で構成
できる。好適な実施例ではキャップ７８はナイロンがら
構成される。

第６図は、部分的に組立てられた印刷ヘッドを表わして
おり、ここでその印刷ヘッドの動作を説明しよう。信号
手段６０によってピン５６に電圧が印加されると、コイ
ル５２に電流が流れる。コイル５２中の電流は、金属製
のカップ３８に集中する磁力ｍ５１をもつ磁界を生じる
。即ち、この磁界は、金属製のカップ３８の外側の端部
３９を通り、柱状部４６を上向きに抜け、ギャップ４７
を横切り、ムービング・コア７０、磁束板６４を経て金
属製カップ３８に戻る磁力線５１を生じる。

コイル５２に流れる電流で生じる磁界は、柱状部４６に
ムービング・コア７０を引きつける。ムービング・コア
７０の作用により、単一片アーマチュア６８の放射状ア
ーム２０４が順方向４００の方へ駆動される。放射状ア
ーム２０４が移動することにより駆動力がヘッド３２に
加えられ、該ヘッド３２がばね３４を偏倚して端部２８
をインクリボンに向かって駆動し、該リボンを紙等の記
録媒体に向かって駆動し、紙上にドツトを残す。

ピン５６に印加されていた電圧が除去されると。

コイル５２に電流が流れなくなり磁界を除去してムービ
ング・コア７０と固定された柱状部４６との間の引きつ
けも終る。４００の方向に与えられていた力がなくなる
と、圧縮された偏倚ばね３４及び単一片アーマチュア６
８中の曲げによる周辺部２００での捩れの両方の作用下
でその通常の休止位置に放射状アーム２０４が戻る。ダ
ンパ７２は剛性アーム２０４及び印刷ワイヤ・アセンブ
リ２４中に反発エネルギが残っていればそれを吸収する
。個々のコイルを選択的に付勢することによって、個々
の印刷ワイヤが選択され、文字を形成するような態様で
記録媒体上にドツトを位置づける。

第１０図は単一片アーマチュア６８及び磁束板６４の代
替実施例を示す。この代替実施例では、ムービング・コ
ア５００がヘッド５０２及び基部５０４から成る。ヘッ
ド５０２は切頭錐体好ましくは切頭円錐体の形をしてお
り、基部５０４はシリンダ状である。磁束板６４中の孔
５０６はヘッド・５０２の形の相補形になっている。こ
のヘッド５０２及び孔５０６の形状によりムービング・
コア５ｏ○に作用する磁気的な引きっけを増進し。

これによって印刷ヘッドの性能を改良する。

Ｆ３発明の効果 本発明によれば、アーマチュアを電磁石に引きつけるこ
とによってワイヤを付勢し印刷する、云わゆるクラッパ
−型のドツト・マトリックス・プリンタ用印刷ヘッドに
於て、シート状の可撓性で薄いシート状の金属で構成さ
れ、可撓性のある周辺部での捩れ作用とキャップの固定
係止作用とで後向きの偏倚力を与える曲げを有し、剛性
を与えるためのフランジ部をも含み単一片のアーマチュ
アと、コイル・アセンブリの中に延び出す保持力の低い
磁性材料ででき、ステータ柱状部の方へ引きつけられる
柱状部であって上記アーマチュアに固着されたものとを
含んでいるので、目的とする高速動作と製造のし昌さと
を同時に達成できる効果がある。

また特許請求の範囲第（２）項に示す実施態様は、第１
０図に示すような円錐切頭体の柱状部（アーマチュアに
固着）が切頭錐体をし、磁束板もその相補形状をしてい
るので、一層磁気特性が向上し、高速動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の印刷ヘッドの展開図である。 第２図は、本発明の印刷ヘッドの斜視図である。 第３図は、単一片アーマチュアの斜視図である。 第４図は、第３図の線Ａ−Ａに沿う単一片アーマチュア
の断面図である。 第５図は、印刷ワイヤ・ガイドを展開したノーズの下側
を示す、斜視図である。 第６図は、第２図の印刷ヘッドを部分的に展開した拡大
側断面図である。 第７図は、印刷ワイヤの衝撃ヘッドを示す側面図である
。 第８図は、第１図に示す端部キャップの裏側を示す拡大
斜視図である。 第９図は、金属製カップに複数個のコイルを正確に整列
させるのに使用される製造用治具を示す拡大斜視図であ
る。 第１０図は、磁束板とムービング・コアとの間の磁気ギ
ャップが切頭錐体の側面形状である本発明の第２実施例
の拡大側断面図である。 ２・・・・枠アセンブリ、４・・・・ノーズ、６・・装
着用ブラケット、８・・・・リボン・ガイド、１４・・
・・ワイヤ・ガイド、２４・・・・印刷ワイヤ・アセン
ブリ、２６・・・・ワイヤ・ロッド、２８・・・・一端
、３０・・・・他端、３２・・・・衝撃ヘッド、３４・
・・・偏倚ばね、３６・・・・ばね座、３８・・・・カ
ップ、４４・・・・環状の座、４６・・・・ステータ柱
状部、４８・・・・コイル・アセンブリ、６４・・・・
磁束板、６６・・・・付加部材（レジデュアル）、６８
・・・・単一片アーマチュア、７０・・・・ムービング
・コア、７８・・・・キャップ、２０２（第３図）・・
・・放射状アーム、２０６・・・・フランジ、２０８・
・・・曲げ、２１０・・・・周辺部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端がリボンを記録媒体に向かわせるよう駆動させられ
   、他端が衝撃ヘッドを含む印刷ワイヤと、印刷ヘッドの
   枠体中のばね座と上記衝撃ヘッドとの間に圧縮されるば
   ねとを含む印刷ワイヤ・アセンブリと、 複数本のステータ柱状部を有するカップと、各ステータ
   柱状部を夫々取囲む複数個のコイル・アセンブリと、上
   記カップ及び上記コイル・アセンブリに装着された磁束
   板と、該磁束板に装着された付加部材と、上記各コイル
   ・アセンブリを選択的に付勢するため上記コイル・アセ
   ンブリに接続された信号手段とを含むステータ・アセン
   ブリと、可撓性のある周辺部で互いに連結され、そこか
   ら内方に放射状に延びて上記印刷ワイヤ・アセンブリを
   前方に駆動するのに使用される複数個の放射状アームを
   有し可撓性で薄いシート状の金属で構成された単一片の
   アーマチュアであって、上記各放射状アームに剛性を与
   えるため内方に延びる１対のフランジ部を設けるととも
   に、上記放射状アームの基部には後方ストッパに向かう
   後向きの偏倚力を与えるための僅かな曲げを、上記可撓
   性のある周辺部での捩れ作用とキャップの固定係止作用
   とで与えている上記単一片のアーマチュアと、上記単一
   片のアーマチュアの上記放射状アームの各々に固着され
   、上記コイル・アセンブリ中の空所の中へ延び出すよう
   配設され、透磁性が高く、磁気飽和レベルも高く、且つ
   保持力の低い磁性材料でできた複数個の柱状部と、 上記各コイル・アセンブリを選択的に付勢及び滅勢する
   電子的手段であって、上記各コイル・アセンブリが、付
   勢時に各剛性アームをこれに対応する上記印刷ワイヤの
   上記衝撃ヘッドに向かって駆動し、滅勢時に上記後方ス
   トッパに対する休止位置に上記剛性アームを復帰させる
   構成の上記電子的手段とを具備するドット・マトリック
   ス・プリンタ用印刷ヘッド。 （２）上記アーマチュアに固着される磁性材料の柱状部
   の各々は、切頭錐体の側面の形状をした頂部を有し、上
   記磁束板は、上記磁性材料の柱状部の頂部の形状に対す
   る相補形状の開口を有していることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の印刷ヘッド。