JPS6328030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年、点の配列によつて文字を表現するプリン
タ、即ちドツトマトリツクス型のプリンタが広く
使われるようになつてきた。特に機械的に針の先
端をインクリボンを介して印字用紙に打ち付けて
ドツトを印字するドツトインパクト型のプリンタ
はコピーが同時に印字できるので事務用プリンタ
として広く使用されるようになつた。

また、最近ではドツトマトリツクス型のライン
プリンタが出現し広く普及しようとしている。ド
ツトマトリツクス型のラインプリンタでは一文字
あるいは数文字毎にドツトを印字する複数のハン
マを有し、そのハンマを受持文字幅分だけ横に揺
動させ、同時に印字紙を縦方向に移動させながら
所定の位置で上記ハンマを作動させてドツトマト
リツクス形で文字を形成するものである。

第１図は上述のような手順で文字を形成する過
程を説明するための図である。当初印字ハンマは
１の位置にあり横方向にＺに向けて移動する。そ
の間は印字紙は停止している。印字ハンマがＺに
到達すると印字紙が１ピツチ分だけ上方に移動
し、印字ハンマは３の位置に位置するようにな
る。次に印字ハンマは左方に移動し４に到る。そ
こで又印字紙が１ピツチ分だけ上方に移動し、印
字ハンマが５の位置に位置するようになる。この
ような動作を繰返して印字ハンマは５→６→７→
８→…→１４へと移動する。その間において印字
ハンマが印字すべき所定の位置ａ，ｂ，ｃ…ｚ，
…a′，b′に到達した瞬間に印字ハンマを作動させ
て点を印字することにより、所望の文字を形成す
ることができる。第１図のように縦方向に７列の
ドツトで文字を形成する場合には印字ハンマが
3.5往復する間に文字が形成される。

また印字ハンマは横方向に多数配置されていて
それらの印字ハンマは一体となつてハンマバンク
を形成しており、このハンマバンクが左右に揺動
する。このハンマバンクが3.5往復する間に一行
の印字が完了する。

本発明は上述したドツトマトリツクス型ライン
プリンタにおいて、ラインプリンタを構成する一
部を示す第２図にあるように、印字ハンマとして
ピン１５を有し、一端を固定板１９で固定された
片持ち板ばね１６と、さらに片持ち板ばね１６を
吸引する永久磁石１７とヨーク１８により構成さ
れた印字ヘツドを複数個等間隔にハンマバンク上
に配置し、ドツトマトリツクスの形で各板ばね前
方にあるインクリボン２３、用紙２１、プラテン
２０を打撃して文字を形成するスプリングチヤー
ジ式ドツトラインプリンタと称するプリンタの印
字ヘツドに関するものである。

一般にスプリングチヤージ式プリンタの印字ヘ
ツド部分は板ばね１６の一端が固定され他端が自
由の、いわゆる片持ち深の構造であり、この自由
端に間隔を介しヨーク１８と永久磁石１７が配置
され、板ばね１６を磁路とする磁気回路を構成し
ている。そのため板ばね１６の先端はヨーク１８
前面に吸引され、板ばね１６は歪められた状態と
なる。そこで印字するときは、前記ヨーク１８に
巻かれたコイル２２に電流を流し永久磁石１７の
磁束を打ち消すことにより、ヨーク１８面に吸引
されていた板ばね１６の先端はヨーク１８面を離
脱し板ばね１６の持つている歪エネルギで運動を
行なう。この運動によつて板ばね１６の先端に取
付けられたピン１５はプラテン２０上にあるイン
クリボン２３、用紙２１を打撃し印字するもので
ある。したがつてこのようなスプリングチヤージ
式ドツトプリンタでは印字状態は板ばね１６の歪
みエネルギによつて左右されるが、その歪エネル
ギは、また板ばね１６のばね定数により定まるた
め、板ばね１６のばね定数を算出しかつ板ばね１
６を吸引できるように永久磁石１７、ヨーク１８
から構成される磁気回路の設計を行なうのであ
る。しかし一方ドツトプリンタでは高速性が要求
される。すなわち、高速性を実現するには板ばね
１６のヨーク１８への吸引、離脱、プラテン２０
への打撃のサイクルを速めることであり、これに
は板ばね１６の固有振動数を高くすることが要求
される。板ばね１６の固有振動数は板ばね１６の
ばね定数の平方根に比例する。したがつて、高速
性にするにはばね定数を大きくすれが良いと考え
られるが、そのためには板ばね１６を吸引する磁
石部分、すなわち永久磁石１７、ヨーク１８が大
型になり、しかも永久磁石１７から板ばね１６を
解放するための電流も大きくなるという欠点があ
つた。したがつて板ばねの吸引を効率良く行なう
磁気回路の設計が課題となり従来から各種の方式
のラインプリンタ印字ヘツドが提出されている。

従来の方式の一つとして、第３図に示すものが
ある。これは永久磁石１７上に、コイル２２を巻
いたヨーク１８があり、ヨーク１８の先端に板ば
ね１６の一端があり、また板ばね１６の他端は永
久磁石１７をのせるベース２４に固定されてお
り、永久磁石１７から出た磁束の流れが１つのル
ープになつている。この種の印字ヘツドは、１ポ
ール型と呼ばれている。この方式は部品数が少な
くコストを安くできるが、反面、ヨーク１８に対
し板ばね１６の板厚が薄いため、永久磁石１７よ
りヨーク１８に流れる磁束が板ばね１６で十分な
磁路を得られず板ばね１６が磁気的に飽和する。
したがつて板ばね１６に流れるだけの磁束で吸引
されるため吸引力は小さく、そのため吸引される
板ばね１６のばね定数を大きくできないし、また
その逆に磁気飽和を生じないよう板ばね１６の厚
さを大きくすると、板ばね１６の固有振動数が下
がつてしまうという欠点があつた。

それに対し、吸引力を大きくできる従来の方式
の一つとして第４図に示すものがある。これは永
久磁石１７を、コイル２２を巻いた２つのヨーク
１８ではさみ、この２つのヨーク１８の先端に板
ばね１６をおき、板ばね１６の他端に永久磁石１
７、ヨーク１８を支えるベース２４に固定したも
のである。この種のものは２ポール型と呼ばれて
いる。この方式は磁束の流れが永久磁石１７、ヨ
ーク１８、板ばね１６の先端、ヨーク１８という
ループになり、板ばね１６の先端だけが厚けれ
ば、板ばね１６に流せる磁束を大きくできるし、
さらに２つの吸引部分があり吸引力を大きくする
ことができる。またこの２ポール型では２つのヨ
ーク１８の間隔２５が大きい程磁束の漏れが少な
く吸引力は大きくなるという特徴もある。しか
し、高速性、すなわち板ばね１６の固有振動数を
上げるという動的な面からは板ばね１６の先端の
質量が大きく、１ポール型に比べ２つのヨーク１
８の間隔25分の板ばね１６の先端の重さ分だけ質
量が大きくなり、かえつて固有振動数が低下し、
高速化できないという問題があつた。すなわち、
従来の１ポール型や２ポール型のような印字ヘツ
ドでは十分に大きな磁路を持つように板ばねを厚
くしても、質量が大きくなり、板ばねの固有振動
数を大きくできないというのが現状であつた。

本発明は板ばねの実質的な磁路の拡大をはかる
ことによつて磁石の持つ吸引エネルギを効率よく
板ばねの吸引に利用し、板ばねのばね定数を増大
し板ばねの固有振動数を大きくし高速性のスプリ
ングチヤージ式ドツトラインプリンタを提供する
ものである。

本発明によれば、永久磁石とヨークとから構成
される吸引機構により、片持ち板ばね先端をヨー
ク面に吸引し、前記板ばねに生ずる歪みエネルギ
を印字エネルギ源とするスプリングチヤージ式印
字ハンマを複数個並列に配置したドツト式ライン
プリンタにおいて、互いに隣り合う前記板ばねの
間の空間に、前記板ばねの固定端から板ばねに平
行に磁性体でできた複数個の側方ヨークを設け、
前記永久磁石、前記ヨーク、前記板ばねの先端部
および前記側方ヨークとで閉磁路を構成したこと
を特徴とするドツト式ラインプリンタが得られ
る。

以下本発明について実施例を示す図面を参照し
て説明する。

第５図は本発明の一実施例で、永久磁石１７上
面にはライン状に並べられたヨーク１８をおき、
また各ヨーク１８には永久磁石１７から流れる磁
束を打ち消すためのコイル２２が巻かれている。
その各ヨーク１８の先端には印字するためのピン
１５を有する板ばね１６がある。本発明では各板
ばね１６の左右に、わずかの空隙をあけて板ばね
１６と平行にかつ板ばね１６に対し交互にくし状
になつた側方ヨーク２６を挿入する。更に側方ヨ
ーク２６の根元は板ばね１６の根元をベース２４
との間ではさみ固定している。

このように構成された磁気回路では、永久磁石
１７から発した磁束は磁石１７上面のヨーク１８
を通りヨーク１８先端の板ばね１６の先端に到達
する。その後、板ばね１６の先端では板ばね先端
附近の拡大図第６図に示すように、ヨーク１８か
らの磁束の流れ２７は板ばね１６中を流れるもの
とは別に板ばね１６の両面側にも流れようとす
る。更に板ばね１６の両側面に流れた磁束はわず
かの空隙を介した側方ヨーク２６の側面に入り側
方ヨーク２６下方よりベース２４を経て永久磁石
１７に到達するループとなる。このとき板ばね１
６の先端部で磁束を通す磁路はヨーク１８の先端
に対する板ばね１６の吸引面から板ばね１６の両
側面を通るため、板ばね１６の吸引部分の厚さは
板ばねの幅の半分で良く、前記した従来の１ポー
ル型及び２ポール型の板ばねにみられたように、
磁束を通すために板ばね１６の吸引部の厚さをヨ
ーク１８先端の面積と同じになるように厚くする
必要もなく、しかも同じ吸引力が得られる。すな
わち同じばね定数にでき、かつ板ばね１６の先端
の質量を小さくすることができて実質的に板ばね
の固有振動数が大きくなり高速性でかつエネルギ
効率の良にプリンタとなる。

またこの方式では第７図に示すように板ばね１
６の全長を同一の厚さにすることもできるため、
板ばねに関しては従来の１ポール型や２ポール型
よりも製造的に容易である。したがつて側方ヨー
ク２６を加えても全コストは２ポール型とほぼ同
じでしかも高速性の印字ヘツドとなる。

また更にこの方式では吸引力と板ばね・ヨーク
間隙の関係は第８図に示すように、前記した従来
の２ポール型の特性２８に比べ間隙の大きい場合
には吸引力が大きい特性２９となり、板ばね・ヨ
ーク間隙の大きいとき、すなわち長ストロークの
ときでも使用できる効果もある。

尚、第５図では側方ヨーク２６と板ばね１６と
別個のものとして構成しているが、板ばね１６の
固定端と側方ヨーク２６の根元を一体化して１個
の要素としても差支えない。すなわち、板ばねと
して用いるのに必要な厚みの板をくし歯状に放電
加工等で加工し、くし歯１個おきに印字用ピンを
取付け板ばねとする。また板ばねにはさまれた部
分を側方ヨークとする。実際には通常板ばねは弾
性変形した状態でヨークに吸着されている。また
板ばねと同一板から形成される側方ヨークもこの
板ばねの弾性変形に応じて、その側面が板ばねの
側面となるべく広い面積で重なるように変形され
ている。一方、印字の時点では板ばねはその側面
部分が側方ヨークとは十分重ならなくなるが、プ
ラテンからの反発力や板ばねの弾性力が大きいの
で、板ばねと側方ヨークとの厚み方向のずれはあ
まり影響がない。この構成はとくに製造が容易で
あり、コスト低減が可能な点で特徴がある。

以上本発明によると、高速でかつ長ストローク
でも印字できる効率の良いスプリングチヤージ式
ドツトラインプリンタが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドツトマトリツクス型ラインプリンタ
の印字方式を説明する図、第２図は従来のスプリ
ングチヤージ式ラインプリンタを示す部分斜視
図、第３図及び第４図は従来のスプリングチヤー
ジ式ラインプリンタの印字ヘツド部を示す斜視
図、第５図は本発明の一実施例である印字ヘツド
によるラインプリンタを示す部分斜視図、第６図
及び第７図は本発明における印字ヘツド部を示す
部分拡大図、第８図は従来の印字ヘツドと本発明
の印字ヘツドの板ばね・ヨーク間の距離と吸引力
の関係を示す図である。 １〜１４……ラインプリンタの印字ハンマ移動
順序、ａ〜b′……ラインプリンタの印字ハンマ作
動部分、１５……印字用ピン、１６……板ばね、
１７……永久磁石、１８……ヨーク、１９……板
ばね固定板、２０……プラテン、２１……用紙、
２２……コイル、２３……インクリボン、２４…
…ベース、２５……ヨーク間距離、２６……側方
ヨーク、２７……磁束の流れ、２８……従来の印
字ヘツドの板ばね・ヨーク間の距離と吸引力の関
係を示すグラフ、２９……本発明の印字ヘツドの
同様の関係を示すグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 永久磁石とヨークとから構成される吸引機構
   により、片持ち板ばね先端をヨーク面に吸引し、
   前記板ばねに生ずる歪みエネルギを印字エネルギ
   源とするスプリングチヤージ式印字ハンマを複数
   個直線状に配置したドツト式ラインプリンタにお
   いて、互いに隣り合う前記板ばねの間に、前記板
   ばねと同一の板から形成され固定端を共通にした
   側方ヨークを設け、少なくとも板ばねがヨーク面
   に吸引されている状態で側方ヨークと板ばねの厚
   み方向が最も多く重なるように側方ヨークを配置
   し、前記永久磁石と前記ヨーク、前記板ばねの先
   端部および該側方ヨークとで閉磁路を構成したこ
   とを特徴とするドツト式ラインプリンタ。