DE69023137T2

DE69023137T2 - Nadelpunktdruckkopf.

Info

Publication number: DE69023137T2
Application number: DE69023137T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Oki Electric In Andoo; Mitsuru Oki Electric Kishimito; Noboru Oki Electric Ind Ooishi; Yoichi Oki Electric In Umezawa
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-26
Also published as: EP0480032B1; US5290113A; WO1991000182A1; EP0480032A4; DE69023137D1; EP0480032A1

Description

Industrielles Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nadeldruckkopffür einen Anschlagdrucker, insbesondere einen Nadeldruckkopf zum Drucken durch Antreiben der Drucknadel, die an der Spitze eines Ankers des Anschlagdruckers befestigt ist.

Technologischer Hintergrund

Ein Anschlagdrucker führt das Drucken auf einem Druckmedium durch Antreiben einer Drucknadel, indem über ein Farbband Schläge auf das Druckmedium gegeben werden, und mit dieser Kraft durch. Da die Druckmedien sowohl leicht erhältlich als auch vergleichsweise billig sind, wird dieser Anschlagdrucker weithin für verschiedene Arten von Ausgabeeinrichtungen verwendet, wie die von Datenverarbeitungssystemen.
Der oben beschriebene Anschlagdrucker wird in einen Nadeldruckkopf-Typ, einen Tauchanker-Typ, einen Federbelastungs-Typ und einen Klapper-Typ klassifiziert.
Unter diesen Typen ist der Federbelastungs-Typ so aufgebaut, daß der Anker, der die Drucknadel festhält, gelagert ist, um sich mittels einer Vorspannungs-Blattfeder frei hin- und herzubewegen, daß der Anker durch einen Permanentmagneten gegen eine Federkraft der oben beschriebenen Vorspannungs-Blattfeder im voraus an einen Kern angezogen wird und daß beim Drucken eine um den Kern gewickelte Spule erregt wird, um einen Magnetfluß in einer entgegengesetzten Richtung zu der des Permanentmagneten zu erzeugen, wodurch der Anker freigegeben wird. Neuerdings hat man verlangt, bei einem Nadeldruckkopf mit diesem Aufbau eine Beschleunigung des Druckens zu erzielen. Um diesem Verlangen nachzukommen, hat man weithin so einen Nadeldruckkopf vom Federbelastungs- Typ verwendet, der eine Hochgeschwindigkeits-Ansprechempfindlichkeit aufweist.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Nadeldruckkopf vom Federbelastungs-Typ zeigt.
In dieser Zeichnung sind zwischen einem Führungsrahmen 1 und einer Kappe 2 eine Basis 31 ein Ring 41 ein Permanentmagnet 5, ein Magnetjoch 6, ein Abstandshalter 7, eine Blattfeder 8 und ein Anker 9 in dieser Reihenfolge mittels einer Klemmfeder 10 aufgestapelt.
An dem federnden Teil der Blattfeder 8 ist ein Anker 11 angeordnet, und auf der Spitze des Ankers 11 ist die Basis einer Federnadel 12 befestigt. Die Spitze der Drucknadel 12 wird durch eine Nadelführung 13 geführt, so daß sie in Richtung auf eine Schreibwalze vorstoßbar ist.
In der Mitte der Basis 3 ist ein Kern 14 angeordnet, um den herum eine Spule 15 gewickelt ist. Diese Spule 15 ist über einen Spulenträger 16 an einer Leiterplatte 17 befestigt. Die Spule 15 ist über einen Spulenanschluß 18 elektrisch mit der Leiterplatte 17 verbunden. Zwischen der Leiterplatte 17 und der Basis 3 ist eine Isolierplatte eingefügt.
Ferner bezeichnet ein Bezugszeichen 20 einen in der Nadelführung 13 angeordneten Nadelfilz, durch den die Drucknadel 12 hindurchgeht.
In dem oben beschriebenen Aufbau wird ein magnetischer Kreis gebildet, durch den der vom Permanentmagneten 5 erzeugte Magnetfluß zum Permanentmagneten 5 zurückkehrt, nachdem er durch das Magnetjoch 6, den Abstandshalter 7, das Ankerjoch 9, den Anker 11, den Kern 14, die Basis 3 und den Ring 4 hindurchgegangen ist. Mittels dieses magnetischen Kreises wird der Anker 11 an den Kern angezogen und verschoben. Diese Verschiebung des Ankers 11 speichert in der Blattfeder 8 Verformungsenergie, so daß die Blattfeder 8 in einen vorgespannten Zustand versetzt wird.
Wird in diesem vorgespannten Zustand durch Erregen der Spule 15 ein Magnetfluß erzeugt, der eine den magnetischen Kreisen entgegengesetzte Richtung aufweist, so heben der vom Permanentmagneten 5 erzeugte Magnetfluß und der von der Spule 15 erzeugte Magnetfluß einander auf. Als Folge wird die Kraft zum Anziehen des Ankers 11 verkleinert.
Da die in der Blattfeder 8 gespeicherte Verformungsenergie freigegeben wird und die Blattfeder 8 in eine Ausgangsposition zurückkommt, stößt dementsprechend die an der Spitze des Ankers 11 befestigte Drucknadel 12 durch die Nadelführung 13 hindurch vor, um ein Farbband und ein Druckmedium (beide nicht gezeigt) gegen eine Schreibwalze zu drücken. Als Folge können Zeichen und Grafikmuster ausgedruckt werden.
Bei dem Nadeldruckkopf mit dem oben beschriebenen Aufbau geht jedoch der Magnetfluß-Verlust des Elektromagneten, der benutzt wird, um den von dem Permanentmagneten erzeugten Magnetfluß aufzuheben, sowohl durch den angrenzenden Anker als auch den Kern hindurch. Dementsprechend verursacht die magnetische Störung eine Änderung des Magnetflusses des Kerns.
Je mehr die Zahl der Drucknadeln zunimmt, die mit dem gleichen Timing drucken, desto stärker wächst ferner die Änderung des Magnetflusses, die durch die oben beschriebene magnetische Störung verursacht wird. Beim Freigeben des Ankers, um diese große Magnetflußänderung zu erhalten, wird im Vergleich mit einem unabhängigen Betrieb der jeweiligen Drucknadel ein größerer Erregerstrom benötigt. Dementsprechend nimmt der Wärmewert des Druckkopfs zu, einhergehend mit einer Zunahme des Stromverbrauchs.
Ferner besteht zwar einhergehend mit der Miniaturisierung des Druckers die Tendenz, den Druckkopf zu miniaturisieren, die Realisierung der flexiblen Konstruktion ist aber nun in einer schwierigen Lage, da der Spulenplatz beschränkt ist und die Windungen und Durchmesser der Spulenwicklung begrenzt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme durch Minimieren der magnetischen Störung und Verringern des Stromverbrauchs und des Wärmewertes zu lösen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Nadeldruckkopf unter Miniaturisierung seiner Größe zu schaffen und seine Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern.

Offenbarung der Erfindung

Ein Nadeldruckkopf der vorliegenden Erfindung ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Da abwechselnd entweder der vordere Kern oder der hintere Kern mit der Spule umwickelt ist, kann die Induktivität der Spule verbessert werden.
Da der Permanentmagnet zwischen dem Kern und der Basisplatte angeordnet ist, kann ferner die Querschnittsfläche wesentlich verkleinert werden, so daß eine Kostensenkung erreicht werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Nadeldruckkopf zeigt;
Fig. 2 ist eine Teildraufsicht, die einen Nadeldruckkopf der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht von A-A in Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht von B-B in Fig. 2;
Fig. 5 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Teildraufsicht, die einen Nadeldruckkopf der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Teildraufsicht, die einen Nadeldruckkopf der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine Teildraufsicht, die die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist eine Teildraufsicht, die einen Nadeldruckkopf der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht von B-B in Fig. 11;
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht von C-C in Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und Fig. 15 ist eine Explosions- Perspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beste Art und Weise zur Benutzung der Erfindung

(Erste Ausführungsform)

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Nadeldruckkopf von A-A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und außerdem eine Querschnittsansicht in Fig. 2. Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht von B-B in Fig. 2. Fig. 2 ist eine Teildraufsicht, die einen Nadeldruckkopf der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 5 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Nadeldruckkopf der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den Zeichnungen bezeichnet ein Bezugszeichen 31 einen Anker zum Festhalten einer Drucknadel 33 auf seiner Spitze, ein Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Blattfeder zum Festhalten des Ankers 31 auf ihrer freien Spitze durch Laserschweißung usw.; und ein Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Permanentmagneten zum Anziehen des Ankers. Der Permanentmagnet 34 ist an der Seite eines vorderen Kerns 35 angeordnet.
Der Kern wird von einem Paar von Kernen mit dem vorderen Kern 35 und dem hinteren Kern 36 gebildet, wobei alle diese Paare in einer Kreisform angeordnet sind. Die gepaarten Kerne mit dem vorderen Kern 35 und dem hinteren Kern 36 sind entsprechend dem Anker 31 in der Mitte und am Umfang des Druckkopfs angeordnet.
Ein Bezugszeichen 37 bezeichnet einen Ring zur Bildung einer feststehenden Spitze der Blattfeder 32; ein Bezugszeichen 38 bezeichnet ein Magnetjoch, das zwischen dem vorderen Kern 35 und dem Permanentmagneten 34 angeordnet ist.
Ferner bezeichnet ein Bezugszeichen 39 eine Spule, die Um den vorderen Kern 35 gewickelt ist; und außerdem bezeichnet ein Bezugszeichen 40 eine Spule, die um den hinteren Kern 36 gewickelt ist. Wie in Fig. 2 und 5 gezeigt, sind die Spulen 39 und 40 abwechselnd um den vorderen Kern 35 oder den hinteren Kern 36 gewickelt.
41 bezeichnet eine Nadelführung; 42 eine Metallrestschicht, die zwischen dem Kern 36 und der Blattfeder 32 eingefügt ist, um sowohl die Kernoberfläche zu schützen als auch der Blattfeder 32 eine Anfangsversetzung zu geben; 43 einen Führungsrahmen, der die Nadelführung 42 am richtigen Platz hält; 44 eine Basisplatte, auf der die Kerne 35 und 36 und der Permanentmagnet 34 befestigt sind. Der Führungsrahmen 43 und die Basisplatte 44 sind mit den Schrauben 45 und 46 an dem Ring 37 befestigt, mit der Blattfeder 32 dazwischen.
Der Betrieb des Nadeldruckkopfs mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nachstehend erläutert.
Während nicht gedruckt wird, wird kein elektrischer Strom an die Spulen 39 bis 40 angelegt. Der vom Permanentmagneten 34 erzeugte Magnetfluß bildet einen Magnetfluß-Kreis, der durch das Magnetjoch 38, den vorderen Kern 35, den Anker 31, den hinteren Kern 36 und die Basisplatte 44 hindurchgeht. Dieser Magnetfluß-Kreis zieht den Anker 31 gegen die Kraft der Blattfeder 32 an die Kerne 35 und 36 an und setzt die Blattfeder 32 unter Vorspannung, um die Verformungsenergie zu speichern.
Es sei nun das Drucken durch selektives Antreiben der wahlweisen Drucknadel 33 angenommen. Unter den vorderen Kernen 35, die mit der Spule 39 umwickelt sind, wie in Fig. 4 gezeigt, und den hinteren Kernen 36, die mit der Spule 40 umwickelt sind, wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein Kern ausgewählt, der der angetriebenen Drucknadel 33 entspricht. Ferner wird durch Anlegen von elektrischem Strom an die Spule 39 oder 40, die um den oben beschriebenen ausgewählten hinteren Kern 36 gewickelt ist, ein Magnetfluß-Kreis in einer dem vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfluß-Kreis entgegengesetzten Richtung gebildet.
Auf diese Weise liefert das abwechselnde Wickeln der Spulen 39 und 40 um die gepaarten Kerne, die durch die benachbarten Kerne 35 und 36 gebildet werden, einen verdoppelten Einbauplatz für die Spulen 39 und 40 verglichen mit dem bei dem herkömmlichen Nadeldruckkopf, was zur Folge hat, daß die Induktivität vergrößert wird, der elektrische Strom zum Antreiben der Spulen 39 und 40 verkleinert wird und der elektrische Stromverbrauch verkleinert werden kann.
Da die benachbarten Spulen 39 und 40 getrennt voneinander angeordnet sind, wird ferner die magnetische Störung verkleinert, die während der Erregung erzeugt wird.
Da der Nadeldruckkopf der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so aufgebaut ist, daß ein Paar von Kernen, das durch den vorderen Kern 35 und den hinteren Kern 36 gebildet wird und das angeordnet ist, jedem Anker zu entsprechen, mehrfach in einer Kreisform angeordnet ist, daß zwischen entweder dem oben beschrieben vorderen Kern 35 oder dem hinteren Kern 36 und der Basisplatte 44 der Permanentmagnet angeordnet ist, und daß entweder der oben beschriebene vordere Kern 35 oder der hintere Kern 36 abwechselnd mit der Spule 39 oder 40 umwickelt ist, kann auf diese Weise die Induktivität der Spule vergrößert werden. Dementsprechend können sowohl ein niedriger elektrischer Strom als auch eine niedrige elektrische Leistungsaufnahme realisiert werden.
Da bei diesem Nadeldruckkopf der Permanentmagnet 34 zwischen dem Kern 35 oder 36 und der Basisplatte 44 angeordnet ist, wird ferner die Querschnittsfläche bedeutend klein, so daß die Kosten verringert werden.
Da der Permanentmagnet 34 dem Arbeitsspalt benachbart angeordnet ist, kann ferner der Magnetfluß-Verlust minimiert werden, so daß der wirksame Magnetfluß wirksam ausgenutzt werden kann. Da jede der benachbarten Spulen 39 und 40 getrennt von der anderen angeordnet ist, kann ferner die durch den Elektromagneten verursachte magnetische Störung verringert werden.

(Zweite und dritte Ausführungsform)

Fig. 6 ist eine Expiosions-Draufsicht, die die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 8 ist eine Explosions-Perspektivansicht, die einen wesentlichen Teil der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Übereinstimmung mit Fig. 6 und 8 ist ein Nadeldruckkopf so aufgebaut, daß die gepaarten Kerne, die durch den zentralen Kern, das heißt, den vorderen Kern 35, und den peripheren Kern, das heißt, den ersten hinteren Kern 36a oder den zweiten hinteren Kern 36b gebildet werden, die in einer zentripetalen Richtung angeordnet sind, in einer Kreisform angeordnet sind. Der zweite hintere Kern 36b und der erste hintere Kern 36a sind abwechselnd in einer Kreisform angeordnet, und die Querschnittsfläche S1 des zweiten hinteren Kerns 36b ist so eingestellt, daß sie kleiner als die Querschnittsfläche S2 des ersten hinteren Kerns 36a ist. Weiterhin ist der zweite hintere Kern 36b mit der Spule 40 für einen hinteren Kern umwickelt, während der erste hintere Kern 36a mit keiner Spule umwickelt ist. Ferner ist der mit dem zweiten hinteren Kern 36b gepaarte vordere Kern 35 mit keiner Spule umwickelt, während der mit dem ersten hinteren Kern 36a gepaarte vordere Kern 35 mit der Spule 39 für einen vorderen Kern umwickelt ist. Außer daß die Querschnittsfläche S1 des zweiten hinteren Kerns 36b kleiner einzustellen ist und außerdem der zweite hintere Kern 36b dünner einzustellen ist, sind auf diese Weise die übrigen Anordnungen die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform. Dementsprechend können die anderen Teile, wie ein Anker und eine Drucknadel, die in den Zeichnungen zur Erläuterung dieser Ausführungsform weggelassen sind, leicht unter Bezugnahme auf Fig. 3 - Fig. 5 verstanden werden.
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Wie in Fig. 8 gezeigt, wird die mit einer gestrichelten Linie dargestellte Blattfeder durch den vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß an den vorderen Kern 35 und den zweiten hinteren Kern 36b angezogen, während nicht gedruckt wird. Da die Querschnittsfläche S1 des zweiten hinteren Kerns 36b klein einzustellen ist, ist die Magnetfluß-lntensität, die durch den zweiten hinteren Kern 36b hindurchgeht, kleiner als die, die durch den ersten hinteren Kern 36a hindurchgeht. Dementsprechend wird die Kraft zum Anziehen der Blattfeder 32 an den vorderen Kern 35 und den zweiten hinteren Kern 36b kleiner als die Kraft zum Anziehen der Blattfeder 32 an den vorderen Kern 35 und den ersten hinteren Kern 36a. In diesem Zustand wird eine (nicht gezeigte) Drucknadel angetrieben.
An die Spule 40 für einen hinteren Kern oder die Spule 39 für einen vorderen Kern, die die gepaarten Kerne bilden, die einer gewünschten Antriebs-Drucknadel entsprechen, wird ein elektrischer Strom angelegt. Wird der elektrische Strom an die Spule 40 für einen hinteren Kern oder die Spule 39 für einen vorderen Kern angelegt, so geht ein Magnetfluß in einer entgegengesetzten Richtung zu dem vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß durch den zweiten hinteren Kern 36b oder den ersten hinteren Kern 36b, die Blattfeder 32, einen Anker (nicht gezeigt) und den vorderen Kern hindurch, um den vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß aufzuheben. Da der vom Permanentmagneten 34 erzeugte Magnetfluß, der durch den zweiten hinteren Kern 36a hindurchgeht, vergleichsweise klein ist, kann der Magnetfluß zu dessen Aufhebung klein gemacht werden. Dementsprechend kann der Stromwert des elektrischen Stroms verkleinert werden, der an die Spule 40 für einen hinteren Kern angelegt wird, die um den zweiten hinteren Kern 36b gewickelt ist. Alternativ kann die Stromdurchgangszeit für die Spule 40 für einen hinteren Kern kürzer gemacht werden. Was die Stromdurchgangszeit betrifft, so kann ferner durch Einstellen der Größe der Querschnittsfläche S1 des zweiten hinteren Kerns 36b, so daß die Stromdurchgangszeiten an der Spule 40 für einen hinteren Kern und an der Spule 39 für einen vorderen Kern, die notwendig sind, um sowohl die Blattfeder 32, die an die gepaarten Kerne angezogen wird, die durch den vorderen Kern 35 und den zweiten hinteren Kern 36b erhalten werden, als auch die Blattfeder 32 freizugeben, die an die gepaarten Kerne angezogen wird, die durch den vorderen Kern 35 und den ersten hinteren Kern 36a erhalten werden, einander gleich gemacht werden, die Drucksteuerung sehr vereinfacht werden.
Wird der vom Permanentmagneten 34 erzeugte Magnetfluß aufgehoben, so wird die Blattfeder 32 freigegeben und bewegt sich mit der gespeicherten Verformungsenergie nach oben, um die an den Ankern (nicht gezeigt) befestigte Drucknadel vorzustoßen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nachstehend die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche 53 des zentralen Kerns, das heißt, des zweiten vorderen Kerns 35b in den gepaarten Kernen, die durch Wickeln der Spule 40 für einen hinteren Kern um den peripheren Kern, das heißt, den hinteren Kern 36, erhalten werden, so eingestellt ist, daß sie kleiner als die Querschnittsfläche 54 des ersten vorderen Kerns 35a ist, der mit der vorderen Spule 39 umwickelt ist. Die anderen Anordnungen sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform. In dieser Ausfürrungsform wird ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform die Blattfeder durch den vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfluß sowohl an den zweiten vorderen Kern 35b als auch an den hinteren Kern 36 angezogen. Da die Querschnittsfläche 53 des zweiten vorderen Kerns 35b kleiner einzustellen ist, wird der vom Permanentmagneten erzeugte Magnetfluß ebenfalls klein. Bei einem Antrieb der Drucknadel kann dementsprechend, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben, der Magnetfluß zum Aufheben des vom Permanentmagneten erzeugten Magnetflusses ebenfalls minimiert werden. Als Folge kann der Stromwert des elektrischen Stroms verkleinert werden, der an die Spule 40 für einen hinteren Kern angelegt wird, die um den hinteren Kern 36 gewickelt ist. Alternativ kann die Stromdurchgangszeit für die Spule 40 für einen hinteren Kern kürzer gemacht werden.
Wie so weit erläutert wurde, wird in der ersten und der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform zwar die Querschnittsfläche des hinteren Kerns 36 oder des vorderen Kerns 35 in den gepaarten Kernen, die durch Wickeln der Spule 40 um den hinteren Kern 36 erhalten werden, so eingestellt, daß sie klein ist, abhängig von der Einbauposition des Permanentmagneten 34, die vorliegende Erfindung schließt aber nicht aus, die Querschnittsfläche des hinteren Kerns 36 oder des vorderen Kerns 35 in den gepaarten Kernen, die durch Wickeln der Spule 39 um den vorderen Kern 35 erhalten werden, kleiner zu machen.

(Vierte Ausführungsform)

Fig. 9 ist eine Explosions-Perspektivansicht, die einen wesentlichen Teil der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und Fig. 10 ist eine Expiosions-Draufsicht, die einen wesentlichen Teil der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 9 und 10 bildet die Blattfeder 32 das erste und das zweite Blattfeder- Bruckstück 32a und 32b, die in der zentripetalen Richtung vorstehen, um sich relativ zu jedem der gepaarten Kerne auszudehnen. Sowohl an dem Blattfeder- Bruchstück 32a, das sich relativ zu den gepaarten Kernen ausdehnt, die durch Wickeln der Spule 40 für einen hinteren Kern um den hinteren Kern 36 erhalten werden, als auch an dem zweiten Blattfeder-Bruchstück 32b, das sich relativ zu den gepaarten Kernen ausdehnt, die durch Wickeln der Spule 39 für einen vorderen Kern um den vorderen Kern 35 erhalten werden, ist ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ein Anker 31 befestigt, allerdings ist die Breite I1 des federnden Teils 32a des ersten Blattfeder-Bruchstücks 32a so eingestellt, daß sie größer als die Breite 12 des federnden Teils 32b&sub2; des zweiten Blattfeder-Bruchstücks 32b ist. Dementsprechend erfordert die Ablenkung des ersten Blattfeder- Bruchstücks 32a eine größere Kraft als die Ablenkung des zweiten Blattfeder- Bruchstücks 32b, so daß die Rückstellkraft zum Zurückkommen in die Ausgangsposition stärker wird.
Da die anderen Anordnungen die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform sind, wird die Erläuterung weggelassen.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nachstehend erläutert.
Während nicht gedruckt wird, werden sowohl das erste Blattfeder-Bruchstück 32a, das sich relativ zu den gepaarten Kernen ausdehnt, die durch Wickeln der Spule 40 für einen hinteren Kern um den hinteren Kern 36 erhalten werden, als auch das zweite Blattfeder-Bruchstück 32b, das sich relativ zu den gepaarten Kernen ausdehnt, die durch Wickeln der Spule 39 für einen vorderen Kern um den vorderen Kern 35 erhalten werden, durch den vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß angezogen. Da die durch jeden der gepaarten Kerne hindurchgehende Magnetfluß-Intensität gleich ist, sind in diesem Fall auch die Anziehungskräfte einander gleich. Mit dieser Anziehungskraft werden das erste Blattfeder- Bruchstück 32a und das zweite Blattfeder-Bruchstück 32b an jeden der gepaarten Kerne angezogen. Da die Rückstellkraft des ersten Blattfeder-Bruchstücks 32a stärker als die des zweiten Blattfeder-Bruchstücks 32b ist, ist jedoch die Magnetfluß-lntensität, die notwendig ist, um das erste Blattfeder-Bruchstück 32a von den gepaarten Kernen freizugeben, das heißt, die Koerzitivkraft, kleiner als die, die notwendig ist, um das zweite Blattfeder-Bruchstück 32b von den gepaarten Kernen freizugeben. In diesem Zustand wird die Drucknadel angetrieben.
Der elektrische Strom wird an die Spule 40 für einen hinteren Kern oder die Spule 39 für einen vorderen Kern in den gepaarten Kernen angelegt, die der Antriebs- Drucknadel 33 entsprechen. Wird der elektrische Strom an die Spule 39 für einen vorderen Kern oder die Spule 40 für einen hinteren Kern angelegt, so läuft der Magnetfluß in der entgegengesetzten Richtung des vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetflusses an den hinteren Kern 36, das Blattfeder-Bruchstück 32a oder 32b, den Anker 31 und den vorderen Kern 35, um den vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß aufzuheben. Obwohl infolge des Magnetfluß- Verlustes nicht der gesamte Magnetfluß verwendet wird, der durch Anlegen des elektrischen Stroms an die Spule 40 für einen hinteren Kern erzeugt wird, wie oben beschrieben, um den vom Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß aufzuheben, wird das erste Blattfeder-Bruchstück 32a selbst dann freigegeben, wenn der durch Anlegen des elektrischen Stroms an die Spule 40 für einen hinteren Kern erzeugte Magnetfluß klein ist. Dies liegt daran, daß die Koerzitivkraft am Blattfeder-Bruchstück 32a klein ist. Dementsprechend kann der Stromwert des elektrischen Stroms verkleinert werden, der an die Spule 40 für einen hinteren Kern angelegt wird, die um den hinteren Kern 36 gewickelt ist, oder die Stromdurchgangszeit für die hintere Spule 40 kann kürzer gemacht werden. Durch Einstellen der Koerzitivkraft der ersten Blattfeder 32a und weiterhin der Breite I&sub1; des federnden Teils 32a&sub1; des ersten Blattfeder-Bruchstücks 32a, so daß die Stromdurchgangszeiten an der Spule 40 für einen hinteren Kern und an der Spule 39 für einen vorderen Kern, die um den vorderen Kern 35 gewickelt ist, die notwendig sind, um sowohl das erste Blattfeder-Bruchstück 32a als auch das zweite Blattfeder-Bruchstück 32b freizugeben, einander gleich gemacht werden, kann die Stromdurchgangszeit-Steuerung noch mehr vereinfacht werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der oben beschriebenen vierten Ausführungsform die Breite eines federnden Teils des ersten Blattfeder-Bruchstücks 32a, das den gepaarten Kernen entspricht, die durch Wickeln der Spule 39 um den hinteren Kern 39 erhalten werden, größer eingestellt, so daß die Koerzitivkraft in dem Zustand, in dem das erste Blattfeder-Bruchstück 32a angezogen wird, ebenfalls klein wird. Dementsprechend kann der Stromwert des elektrischen Stroms verkleinert werden, der an die Spule 39 für einen hinteren Kern angelegt wird, die um den hinteren Kern 36 gewickelt ist, oder die Stromdurchgangszeit kann kürzer gemacht werden.

(Fünfte Ausführungsform)

Fig. 11 ist eine Draufsicht, die einen wesentlichen Teil des Nadeldruckkopfs der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht von B-B in Fig. 11; Fig. 13 ist ferner eine Querschnittsansicht von C-C in Fig. 11; Fig. 14 ist eine Perspektivansicht, die einen wesentlichen Teil des Nadeldruckkopfs zeigt; und Fig. 15 ist eine Perspektiv-Demontageansicht, die einen wesentlichen Teil des Nadeldruckkopfs zeigt.
Zwei Arten von Kernen 35 und 36, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, sind abwechselnd in einer radialen Form angeordnet, wie in Fig. 11 gezeigt, um den Druckkopf zu bilden.
In den Zeichnungen bezeichnet 31 einen Anker, der auf seiner Spitze eine Drucknadel 33 festhält; 32 eine Blattfeder, die den Anker 31 durch Laserschweißung oder dergleichen auf ihrer freien Spitze festhält. 34 ist ein kreisförmiger Permanentmagnet, der in Richtung seiner Dicke magnetisiert ist; 35 ein vorderer Kern; 36 ein hinterer Kern; 44 eine aus magnetischem Material hergestellte runde Basisplatte, die in einer Umfangsrichtung abwechselnd den vorderen Kern 35 und den hinteren Kern 36 festhält; 37 ein Abstandshalterring, der eine feststehende Spitze der Blattfeder 32 bildet; 38 eine Magnetplatte, die den vorderen Kern 35 und den hinteren Kern 36 abwechselnd am Permanentmagneten 34 festhält; 47 eine Schraube zum Befestigen der Magnetplatte 38, des Permanentmagneten 34 und der Basisplatte 44; 47a eine Scheibe; 39 eine Spule, die um den vorderen Kern 35 gewickelt ist; 40 ferner eine Spule, die um den hinteren Kern 36 gewickelt ist; 42 eine Restschicht, die angeordnet ist, zwischen dem vorderen Kern 35, dem hinteren Kern 36 und der Blattfeder 32 eingefügt zu werden, um die Oberfläche des Kerns 35 und den Anker 31 zu schützen; und 43 einen Führungsrahmen, der zusammen mit dem Abstandshalterring 37 angeordnet ist, die feststehende Spitze der Blattfeder 32 zu bilden und außerdem die Nadelführung 41 zu positionieren.
Das heißt, in der Basisplatte 44 sind in der Umfangsrichtung abwechselnd Einbaulöcher für den vorderen Kern 35 und den hinteren Kern 36 gebildet, und in diese Einbaulöcher werden die vorderen Kerne 35 eingesetzt, um sie an jedem zweiten Loch zu befestigen, und werden ferner die hinteren Kerne 36, die dem vorderen Kern 35 entsprechen, der diesen vorderen Kernen 35 benachbart ist, in die Einbaulöcher für die hinteren Kerne eingesetzt, um sie auf die gleiche Weise an jedem zweiten Loch zu befestigen.
Unterdessen werden auch in der Magnetplatte 38 in der Umfangsrichtung abwechselnd Einbaulöcher für die vorderen Kerne 35 und die hinteren Kerne 36 gebildet, und sowohl der hintere Kern 36, der dem vorderen Kern 35 entspricht, der an der oben beschriebenen Basisplatte 44 befestigt ist, als auch der vordere Kern 35, der dem hinteren Kern 36 entspricht, der ähnlich an der Basisplatte 44 befestigt ist, werden in die Einbaulöcher für die vorderen Kerne und die hinteren Kerne eingesetzt, um sie an jedem zweiten Loch zu befestigen. Diese vorderen Kerne 35 und hinteren Kerne 36, die auf der Magnetplatte 38 befestigt werden, sind mit der Spule 39 für einen vorderen Kern bzw. der Spule 40 für einen hinteren Kern umwickelt.
Die Magnetplatte 38 ist so gebildet, daß sie die gleiche äußere Form wie der Permanentmagnet 34 aufweist. Und um die Störung von den vorderen Kernen 35 und den hinteren Kernen 36 zu vermeiden, die jeweils an der Basisplatte 44 befestigt sind, werden in beiden Kernen Löcher und schraubenförmige Nuten gebildet. Nach dem Anordnen des Permanentmagneten 34 und der Magnetplatte 38 dort, wo der vordere Kern 35 und der hintere Kern 36 in ihre Löcher und die schraubenförmige Nut eingesetzt werden, um sie auf dem oberen Zentrum der Basisplatte 44 zu befestigen, und durch integrales Befestigen mit der Schraube 45 ist dementsprechend jeder der vorderen Kerne 35 und der hinteren Kerne 36 angeordnet, um aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung befestigt zu sein, wie in Fig. 11 gezeigt. Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform ein erster Magnetaufbau, der durch den hinteren Kern 36, die Spule 40 für einen hinteren Kern, die an dem vorderen Kern 35 angeordnet ist, und den Permanentmagneten 34 gebildet wird, der an der Basisplatte 44 befestigt ist, und ein zweiter Magnetaufbau gebildet, der durch den vorderen Kern 35, die Spule 39 für einen vorderen Kern, die an dem hinteren Kern 36 angeordnet ist, und den Permanentmagneten 34 gebildet wird, der an der Basisplatte 44 befestigt ist.
Ferner können der vordere Kern 35 und der hintere Kern 36 in einem Stück integral mit der Basisplatte 44 bzw. der Magnetplatte 38 gebildet werden.
Der Betrieb des Nadeldruckkopfs mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nachstehend erläutert.
Wird nicht gedruckt, so wird kein elektrischer Strom an die Spule 38 angelegt. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird dort, wo der Permanentmagnet 34 angeordnet ist, durch den Permanentmagneten 34 ein Magnetfluß-Kreis 101 gebildet, der in dieser Reihenfolge durch den vorderen Kern 35, den Anker 31, den hinteren Kern 36 und die Basisplatte 44 hindurchgeht. Als Folge wird der Anker 31 gegen die Kraft der Blattfeder 32 an den vorderen Kern 35 angezogen und wird die Blattfeder 32 in den vorgespannten Zustand versetzt, um Verformungsenergie zu speichern.
Unterdessen wird in Fig. 13 auf die gleiche Weise ein Magnetfluß-Kreis 102 gebildet, der in dieser Reihenfolge durch den hinteren Kern 36, den Anker 31, den vorderen Kern 35 und die Basisplatte 44 hindurchgeht, so daß der Anker 31 an den vorderen Kern 35 angezogen wird.
In diesem Falle liegen die Polaritäten der benachbarten Magnetfluß-Kreise 16 und 17 in einander entgegengesetzten Richtungen.
Wird als nächstes in Fig. 14 durch selektives Antreiben der wahiweisen Drucknadel 33 gedruckt, so wird der Magnetfluß in der entgegengesetzten Richtung eines Magnetfluß-Kreises 47 gebildet, der durch den Permanentmagneten 34 erzeugt wird, indem der elektrische Strom an die Erregerspule 40 angelegt wird, die der Drucknadel 33 entspricht, wie mit dem Pfeil e gezeigt.
Da in diesem Zeitpunkt die Spulen 39 und 40 um die Kerne 35 und 36 gewickelt sind, die an dem Permanentmagneten angeordnet sind, geht das meiste des durch den Permanentmagneten 34 erzeugten Magnettlusses durch die Kerne 35 und 36 hindurch. Das heißt, der Magnetfluß-Verlust aus den Magnetflüssen 101 und 102, die durch den Permanentmagneten 34 erzeugt werden, ist so klein, daß sie durch das Innere der Spulen 39 und 40 hindurchgehen können. Als Folge können die Magnetflüsse e und f, die durch die Spulen 39 und 40 erzeugt werden, den durch den Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfluß wirksam aufheben.
Da bei dem Nadeldruckkopf mit dem oben beschriebenen Aufbau, wie in Fig. 15 gezeigt, der Integral-Permanentmagnet 34 verwendet wird und der Herstellungsprozeß zum Magnetisieren nach dem Zusammenbau des Druckkopfs geeignet gewählt werden kann, können die Produktionskosten gesenkt werden.

Industrielle Anwendungsmöglichkeit

Die vorliegende Erfindung ist zur Verwendung in verschiedenen Arten von Informationsverarbeitungseinrichtungen geeignet, insbesondere zur Verwendung im Druckkopf eines Druckers, um leicht Druckkopien zu erhalten. Unter anderem ist die vorliegende Erfindung für einen Serielldrucker mit niedrigem Stromverbrauch und stabilisiertem Betrieb geeignet.

Claims

1. Nadeldruckkopf, enthaltend:

eine aus magnetischem Material hergestellte Basisplatte (44),

eine Vielzahl von Kernen, die in Paaren angeordnet sind, wobei jedes Paar (35, 36) von Kernen einen hinteren Kern (36) und einen vorderen Kern (35) umfaßt, wobei die hinteren Kerne in einer Kreisform auf einem Umfang der Basisplatte (44) angeordnet sind und die vorderen Kerne in einer Kreisform innerhalb des Kreises von hinteren Kernen angeordnet sind,

einen Permanentmagneten (34), der zwischen den Basisplatten (44) und dem hinteren Kern (36) oder dem vorderen Kern (35) jedes Paares von Kernen angeordnet ist,

eine Vielzahl von Spulen (39, 40), die abwechselnd um jeden zweiten hinteren Kern (36) und jeden zweiten vorderen Kern (35) gewickelt sind, so daß bei jedem Paar von Kernen (35, 36) entweder nur der hintere Kern oder nur der vordere Kern mit einer Spule versehen ist, eine Vielzahl von Federeinrichtungen (32), die zu der Vielzahl von Paaren von Kernen gehören, wobei jede Federeinrichtung (32) über dem zugehörigen Paar von Kernen (35, 36) angeordnet ist, um sich frei hinund herzubewegen, indem sie von dem Paar von Kernen freigegeben wird oder indem sie mit einer Magnetkraft an das Paar von Kernen angezogen wird, abhängig davon, ob die zugehörige Spule erregt wird oder nicht,

eine Vielzahl von Drucknadeln (33), die zu der Vielzahl von Federeinrichtungen (32) gehören, wobei jede Drucknadel an einem sich frei hin- und herbewegenden Teil der zugehörigen Federeinrichtung (32) befestigt ist, und

einen Abstandshalterring (37), der außerhalb der hinteren Kerne (36) auf der Basisplatte (44) angeordnet ist.

2. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, bei dem der Permanentmagnet (34) zwischen der Basisplatte (44) und dem Kern angeordnet ist, der mit der Spule versehen ist, und bei dem die Oberseite des Permanentmagneten der erste Pol ist und seine Unterseite der zweite Pol ist.

3. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 2 dargelegt, bei dem der Permanentmagnet (34) so gebildet ist, daß er die Form einer Platte aufweist, die aufeinanderfolgend jeden der Kerne verbindet, die mit einer Spule versehen sind.

4. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, bei dem der Permanentmagnet (34) zwischen der Basisplatte (44) und dem vorderen Kern (35) oder zwischen der Basisplatte (44) und dem hinteren Kern (36) angeordnet ist.

5. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, bei dem sich eine Querschnittsfläche des vorderen Kerns (35a), der mit einer Spule versehen ist, von einer Querschnittsfläche des vorderen Kerns (35b) unterscheidet, der nicht mit einer Spule versehen ist.

6. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 5 dargelegt, bei dem eine Querschnittsfläche des vorderen Kerns (35a), der mit einer Spule versehen ist, größer als eine Querschnittsfläche des vorderen Kerns (35b) ist, der nicht mit einer Spule versehen ist.

7. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, bei dem sich eine Querschnittsfläche des hinteren Kerns (36b), der mit einer Spule versehen ist, von einer Querschnittsfläche des hinteren Kerns (36a) unterscheidet, der nicht mit einer Spule versehen ist.

8. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 7 dargelegt, bei dem eine Querschnittsfläche des hinteren Kerns (36b), der mit einer Spule versehen ist, kleiner als eine Querschnittsfläche des hinteren Kerns (36a) ist, der nicht mit einer Spule versehen ist.

9. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, bei dem die Federeinrichtung eine Blattfeder (32) ist&sub1; wobei sich eine Breite (I&sub1;) eines federnden Teils der Blattfeder, die auf dem hinteren Kern (36) angeordnet ist, der mit einer Spule versehen ist, von einer Breite (12) eines federnden Teils der Blattfeder unterscheidet, die auf dem hinteren Kern (36) angeordnet ist, der nicht mit einer Spule versehen ist.

10. Nadeldruckkopf, wie in Anspruch 9 dargelegt, bei dem eine Breite (I&sub1;) eines federnden Teils der Blattfeder, die auf dem hinteren Kern (36) angeordnet ist, der mit einer Spule versehen ist, breiter als eine Breite (12) eines federnden Teils der Blattfeder ist, die auf dem hinteren Kern (36) angeordnet ist, der nicht mit einer Spule versehen ist.