JP2004243529A - 記録ヘッド、記録装置およびアーマチュアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドが備えるアーマチュアに誘起される渦電流の電流値を抑え、効率を高め、記録ワイヤの突出を高速化する。
【解決手段】コイルが巻き回されたコア５３に発生する磁気力によりワイヤレバー４７に設けられたアーマチュア７０を吸引して、当該ワイヤレバー４７の先端に設けられた記録ワイヤ３５を突出させる記録ヘッドにおいて、前記アーマチュア７０は、磁性を有した複数枚の板材を積層してなる積層板材を冷間プレスにより打ち抜いて形成される。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルが巻かれた複数のコアをフレームの周方向に間隔をあけて備え、各コアに対向するアーマチュアを有し、先端に記録ワイヤが連結された複数のレバーを備えた記録ヘッド、この記録ヘッドを備えた記録装置、および、アーマチュアの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録装置には、コイルが巻かれた複数のコアをフレームの周方向に間隔をあけて備え、各コアに対向するアーマチュアを有し、先端に記録ワイヤが連結された複数のワイヤレバーを備えた記録ヘッドを有するドットインパクトプリンタが知られている。
【０００３】
この種の記録装置においては、コイルへの通電によってコアとアーマチュアとの間に電磁吸引力が発生することにより、アーマチュアがコアに吸引されてワイヤレバーを回動し、ワイヤレバーの先端に連結された記録ワイヤを突出して、記録ヘッドとプラテンとの間に配置された記録用紙に画像を記録する（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１９５８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記アーマチュアには、コアに発生する磁界（磁束）によって渦電流が誘起され、これにより電流損失が生じるため、効率が悪くなると共に、電磁吸引力が弱くなり、記録ワイヤの突出を高速化できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アーマチュアに誘起される渦電流の電流値を抑え、効率を高め、記録ワイヤの突出を高速化することができる記録ヘッドおよび記録装置を提供すると共に、当該記録ヘッドおよび記録装置のアーマチュアを簡易かつ低コストに製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コイルが巻き回されたコアに発生する磁気力によりワイヤレバーに設けられたアーマチュアを吸引もしくは引き離して、当該ワイヤレバーの先端に設けられた記録ワイヤを突出させる記録ヘッドにおいて、前記アーマチュアは、磁性を有した複数枚の板材を積層してなる積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、複数の記録ワイヤを備えた記録ヘッドから任意の記録ワイヤを突出させて、記録ヘッドとプラテンとの間に搬送されたシートに画像を記録する記録装置において、前記記録ヘッドは、記録ワイヤが先端に設けられたワイヤレバーと、ワイヤレバーに設けられたアーマチュアと、コイルが巻き回されたコアであり磁気力により前記アーマチュアを吸引もしくは引き離して記録ワイヤを突出させるコアとを備え、前記アーマチュアは、磁性を有した複数枚の板材を積層してなる積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて形成されていることを特徴とする記録装置。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の記録装置において、前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、記録ヘッドが備えるワイヤレバーに設けられるアーマチュアであり、コイルが巻き回されたコアに発生する磁気力により吸引もしくは引き離され、前記ワイヤレバーの先端に設けられた記録ワイヤを突出させるアーマチュアの製造方法において、磁性を有した複数枚の板材を積層して積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を作成した後に、当該積層板材あるいは当該連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて前記アーマチュアを形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のアーマチュアの製造方法において、前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の理解を容易とするために、まず、本実施形態にかかる記録ヘッドが適用される記録装置について説明し、次いで、この記録ヘッドについて詳述する。なお、記録装置としては、一般的なドットインパクトプリンタを例示する。
【００１４】
図１は、ドットインパクトプリンタ１０のプリンタ本体１１を主に示す斜視図であり、図２は、図１のプリンタ本体１１を主に示す側断面図である。図１においては、説明の便宜上、プリンタ本体１１を覆うカバーを外した状態を示し、かつ、インクリボンカートリッジ３８及びインクリボン３１を二点鎖線で示している。
【００１５】
ドットインパクトプリンタ１０は、記録ヘッド１８が備える多数の記録ワイヤを、インクリボン３１を介して記録用紙に打ち付けてドットを記録することにより、文字を含む画像を印刷するものである。このドットインパクトプリンタ１０にて用いられ得る記録用紙（シート）には、単票紙や連続紙などの普通紙の他に、通帳、葉書、封筒などがある。なお、単票紙（カットシート）は、単票複写紙であってもよく、連続紙（連続シート）は、連続複写紙であってもよい。
【００１６】
ドットインパクトプリンタ１０は、記録装置本体としてのプリンタ本体１１と、プリンタ本体１１に着脱自在に装着されたプッシュトラクタユニット１２及び排出ユニット１３と、同じくプリンタ本体１１に着脱自在に装着された給紙装置３４（図２に簡略的に示す）とを有している。
【００１７】
プリンタ本体１１は、本体フレームとしてのベースフレーム１４と、シート案内フレーム１５（図２）と、左サイドフレーム１６及び右サイドフレーム１７と、記録ヘッド１８及びキャリッジ１９を備える印刷機構部２０と、プラテン２１、シート案内２２及びピンチローラ２５（図２）を備えたシート搬送機構部２３とを有している。
【００１８】
図２に示すように、ベースフレーム１４とシート案内フレーム１５とは平行に配置され、ベースフレーム１４及びシート案内フレーム１５の両端に左サイドフレーム１６及び右サイドフレーム１７がそれぞれ立設して固定される。この左サイドフレーム１６と右サイドフレーム１７の間には、キャリッジガイド軸２４及びプラテン２１が回転可能に架け渡されている。シート案内２２は、左サイドフレーム１６と右サイドフレーム１７の間に配設されて、シート案内フレーム１５に嵌合して固定されている。
【００１９】
さらに、左サイドフレーム１６と右サイドフレーム１７との間には、インクリボンカートリッジ３８（図１に二点鎖線で示している）がベースフレーム１４に対向して着脱自在に装着されている。このインクリボンカートリッジ３８のインクリボン３１は、記録ヘッド１８とプラテン２１との間に引き回される。これによって、記録ヘッド１８からの記録ワイヤ３５（図３）の突出によりインクリボン３１のインクをプラテン２１に搬送された記録用紙（図２中、符号Ｓにて示す）に転写することができる。
【００２０】
また、左サイドフレーム１６及び右サイドフレーム１７の後方部、上方部には、プッシュトラクタユニット１２及び排出ユニット１３を装着するためのトラクタユニット装着部及び排出ユニット装着部が設けられている。
【００２１】
プッシュトラクタユニット１２は、記録用紙としての連続紙をシート搬送機構部２３へ送り出すものである。また、給紙装置３４は、記録用紙としての単票紙を１枚ずつシート搬送機構部２３へ供給するものである。また、排出ユニット１３は、連続紙または単票紙をシート搬送機構部２３からプリンタ１０の外へ引き出すものである。
【００２２】
つまり、連続紙は、プッシュトラクタユニット１２のトラクタベルト２６の回転によりこのトラクタベルト２６のピン２７の作用で、シート搬送機構部２３のシート案内２２に案内され、このシート案内２２とプラテン２１との間のシート搬送経路２８を経てプラテン２１の前方へ向かって、矢印α方向に給送される。一方、単票紙は、給紙装置３４から１枚ずつ（または１綴りずつ）シート案内２２に案内され、シート搬送経路２８を経てプラテン２１の前方へ供給される。これら連続紙または単票紙は、記録ヘッド１８によって文字が記録された後、排出ユニット１３の排出ローラ２９の回転により、矢印β方向に引き出される。
【００２３】
一方、キャリッジ１９は、キャリッジガイド軸２４に摺動自在に挿通されると共に、記録ヘッド１８が載置される。キャリッジガイド軸２４がプラテン２１と平行に配置されることから、キャリッジ１９は、プラテン２１及びキャリッジガイド軸２４の軸方向と一致する主走査方向に往復走行可能に設けられている。具体的には、キャリッジ１９は、キャリッジ駆動モータ（不図示）の正転または逆転により、タイミングベルト３０（図２）を介しキャリッジガイド軸２４に案内されて主走査方向における図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に走行される。
【００２４】
次いで、本実施形態にかかる記録ヘッド１８について詳述する。図３は、記録ヘッド１８の側断面図である。この記録ヘッド１８は、ドットインパクト方式の記録ヘッドであり、ヘッド本体４０にノーズ４１が連接されると共に、ヘッド本体４０の外側に放熱器６６が配置されている。ヘッド本体４０は、ほぼ円板形状のフレーム４３の一方側（ノーズ４１の反対側）に、ほぼリング形状の第１ヨーク４４、第２ヨーク４５及びレバーホルダ４６が順次積層して配設され、板バネ４２によってこれら部材がノーズ４１側に押さえつけられて一体化されている。フレーム４３は、同心円上に間隔を空けて複数のコア５３が放射状に一体に突設される。これらの各コア５３にコイル５４がボビンを介して組み付けられ、このコア５３及びコイル５４により電磁石５９が構成される。
【００２５】
また、第１ヨーク４４及び第２ヨーク４５には、周方向に複数形成されたそれぞれの凹部に各１本のワイヤレバー４７が収容され、また、これらのワイヤレバー４７の基部が回動支点軸５１を基準に回動可能に支持される。さらに、各ワイヤレバー４７は、先端に記録ワイヤ３５が１本づつ装着され、また、スプリングホルダ４９に内蔵された復帰スプリング５８によってノーズ４１と反対の方向へ常時付勢される。
【００２６】
ノーズ４１は、ワイヤレバー４７が回動した時の記録ワイヤ３５の進退動作を案内するものである。つまり、記録ワイヤ３５の進退動作は、ノーズ４１内に形成された複数の中間ガイド６４及び先端ガイド６５により案内される。また、ノーズ４１には、板バネ４２の端部が引っ掛けられる突起８０が形成される。また、放熱器６６は、電磁石５９のコイル５４への通電によってこのコイル５４が発熱した際の熱を放散させてヘッド本体４０を冷却するためのものである。
【００２７】
各ワイヤレバー４７は、各コア５３に対向する位置にアーマチュア７０が設けられる。アーマチュア７０は、電磁石５９のコイル５４に通電がなされて、この電磁石５９の周囲に磁気回路６３（図３）が形成されたとき、コア５３が励磁されて発生した電磁吸引力によってコア５３に吸引される。詳述すると、コイル５４に電流を流すことによって、電磁誘導により磁束がコア５３からアーマチュア７０のコア５３と対向する部分を通り、アーマチュア７０の回動支点軸５１近傍を介してフレーム４３の外周壁４３Ａを通り再びコア５３に流れるように磁路が形成され、コア５３とアーマチュア７０との間に電磁吸引力が発生する。これにより、アーマチュア７０がコア５３に吸引されてワイヤレバー４７が回動支点軸５１を基準にノーズ４１側に回動し、記録ワイヤ３５をノーズ４１の外に打ち出すことができる。
【００２８】
図４は、１本のワイヤレバー４７をフレーム４３と共に示す斜視図であり、図５は、１本のワイヤレバー４７をフレーム４３と共に示す上面図である。図４乃至５に示すように、アーマチュア７０は、軟磁性材料（例えば鉄コバルト合金など）から形成された複数枚の板状部材７１が回動支点軸５１の軸方向に積層された構造となっている。より具体的には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、複数枚（図示例では３枚）の板状部材７１が絶縁性材料（例えばガラスなど）を介して積層されて、アーマチュア片７０’が形成され、図４乃至５に示すように、積層構造を有する２つのアーマチュア片７０’が板形状のワイヤレバー４７を挟むように配置されてアーマチュア７０が構成される。
【００２９】
このアーマチュア片７０’（すなわち、アーマチュア７０）の製造は、冷間プレス加工などの打ち抜き加工によって行われる。詳述すると、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、上述の板状部材７１の元となる複数枚の扁平な板材１００（図示例では３枚）を、ガラス材などの絶縁材料を含有する接着剤などで互いに接着して厚さ約０．６ｍｍ程度の積層板材１０１を作成する。そして、この積層板材１０１の扁平面（図７（ａ）に示す面）を冷間プレス加工により打ち抜くことで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、回動支点軸５１が挿通される回動支点軸孔５１ａ、および、アーマチュア軸（ピン）７３が挿通されるアーマチュア軸孔７３ａの各々が穿たれたアーマチュア片７０’を一体成形する。
【００３０】
ここで、アーマチュア片７０’を積層板材１０１のプレス加工により一体成形するのは、次の理由による。すなわち、アーマチュア７０の寸法（形状）精度は、印字品質に大きな影響を与える。具体的には、上述したように、アーマチュア７０は、２つのアーマチュア片７０’によりワイヤレバー４７を挟む構造となっている。この構造において、互いのアーマチュア片７０’の寸法あるいは重量が異なっていると、アーマチュア７０が回動支点軸５１を中心に回動した場合、アーマチュア７０自身の慣性モーメントが偏るため、記録ワイヤ３５が記録用紙の紙面に対して垂直に打ち出されなくなり、印字品質が低下してしまう。また、１枚ずつプレス成形されてなる板状部材７１を、１枚ずつ張り合わせてアーマチュア７０を成形すると、個々の板状部材７１を高精度に位置決めしなければ、アーマチュア７０の面のうち、コア５３と当接する当接面に凹凸が生じて、この当接面の面精度が低下したり、あるいは、上述した慣性モーメントの偏りが生じてしまう。これにより、記録ワイヤ３５のストロークが変わったり、あるいは、記録ワイヤ３５が記録用紙の紙面に対して垂直に打ち出されなくなり、印字品質が低下してしまう。さらにまた、個々の板状部材７１を高精度に位置決めすることは、アーマチュア７０の寸法が非常に小さいため、技術的およびコスト的に困難である。
【００３１】
そこで、本実施形態にあっては、簡易かつ低コストに、略同一寸法かつ面精度の高いアーマチュア片７０’を作成するために、軟磁性材料からなる板材１００が予め積層されてなる積層板材１０１を冷間プレス加工により打ち抜いてアーマチュア片７０’を一体成形しているのである。また、本実施形態において、プレス加工として、熱間プレス加工ではなく、冷間プレス加工を用いるのは、熱間プレス加工ではプレス加工中に熱を加えるため、熱変形が生じ、アーマチュア片７０’の寸法精度が悪くなってしまうからである。
【００３２】
さて、上述のようにして作成された２つのアーマチュア片７０’によりアーマチュア７０およびレバーセットを形成する場合には、各々のアーマチュア片７０’をワイヤレバー４７の両脇に配置し、回動支点軸孔５１ａとアーマチュア軸孔７３ａとを用いて、各々のアーマチュア片７０’の位置合わせを行う。そして、アーマチュア軸孔７３ａにアーマチュア軸（ピン）７３を挿通し、このアーマチュア軸（ピン）７３を溶着して各々のアーマチュア片７０’をワイヤレバー４７に固定することで、アーマチュア７０およびレバーセットが形成される。
【００３３】
ところで、図４および図５に示すように、コア５３の上面、すなわち、アーマチュア７０が配置される側の面には、当接部５３ａが設けられている。この当接部５３ａは、その上面形状がアーマチュア７０の底面すなわちコア５３と当接する面と略同一（寸法）形状に形成されている。すなわち、本実施形態では、アーマチュア７０およびコア５３の各々の当接面形状が互いに近似する構成となっている。これにより、コア５３の当接部５３ａ（コア５３側の当接面）に発生した磁束の略全てがアーマチュア７０の底面（アーマチュア７０側の当接面）に向かうこととなり、アーマチュア７０を電磁吸引する力が強くなるため、記録ワイヤ３５を高速で打ち出すことができるのである。
【００３４】
また、上述したように、積層構造を有するアーマチュア片７０’は、各積層間に絶縁性材料が介在し板状部材７１間が電気的に絶縁された構成となっている。この構成によれば、コア５３からアーマチュア７０に向かう磁界（磁束）変化によってアーマチュア片７０’に誘起される渦電流の電流路における電気抵抗値が大となるため、渦電流値を小さく抑え、この渦電流による電流損失を抑制することができる。さらに、この電流損失が抑制され分、電磁吸引力を強くすることができ、記録ワイヤ３５を高速で打ち出すことが可能となる。なお、板状部材７１の扁平面上に形成された酸化皮膜により、充分な絶縁性が得られる場合には、接着剤に絶縁材料を含有させる必要はない。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数枚の板状部材７１が積層されてなるアーマチュア７０（アーマチュア片７０’）の作成において、板状部材７１の元となる板材１００が複数枚積層されてなる積層板材１０１を冷間プレス加工により打ち抜いてアーマチュア７０（アーマチュア片７０’）を作成するようにしたため、簡易かつ低コストに、略同一寸法であり、なおかつ、コア５３との当接面の面精度の高いアーマチュア片７０（アーマチュア片７０’）を作成することができる。さらに、積層構造を有するアーマチュア７０の各積層間に絶縁材料を介在させたため、渦電流による電流損失を抑制でき、こにより、電磁吸引力を高め、記録ワイヤ３５の打ち出し速度を高速化することが可能となる。
【００３６】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。例えば、上述した実施形態にあっては、複数枚の板状部材７１が回動支点軸５１の軸方向に積層されてなるアーマチュア７０について例示したが、板状部材７１の積層方向は、これに限らず、図８および図９（ａ）、（ｂ）に示すように、複数枚の板状部材７１が回動支点軸５１の軸方向に垂直な方向に積層された構成であっても良い。この構成のアーマチュア７０、すなわち、アーマチュア片７０’の作成は、次のようにして行われる。図１０に示すように、複数の板材１００を、各々の幅方向に連ねて板状の連接板材１０２を作成し、この連接板材１０２を冷間プレス加工により打ち抜くことにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すようなアーマチュア片７０’を作成する。なお、アーマチュア片７０’を構成する板状部材７１、すなわち、板材１００の各々は互いに異なる厚さであっても良く、また、積層あるいは連接される数も任意である。また、板状部材７１を形成する板材１００の形状は、当該板材１００を組み合わせることにより、板状部材７１を形成することができれば、任意の形状を用いることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、アーマチュアに誘起される渦電流の電流値を抑え、効率を高め、記録ワイヤの突出を高速化することができる記録ヘッドおよび記録装置を提供すると共に、当該記録ヘッドおよび記録装置のアーマチュアを簡易かつ低コストに製造するための製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドットインパクトプリンタのプリンタ本体を主に示す斜視図である。
【図２】同プリンタ本体を主に示す側断面図である。
【図３】同プリンタ本体の記録ヘッドの側断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる記録ヘッドのワイヤレバーをフレームと共に示す斜視図である。
【図５】同記録ヘッドのワイヤレバーをフレームと共に示す上面図である。
【図６】同実施形態にかかるアーマチュアの構成部材であるアーマチュア片の構成を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は下面図である。
【図７】同アーマチュアの製造を説明するための図であり、（ａ）は、積層板材の上面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】本発明の変形例にかかる記録ヘッドのワイヤレバーをフレームと共に示す斜視図である。
【図９】同変形例にかかるアーマチュアの構成部材であるアーマチュア片の構成を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は下面図である。
【図１０】同アーマチュアの製造を説明するための図であり、（ａ）は、積層板材の上面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１０ ドットインパクトプリンタ
１８ 記録ヘッド
３５ 記録ワイヤ
４３ フレーム
４７ ワイヤレバー
５１ 回動支点軸
５３ コア
５４ コイル
７０ アーマチュア
７０’ アーマチュア片
７１ 板状部材
１００ 板材
１０１ 積層板材
１０２ 連接板材

Claims (6)

1. コイルが巻き回されたコアに発生する磁気力によりワイヤレバーに設けられたアーマチュアを吸引もしくは引き離して、当該ワイヤレバーの先端に設けられた記録ワイヤを突出させる記録ヘッドにおいて、
   前記アーマチュアは、磁性を有した複数枚の板材を積層してなる積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて形成されている
   ことを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在する
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 複数の記録ワイヤを備えた記録ヘッドから任意の記録ワイヤを突出させて、記録ヘッドとプラテンとの間に搬送されたシートに画像を記録する記録装置において、
   前記記録ヘッドは、記録ワイヤが先端に設けられたワイヤレバーと、ワイヤレバーに設けられたアーマチュアと、コイルが巻き回されたコアであり磁気力により前記アーマチュアを吸引もしくは引き離して記録ワイヤを突出させるコアとを備え、
   前記アーマチュアは、磁性を有した複数枚の板材を積層してなる積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて形成されている
   ことを特徴とする記録装置。
4. 前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在する
   ことを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 記録ヘッドが備えるワイヤレバーに設けられるアーマチュアであり、コイルが巻き回されたコアに発生する磁気力により吸引もしくは引き離され、前記ワイヤレバーの先端に設けられた記録ワイヤを突出させるアーマチュアの製造方法において、
   磁性を有した複数枚の板材を積層して積層板材、あるいは、当該板材を幅方向に連ねてなる連接板材を作成した後に、当該積層板材あるいは当該連接板材を冷間プレスにより打ち抜いて前記アーマチュアを形成する
   ことを特徴とするアーマチュアの製造方法。
6. 前記積層板材の各積層間および前記連接板材の各接続部には、絶縁性材料が介在する
   ことを特徴とする請求項５に記載のアーマチュアの製造方法。

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