JPH06104366B2 - インパクト記録ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインパクト記録ヘッドに関し、特に記録部材を
ソレノイドにより駆動して前記記録部材で記録媒体を打
撃して記録を行なうインパクト記録ヘッドに関するもの
である。

［従来の技術］ この種の記録ヘッドとしてワイヤドット記録ヘッドが知
られている。このヘッドでは文字などを記録するために
そのパターンを第８図に示すようにｍ×ｎ個のドットマ
トリクスの構成で表現する。このために縦方向（副操作
方向）にP₂のピッチで並べたｎ本のワイヤを水平方向
（主操作方向）へP₁のピッチでｍ回シフトさせながら各
シフトごとにワイヤを選択的に駆動し、各ワイヤでイン
クリボンを介して記録用紙を打撃して目的とする記録を
行なう。

第９図および第10図はこのようなワイヤドット記録ヘッ
ドとして吸引式ソレノイド構造のヘッドの従来構造を示
している。

両図において、符号１で示すものは先端ガイドで、フロ
ントホルダである中間ガイド２に対して固定される。中
間ガイド２は図示しないキャリッジに取り付けるための
ビス用の切欠部2aが形成されている。

中間ガイド２の後方にはフレキシブルプリント基板３が
配置され、この基板３は放熱プレート４と一体化され
る。放熱プレート４はフレキシブルプリント基板３と楕
円筒状に形成されたヨーク５との間のスペーサを兼ね、
ヨーク５の熱を後述するバックホルダへ伝達させるもの
で、厚さ2mm程度のアルミニウムなどの熱伝導性の優れ
た材質が選ばれる。

ヨーク５には複数個のコア６が嵌合固定されており、コ
ア６にはコイル７を巻装したボビン８が取り付けられて
いる。ボビン８には端子8aが２本突設されており、これ
らにはコイル７の巻き始めと巻き終りの部分が半田付け
固定されている。そして端子8aはヨーク５、放熱プレー
ト４を貫通してフレキシブルプリント基板３に半田付け
固定される。

次に符号９で示すものは後部ガイドで、全体として円筒
状に形成されており、前記ヨーク５、放熱プレート４、
フレキシブルプリント基板３を貫通して中間ガイド２内
に嵌入した状態で配置される。この後部ガイド９の後端
部には復帰バネ10の一端が固定されている。

一方、ヨーク５の後端部の開口端は補助ヨーク11によっ
て閉塞されている。補助ヨーク11の中央部には円形の開
口部が形成されており、この部分に後部ガイド９の後端
が臨まされる。また補助ヨーク11には透孔11aが設けら
れており、ボビン８の後端側に突設されたポスト8bがこ
の透孔11aに嵌挿され補助ヨーク11の背面側に突出す
る。

そしてポスト8bにアーマチュア14の後端部が嵌合され、
アーマチュア14が補助ヨーク11の背面上でスペーサ12を
介して後端部を支点として揺動可動に設けられている。

アーマチュア14はワイヤ数に対応する所定数だけ放射状
に配置されており、その先端にはワイヤ22が結合され、
中央部には可動コアであるプランジャ13が突設されてい
る。またアーマチュア14の自由端と後部ガイド９の後端
との間には前記復帰バネ10が弾装された状態となってお
り、この復帰バネ10によりアーマチュア14の自由端側は
常に後部ガイド９の後端から離れる方向の力を与えられ
ている。

なおアーマチュア14、補助ヨーク11間のスペーサ12は補
助ヨーク11とアーマチュア14との接触による摩耗や、閉
磁路形成時に問題となる補助ヨーク11の残留磁気等に基
づくアーマチュア14の運動の不安定化を防止するために
設けられている。

次にアーマチュア14の後方にはストッパ15が配置され、
前記アーマチュア14の自由端側と接触することができる
位置に臨まされている。このストッパ15はアーマチュア
ホルダ16に嵌合されており、放射状に形成されたアーマ
チュアホルダ16の各腕の先端が前記アーマチュア14の基
端側を補助ヨーク11に対して押圧している状態となって
いる。このアーマチュアホルダ16の各腕のアーマチュア
14に対する押圧力はアーマチュアホルダ16の後方に配置
された同じく放射状の板バネ17によって与えられてい
る。

さらに板バネ17の後方にはダンパ18が配置されている。
このダンパ18はワッシャ19、バネワッシャ20を介してバ
ックホルダ21に接して配置されている。このバックホル
ダ21は中間ガイド２に対してねじ23によって固定されア
ーマチュアやヨークの部分を全体として覆うことにな
る。

なおワイヤ22は座屈防止のため各ガイド１、２、９によ
り案内され先端ガイド１内において先端部が縦一列に配
列される。

以上の構造において、コア６とコイル７および可動コア
としてのプランジャ13からソレノイドが構成され、コア
６、プランジャ13、アーマチュア14、補助ヨーク11およ
びヨーク５からソレノイドの磁気回路が構成される。

このような構造のもとに記録時には記録データに応じて
コイル７に選択的に通電が行なわれ、コイル７の起磁力
による磁束が上記磁気回路に流れる。これによりコア
６、プランジャ13間に磁力が作用し、プランジャ13がコ
ア６側へ吸引され、アーマチュア14が復帰バネ10の弾発
力に抗してコア６側に揺動する。これに連動してワイヤ
22が第９図中左方向へ突進し、先端ガイド１から突出し
て不図示のインクリボンを介し記録用紙を打撃してドッ
ト記録がなされる。

その後、コイル７の通電が遮断され、コア６の吸引力が
無くなり、アーマチュア14は復帰バネ10の弾発力により
第９図中右方向へ揺動し、ストッパ15に当接してワイヤ
22とともに初期位置に復帰する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで以上のような従来のワイヤドットヘッドでは上
述したソレノイドの磁気回路の各構成部材全体が同様の
磁気特性の磁性体から構成されている。このため次のよ
うな問題が生ずる。

まず磁気回路の各構成部材はヘッドの大きさや質量など
の制約のために磁路断面積を大きく取れるものと取れな
いものとがあり、上記の構成によって磁気回路の飽和磁
束密度が一様とすると、磁路断面積の小さい部分は磁気
飽和が激しくなる。このため磁気回路全体の効率が落ち
ることになる。

また磁気回路構成部材の磁性体としては、最大透磁率が
高いこと、飽和磁束密度が高いこと、および体積比固有
抵抗率が高いことなどが要請されるが、これらの諸特性
を全て満足する磁性体はなく、磁性体によって一長一短
がある。従って磁気回路全体の特性を一様なものとする
と、いずれかの特性を犠牲にすることになる。

またソレノイドが多数設けられるワイヤドットヘッドで
は小型化に従って各ソレノイド間の磁気干渉が問題とな
っている。

これらの問題は上記ワイヤドットヘッドに限らず、記録
部材をソレノイドにより駆動して前記記録部材で記録媒
体を打撃して記録を行なうインパクト記録ヘッドの全て
に共通するものである。

［問題点を解決するための手段］ このような問題点を解決するため本発明によれば、記録
部材をソレノイドにより駆動して前記記録部材で記録媒
体を打撃することにより記録を行うインパクト記録ヘッ
ドであって、前記ソレノイドのコイルにより発生する磁
束を流す磁気回路は、前記ソレノイドのコア、該コアの
保持部材であるヨーク部材、記録媒体を打撃する打撃部
材を保持し前記ソレノイドの磁力により動作する部分で
ある可動部材、及び該可動部材に設けられる可動コアよ
りなり、前記コアと可動コアはそれぞれ高飽和磁束密度
を有する磁性体及び最大透磁率の高い磁性体を備えてお
り、該最大透磁率の高い磁性体が磁束励磁直後に磁束が
集中する部分に備えられている構成を採用した。

［作用］ このような構成によれば、ソレノイドに磁束を流した当
初に磁束が集中しやすい部分でより吸引力を増大し速や
かにコアと可動コアを吸引し、その後この磁性体が磁気
飽和に近づくころには高い飽和磁束密度を有する磁性体
により更に高い吸着力を発揮する。また、ソレノイドの
励磁が打ち切られた場合は、最大透磁率の高い磁性体の
保持力が小さいため吸引力は速やかに小さくなる。これ
により、記録のための打撃動作を繰り返し連続的に行な
う場合の応答性が良く、高速記録が可能となる。

［実施例］ 以下、第１図〜第７図を参照して本発明の実施例の詳細
を説明する。なおここでは先述した第９図、第10図の従
来のワイヤドット記録ヘッドの構造においてワイヤ22を
駆動するソレノイドの磁気回路の各構成部材の材料構成
を変更したヘッドを実施例としている。すなわちこの材
料構成に関わる点以外は各実施例のヘッドの構造は従来
ヘッドと共通でありその説明は省略する。また第１図〜
第７図中の各部材には従来例に対応する参照符号が付し
てある。

第１実施例 第１図および第２図は本発明の第１実施例によるワイヤ
ドット記録ヘッドのソレノイド周辺部の構造を説明する
断面図、および第９図のＢ−Ｂ線による矢視図に相当す
る各部材の背面図である。

ここで第１図、第２図に示すソレノイドの磁気回路にお
ける磁束Φの流れと磁路の断面積について考えてみる。

コイル７の通電により発生する起磁力によって磁束Φは
両図に矢印で示すように、コア６、プランジャ13、補助
ヨーク11、ヨークからなる磁気回路を流れる。

この際にヨーク５および補助ヨーク11については第２図
に示すようにＣ−Ｃ′線間の大きな幅で磁路が確保され
る。これに対してコア６およびプランジャ13はＣ−Ｃ′
線間の幅に比べて大幅に小さな径の円柱状に形成されて
おり、ヨーク５、補助ヨーク11に比べて磁路の断面積が
大幅に小さなものとなる。特にプランジャ13の磁路の断
面積は全磁路中で最小となる。

そこで本実施例では、プランジャ13とコア６については
特に飽和磁束密度の高い磁性体として50％コバルト含有
の50％コバルト・鉄合金から形成するものとする。また
ヨーク５と補助ヨーク11については飽和磁束密度はあま
り高くないが最大透磁率および体積比固有抵抗率が高い
磁性体として３％ケイ素含有の３％ケイ素鋼から形成す
るものとする。

このような構成によれは磁路の断面積が小さなプランジ
ャ13ないしコア６部分での磁気飽和を防ぐことができ、
印加電力の割に高い磁力が得られ、効率が高まり消費電
力の低減ないしは記録の高速化が図れる。またプランジ
ャ13ないしコア６の断面積が小さくて済むことによって
ヘッド全体の小型軽量化が図れる。

第２実施例 次に第３図は本発明の第２実施例によるソレノイド周辺
部の構造を示している。

本実施例ではプランジャ13とコア６についてそれぞれ符
号13a、6aで示す部分と符号13b、6bで示す部分とを特性
の異なる磁性体で形成するものとする。すなわちアーマ
チュア14の揺動支点となる基端側寄りの部分13a、6aは
最大透磁率と体積比固有抵抗率の高い３％ケイ素鋼で形
成し、アーマチュア14の先端（自由端）側寄りの部分13
b、6bは高飽和磁束密度で最大透磁率の低い50％コバル
ト・鉄合金から形成するものとする。

この磁気回路に磁束を流すとコア６、プランジャ13間に
吸引力が作用してアーマチュア14が揺動するが、その際
にアーマチュア14が動き始めるまではコア６、プランジ
ャ13間のエアーギャップはアーマチュア14の支点側の部
分6a、13a間の方が部分6b、13b間より狭いので磁束は部
分6a、13a側の領域に集中する。

本実施例では磁束を流した当初にこのように磁束が集中
する部分6a、13aを最大透磁率の高い磁性体から構成し
ているので、この磁束の集中がより高められ、当初に作
用する吸引力がより大きくなる。またコア６とプランジ
ャ13の部分6b、13bは部分6a、13aが磁気飽和した時にこ
れを補うように働き、その時はアーマチュア14は揺動途
中で部分6b、13b間のエアーギャップが狭くなっている
ので充分な吸引力が得られる。

またソレノイドの励磁を切った際には３％ケイ素鋼は体
積比固有抵抗率が高く、保磁力が小さいので、吸引力は
迅速に小さくなり、アーマチュア14の動作は不利なブレ
ーキ力となる残留磁気も少ない。

このように本実施例によれば磁束を流した当初から直ち
に大きな吸引力が得られ、励磁が切られると直ちに吸引
力が小さくなり、残留磁気によるブレーキ力も小さいの
でアーマチュア14を高速に駆動でき、記録の高速化が図
れる。

第３実施例 次に第４図および第５図は本発明の第３実施例による構
造を示している。

本実施例ではアーマチュア14と対向する補助ヨーク11に
おいて、アーマチュア14と対向する円形面の内周側の部
分11bを50％コバルト・鉄合金から形成し、残りの部分1
1aを３％ケイ素鋼から形成するものとする。

アーマチュア７も磁性体であり、これと補助ヨーク11の
間にも吸引力が作用する。本実施例では補助ヨーク11の
殆ど全体を占める部分11aが最大透磁率と体積比固有抵
抗率が高く保磁力が小さな３％ケイ素鋼を用いることに
よって補助ヨーク11がアーマチュア７を吸引する吸引力
を磁束を流す当初から強めることができ、また励磁を切
った時、吸引力が速やかに消えるようにした。また高飽
和磁束密度のコバルト・鉄合金からなる部分11bの厚さ
をアーマチュア14が磁気飽和する磁束密度で同様に飽和
するように設定することで補助ヨーク11が先に磁気飽和
することを防ぎ、励磁中に強い吸引力が保てる。

従って本実施例の場合もアーマチュア14を高速に駆動す
ることが可能になり、記録の高速化が図れる。

第４実施例 次に第６図は本発明の第４実施例による構造を示してい
る。

本実施例ではアーマチュア14においてプランジャ13より
先端側（自由端側）の部分14aは軽量で高強度の金属か
ら形成し、残りの基端側部分14bは高強度で高飽和磁束
密度の50％コバルト・鉄合金から形成するものとする。

この磁気回路に磁束が流れる時には、矢印で示すように
補助ヨーク11から直接プランジャ13に流れる磁束Φ
_１と、補助ヨーク11からアーマチュア14を通ってプラン
ジャ13に流れる磁束Φ_２がある。補助ヨーク11、アーマ
チュア14間のギャップは補助ヨーク11、プランジャ13間
のギャップより狭く、対向面積が大きいので、ソレノイ
ドの励磁初期は磁束Φ_２が多く、補助ヨーク11、アーマ
チュア14間に作用する吸引力も大きい。ここでアーマチ
ュア14の磁路断面積は小さいが、磁束Φ_２が流れる部分
14bを高飽和磁束密度のコバルト・鉄合金から形成して
いることによって、アーマチュア14が磁気飽和しにくく
なり、高い吸引力が得られる。従って消費電力の低減な
いしは記録の高速化が図れる。

第５実施例 次に第７図は本発明の第５実施例による構造を説明する
ものである。

本実施例では同図に示す補助ヨーク11において、アーマ
チュア14のそれぞれに対向する領域のすなわち各ソレノ
イドに対向する領域の部分11aは３％ケイ素鋼から形成
し、隣り合うアーマチュア14どうしの間隔部分に対向す
る領域の部分11bは50％コバルト・鉄合金から形成する
ものとする。

このような構造によれば一つのソレノイドを励磁する
と、50％コバルト・鉄合金の部分11bは最大透磁率が低
いので、磁束Φは第７図に矢印で示すように最大透磁率
の高いケイ素鋼からなる部分11aに集中して流れ、広が
らないので隣り合うソレノイドへの磁気干渉を抑えるこ
とができ、アクチュエータの高速安定性を向上できる。

なお部分11aが磁気飽和すると部分11bにも磁束Φが流
れ、磁路の磁気特性が極端に劣化するのを防ぐが、その
量は少ないので、これによる磁気干渉は小さく、アクチ
ュエータの高速安定性を損なうものではない。

またヨーク５についても同様の構造とすることにより、
磁気干渉の抑制効果をより高められる。

以上第１〜第５の実施例を説明したが、これらの実施例
の構造は適当に組み合わされるのは勿論である。また上
述のケイ素鋼とコバルト・鉄合金の代わりに他の磁性体
を用いても良い。

また以上のようなソレノイドの磁気回路の構造は吸引式
ソレノイド構造のワイヤドットヘッドに限らず、バネチ
ャージ型のワイヤドットヘッドやディジーホイール記録
ヘッドなど他のインパクト記録ヘッドのソレノイドにも
応用して同様の効果を期待できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、記録
部材をソレノイドにより駆動して前記記録部材で記録媒
体を打撃することにより記録を行うインパクト記録ヘッ
ドであって、前記ソレノイドのコイルにより発生する磁
束を流す磁気回路は、前記ソレノイドのコア、該コアの
保持部材であるヨーク部材、記録媒体を打撃する打撃部
材を保持し前記ソレノイドの磁力により動作する部分で
ある可動部材、及び該可動部材に設けられる可動コアよ
りなり、前記コアと可動コアはそれぞれ高飽和磁束密度
を有する磁性体及び最大透磁率の高い磁性体を備えてお
り、該最大透磁率の高い磁性体が磁束励磁直後に磁束が
集中する部分に備えられている構成としたので、ソレノ
イドに磁束を流した当初に磁束が集中しやすい部分でよ
り吸引力を増大し速やかにコアと可動コアを吸引し、そ
の後この磁性体が磁気飽和に近づくころには高い飽和磁
束密度を有する磁性体により更に高い吸着力を発揮し、
また、ソレノイドの励磁が打ち切られた場合は、最大透
磁率の高い磁性体の保持力が小さいため吸引力は速やか
に小さくなる。これにより、記録のための打撃動作を繰
り返し連続的に行なう場合の応答性が良く、高速記録が
可能となるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるワイヤドット記録ヘ
ッドのソレノイド周辺部の構造を示す断面図、第２図は
同ヘッドの要部の背面図、第３図は第２実施例によるヘ
ッドのソレノイド周辺部の断面図、第４図は第３実施例
によるソレノイド周辺部の断面図、第５図は同実施例に
よる要部の背面図、第６図は第４実施例によるソレノイ
ド周辺部の断面図、第７図は第５実施例による要部の背
面図、第８図はドットマトリクス記録の説明図、第９図
および第10図はそれぞれ従来のワイヤドット記録ヘッド
の構造を示す断面図および分解斜視図である。 ５……ヨーク、６……コア ７……コイル、10……復帰バネ 11……補助ヨーク、13……プランジャ 14……アーマチュア、22……ワイヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録部材をソレノイドにより駆動して前記
   記録部材で記録媒体を打撃することにより記録を行うイ
   ンパクト記録ヘッドであって、 前記ソレノイドのコイルにより発生する磁束を流す磁気
   回路は、前記ソレノイドのコア、該コアの保持部材であ
   るヨーク部材、記録媒体を打撃する打撃部材を保持し前
   記ソレノイドの磁力により動作する部分である可動部
   材、及び該可動部材に設けられる可動コアよりなり、 前記コアと可動コアはそれぞれ高飽和磁束密度を有する
   磁性体及び最大透磁率の高い磁性体を備えており、該最
   大透磁率の高い磁性体が磁束励磁直後に磁束が集中する
   部分に備えられていることを特徴とするインパクト記録
   ヘッド。
2. 【請求項２】前記磁束励磁直後に磁束が集中する部分が
   前記コア及び可動コアの前記可動部材の固定端側に備え
   られている特許請求の範囲第１項に記載のインパクト記
   録ヘッド。