JPH0716437Y2 - ワイヤドット印字ヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はシリアルプリンタに用いられるワイヤドット印
字ヘッドに関するもので、特に発熱を抑えて小さな消費
電力で印字ワイヤを駆動することが可能なワイヤドット
印字ヘッドの構造に関するものである。

〔従来の技術〕

先端に印字ワイヤを取り付けかつ後端が板バネに支持さ
れた複数のアーマチュアを、永久磁石の磁力によりコア
とコイルから成る複数の電磁石側に吸引することによっ
て各板バネを撓ませ、各電磁石のコイルを選択的に励磁
することによって前記永久磁石の磁束を打ち消し、この
ときの板バネの復旧力によりアーマチュアと共に印字ワ
イヤを駆動して用紙等の媒体上にドット文字を印字する
所謂バネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドは比較的
安価な印字手段としてシリアルプリンタに広く用いられ
ている。

このバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドにおいて
は、永久磁石の磁束を打ち消す電磁石の漏れ磁束が隣接
するアーマチュア及びコアに流れ込み、そのコアの磁束
に変化を及ぼす磁気干渉という現象が存在する。

この場合、同一タイミングで印字する印字ワイヤの本数
が多くなる程磁気干渉による磁束の変化は大きくなり、
そのためアーマチュアを解放する際にそれぞれ単独で動
作させるときより大きな励磁電流が必要となって消費電
力の増大すなわちヘッドの発熱量の増大を招くことにな
る。

また、この種の印字ヘッドでは励磁電流の変化により解
放後のアーマチュアの動作にも影響が生じるため、コイ
ルへの通電時間を同じタイミングで印字する印字ワイヤ
の数に応じて変化させるなどの制御が必要である。

従って、今後バネチャージ型のワイヤドット印字ヘッド
のより高速化，高印字出力化，低消費電力化，更には小
型化，高密度実装化を目指し、これを実現していくため
には、前記磁気干渉による消費電力の増大、発熱の増大
は避けて通れない最も重要な問題の一つであるといえ
る。

そこで、この問題を解決すべく従来より種々の改良技術
が提案されてきたが、その中で特開昭58-96568号公報に
開示された技術は、隣接するコアを通る磁束の向きを互
いに逆方向とし、前記の磁気干渉が従来とは反対の干渉
となるようにした点で注目される。

以下にその技術を従来例として第６図〜第８図により説
明する。

第６図は従来のワイヤドット印字ヘッドの断面図、第７
図は第８図のA-A線断面図である。

図において１はアルミニウム等の非磁性体により形成さ
れた円形（リング状）の後部フレーム、２はこの後部フ
レーム１に求心状に独立して複数個配置されたＬ字形の
コアで、各々のコア２の起立した先部の周りにコイル３
を巻装することで電磁石４が構成されており、また各コ
ア２の後部には永久磁石５が積層されていて、これらの
永久磁石５は隣接し合うもの同士の極性が互いに逆方向
の向きとなるようにそれぞれ配置されている。

６は各永久磁石５に積層された中間ヨーク、７は固定端
（後端）を中間ヨーク６に載せかつ自由端（先端）を求
心方向に向けて配置した板バネ、８は後端を板バネ７の
自由端に固着支持したアーマチュア、９は板バネ７の上
に配置された前部ヨーク、10は該前部ヨーク19上に設け
られた前部フレームで、この前部フレーム10はアルミニ
ウム等の非磁性体により形成されており、中央部に設け
られた突出部の先端にワイヤガイド11を有している。

12は各板バネ７の自由端に固定された印字ワイヤで、各
印字ワイヤ12の先端は前記ワイヤガイド11により所定の
配列に整列され、図示しない用紙等の媒体に向かって突
出するようになっている。

13は前記の如く永久磁石５上に積層された中間ヨーク6,
板バネ7,前部ヨーク9,及び前部フレーム10を一体に固定
する固定ネジで、この固定ネジ13は板バネ７等の部品と
同数だけ締結されており、これにより各部品が一体に組
み立てられている。

次に上述した構成によるドット印字ヘッドの作用を第８
図を用いて説明する。

第８図は前記ワイヤドット印字ヘッドの要部斜視図で、
ここでは二組の磁石アセンブリ（イ），（ロ）を示して
いる。

まず、非印字時は電磁石４を励磁しないので、磁石アセ
ンブリ（イ）においては、永久磁石５の磁束が矢印ａで
示したように、中間ヨーク6,前部ヨーク9,アーマチュア
8,及びコア２を通って永久磁石５に戻るループを形成
し、また磁石アセンブリ（ロ）においては、永久磁石５
の磁束が矢印ｂで示したように、コア2,アーマチュア8,
前部ヨーク9,及び中間ヨーク６を通って永久磁石５に戻
るループを形成している。

つまり、磁石アセンブリ（イ）と（ロ）の電磁石５は極
性が互いに逆方向の向きとなるように配置されているた
め、その磁束のループの向きが互いに逆方向になる。

この場合、両者とも電磁石４のコア２とアーマチュア８
との間には磁気吸引力が生じるため、印字ワイヤ12を固
定したアーマチュア８が板バネ17の力に抗してコア２に
吸引され、板バネ７に撓みが与えられる。

そこで、一方の磁石アセンブリ（イ）に対応する印字ワ
イヤ12を駆動して印字する場合、磁石アセンブリ（イ）
の電磁石４のコイル３に通電すると、矢印ｃで示したよ
うに前記永久磁石５の磁束と反対方向の磁束すなわちア
ーマチュア7,前部ヨーク1,及び中間ヨーク６を通ってコ
ア２に戻る磁束のループが発生し、この矢印ｃ方向の磁
束により前記矢印ａ方向の磁束つまり前記永久磁石５の
磁束が打ち消されて、コア２に吸引されているアーマチ
ュア８が解放される。

これによりこのアーマチュア８を支持している板バネ７
が復旧し、その復旧力によりアーマチュア８と共に印字
ワイヤ２が駆動され、その先端が図示しないインクリボ
ンを介して同じく図示しないプラテン上の印字媒体に衝
突することで、印字媒体上にドッドが印字される。

一方、この印字動作において、前記の如く矢印ｃ方向の
磁束を発生させると、その漏れ磁束が隣接している磁石
アセンブリ（ロ）の電磁石４のコア２に矢印ｄで示した
ように流れるが、この矢印ｄ方向の磁束は磁石アセンブ
リ（ロ）における永久磁石５の磁束の方向つまり矢印ｂ
方向と逆の方向の磁束である。

このような漏れ磁束は磁石アセンブリ（ロ）の印字ワイ
ヤ２を駆動するために、その電磁石４のコイル３に通電
を行うと磁石アセンブリ（イ）の電磁石４のコア２にも
同様に流れる。

そのため、両磁石アセンブリ（イ），（ロ）のそれぞれ
のコイル13に同時に通電する場合は、その漏れ磁束が互
いに隣接しあうコア２内に流れ込み、これにより両コア
２においてそれぞれ永久磁石15の磁束と逆方向の磁束が
ながれることになるため、小さな消費電力により電磁石
４を励磁するだけで、印字ワイヤ12を駆動することが可
能となり、ヘッドの発熱量も小さくなる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来のワイヤドット印字ヘッド
では、各印字ワイヤに対応する永久磁石がそれぞれ独立
しており、かつ隣合う永久磁石の極性の向きが逆である
ため、無着磁の状態の永久磁石を用いて印字ヘッドを組
み立てた後、これを強磁界中において永久磁石を所望の
強さに磁化するという製造工程がとれず、予め所望の強
さに着磁された磁石を取扱いながら、印字ヘッドを組み
立てていくという複雑で管理の難しい製造工程をとらざ
るを得ないという問題があった。

また、永久磁石のみならず板バネや中間ヨーク及び前部
ヨーク等も独立した部品として存在するものが多くな
り、その結果製品のコスト増加につながるという問題も
あった。

本考案はこれらの問題を解決するためになされたもの
で、製造が容易であると共に低価格で、しかも小さな消
費電力で印字ワイヤを駆動することが可能なワイヤドッ
ト印字ヘッドを実現することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するため、本考案は先端に印字ワイ
ヤを取り付け、かつ該先端が求心方向を向くように円形
に配列される複数本のアーマチュアと、各々のアーマチ
ュアを自由端に支持した板バネと、コア及び該コアに巻
装されたコイルから成り、前記各アーマチュアに対応し
て円形に配列される電磁石とを備え、非印字時に各アー
マチュアを電磁石のコアに吸引させて板バネに撓みを与
え、印字時に電磁石のコイルを選択的に励磁することに
より対応するアーマチュアを開放して、板バネの復旧力
によりアーマチュアと共に印字ワイヤを駆動するワイヤ
ドット印字ヘッドにおいて、各電磁石のコアに対応して
その列の外側に配置される磁性体製のバックポールと、
前記の如く配列される電磁石のコアを少なくとも１個置
きに設けると共に、このコアに対応するバックポールを
除くバックポールを設けた磁性体製のベースプレート
と、前記ベースプレートに固定されたコア及びバックポ
ールに対応するバックポール及びコアを設け、かつ前記
ベースプレート上に固定された永久磁石とにより、ベー
スプレートに設けられたコア及び永久磁石に設けられた
バックポールから成る第１の磁石アセンブリと、ベース
プレートに設けられたバックポール及び永久磁石に設け
られたコアから成る第２の磁石アセンブリを形成したも
のである。

〔作用〕

上述した構成を有する本考案は、各アーマチュアを電磁
石のコアに吸引させるための永久磁石の磁束が第１の磁
石アセンブリにおいては、バックポール，アーマチュ
ア，コア，及びベースプレートを通って永久磁石に戻る
ループを形成し、また第２の磁石アセンブリにおいて
は、コア，アーマチュア，バックポール，及びベースプ
レートを通って永久磁石に戻るループを形成するので、
第１及び第２の磁石アセンブリを通る永久磁石の磁束の
ループの向きが互いに逆の方向となる。

従ってこれによれば、従来のように各アーマチュアに対
応して独立した永久磁石を設ける必要がなくなり、１個
の永久磁石を用いて構成できるので、無着磁の状態の永
久磁石を用いて印字ヘッドの各部品を一体に組み立てた
後、これを強磁界中において永久磁石を所望の強さに磁
化するという製造工程をとることができ、製造工程が容
易なものとなる。

また、永久磁石が１個になることによりアーマチュアを
支持する板バネも一体形のものを用いることができ、し
かもバックポール等の新たな部品が加わるものの従来永
久磁石と同様に独立して設けていた中間ヨーク及び前部
ヨーク等の部品を省略することができるので、製品コス
トが低減して安価に製造可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本考案によるワイヤドット印字ヘッドの一実施
例を示す要部斜視図、第２図は同実施例の分解斜視図、
第３図は部品の一部を取り除いて示した正面図、第４図
は第３図におけるI-I線断面図、第５図は第３図におけ
るI-II線断面図である。

図において14は磁性体によって形成された円形のベース
プレート、15はコア、16は該コア15の外周に巻装された
コイルで、このコア15とコイル16により電磁石が構成さ
れている。

17は磁性体により形成されたバックポール、18は永久磁
石、19は磁性体によって形成された取り付けプレート
で、本実施例において前記コア15は円形を成すように複
数個配列され、またバックポール17は各コア15に対応し
てその列の外側に配列されるものであるが、これらはベ
ースプレート14と永久磁石18及び取り付けプレート19に
以下の関係で取り付けられている。

すなわちベースプレート14にはコア及びバックポール用
の取り付け孔が設けられていて、コア用の取り付け孔に
はコア15が１個置きに挿入固定され、かつこれらのコア
15に隣接するコア15に対応するバックポール17が同じく
１個置きにバックポール用の取り付け孔に挿入固定され
ている。

一方、取り付けプレート19にも前記と同様のコア及びバ
ックポール用の取り付け孔が設けられていて、前記ベー
スプレート14上に固定されたコア15に対応するバックポ
ール17と、同じくベースプレート14上に固定されたバッ
クポール17に対応するコア15がそれぞれ１個置きにコア
及びバックポール用の取り付け孔に挿入固定されてい
る。

この取り付けプレート19は永久磁石18と同一の外形を持
つように形成されていて、第２図に示すように両者には
それぞれ前記ベースプレート14上に固定されたコア15と
バックポール17の逃げを行うための孔20a,20b及び切り
欠き21a,21bが設けられており、従ってこの孔20a,20b及
び切り欠き21a,21bを利用して永久磁石18と取り付けプ
レート19をベースプレート14の中央部上に積み重ね、ネ
ジ22で一体に固定することにより、第３図に示すように
コア15とバックポール17がそれぞれ円形を成すように配
列固定されていて、これにより本実施例では、ベースプ
レート14に固定されたコア15及び永久磁石18上に設けら
れたバックポール17から成る第１の磁石アセンブリ23a
と、ベースプレート14に固定されたバックポール17及び
永久磁石18上に設けられたコア15から成る第２の磁石ア
センブリ23bが形成されている。

尚、コア15及びバックポール17はそれぞれベースプレー
ト14及び取り付けプレート19と一体に形成しておくこと
も可能である。

24はアルミニウム等の非磁性体によって形成されたヘッ
ド外周面を兼ねるリング状のスペーサで、このスペーサ
24はベースプレート14の周縁部上に重ねられ、ネジ25に
よりベースプレート14上に固定されている。

26は印字ワイヤ、27はこの印字ワイヤ23を先端に固着し
たアーマチュアである。

28は複数の自由端を有しかつ各々の自由端が求心方向を
向くように一体に形成した板バネで、各自由端上に前記
アーマチュア27がレーザ溶接等により固着支持されてい
る。

29は耐摩耗性を有する金属薄板により形成された円形の
レシジュアルシート、30は非磁性体により形成されたヘ
ッドフレームで、このヘッドフレームの中央部に形成さ
れた突出部の先端にはワイヤガイド31が設けられてい
る。

ここで前記板バネ28は各々の自由端に支持したアーマチ
ュア27が対応するコア15及びバックポール17上に位置す
るようにスペーサ24上に重ねられ、またレシジュアルシ
ート29は各コア15及び各バックポール17と板バネ28の自
由端との間に挟み込まれている。そして、板バネ28の外
周上にはヘッドフレーム30が重ねられ、このヘッドフレ
ーム29側から通したネジ32を前記スペーサ24のネジ穴に
締結することにより、これらは一体に組み立てられてい
る。

この組み立て状態において、各印字ワイヤ26の先端はワ
イヤガイド31により所定の配列に位置決め保持されてい
る。

また、各アーマチュア27は対応するバックポール17を支
点として回動するように予め設定されており、更にレシ
ジュアルシート29はその回動支点におけるバックポール
17及び板バネ28と各コア16の上面を保護する役目をす
る。

次に上述した構成の作用について説明する。

まず、非印字時にコイル16に通電を行わない場合、永久
磁石４の磁束は第４図及び第５図に示すように流れる。

すなわち第４図に示したように第２の磁石アセンブリ23
bにおいては、永久磁石18の磁束がコア15,アーマチュア
27,バックポール17,及びベースプレート14を通って永久
磁石18に戻るループｅを形成し、また第５図に示したよ
うに第１の磁石アセンブリ23aでは、永久磁石18の磁束
がバックポール17,アーマチュア27,コア15,及びベース
プレート14を通って永久磁石18に戻るループｆを形成す
る。

つまり本実施例では１個の永久磁石18を共通のものとし
て用いるが、この永久磁石18上にコア15とバックポール
17を前記の如く互い違いに配置しているので、隣接する
磁石アセンブリにおける永久磁石18の磁束の流れは互い
に逆方向となる。

そしてこの永久磁石18の磁束によって各アーマチュア27
は板バネ28の力に抗してコア15に吸引され、バックポー
ル17を支点として回動することにより板バネ28に撓みが
与えられる。

そこで今、第１図に示す第1,第２の２組の磁石アセンブ
リ23a,23bのうち、第１の磁石アセンブリ23aに対応する
印字ワイヤ26を駆動して印字する場合、このアセンブリ
23aにおけるコイル16に通電すると矢印ｇで示したよう
に前記永久磁石18の磁束と反対方向の磁束のループが発
生し、この矢印ｇ方向の磁束により前記矢印ｆ方向の磁
束つまり前記永久磁石18の磁束が打ち消されて、コア15
に吸引されているアーマチュア27が解放される。

これによりこのアーマチュア27を支持している板バネ28
が復旧し、その復旧力によりアーマチュア27と共に印字
ワイヤ26が駆動され、その先端が図示しないインクリボ
ンを介して同じく図示しないプラテン上の印字媒体に衝
突することで、印字媒体上にドッドが印字される。

一方、この印字動作において前記の如く矢印ｇ方向の磁
束を発生させると、その漏れ磁束が隣接している第２の
磁石アセンブリ23bのアーマチュア27及び永久磁石18上
に固定されているコア15に矢印ｈで示したように流れ込
む。この矢印ｈ方向の磁束は、第２の磁石アセンブリ23
bにおいて矢印ｅで示した永久磁石18の磁束の方向と逆
の方向つまり永久磁石18の磁束を打ち消す方向の磁束で
ある。

このような漏れ磁束は、第２の磁石アセンブリ23bに対
応する印字ワイヤ26を駆動するために、そのコイル16に
通電を行うと隣接する第１の磁石アセンブリ23aのアー
マチュア27及び永久磁石18上に固定されたバックポール
17にも同様に流れる。

そのため、隣接する第1,第２磁石アセンブリ23a,23bそ
れぞれのコイル16に同時に通電する場合は、その漏れ磁
束が互いに隣接し合う磁石アセンブリ内に流れ込んでコ
イル16による励磁磁束と相加わるため、コイル16を単独
で励磁するよりも励磁磁束が増加することになり、その
結果、コイル16のインダクタンスが増加して電流が減少
するので、コイル16からみればより小さな励磁磁束によ
り印字ワイヤ12を駆動して所定の印字動作を行うことが
可能となる。

つまり本実施例では１個の永久磁石18を共通のものとし
て用いながら、隣接する磁石アセンブリにおける永久磁
石18の磁束の流れが互いに逆方向となるようにしている
ため、磁石アセンブリ毎に永久磁石を独立させかつ隣接
する永久磁石の極性の向きが互いに逆方向になるように
した構成と同様に小さな消費電力で印字を行うことが可
能となり、ヘッドの発熱量も小さくなる。

尚、上述した実施例において印字ワイヤ26の本数が奇数
本の場合、コア15を完全な交互配列になるようにベース
プレート14と永久磁石18とに固定することはできず、永
久磁石18の磁束ループが隣接する磁石アセンブリ同士で
同方向になる箇所が生じることになる。従ってこの場合
コイル16への励磁電流は完全な交互配列に比べて若干増
加するが、この励磁電流の増加を避けたい場合はダミー
のコアとコイルを設置して実質的に完全な交互配列にな
るようにすればよい。

また、上述した実施例では、コア15及びバックポール17
を１個置きに交互に配列する構成としたが、２個置きあ
るいは３個置き等、複数個置きに交互に配列する構成と
してもよく、この場合永久磁石18の磁束ループが隣接す
る磁石アセンブリ同士で同方向になるものが増えるが、
全て同方向となるヘッドに比べれば、磁気干渉による消
費電力及び発熱の増加は小さく抑えることができる。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように本考案は、バネチャージ型の
ワイヤドット印字ワイヤにおいて、各電磁石のコアに対
応してその列の外側に配置される磁性体製のバックポー
ルと、円形に配列される前記電磁石のコアを少なくとも
１個置きに設けると共に、このコアに対応するバックポ
ールを除くバックポールを設けた磁性体製のベースプレ
ートと、前記ベースプレートに固定されたコア及びバッ
クポールに対応するバックポール及びコアを設け、かつ
前記ベースプレート上に固定された永久磁石とにより、
ベースプレートに設けられたコア及び永久磁石に設けら
れたバックポールから成る第１の磁石アセンブリと、ベ
ースプレートに設けられたバックポール及び永久磁石に
設けられたコアから成る第２の磁石アセンブリを形成す
ると共に、永久磁石から発生して各アーマチュアを電磁
石のコアに吸引させるために第１及び第２の磁石アセン
ブリを通る磁束のループの向きが互いに逆の方向になる
ようにしている。

従ってこれによれば、従来のように各アーマチュアに対
応して独立した永久磁石を設ける必要がなくなり、１個
の永久磁石を用いて構成できるので、無着磁の状態の永
久磁石を用いて印字ヘッドの各部品を一体に組み立てた
後、これを強磁界中において永久磁石を所望の強さに磁
化するという製造工程をとることができ、製造工程が容
易になるという効果が得られる。

また、永久磁石が１個になることによりアーマチュアを
支持する板バネも一体形のものを用いることができ、し
かもバックポール等の新たな部品が加わるものの従来永
久磁石と同様に独立して設けていた中間ヨーク及び前部
ヨーク等の部品を省略することができるので、製品コス
トが低減して安価に製造可能になるという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるワイヤドット印字ヘッドの一実施
例を示す要部斜視図、第２図は同実施例の分解斜視図、
第３図は部品の一部を取り除いた正面図、第４図は第３
図のI-I線断面図、第５図は第３図のI-II線断面図、第
６図は従来のワイヤドット印字ヘッドの断面図、第７図
は第８図のA-A線断面図、第８図は従来のワイヤドット
印字ヘッドの要部斜視図である。 14:ベースプレート 15:コア 16:コイル 17:バックポール 18:永久磁石コイル 17:取り付けプレート 23a:第１の磁石アセンブリ 23b:第２の磁石アセンブリ 24:スペーサ 26:印字ワイヤ 27:アーマチュア 28:板バネ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に印字ワイヤを取り付け、かつ該先端
   が求心方向を向くように円形に配列される複数本のアー
   マチュアと、 各々のアーマチュアを自由端に支持した板バネと、 コア及び該コアに巻装されたコイルから成り、前記各ア
   ーマチュアに対応して円形に配列される電磁石とを備
   え、 非印字時に各アーマチュアを電磁石のコアに吸引させて
   板バネに撓みを与え、 印字時に電磁石のコイルを選択的に励磁することにより
   対応するアーマチュアを開放して、板バネの復旧力によ
   りアーマチュアと共に印字ワイヤを駆動するワイヤドッ
   ト印字ヘッドにおいて、 各電磁石のコアに対応してその列の外側に配置される磁
   性体製のバックポールと、 前記の如く配列される電磁石のコアを少なくとも１個置
   きに設けると共に、このコアに対応するバックポールを
   除くバックポールを設けた磁性体製のベースプレート
   と、 前記ベースプレートに固定されたコア及びバックポール
   に対応するバックポール及びコアを設け、かつ前記ベー
   スプレート上に固定された永久磁石とにより、 ベースプレートに設けられたコア及び永久磁石に設けら
   れたバックポールから成る第１の磁石アセンブリと、ベ
   ースプレートに設けられたバックポール及び永久磁石に
   設けられたコアから成る第２の磁石アセンブリを形成す
   ると共に、 永久磁石から発生して各アーマチュアを電磁石のコアに
   吸引させるために第１及び第２の磁石アセンブリを通る
   磁束のループの向きが互いに逆の方向になるようにした
   ことを特徴とするワイヤドット印字ヘッド。