(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装された複数のコアが略環状を形成するように基板上に設けられ、印字ワイヤを固着したアーマチュアが上記コアに対向してそれぞれ設けられ、上記コイルへの励磁により上記アーマチュアを駆動して印字を行う印字機構を２段に積層し、下段の印字機構の印字ワイヤが上段の印字機構のコア列の内側に配設されるワイヤドット印字ヘッドにおいて、
上記上段のコア列のコイルを覆い支持するように充填される上段の充填剤と、
上記下段の印字機構の印字ワイヤが入る内径を備え、上記上段の基板と上記上段のコア列との間に設けられる上段のスペーサ部と上記上段のコア列の内側に沿って設けられる上段の筒状部とから成り、上記上段の充填剤をせき止める上段のせき止め部材を上記上段の印字機構に設けたことを特徴とするワイヤドット印字ヘッド。
【請求項２】
上記筒状部と上記スペーサ部とは一体に形成される請求項１記載のワイヤドット印字ヘッド。
【請求項３】
上記筒状部は金属である請求項１記載のワイヤドット印字ヘッド。
【請求項４】
上記下段の印字機構に設けられ、上記下段のコア列の内側に配設された放熱部材と、
上記下段のコア列のコイルを覆い支持するように充填される下段の充填剤と、
上記放熱部材が入る内径を備え、上記下段の基板と上記下段のコア列との間に設けられる下段のスペーサ部と上記下段のコア列の内側に沿って設けられる下段の筒状部とから成り、上記下段の充填剤をせき止める下段のせき止め部材を上記下段の印字機構に設けた請求項１記載のワイヤドット印字ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリアルプリンタにおけるワイヤドット印字ヘッド、特に印字機構を２段に積層したワイヤドット印字ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印字ワイヤを駆動して印字を行うワイヤドット印字ヘッドには、プランジャ型、バネチャージ型、クラッパ型、圧電素子型等、各種のものが提供されている。このうちバネチャージ型の印字ヘッドでは、印字ワイヤを固着したアーマチュアをバイアス用板バネにより揺動自在に支持し、このアーマチュアを予めバイアス用板バネの弾性力に抗して永久磁石によってコアに吸引させておく。そして印字する際、コアに巻かれたコイルを励磁し、永久磁石の磁束と逆方向の磁束を発生させてアーマチュアをコアから解放することにより印字を行う。
【０００３】
このようなワイヤドット印字ヘッドに対して、近年の情報量の増大に伴って、印字の高速化の要求が高まっている。印字ヘッドを高速化するにはアーマチュアの固有振動数を上げればよいが、アーマチュアの固有振動数の増加はアーマチュアの軽量化に大きく依存し、信頼性、剛性、ポテンシャル等の条件を満たした上での軽量化には限界がある。そこで高速化の別の方法として、印字素子（アーマチュア）の多数化がある。
【０００４】
現在のシリアルドット印字ヘッドでは、２４個の印字素子をほぼ円周状に並設した所謂２４ピンヘッドが主流であるが、印字素子数を倍にした４８ピンヘッドにすることにより、同一行のドットを２つの印字素子で受け持つことが可能になり、印字素子の固有振動数は同じでも、印字ヘッドとしても印字速度は２４ピンヘッドに対して２倍になる。こうした印字素子の多数化を同一平面上で行うことは理論上は可能であるが、印字ヘッドの外形の制約等により印字素子（アーマチュア、コア、コイル等）の実装が難しい。そこで現在は印字素子を２段に積層して印字素子数を増加した印字ヘッドが主流になってきている。印字素子数を増加することにより、高速化だけでなく高密度印字も可能となる。
【０００５】
次に印字機構が２段に積層されたワイヤドット印字ヘッド１について説明する。図６は従来例のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図である。
【０００６】
ワイヤドット印字ヘッド１は、二段に積層された上段の印字機構２と下段の印字機構３とから構成される。下段の印字機構２において、印字ワイヤ４はアーマチュア５の先端部に固着され、印字ヘッド１先端部から突出して図示しないインクリボンを介して印字媒体に印字を行う。アーマチュア５は板バネ６の自由端に固着されている。板バネ６の固定端の下方には順に、ヨーク７、永久磁石８、ヨーク９、接続用ベース１０が配置され、接続用ベース１０の内側にはベースヨーク１１ａ、１１ｂが配置されている。
【０００７】
ベースヨーク１１ａにはコア１２が固着され、その内側には回動支点部材１３が配置されている。コア１２の周りにはコイル１４が巻装されており、コイル１４はベースとなる基板１５に接続されている。回動支点部材１３はアーマチュア５が印字時に回動する支点となる部材である。ベースヨーク１１ｂ側には絶縁性ゴムパッキン３０、３１およびスペーサ１７を介して基板１５が設けられている。
【０００８】
板バネ６の固定端の上部には、ヨーク１８、ヨーク１９およびフレーム２０が順に配置されている。フレーム２０の先端部にはワイヤガイド２１、２２、２３がそれぞれ設けられている。これらのワイヤガイド２１、２２、２３は上段の印字機構２の印字ワイヤ４と下段の印字機構３の印字ワイヤ２４の両方が挿入される穴を有する共通のワイヤガイドとなっている。以上により上段の印字機構２が構成される。
【０００９】
また、下段の印字機構３の構成も上段の印字機構２の構成とほぼ同様になっている。したがって下段の印字機構３の各要素に上段の印字機構２の各要素と同一の符号を付すことにより説明に代える。下段の印字機構３の上部にはフレーム２５が設けられ、ワイヤガイド２６、２７が固着されている。これらのワイヤガイド２６、２７は下段の印字機構３の印字ワイヤ２４だけをガイドする。
【００１０】
そして下段の印字機構３側においては、基板１５の上部からコイル１４及び回動支点部材１３の上端部近傍まで充填剤２８が充填されている。この充填剤２８はコイル１４の保持、絶縁、放熱等を目的として充填されたものであり、通常、液体状態の充填剤２８が流し込まれ熱硬化することにより固めている。
【００１１】
【課題が解決しようとする課題】
上記従来のワイヤドット印字ヘッド１においては、下段の印字機構３の印字ワイヤ２４が上段の印字機構２の略中心、すなわち略環状に配設されたコア１２の内側を貫く形で積層されるので、上段の印字機構２においては、下段の印字機構３のワイヤ２４を保持するフレームを通すための穴を設けなければならない。この穴があいていることにより上段の印字機構２を作るにあたっては下段の印字機構３のように充填剤２８を流し込むことができず、その結果、コイル１７の保持、絶縁、放熱といった効果が得られないので、印字ヘッドとしての信頼性が低下してしまうといった問題点があった。
【００１２】
この問題点を解決するために、当初、下段の印字機構３のフレーム２５が通る穴を設けずに上段の印字機構２に充填剤２８を充填し、充填硬化後に機械加工により穴を開ける方法や、穴を塞ぐ治具を用意し、充填時はその治具をセットし、充填硬化後にその治具を外すといったことがなされているが、どちらの場合も工数が多くかかってしまうという問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、コイルが巻装された複数のコアが略環状を形成するように基板上に設けられ、印字ワイヤを固着したアーマチュアがコアに対向してそれぞれ設けられ、コイルへの励磁によりアーマチュアを駆動して印字を行う印字機構を２段に積層し、下段の印字機構の印字ワイヤが上段の印字機構のコア列の内側に配設されるワイヤドット印字ヘッドにおいて、上段のコア列を覆うように充填される上段の充填剤と、下段の印字機構の印字ワイヤが入る内径を備え、上段の基板と上段のコア列との間に設けられる上段のスペーサ部と上段のコア列の内側に沿って設けられる上段の筒状部とから成り、上段の充填剤をせき止めるせき止め部材を上段の印字機構に設けたものである。
【００１４】
上記構成の本発明によれば、せき止め部材が下段のフレームを覆う壁となるので、上段の印字機構に充填剤を充填してもせき止め部材により充填剤はせき止められるので、上段の印字機構にも充填剤を充填させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。なお各図面に共通する要素には同一の符号を付す。図１は第１の実施の形態のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図、図２は第１の実施の形態のスペーサと筒状部材を示す平面図、図３は第１の実施の形態のスペーサと筒状部材を示す断面図である。
【００１６】
図１において、第１の実施の形態のワイヤドット印字ヘッド５１は、二段に積層された上段の印字機構５２と下段の下段の印字機構５３とから構成される。下段の印字機構５２において、印字ワイヤ５４はアーマチュア５５の先端部に固着され、印字ヘッド５１先端部から突出して図示しないインクリボンを介して印字媒体に印字を行う。アーマチュア５５は板バネ５６の自由端に固着されている。板バネ５６の固定端の下方には順に、ヨーク５７、永久磁石５８、ヨーク５９、接続用ベース６０が配置され、接続用ベース６０の内側にはベースヨーク６１ａ、６１ｂが配置されている。
【００１７】
ベースヨーク６１ａには複数のコア６２が略環状を形成するようにそれぞれ固着され、その内側には回動支点部材６３が配置されている。コア６２の周りにはコイル６４が巻装されており、コイル６４は基板６５に接続されている。回動支点部材６３はアーマチュア５５が印字時に回動する支点となる部材である。ベースヨーク６１ｂの反対側には絶縁性ゴムパッキン８０、８１およびスペーサ６７を介して基板６５が設けられている。
【００１８】
板バネ５６の固定端の上部には、ヨーク６８、ヨーク６９およびフレーム７０が順に配置されている。フレーム７０の先端部にはワイヤガイド７１、７２、７３がそれぞれ設けられている。これらのワイヤガイド７１、７２、７３は上段の印字機構５２の印字ワイヤ５４と下段の印字機構５３の印字ワイヤ７４の両方が挿入される穴を有する共通のワイヤガイドとなっている。以上により上段の印字機構５２が構成される。
【００１９】
下段の印字機構５３の構成も上段の印字機構５２の構成とほぼ同様になっている。したがって下段の印字機構５３の各要素に上段の印字機構５２の各要素と同一の符号を付すことにより説明に代える。下段の印字機構５３の上部にはフレーム７５が設けられ、ワイヤガイド７６、７７が固着されている。これらのワイヤガイド７６、７７は下段の印字機構５３の印字ワイヤ７４だけをガイドする。
【００２０】
上段の印字機構５２には、図１、図２、図３に示すように上段の印字機構５２の略中心、すなわち略環状に配設されたコア６２（コア列）の内側を貫く下段の印字機構５３のフレーム７５が入る内径を備え、この内径に沿って充填剤をせき止める、せき止め部材である筒状部材７９がスペーサ６７と一体形成されて設けられている。この筒状部材７９の一端側はコイル６４を覆い、コイル６４の保持、絶縁、放熱等といったコイル１４の支持を目的として充填された充填剤７８の充填高さよりも高く、且つ上段の印字機構５２の印字素子（アーマチュア５５、板バネ５６、印字ワイヤ５４）と干渉しない高さとなっている。また他端側は基板６５とフレーム７５との間隙とほぼ同形に設計されているが、ものの作りのバラツキ等を考慮し、問題なく挿入されるように若干小さめとするのが普通であり、その場合基板６５の裏側（下段の印字機構５３側）から接着剤等で目張りする等して充填剤７８の漏れを防ぐ。またこの部分にテーパを付けて押し込むことにより基板６５とフレーム７５との間隙との密着度を挙げて目張りを省くことも考えられる。
【００２１】
また筒状部材７９と一体成形されたスペーサ６７のヘッド外周部方向、すなわち絶縁性ゴムパッキン８０、８１の一端側８０ａ、８１ｂにおいては、やはりパッキンによりシールすることにより充填剤７８の漏れを防ぐ構成としている。
【００２２】
そしてこの筒状部材７９を設けることにより、充填剤７８を上段の印字機構５２に流し込んでも、筒状部材７９が壁となり充填剤７８はせき止められ、他方はパッキンによりシールされているので外側へ漏れることがなく、上段の印字機構５２への充填剤７８の充填が可能となる。
【００２３】
なお、上記筒状部材７９及びスペーサ６７は、印字機構本体と基板６５との間の絶縁を計るために樹脂で成形されている。
【００２４】
以上第１の実施の形態においては、充填剤７８の充填が多くの工数をかけずに可能となる。従って、上段の印字機構２にも充填剤７８を充填することができるようになるので、コイル６４の保持、絶縁、放熱といった効果を上段の印字機構２にも与えることが可能となり、その結果、ワイヤドット印字ヘッド５１の信頼性の向上を計ることができる。
【００２５】
第２の実施の形態
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の箇所には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２６】
上記第１の実施の形態においては筒状部材７９は樹脂で成形されているが、その場合、ワイヤガイド７６、７７を保持するアルミ等で成形された下段の印字機構５３のフレーム７５が上段の印字機構５２の略中心を貫いているにも拘らず、下段の印字機構５３のフレーム７５への伝熱がうまくいかず、上段の印字機構５２のコイル６４の放熱が不十分となることが考えられる。
【００２７】
従って本実施の形態の上段の印字機構５２においては、図４に示すように筒状部材（第１の筒状部材）９９とスペーサ１００とを別部材とし、スペーサ１００については従来通り樹脂成形品とし、筒状部材９９についてはアルミに代表されるような熱伝導に優れる材質（金属）としている。図４においては、基板６５とフレーム７５との間隙に挿入可能で且つ充填剤７８が漏れないように設定されたスペーサ１００の一部である一端１００ａを設けて基板６５における充填剤７８の漏れを防ぎ、基板６５と反対側のスペーサ１００の一端１００ａに下段の印字機構５３のフレーム７５が入る内径を持つ筒状部材７９をはめ込みにより結合させる。従って別部材であるがスペーサの一端１００ａも筒状部材９９の一部となっている。
【００２８】
なお、基板６５とフレーム７５との間隙において基板パターンが上記間隙から離れていれば上記スペーサ１００における基板挿入部である一端１００ａを削除し、アルミで成形された筒状部材９９を直接基板７５にはめ込んでもよい。その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００２９】
上記構成によれば、充填剤７８を上段の印字機構５２に流し込んでも、筒状部材９９に充填剤７８はせき止められ、他方はパッキン及びスペーサ１００の一端１００ａによりシールされているので外側へ漏れることがなく、上段の印字機構５２への充填剤７８の充填が可能となる。
【００３０】
更に、図５に示すように、下段の印字機構５３側においても上記上段の印字機構５２側と同様に筒状部材（第２の筒状部材）９９を設け、この筒状部材９９の内側に、すなわち筒状部材９９で覆うように放熱部材であるヒートシンク１０１の突起部１０１ａを挿入するようにしても良い。これにより下段の印字機構５３においてもコイル６４の熱が充填剤７８及び筒状部材９９を通してヒートシンク１０１に効率良く伝えられる。その結果、放熱を良くすることができる。また、この構成は印字機構が２層に積層されていない通常の印字ヘッドにおいても適用可能である。
【００３１】
以上第２の実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏すると共に、筒状部材９９の材質を熱伝導に優れた材質とすることにより、コイル６４の放熱が更に優れたワイヤドット印字ヘッド５１を製造することができる。
【００３２】
また、下段の印字機構５３側において、更に印字機構が２段に積層されていない通常の印字ヘッドにおいて、上段の印字機構５２側と同様に筒状部材９９を設け、その中にヒートシンク１０１の突起部１０１ａ等、放熱部材を挿入することにより、コイル６４の熱的な信頼性、熱的なスループットに優れたワイヤドット印字ヘッド５１を製造することができる。
【００３３】
なお、本願発明は印字機構が２段に積層されているバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッドで説明したが、印字機構が２段に積層されていない通常のバネチャージ型のワイヤドット印字ヘッド、プランジャ型、クラッパ型、圧電素子型等他の方式の印字ヘッドにも適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、下段のフレームが入る内径を備え、この内径に沿って充填剤をせき止めるせき止め部材を上段の印字機構に設けたことにより、充填剤の充填が多くの工数をかけずに可能となる。従って、上段の印字機構にも充填剤を充填することができるようになるので、コイルの保持、絶縁、放熱といった効果を上段の印字機構にも与えることが可能となり、その結果、ワイヤドット印字ヘッドの信頼性の向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態のスペーサと筒状部材を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態のスペーサと筒状部材を示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図である。
【図６】従来例のワイヤドット印字ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
５１  ワイヤドット印字ヘッド
５２  上段の印字機構
５３  下段の部印字機構
５４  印字ワイヤ
５５  アーマチュア
６５  基板
６７  スペーサ
７４  印字ワイヤ
７５  フレーム
７８  充填剤
７９  筒状部材
９９  筒状部材
１００  スペーサ
１０１  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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