(57)【要約】【課題】簡易に高速駆動が可能な記録ヘッド及びこの記録ヘッドを用いた記録装置を提供する。【解決手段】フレーム４３の外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコア５３と、このコア５３に対向するアーマチュア６０を備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバー４７とを備え、コイルを通電することにより、アーマチュア６０をコア５３に対して吸引もしくは引き離してレバー４７を駆動する記録ヘッドにおいて、アーマチュア６０をコイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成する。【選択図】      図４
2004216617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する記録ヘッドにおいて、
前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する記録ヘッドにおいて、
前記フレームの外周壁と、前記アーマチュアの基端部との間にサイドヨークを備え、前記コイルへの通電により発生した磁束が、コア、アーマチュア、サイドヨーク及びフレームの外周壁を通って流れる構成とし、前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した前記磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項３】
前記アーマチュアは、磁束の流れに沿う各断面がほぼ等しく形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記レバーは、他端部側に設けた回動支点を中心に回動可能に構成され、
前記アーマチュアは、前記レバーの回動支点近傍に配置され、磁束が前記コアと対向する部分と前記回動支点近傍の部分とを通って流れるように構成され、前記回動支点から離れる部分が、前記回動支点から離れるに従って前記コアと対向する部分に向かうような形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項５】
複数の記録ワイヤを備えた記録ヘッドから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、
フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する構成を有し、
前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする記録装置。
【請求項６】
複数の記録ワイヤを備えた記録ヘッドから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、
フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーと、前記フレームの外周壁と前記アーマチュアの基端部との間に設けられたサイドヨークとを備え、前記コイルを通電することにより、前記コイルへの通電により発生した磁束が、コア、アーマチュア、サイドヨーク及びフレームの外周壁を通って流れ、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する構成を有し、
前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする記録装置。
【請求項７】
前記アーマチュアは、磁束の流れに沿う各断面がほぼ等しく形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記レバーは、他端部側に設けた回動支点を中心に回動可能に構成され、
前記アーマチュアは、前記レバーの回動支点近傍に配置され、磁束が前記コアと対向する部分と前記回動支点近傍の部分とを通って流れるように構成され、前記回動支点から離れる部分が、前記回動支点から離れるに従って前記コアと対向する部分に向かうような形状に形成されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離してレバーを駆動する記録ヘッド及びこの記録ヘッドを備えた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録装置には、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備える記録ヘッドを備えたドットインパクトプリンタが知られている。
【０００３】
この種の記録装置は、コイルへの通電によってコアを励磁することにより、レバーを回動させ、レバーの先端に連結された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（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】
近年、この種の記録装置においては、記録速度を向上させるために、記録ヘッドの高速駆動化が要求されている。しかしながら、従来の記録ヘッドは、高速駆動させようとしてもレバーの回動動作が追従しなくなり、高速駆動化が難し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、簡易に高速駆動が可能な記録ヘッド及びこの記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する記録ヘッドにおいて、前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する記録ヘッドにおいて、前記フレームの外周壁と、前記アーマチュアの基端部との間にサイドヨークを備え、前記コイルへの通電により発生した磁束が、コア、アーマチュア、サイドヨーク及びフレームの外周壁を通って流れる構成とし、前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した前記磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記アーマチュアは、磁束の流れに沿う各断面がほぼ等しく形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、前記レバーは、他端部側に設けた回動支点を中心に回動可能に構成され、前記アーマチュアは、前記レバーの回動支点近傍に配置され、磁束が前記コアと対向する部分と前記回動支点近傍の部分とを通って流れるように構成され、前記回動支点から離れる部分が、前記回動支点から離れるに従って前記コアと対向する部分に向かうような形状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５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、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーとを備え、前記コイルを通電することにより、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する構成を有し、前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６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、フレームの外周壁の内側に、周方向に間隔を空けて配置されると共に、コイルが巻回されたコアと、このコアに対向するアーマチュアを備えて、一端部に記録ワイヤが連結されたレバーと、前記フレームの外周壁と前記アーマチュアの基端部との間に設けられたサイドヨークとを備え、前記コイルを通電することにより、前記コイルへの通電により発生した磁束が、コア、アーマチュア、サイドヨーク及びフレームの外周壁を通って流れ、前記アーマチュアをコアに対して吸引もしくは引き離して前記レバーを駆動する構成を有し、前記アーマチュアは、前記コイルへの通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の構成において、前記アーマチュアは、磁束の流れに沿う各断面がほぼ等しく形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７のいずれかに記載の構成において、記レバーは、他端部側に設けた回動支点を中心に回動可能に構成され、前記アーマチュアは、前記レバーの回動支点近傍に配置され、磁束が前記コアと対向する部分と前記回動支点近傍の部分とを通って流れるように構成され、前記回動支点から離れる部分が、前記回動支点から離れるに従って前記コアと対向する部分に向かうような形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の記録装置の一実施形態に係るドットインパクトプリンタを説明する。
【００１６】
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。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、単票紙は、単票複写紙であってもよく、連続紙は、連続複写紙であってもよい。
【００１７】
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、プリンタ本体１１の上方、下方をそれぞれ覆うアッパケース及びロアケースとを有している。
【００１８】
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２参照）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２参照）を備えたシート搬送機構部２３とを有している。
【００１９】
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。
【００２０】
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３参照）の突出によりインクリボンのインクをプラテン２１上の記録用紙（図２中、符号Ｓにて示す）に転写することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
詳述すると、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。
【００２４】
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（長手方向）と一致する主走査方向に往復移動（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（図示せず）の正転または逆転により、タイミングベルト３０（図２参照）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の左向きまたは右向きに走行される。
【００２５】
次に、記録ヘッド１８について説明する。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。
【００２６】
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。
【００２７】
フレーム４３は、軟磁性材料（例えばパーメンジュールや１％ケイ素鋼など）から構成され、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。
【００２８】
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の基部が支点軸（回動支点）５１を基準に回転可能に支持される。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ている。
【００２９】
各ワイヤレバー４７は、図４に示すように、各コア５３に対向する位置にアーマチュア６０が設けられる。アーマチュア６０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３参照）が形成されたとき、コア５３が励磁されて発生した吸引力によってコア５３に吸引される。詳述すると、コイル４６に電流を流すことによって、電磁誘導により磁束（図４に波線で示す）がコア５３、アーマチュア６０のコア５３と対向する部分からアーマチュア７０の支点軸５１近傍の部分とを通って、フレーム４３の外周壁４３Ａを通って再びコア５３に流れる。これによって、磁気回路６３が形成され、アーマチュア６０がコア５３に吸引される。なお、磁束は、コア５３、アーマチュア６０及びフレーム４３の内周壁４３Ｂの磁路も通って流れるが、第１ヨーク４４及び第２ヨーク４５によって磁束は主としてフレーム４３の外周壁４３Ａ側の磁路を流れ、内周壁４３Ｂ側に流れる磁束の密度は低いものとなる。なお、磁束の向きについては、コイル５４の巻き方向によっていずれの方向もあり得るため、図示は省略している。
【００３０】
また、第１ヨーク４４及び第２ヨーク４５は、上記磁路を効率よく形成するための部材であり、図５に示すように、コア５３、アーマチュア６０（ワイヤレバー４７）、第１ヨーク４４及びフレーム４３の外周壁４３を通る磁路（符号（１）で示す）と、コア５３、アーマチュア６０（ワイヤレバー４７）、第２ヨーク４５、第１ヨーク４４及びフレーム４３の外周壁４３Ａを通る磁路（符号（２）で示す）と、コア５３、アーマチュア６０（ワイヤレバー４７）、第１ヨーク４４及びフレーム４３の内周壁４３Ｂを通る磁路（符号（３）で示す）と、コア５３、アーマチュア６０（ワイヤレバー４７）、第２ヨーク４５、第１ヨーク４４及びフレーム４３の内周壁４３Ｂを通る磁路（符号（４）で示す）を形成する。また、図５における磁束の向きについても、上記したようにコイル５４の巻き方向によっていずれの方向もあり得るため特に図示はしない。以上の構成により、ワイヤレバー４７は、支点軸５１を中心としてノーズ４１方向に回動し、記録ワイヤ３５をノーズ４１の先端から突出させ、この記録ワイヤ３５の突出により、記録ヘッド１８に対向配置されたインクリボン３１のインクをプラテン２１上の記録用紙Ｓに転写する。
【００３１】
図６は、ワイヤレバー４７を周辺構成と共に示す側面図である。
【００３２】
ワイヤレバー４７のアーマチュア６０は、コイル４６への通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成されている。ここで、従来構成では、ハッチングの領域Ｓ１と、図中左上部の領域Ｓ２（図６中波線で示す領域）とにまたがってアーマチュアが形成されていた。シミュレーションによると、この領域Ｓ２、すなわち、支点軸５１及びコア５３から最も離れた領域Ｓ２には、ほとんど磁束が流れないことが判った。本実施形態では、この磁束がほとんど流れない領域Ｓ２を除去して、領域Ｓ１のみを残し、アーマチュア６０を、コイル４６への通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成したものである。
【００３３】
これにより、コア５３、アーマチュア６０及びフレーム４３の外周壁４３Ａを通る磁束の密度を下げることなく、アーマチュアを軽量化することができる。従って、ワイヤレバー４７と一体となって回動するアーマチュア７０が軽くなるので、その分、記録ワイヤ３５を高速で打ち出したり、より短い周期で連続的に打ち出すことが可能となる。さらに、アーマチュア６０は、従来のアーマチュアから支点軸５１から離れた領域Ｓ２が除去されて軽量化されるので、単に領域Ｓ２に相当する重量分軽量化した場合よりもアーマチュア６０の回転モーメントが小さくなり、これによっても、記録ヘッド１８の高速駆動化に容易に対応することができる。
【００３４】
ノーズ４１は、記録ワイヤ３５の突出動作の際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、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が発熱するが、この発熱によるヘッド本体４０の熱を放散させて、このヘッド本体４０を冷却するものである。なお、図３の符号６８は、コイル５４への通電を行う電気回路が配置された基板であり、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。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の記録ヘッド１８は、アーマチュア６０を、コイル４６への通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成したことにより、記録ヘッド１８を簡易に高速駆動することができる。
【００３６】
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、以下のように変形実施が可能である。
【００３７】
上記実施の形態では、シミュレーション結果に基づき、磁束密度が低くなる部分（上記領域Ｓ２に対応）を積極的に除去することによって、アーマチュアをコイル４６への通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成する場合について述べたが、コア５３、アーマチュア及びフレーム４３の外周壁４３Ａを通る磁束の流れに沿う各断面がほぼ等しくなるようにアーマチュアを形成しても、アーマチュアをコイル４６への通電により発生した磁束の流れに沿う形状に形成することができる。例えば、図７に示すように、アーマチュア７０における磁束の主の流れを符号γと見なし、この磁束の向きに対し垂直断面の面積がほぼ等しくなるように形成してもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、アーマチュアをコアに吸引してワイヤレバー４７を駆動する記録ヘッド１８に本発明を適用する場合について述べたが、コアにアーマチュアを引き離す力を生じさせてアーマチュアをコアから引き離し、これによってワイヤレバー４７を駆動する方式の記録ヘッドに本発明を適用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、簡易に高速駆動が可能な記録ヘッド及びこの記録ヘッドを用いた記録装置を提供することができる。
【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】同記録ヘッドのワイヤレバーを周辺構成と共に示す斜視図である。
【図５】同記録ヘッドの磁束の流れを説明するための図である。
【図６】同記録ヘッドのワイヤレバーを周辺構成と共に示す側面図である。
【図７】同記録ヘッドの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  ドットインパクトプリンタ
１８  記録ヘッド
１１  プリンタ本体
３５  記録ワイヤ
４０  ヘッド本体
４１  ノーズ
４３  フレーム
４４  第１ヨーク
４５  第２ヨーク
４７  ワイヤレバー
４９  スプリングホルダ
５３  コア
５４  コイル
６０、７０  アーマチュア
【図１】
2004216617.tif 000003
【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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【図７】
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