JPH0239393B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁石印刷ハンマーに係り、更に具体
的には高速ライン・プリンタの印刷ハンマー・バ
ンクに用いられる印刷ハンマーに係る。

高速ライン・プリンタは、バンクに組み込まれ
た電磁石によつて動作される多数の印刷ハンマー
を用いる。これらのハンマーは接近して間隔づけ
られる必要がある。小型化設計の要求は過熱問題
及び磁気相互作用問題を生じ、この両方の問題は
逆に印刷ハンマー動作の信頼性及び結果として生
じる印刷処理の質に影響する。電磁石のコイルを
冷却しそして磁気相互作用を無くするための現在
の解決法は、熱的に効果的でなく、製造を複雑に
しそして大きなスペースを必要とする。これによ
りハンマー装置の小型化及び（あるいは）動作効
率が減少される。

米国特許第4033255号は、ドツト・マトリツク
ス・プリンタの印刷ハンマー・バンクを記述しそ
してこのバンクは、磁極上の絶縁巻枠上に巻きつ
けられる動作コイルの外周面に凹面の半球状台を
介して装着されたアルミニウム等の熱交換素子を
用いている。コイルの外周面は熱伝導性プラスチ
ツク層からなりそしてこの層は、コイルと外側に
接着された熱交換素子との間に半球状熱伝導連結
器を形成する。この熱交換素子は特別なフイン構
造に作られる。接着剤は、熱交換素子の付加量に
より生じるねじれを防止するためにコイルとこの
コイルの巻枠との間に用いられる。これらのコイ
ルはかなり幅広く間隔づけられそして永久磁石を
用いた共通の磁気回路を共用する。磁気相互作用
を防止する工夫がなされていない。

米国特許第3196783号は、改良された磁気コア
を有する高速プリンタ用印刷ハンマーを記述しそ
してこの磁石コアは多数の印刷ハンマーが間近に
接近して組み立てられる時に磁気相互作用を防止
する。Ｅ形状のコアは、溝が中央の足部と外側の
足部との間に形成されてこの中央の足部上に巻き
つけられた動作巻線を有する。外側の足部はコア
材料から形成された延長部分を有し、この延長部
分は減少された断面を有しそしてハンマー素子の
接極子部分のための凹所を形成するように中央の
足部の末端を越えて延びる。延長部分は漂遊磁界
を防止するように作用する。この構造体は、製造
するのにコスト高となる他、高密度の接極子アセ
ンブリに適切でない。この構造体は、あるシール
ド作用が与えられるが、高速印刷ハンマー動作の
場合に有害である低冷却効率を有する。

本発明の目的は、冷却効率及び磁気相互作用の
除去が大いに改良される電磁石動作式印刷ハンマ
ーを提供することである。

基本的には、本発明は磁気シールド作用も含む
熱交換素子を有する動作巻線を与えることにより
上記目的及びその他の目的を達成する。熱交換系
は、動作巻線の内側及び外側から熱を伝導するた
めの熱伝導素子を与える。外側の熱交換素子は、
動作巻線と相互作用する漂遊磁束を防止するよう
に磁気シールド作用を与えるための手段を含む。
良好な実施例において、内側の熱交換素子は非磁
性金属の巻枠によつて与えられそして多数巻き且
つ多層の巻線はこの巻枠の上に熱伝導関係で巻き
つけられている。外側の熱交換素子は磁性材料の
偏平且つ平行な板である事が好ましい。ひとかた
まりの封止材料は、熱伝導関係で磁気板の間に巻
枠及びコイルのアセンブリ（以下コイル巻枠アセ
ンブリと称す）を接着する。磁気板は、異なる飽
和特性及び透過特性を有する多積層体から形成さ
れる。外側の磁気板は、放射フインが周囲の空気
中へ突き出してコイルの外側表面を間接的に冷却
するようにコイル巻枠アセンブリの上を越えて延
びる。動作巻線アセンブリの具体的な特徴は、板
状である一方の側の１枚の板及びＵ形状である他
方の側の板を有することである。コイル巻枠アセ
ンブリは、ひとかたまりの封止材料がＵ形状磁気
板の開口に満たされることにより所定位置に保持
され且つ接着される。多ハンマー印刷バンクにお
いて、隣接した印刷ハンマー・コイル・アセンブ
リの磁気板は隣りのコイル・アセンブリのＵ形状
磁気板に接近して配置される。個々のコイル・ア
センブリは巻枠が磁気コアの極の上に支持されて
取付けられる。送風機等によつて駆動された冷却
空気は、磁気板及び磁気コアの上を流れ、これに
より動作巻線を更に効率的に冷却する。

第１図を参照するに、本発明を組み込んでいる
多ハンマー・アセンブリは、複数個の一様に離隔
された印刷位置の夫々におけるＵ形の磁気コア１
０、動作巻線アセンブリ１１及び夫々の磁気コア
１０及び動作巻線アセンブリ１１と協同できる一
片のハンマー素子１２からなる。ハンマー素子１
２は米国特許第4269117号に記述された形式のも
のである事が好ましい。この特許に記述されるよ
うに、ハンマー素子１２は接極子突起部分１３を
有しそしてこの突起部分は磁気コア１０のコア足
部１５の極面端１４と動作空隙を形成する。かく
して形成された空隙は動作巻線アセンブリ１１の
コイル部分で完全に囲まれている。ハンマー素子
１２はハンマ・ブロツク１９に形成された指片１
８の溝１７の中のピン１６によつて夫々枢動的に
取付けられる。カバー板（図示せず）は動作巻線
アセンブリ１１及び枢動ピン１６を所定位置に支
持するようにハンマー・ブロツク１９に装着され
る。更に詳細なハンマー素子構造及び枢動アセン
ブリは上述の米国特許第4269117号を参照するこ
とにより理解できる。

本発明の良好な実施例に従えば、Ｕ形の磁気コ
ア１０は、成形されたプラスチツク材料あるいは
他の非磁性材料のコア・ブロツク２０に固定され
る。次に、ハンマー・ブロツク１９はコア・ブロ
ツク２０に装着される。次に、このアセンブリは
ねじのような適当な手段によつて台板２１に装着
される。コア１０は、夫々のコア部材の上側の足
部１５が動作巻線アセンブリ１１を受け入れ且つ
支持するように十分な大きさだけこのコア部材か
ら延びてコア・ブロツク２０に成形される。台板
２１は金属で作られる事が好ましくそして磁気コ
ア１０の縁部に熱伝導的に直接接触している。こ
の態様において、台板２１は動作巻線アセンブリ
１１の動作巻線によるコア１０の付勢から結果的
に生じる熱を全てのコア１０から伝導するための
ヒートシンクとして機能するように設計される。

第２図乃至第７図に示すように、動作巻線アセ
ンブリは、コア足部１５に素早く且つ容易に取付
けそしてこのコア足部から素早く且つ容易に取り
はずしできるように前もつて形成され且つ組み立
てられた個別の単一構造体である。夫々の動作巻
線アセンブリ１１（第５図参照）はコイル巻枠ア
センブリ２２（第３図参照）並びに磁気シールド
兼熱放射構造体２３（第４図参照）からなる。コ
イル巻枠アセンブリ２２の巻枠アセンブリ２４
（第２図参照）は非磁性金属の巻枠２５及び成形
されたプラスチツクのピン・ホルダー２６からな
る。金属の巻枠２５は一方の端部において外向き
に開いたフランジ２７で薄壁（たとえば、0.178
mmよりも薄い壁）を設けられる。渦電流を防止す
るためのスリツト２８は巻枠２５及びフランジ２
７の全長にわたつて設けられる。薄壁を設けた構
造は幾つかの利点を有する。最初に、コイル２３
を巻枠２５の上に巻きつけるのに有効な断面積は
増加され、これによりコイル３２で発生される電
磁気エネルギの量は隣接するコイル１０の間の空
間を増加せずに増加される。薄壁構造の別の利点
は、コイル３２及び磁気コア１０のコア足部１５
とハンマー素子１２の接極子突起部分１３の間に
達成される磁気結合効率が漂遊磁束の減少の結果
として増加されることである。コイル３２から発
生された熱をコア１０及び台板２１へ内側に伝導
するように金属の巻枠２５がすぐれた熱伝導媒体
として作用するということが本発明において非常
に重要である。ヒートシンクとしてのこの台板２
１は、望まれるように伝導、放射あるいは対流に
より熱を消散できる。巻枠２５の熱伝導効果を更
に強化するために、金属の巻枠２５は磁気コア１
０のコア足部の矩形状断面に近密に整合するよう
に矩形管の形状に構成される事が好ましく、この
結果この巻枠２５の内表面はコア足部１５の外表
面と密接な接触関係に維持されると同時に動作巻
線アセンブリ１１及びコア足部１５の比較的容易
な組立て及び分離を許容する。

本発明に従えば、巻枠２５は又コイル３２の短
絡を防止するように誘電性材料の薄層で処理され
る方がよい。良好な実施例において、巻枠２５は
アルミニウムを電解して作られそしてこの誘電性
材料はなるべく５ミクロン乃至10ミクロンの厚さ
を有する層として公知の態様で与えられる酸化ア
ルミニウムからなる。

ピン・ホルダー２６は前もつて成形された単一
部品である事が好ましく、この部品は導体ピン３
１に関して成形された垂直な矩形のフレーム部分
２９と水平なコネクター延長部分３０とからなり
そしてこの導体ピンは、コイル３２（第３図参
照）を巻枠２５の上に巻きつけた後にこのコイル
の端部に接続され且つ外部のコネクターにプラグ
接続されるように所定位置に成形される。フレー
ム部分２９内の矩形状開口３３は、巻枠２５の端
部を広げることによりあるいは適当な技法により
この巻枠２５のまつすぐな端部を装着するように
受け入れる。このように装着された時に、ピン・
ホルダー２６のフレーム部分２９は、コイル３２
を巻枠２５の上に保持するための第２のフランジ
となる。ピン・ホルダー２６を巻枠２５に装着す
ることに続いて、巻枠アセンブリ２４はアーバの
上に置かれそしてコイル３２はフレーム部分２９
とフランジ２７の間の巻枠２５に沿つて所望の巻
数で且つ所望の層数でこの巻枠上に巻きつけられ
る。コイル３２の巻きつけに続いて、このコイル
の自由端は導体ピン３１に接続される。コイル巻
枠アセンブリ２２は、高温のエポキシ系をコイル
領域のみに注ぎ込まれる。このようなエポキシ系
はThermoset Plastic社によつて作られた
Thermoset314（商標名）を含む。この注入物は、
印刷ハンマー動作の際にコイル３２の線が互いに
こすり合うことを防止する役目をしそしてコイル
３２から巻枠２５へのより良好な熱伝導を与え
る。

第４図を参照するに、磁気シールド兼熱放射ア
センブリ２３は折り曲げられた帯状部３６によつ
て接続された平行な板３４及び３５からなる。板
３４は実質的に矩形である。板３５は垂直な延長
部分３７及び３８並びに水平な延長部分３９でＵ
形にされる。板３５の垂直な延長部分３７及び３
８は、コイル巻枠アセンブリ２２の動作巻線部分
の一方の側面の面積よりもわずかに大きい面積を
有する矩形状開口４０を形成するように平行な構
造に分けられている。開口４０は、コイル巻枠ア
センブリ２２を所定の位置及び整列において配置
するように作用し且つ板３４と３５の間の間隔幅
に影響せずにフランジ２７、フレーム位置２９及
びコイル３２の公差上の変化を調節するように作
用する。磁気シールド兼熱放射アセンブリ２３の
板３４と３５の間に装着する場合に、コイル巻枠
アセンブリ２２はひとかたまりのプラスチツク材
料４３の射出成形処理によつて磁気シールド兼熱
放射アセンブリ２３に組み込まれる事が好まし
く、そしてこの材料は巻線３２を内部に閉じ込め
且つコイル巻枠アセンブリ３２を板３４及び３５
に接着する。この目的から、穴４１は垂直な延長
部分３７及び水平な延長部分３９に形成され、射
出成形されたプラスチツク材料４３がフレーム３
５との接着を形成することを可能にする。同様な
穴４２（第６図参照）は板３４に設けられそして
コイル巻枠アセンブリ２２を磁気シールド兼熱放
射アセンブリ２３に装着することを保証する。
又、第６図に示すように、プラスチツク材料４３
はフランジ２７から板３４及び３５への熱伝導路
を形成する。この態様において、内側の冷却は特
に磁石コア１０の足部１５の極面端１４を越えて
延びる部分においてコイル３２に更に与えられ
る。この目的のために使用でき且つ良好な熱伝導
特性を有する適当なプラスチツク成形材料は
Morton社によつて作られたPolyset EMC−90
（商標名）である。

基本的に、板３４及び３５並びに接続用帯状部
３６はケイ素鉄のような磁性材料の単一片から作
られそして次に板３４及び３５が略同延のそれら
の底縁及び側縁に関して正確に平行であるように
ひとかたまりのプラスチツク材料４３の成形処理
の際に折り曲げられ且つ保持される。このような
単一片の構成は小型化並びに他の構成よりも改良
されたシールド作用及び熱伝導のために良好であ
る。板３４と３５の間のスペースは第３図のコイ
ル巻枠アセンブリ２２を開口４０内に収容するの
に十分な幅に作られ、この結果板３４は巻線３２
の一方の側面に良好な熱接触をしそして板３５は
動作空隙が垂直な延長部分３７及び３８と板３４
の間に全体的に収納されるように巻枠２４の端部
に納め且つ囲む。この同じ空隙は又隣のコイルの
板３４によつてシールドされる。即ち、コイル３
２は空隙付近において漂遊の漏れ磁束からシール
ドされることが保証される。

第５図及び第６図において明らかなように、プ
ラスチツク材料４３は、固体のかたまりとして射
出成形された時に、板３５の開口４０の中のコイ
ル３２のまわりのスペースにおいてコイル３２と
板３４の間、金属の巻枠２５のフランジ２７及び
板３４と板３５の垂直な延長部分３７の間に満た
し且つ穴４２及び４１の夫々に満たす。かくし
て、プラスチツク材料４３は、一体化された外側
への熱伝導路及び部分的内側への熱伝導路をコイ
ル３２の巻線部分及び巻枠２５と磁気シールド板
３４及び３５の間に形成する。第６図から、動作
巻線アセンブリ１１が非常に小型でありそしてコ
イル３２の側面から外側への効率の良い熱伝導と
ともに漂遊磁束からコイル３２の良好なシールド
作用が最小スペースにおいて達成されることが容
易にわかる。開口４０が板３５に設けられてコイ
ル３２及び金属の巻枠２５は同平面のこの板３５
の延長部分３７及び３８の平面内の一部分であ
る。即ち、第１図に示すように多ハンマー構成に
おいて、前述のパツケージ設計よりも更に接近し
て組み立てられ且つ小型であるように更に狭い動
作巻線アセンブリを許容する。更に、金属性巻枠
によつてコア足部１５並びに磁気板３４及び３５
に与えられた内側への熱伝導は、高い反復性の高
速印刷ハンマーの環境において使用できるような
小型の多ハンマー・アセンブリを許容する。

第１図を参照するに、この多ハンマー・アセン
ブリは、複数の動作巻線アセンブリ１１が幾つか
の磁気コア１０のコア足部１５上の所定位置にあ
る時に、板３４が隣接の磁気シールド兼熱放射ア
センブリ２３の板３５に向い合い、これにより板
３５の開口４０を通過する漂遊磁束からそれらの
夫々のコイル３２及びコア１０をシールドするこ
とを示す。かくして、磁気シールド兼熱放射アセ
ンブリ２３が設けられそしてこれは隣接のコイル
３２からの漂遊磁束に対してシールドするように
十分に相互作用する。更に、第１図に示すように
動作巻線アセンブリ１１の構成は多フイン付交換
器冷却系を設けている。帯状部３６とともに板３
４及び３５は循環空気の冷却空気を相互の板及び
コイル３２の上に分散するように作用する。台板
２１の開口４４はこのような空気流に対して入口
あるいは出口を与える。

第７図に示すような第２の実施例において、磁
気シールド兼熱放射アセンブリはシールド作用特
性を強化し且つ良好な熱伝導特性を与えるために
設けられている。第７図に示すように、磁気板４
５及び４６は両方とも中央の開口４８及び４９の
夫々に関して略Ｕ形である。板４５及び４６は第
１図乃至第６図の実施例と略同じ態様で帯状部５
０によつて接続されている。板４５及び４６は第
１実施例と略同じ態様で開口４８及び４９に整列
してコイル巻枠アセンブリ２２を支持する。第７
図の実施例において、ケイ素鉄のような磁性材料
の矩形状カバー板４７はＵ形状板４５あるいは４
６の少なくとも１つに装着される。又、第７図の
実施例において、板４５及び４６は重ねられた層
５１及び５２から形成される方がよい。この構造
において、重ねられた層５１及び５２は磁気材料
から作られる。板４５及び４６の構造に用いるの
に適切な材料は1010鋼のような低炭素鋼である。
カバー板並びに重ねられた板４５及び４６は積層
構造を形成するように互いに溶接されあるいは装
着される。磁気板４５，４６及び４７の穴５３，
５４及び５５の夫々は、前述の実施例と同じ態様
で磁気シールド構造体をコイル巻枠アセンブリ２
２に装着するようにプラスチツク材料を受け入れ
るために設けられている。

磁気シールドに積層構造を用いる利点は流れ磁
束から更に効率よくシールドすることが与えられ
ることである。かくして、層５１及び５２はカバ
ー板４７から隣接のコイルへ通過しようとする高
強度の磁束をそらすための付加的回避路として作
用する。第７図に示したこのような構成は、第１
図に示したような多ハンマー印刷アセンブリのハ
ンマー間の間隔づけがこのように厳密でない場合
あるいは磁気シールド作用が非常に厳密である場
合に有効である。高密度の間隔づけ及びより低コ
ストが要求される場合に、第１図乃至第６図の実
施例が好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み込んでいる多印刷ハンマ
ー型装置を示す斜視図、第２図、第３図、第４図
及び第５図は第１図の装置の１つの印刷ハンマー
に関してコイル・サブアセンブリを形成するよう
に種々の素子及びこれらの組立てを示す斜視図、
第６図は線６−６に沿つて切断された第５図のコ
イル装置アセンブリの断面を示す図、第７図は本
発明を組み込んでいるコイル・アセンブリの別の
実施例を示す図である。 １２……ハンマー素子、１１……動作巻線アセ
ンブリ、１０……磁気コア、２１……台板、２０
……コア・ブロツク、１９……ハンマー・ブロツ
ク、１６……ピン、２６……ピン・ホルダー、２
５……巻枠、３２……コイル、２３……磁気シー
ルド兼熱放射アセンブリ、４３……プラスチツク
材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気接極子を有するハンマー素子と、 上記磁気接極子とともに磁気回路を形成する磁
   気コアであつて、上記磁気接極子とともに動作空
   隙を形成する脚部を含むものと、 上記脚部の末端を越えて延び且つ上記動作空隙
   を囲む上記脚部上の電気的に付勢可能なコイルを
   含む動作巻線アセンブリと、 上記磁気コア及びその周囲の空気と熱伝導関係
   にあるヒートシンク部材と、 上記コイルの内部表面及び上記磁気コアの上記
   脚部と熱伝導関係で結合されたコイル内部の熱伝
   導手段と、 上記コイルを少なくとも一部包囲する互いに略
   平行な磁気板を含む、上記コイル外部の熱伝導手
   段であつて、 上記磁気板が上記コイルの外表面と熱伝導関係
   で上記コイルに結合されるよう、上記磁気板を上
   記コイルに接着するための上記熱伝導成形材料が
   占める開口部を上記磁気板に設けたこと、 及び上記磁気板が上記コイルを越えて延び且つ
   上記コイルの付近に発生した漂遊磁束に対する磁
   気シールド機能を与えること からなる上記コイル外部の熱伝導手段と を具備する印刷ハンマー。