专利名称：打印头的制作方法
技术领域：
本发明涉及点阵式打印机的打印头。
背景技术：
点阵式打印机的打印头(图1A、图1B、图1C、图1D、图1E)具有多个针1(图中1-1～1-9)，使打印所需的针1-n由电磁线圈等驱动装置有选择地突出，在纸张2上形成点进行打印。
多个针1其用作驱动侧的基端被配置在一个圆周C上，成为使形成点的前端在打点位置p收束成直线配置的圆锥形的针束3(图1A)。该针束通过设置于其前后方向中间的中间针引导4和前端部的前端针引导5来维持上述的圆锥形形状。中间针引导4可为多个。
另外，在前端针引导5与纸张2表面中间留有间隔d，所以设置于前端针引导5的针插通孔在此处看不成为直线状配列而是锯齿状(图1D)。另外，以构成圆锥形的针束3的各个针1相对于水平面HP(与纸张2面垂直的面)所成角度作为收束角度(θn)，将从正面看该针1(从针束的圆锥底看顶点)从基端向前端的方向称为收束方向(图2A)。中间针引导与前端针引导总称时称为针引导。
点阵式打印机的打印头中引导针1的结构对于维持打印精度很重要，对针引导自身的构造、材料及安装于头主体的构造作了各种各样的改良。
例如，实用新型注册第2582809号公报的打印头，多个中间针引导是分别构成的，且对于喷嘴(头主体)通过将中间针引导设置为向针的轴线方向可以自由移动，使全部针安装后不发生针的偏置。另外，特公昭61-8794号的前端线轴承体，构成具有前面壁和后面壁的中空的轴承体，并将打印线的前端部朝向与上述两壁面正交的方向插入其中。
现有技术的打印头为了达到小型化、轻量化，减薄针引导的壁厚，而使用合成树脂等便宜且重量轻的材料来制成。但是，点阵式打印机的打印头要求具有针1的往复动作达到大约1亿次的耐久性，当然，针引导需要有与此相合的耐久性。另一方面，合成树脂容易损耗，需要使上述引导具有一定程度的厚度，同时，现在的成形技术上，使针1的插通孔向针1倾斜插入的方向形成则成本高。
即，所述的针束3中各针1分别具有不同的收束角度θn，与此配合在引导壁上分别形成倾斜孔是很困难的，假设能够形成，在穿过针1组装倒头主体上时，也难以将针引导配置到主体外壳的正确位置，在多个针引导之间的针1上产生“缠绕”(こじり)，针的负荷增大，不能进行高精度的打印。
因此，针1的插通孔通常只在与引导壁的表里面垂直的方向形成，另外，中间针引导安装成向头主体在前后方向可以移动。此时，关于插通，因为与针1有收束角度(θn)，插通孔对应于引导壁的厚度，有必要向该针的收束方向延长。这样，为提高针引导的耐久性及增大引导的壁厚时，对应地插通孔的收束方向的长度增大，针的动作变得不稳定。还有，即使壁厚增大，结果耐久性也没有提高。
如果减小打印头的前后长度及扩大针的倾斜(收束角度)则这种倾向将更扩大。即，为了扩大针的倾斜角度针插通孔的收束方向的长度变得越来越大，插通孔变大(图2B)。
另外，特公昭61-8794号的轴承体是具有前面壁和后面壁的中空构造，打印线沿与两壁面垂直的方向插入贯通，轴承体的位置上，线上没有相对于上述收束角度θn的角度。该轴承体虽然将前面壁与后面壁分离，但与将前后方向的厚度增大时相同。
在前端针引导上，由于收束角度θn变化，所以再次出现问题。即，因为针的插通孔变大，多个插通孔之间接近，不能确保成形上必要的间隔，成为几个插通孔相互连通的状态(图2c)。如果变成这样，则针引导自身的强度降低。另外，连通部分的突出部容易磨损，具有因插通孔的连通而出现针的前端部的引导变得不稳定的倾向。因此，不能得到高精度的打印。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有针引导的打印头，其耐久性高，使针1稳定且能够进行引导。
该发明如果仅适用于中间针引导的话，也适用于中间针引导和前端针引导双方，或仅适用于前端针引导。
本发明，涉及使多个针有选择地突出来进行打印的打印头。多个针驱动侧基端被配置于一个圆周上，形成使形成点的前端在打点位置收束成直线配置的圆锥形的针束。上述针束通过针引导来维持上述的圆锥形形状。
针引导由第1引导壁和第2引导壁构成。第1引导壁和第2引导壁在针束的前后方向相距x配置。
并且，第1引导壁和第2引导壁在与针束的前后方向正交的壁面上一体形成。
在第1引导壁和第2引导壁上，各自的用于贯通针的插通孔与针束的前后方向平行，即沿着与引导壁的表面正交的方向形成。
设置于第1引导壁的插通孔和设置于第2引导壁的插通孔，使与一根针(No.n)有关的第1引导壁的插通孔和设置于第2引导壁的插通孔以从上述距离(x)及该针的收束角度(θn)计算出的尺寸作为位移量，向该针的收束方向变位形成。
针引导由间隔距离(x)的第1引导壁和第2引导壁构成，通过这些形成为一体物(块状化)，与加厚引导壁具有相同效果，构造上变得结实。通过将2张针引导放在一起块状化，还有减少部件件数和减少制作工序的效果。
另外，设置于第1引导壁和第2引导壁的插通孔，因为与针束的前后方向平行，用现有技术可低成本制作。还有，因为通过使与一根针(No.n)有关的第1引导壁的插通孔和设置于第2引导壁的插通孔以从上述距离(x)及该针的收束角度(θn)计算出的尺寸作为位移量，向该针的收束方向变位形成，作为针引导，虽然与加厚引导壁具有相同效果，但不受该壁厚增大的影响(插通孔的大小等)。其结果，可以避免因插通孔变大而产生的针引导的脆弱化。
在前端的针引导上，使离开第2引导避的打点位置p的距离(y)为在第2引导壁中上下相邻的插通孔间的隔壁厚度在根据形成前端针引导的材料而在成形上所容许的插通孔间的隔壁厚度(a)以上所能选择的、成为最小值的尺寸。
打点位置p为设计打印头时所确定的位置，从第2引导壁确定的话，为第1引导壁和第2引导壁间的距离(x)加上第1引导壁和纸张间的间隔d所得的值(y＝x+d)。
例如，前端针引导的材料采用合成树脂，例如，尼龙的场合，形成于引导壁的插通孔的隔壁厚度(a)为40μm。这以下的设计，成形时插通孔连通，产生引导针的功能和耐久性的不稳定。为了避免此现象，从第1引导壁离开足够的位置设置第2引导壁较好，但是违背使打印头小型化的课题。这里，距上述第2引导壁的打印位置p的距离(y)为形成于第2引导壁的插通孔独立形成时，上下方向相邻的插通孔间的隔壁为最小尺寸(随材料不同而不同)而成的值。
这样的构造，使得前端针引导的第1引导壁的各插通孔由于收束角的关系，发生在上下方向上连接的情况，但通过使第2引导壁如上述那样构成，能够使实质性的引导在第2壁上完成。第1引导壁有必要在打点位置将引导前端集中起来作为最终引导。因为前端引导壁将第1引导壁和第2引导壁形成为一体物，所以，即使第1引导壁上的插通孔连接起来，这部分的脆弱度也可以得到补强，从而变得结实，耐久性提高。
这意味着没有必要强使第1引导壁5a的插通孔20独立。即，如果选择可以形成非常薄的插通孔20间的隔壁的高价材料的话，第1引导壁5a和第2引导壁5b之间的距离(x)即使相同，也有可能可以使第1引导壁5a的插通孔20独立，由此，如果第2引导壁5b存在的话，在第1引导壁5a的插通孔20上容许产生相互连通的方法是上策。这样，当针束的前后长度变小而针束的收束角度变大的场合也能够适用。
另外，由于前端针引导被固定在头主体上，所以，前端针引导的第2引导壁也被固定，但由于上述距离(y)变小，隔壁间距(x)也变小，所以，关于针的插通，在前端针引导壁的第1引导壁和第2引导壁的插通孔之间，几乎没有安装针的时候位置错开的问题。
本发明能够应用于以直线状态使用针的类型、和通过中间引导使前端部向打点位置p弯曲来使用的类型这两者。
图1A～图1D是多个针收束成圆锥形的打印头的概要说明图。
图2A～图2C是构成打印头的多个针的轴线方向和针引导的针插通孔之间关系的说明图。
图3是表示本发明的打印头的一实施方式的立体图。
图4表示图3所示的打印头的主体外壳内部的图。
图5是说明构成图4所示的打印头的针的驱动的立体图。
图6是从如图3所示的打印头将主体外壳取出的图。表示引导针的中间针引导和前端针引导的构造。
图7是从前方看图6所示的前端针引导的立体图。
图8从后方看图6所示的前端针引导的立体图。
具体实施例方式
图3表示作为实施例之一的打印头6，与纸张相对一侧为前方，其相反一侧为后方，从前方看来确定上下左右。
打印头6在外面从前方可以看到主体外壳7、回路基板8、环口9、电磁线圈罩10及转子外壳11。
如图4所示，在主体外壳7的内部9根针1被配置在前后方向上、由中间针引导4、前端针引导5引导。在图3的主体外壳7的突起部分12上可以看到前端针引导5和9根针1的前端。
9根针1(图5)的后方的基端配置在通过电磁线圈13(图示1个)驱动的作为驱动侧的一个圆周上，使前方的前端在上下方向上邻接成直线配置。具体来说，在形成点14的打点位置收束为约直线配置。前端如图3所示从前端针引导5仅稍微突出。而且，前端针引导5的前面与纸张的间隔为d。
这样的9根针的收束形成状态，虽然因为前端几乎排列成直线而不是完全的圆锥，但因近似圆锥所以称为圆锥样的针束。
针1的基端部与面向环口9配置的转子15的前端部相对，当转子15由电磁线圈13驱动时，针1被转子敲击向前方突出，介由墨带在前端打印点14。转子15对于各针1各有一个，合计9个，从环状支撑弹簧6的周边以向环中心成放射状来配置前端。
在各针1的基端插入复原弹簧(未图示)，当电磁线圈13被消磁后转子15回到中立位置时，突出的针1回到原来的位置。环口9、电磁线圈13、转子15等构成针1的驱动机构，收放于电磁线圈外壳10、转子外壳11的内部。另外，针1的基端侧由主体外壳7的基部引导17松弛地引导。
另外，为了便于说明，对各针1标注符号1～9，以针束3的前端部成为最上端的针1作为1-1(No1的针的意思)，顺次为1-2～1-9。这样，在圆周C上被等间隔配置的基端侧，从前方看针1-1在最上部、接着，其右为1-2、其左为1-3，接着再按右边1-4的情形在圆周C上交互配置，最下部为1-9。因此，各针1的收束角度(θn)(n为针的编号)各自不同。其次，针束13在俯视时为以打印位置p作为顶点的圆锥，在侧视时为将圆锥形的前端部在上下方向上的垂直平面切开的形状。
中间针引导4作为具备第1引导壁4a和第2引导壁4b的一体物(块状物)，前端针引导5也是作为具有第1引导壁5a和第2引导壁5b的一体物(图6)。各引导壁4a、4b、5a、5b均为相对于针束3的前后方向成正交的面，另外，第1引导壁为前端侧(前方)。
首先，对中间针引导4进行说明。
前端侧的第1引导壁4a与其前面的第2引导壁4b取距离(x)的间隔来配置，分别有9根针1贯通的插通孔18、19与针束3的前后方向平行，且使涉及1根针1-n的第1引导壁4a的插通孔18n与第2引导壁4b的插通孔19n，从上述的距离(x)与该针的收束角度(θn)，例如以用单纯的三角函数计算出的尺寸作为位移量(δn)，向该针的收束方向变位形成。位移量(δn)与收束方向随每根针1(n的值)的不同而不同。
虽然中间针引导4也可配置多个，但最好是配置成，这些中间针引导4在将针束3与中间针引导4、前端针引导5一起装于主体外壳7时自动排列，能够相对于主体外壳7略向前后方向移动。
接着，对前端针引导5进行说明(图7、图8)。
前端针引导5使第1引导壁5a和第2引导壁5b在前后方向上平行，具有距离(x)的间隔，整体作为尼龙制短方管状一体物形成。前方的第1引导壁5a上形成有9个插通孔20，另外，后方的第2引导壁5b上形成有9个插通孔21。
关于1根针1-n，有关设置于第1引导壁5a的插通孔20n与设置于第2引导壁5b的插通孔21n的位移量(δn)的构成是相同的，但是在前端针引导5上由于各针1接近，所以需要更加当心。
即，在第1引导壁5a的位置上各针1上下更接近，设置于第1引导壁5a的插通孔20，如图7所示No1和No2、No3和No4、No5和No6、No7和No8和No9互相连通形成。这是由尼龙材料的特性所决定的，采用尼龙的场合，当插通孔20之间的隔壁在40μm或40μm以下时正确地形成该隔壁部分是困难的，通常，以形成无隔壁的2个插通孔20连接的形状而形成。顺便说一下，插通孔20的No2和No3之间的间隔为55.6μm、No4和No5之间的间隔为69.3μm、No6和No7之间的间隔为60.7μm。
第1引导壁5a的位置作为喷墨打印机的配置是根据设计决定的，另外，与纸张2的间隔d也根据设计决定的，所以有第1引导壁5a的插通孔20的一部分不得不连通在一起的问题。另外，插通孔20连通的倾向随针1的收束角度θ变大而显著增加。
因此，前端针引导5的第2引导壁5b设置于插通孔21不连通的位置上，成为补救第1引导壁5a的插通孔20连通的不良结构。即，对于第1引导壁5a的插通孔20连通而导致的强度降低、引导功能低下，使第2引导壁5b的插通孔21采用与其他插通孔不连通的独立结构。并且，使从打印头7的前后长的截断点，第1引导壁5a和第2引导壁5b的距离(x)尽可能小。
因此，前端针引导壁5的第1引导壁5a和第2引导壁5b的距离(x)为第2引导壁5b上的上下相邻插通孔21间的隔壁厚度根据形成前端针引导5的材料，即该实施方式中为尼龙，在成形上允许插通孔21之间的隔壁厚度(a)，即该实施方式中为40μm以上的可选择的最小值。所谓距离(x)的最小值是指当该值取大时，很明显插通孔21可成为独立的，但根据选定的距离(x)，插通孔21间的隔壁尺寸在成形上可能的范围内最接近于40μm的意思。该实施方式中为x＝3mm。
再有，使前端针引导5的第2引导壁5b的插通孔21独立以研究可以成形的位置时，应考虑从打印位置p到第2引导壁5b的距离(y)，y＝d+x，因为d为定数，所以研究(y)实际上是研究(x)。
另外，使前端针引导5的距离(x)的值取小，在第1引导壁5a和第2引导壁5b之间调整针1后，产生“缠绕”的危险为可以忽略的程度，所以即使第1引导壁5a和第2引导壁5b成形为一体物也无妨。当然，通过成形为一体物，可使前端针引导5整体的构造上的强度提高，耐久性提高。
上面，对一个实施方式进行了说明，中间针引导4、前端针引导5的材料也可以是陶瓷或金属。针1的根数也可为9根以上。
本发明的打印头由于结构为如上所述的那样，所以喷墨打印机的打印头，特别是针引导的耐久性提高了。另外，利用合成树脂等的普及材料，可以制成廉价的产品。并且，能够扩大针的收束角度，从而能够使打印头小型化。
权利要求
1.一种打印头，使多个针有选择地突出来进行打印，其特征在于多个针将作为驱动侧的基端配置在一个圆周上，形成使形成点的前端在打点位置收束成直线配置的圆锥形的针束，上述针束通过针引导来维持上述的圆锥形形状，上述针引导由在上述针束的前后方向在前端侧的第1引导壁和在其前面相距距离(x)配置的第2引导壁构成，这些第1引导壁和第2引导壁为与上述针束的前后方向正交的壁面，同时形成一体物，使其上针贯通的插通孔与针束的前后方向平行，而且使与一根针(No.n)有关的第1引导壁的插通孔和第2引导壁的插通孔以从上述距离(x)及该针的收束角度(θn)计算出的尺寸作为位移量，向该针的收束方向变位。
2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于位于针束前端的前端针引导的第1引导壁和第2引导壁的距离(x)为，第2引导壁上的上下相邻插通孔间的隔壁厚度，根据形成前端针引导的材料而在成形上所容许的插通孔之间的隔壁厚度(a)以上所能选择的、为最小的值。
3.根据权利要求1或2所述的打印头，其特征在于第1引导壁位于主体外壳7的突起部分的前端。
4.根据权利要求1或2所述的打印头，其特征在于在第1引导壁的插通孔中存在相互连通部分。
5.根据权利要求1或2所述的打印头，其特征在于在设置于第1引导壁处的多个插通孔中，至少有两个相连通。
6.根据权利要求1或2所述的打印头，其特征在于针引导由合成树脂形成。
7.一种打印头，使多个针有选择地突出来进行打印，其特征在于具备配置于上述针前端而对针进行引导的树脂性针引导，上述针引导具备在针的前端侧设置的第1引导壁、与该第1引导壁成一体从第1引导壁相距一定的距离而配置的第2引导壁，在上述第1引导壁和上述第2引导壁上，使第1插通孔的中心和第2插通孔的中心错开来形成上述多个针各自贯通的第1插通孔和第2插通孔，上述针引导是截面为矩形的空心，形成于上述第1壁的第1插通孔，其至少有2个连通，而形成于上述第2壁的第2插通孔均为椭圆形。
8.一种打印头，其特征在于，具有将基端配置在一个圆周或一个椭圆上，通过使前端部通过引导部件的针插通孔来聚拢的数根直线状的针，在针轴心方向上驱动从上述数根针当中所选择的针的基端的驱动机构；上述引导部件由具有与包括上述圆周或椭圆的面平行的面，且相互间离开一定距离而竖立设置的前方引导壁及后方引导壁构成；另外，在前方引导壁及后方引导壁上，在分别与各针的轴心交叉的部位形成具有与引导壁面垂直的内侧面的针插通孔；而且，这些插通孔具有一种截面形状和尺寸，该截面形状和尺寸使被上述驱动机构驱动的针不改变其姿势而能够进行引导。
9.根据权利要求8所述的打印头，其特征在于除了具有使上述针的前端部通过插通孔的引导部件以外，还设有一个或多个具有使上述针的中间部通过插通孔的引导部件，这些引导部件，分别由具有与包括上述圆周或椭圆的面平行的面，且相互间离开一定距离而竖立设置的前方引导壁及后方引导壁构成，并且，在前方引导壁及后方引导壁上，在分别与各针的轴心交叉的部位形成针插通孔，该针插通孔具有与引导壁面垂直的内侧面，而且具有使被上述驱动机构驱动的针不改变其姿势而能够进行引导的截面形状和尺寸。
全文摘要
本发明涉及点阵式打印机的打印头。其目的在于提供一种具有针引导的打印头，该打印头耐久性高，使针1稳定且能够进行引导。针引导(5)由第1引导壁(5a)和离开距离x所配置的第2引导壁(5b)构成。在这些引导壁上分别使针贯通的插通孔与针束的前后方向平行，且使与一根针有关的第1引导壁的插通孔和第2引导壁的插通孔以从上述距离x及该针的收束角度θn计算出的尺寸作为位移量，向该针的收束方向变位。
文档编号B41J2/235GK1741907SQ200480002
公开日2006年3月1日 申请日期2004年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者神山卓郎, 长谷川一省, 岩田安夫 申请人:西铁城时计株式会社