CN1039505A - 放大压电元件位移的装置及制造这种装置的方法 - Google Patents
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Abstract
放大压电元件位移的装置包括沿压电元件延伸并具有支承压电元件一个端部的侧向凸出部分的框架部件、装配于压电元件另一端部的可动部件、其一端固定于框架部件的第一片簧、其一端固定于可动部件并与第一片簧相对的第二片簧、固定连接于第一和第二片簧的另一端部并在第一和第二片簧因压电元件产生位移而发生弯曲时发生摆动的摆动部件,以及使可动部件平行于压电元件位移方向进行位移的四铰接平行连接机构。
Description
本发明涉及专供打印头使用的放大压电元件位移的装置及制造这种装置的方法,本发明还涉及包括这种位移放大装置的打印头。
图37示出了先有技术装置的例子。当施加压电元件101上的电压中断,使压电元件101收缩到它原来的状态时,片簧106和107与其一端固定在摆动部件108上的摆动臂110便回到原来的状态。此时,摆动臂110由于惯性,退回时将超过静止位置,片簧106和107由于其弹力的作用将会发生沿箭头P和Q所示方向的振动,直到它停止在静止位置。因此停止片簧106和107所需要的时间变得很长,从而妨碍了摆动臂110响应压电元件101的位移而进行的高速摆动运动。另外,由于上述振动还使片簧106和107产生弹性疲劳,从而减小了片簧106和107的耐用性。为了解决此问题,将一个制动器135固定在连接部件104的上端部,使其与摆动臂110的下侧纵向边相对。然而,当制动器135紧靠在大体上为摆动臂110的纵向中心部分时,摆动臂110的自由端将倾向于按点画线所示变弯。同时,还在摆动臂110上围绕制动器135产生一个力矩,从而使片簧106和107在箭头P和Q所示的方向产生振动和使摆动臂110在箭头A和B所示的方向产生振动。
另外,当可动部件105回到原来的状态时,由于可动部件105、片簧106和107和摆动部件108的惯性,可动部件105的返回运动容易发生延迟。当可动部件105被固定在压电元件101的上端表面时,因为这种延迟,压电元件101便会受到张力的作用。压电元件101通常用抗张力特性弱的压电陶瓷制作。因此,压电元件101受张力的作用容易损坏。
图38和39示出了先有技术的打印头。许多打印单元201(为简明仅示出其中一个)被插入到许多在形状基本上为圆筒形的定位支架202上形成的并在圆周上等间隔排列的狭缝203中。可弯曲的印刷线路板206有许多连接端子,这些端子可用焊接等方法被连接到打印单元201中的压电元件205的导线205L上,印刷线路板206被安装在打印单元201的框架204的端面上,在与定位支架202相对的侧面上。盖板208上装有定位支架202,盖板208具有突出部分207,用于往复引导许多连接到相应打印单元201的打印金属丝。
由于打印金属丝的破损或磨损而发生需要更换相应的某个打印单元201的事件时,需要从可弯曲的印刷线路板206的连接端子上脱开所有打印单元201的导线,然后再从定位支架202的狭缝203中拆去所有的打印单元201。因此,更换打印单元201是很麻烦的。
本发明的第一个目的是提供一种放大压电元件位移的装置和制造这种装置的方法,这种装置和方法可以保证可动部件在平行于压电元件位移的方向进行稳定的位移。
按照本发明的第一个方面,本发明提供一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,该装置包括框架部件、可动部件、第一片簧、第二片簧、摆动部件和四铰接平行连接机构,框架部件沿上述压电元件延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件的一个端部的侧向凸出部分;可动部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;第一片簧的一个端部被固定到上述框架部件上;第二片簧的一个端部被固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置;摆动部件固定地连接在上述第一片簧的另一端部和上述第二片簧的另一端部上,并且当上述第一片簧和第二片簧在上述压电元件位移的作用下发生弯曲时,该摆动部件相应地发生摆动;四铰接平行连接机构被固定在上述可动部件和上述框架部件上,从而使上述可动部件平行于压电元件位移的方向进行位移。
根据这种结构,由于具有四铰接平行连接机构,可动部件可以沿压电元件位移的方向进行稳定的位移。
按照本发明的第二方面,本发明提供一种制造放大细长压电元件的位移用的装置的方法,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种制造方法包括下列四个步骤:第一步骤是形成框架整体,该框架整体具有沿上述压电元件一侧延伸的主框架、相对于上述压电元件位移方向支承上述压电元件一个端部的支承部分和相对于上述压电元件位移的方向安装在上述压电元件另一端部上的可动部件;第二步骤是将其一端与摆动部件相连接的一对片簧固定到上述主框架和上述可动部件上;第三步骤是在上述主框架和上述可动部件之间形成分离狭缝,使上述主框架和上述可动部件分离;第四步骤是将上述压电元件固定在上述支承部分和上述可动部件之间。
如上所述,主框架和可动部件是采用在框架整体中形成分离狭缝的方法来进行分离。因此,这些部件的形成法,比单独形成这些部件然后再将它们装在一起的方法简单得多。另外,这些部件的配置精度可以作得很高。
本发明的第二个目的是提供一种放大压电元件位移的装置和制造这种装置的方法,该装置和方法在切断加到压电元件上的电压时可以减小摆动臂和片簧的振动,从而增加了摆动臂的摆动速度和提高了摆动臂和片簧的耐用性。
按照本发明的第三方面,本发明提供一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,该装置包括主框架、可动部件、第一片簧、第二片簧、摆动臂、第一制动部件和第二制动部件,主框架沿上述压电元件的一侧延伸,并且具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;可动部件相对于上述压电元件位移方向被安装在上述压电元件的另一端部上;第一片簧的一个端部固定在上述主框架上;第二片簧的一个端部固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置;摆动臂的一端部与上述第一片簧和第二片簧的另一端部连接,并在大体上垂直于上述压电元件位移方向的方向上延伸,上述摆动臂由于上述第一和第二片簧的弯曲而产生摆动;第一制动部件用于在切断加到上述压电元件上的电压时限制上述摆动臂的弯曲;第二制动部件用于在切断加到上述压电元件上的电压时限制上述第二片簧的弯曲。
当压电元件被加上电压发生伸长时,由于压电元件的伸长,可动部件产生位移。可动部件的位移又相应使固定在可动部件上的第二片簧发生弯曲,随着又使固定在主框架上的第一片簧弯曲。因此,第一和第二片簧都被弯曲,从而在固定于第一和第二片簧的摆动臂的底端部产生一个力矩,因此使摆动臂发生摆动。
当加在压电元件上的电压被切断时,压电元件收缩到它原来的状态。结果,第一和第二片簧在它们的弹力作用下回到它们原来的状态,由此产生一个相反的力矩并使摆动臂返回到它的原来的状态。
此时,固定在可动部件一侧的第二片簧的弯曲受到第二制动部件的制动表面的限制,使得第一和第二片簧的振动可以被减小。另外,使摆动臂紧靠在第一制动部件的制动表面上,从而可以抑制摆动臂过分的返回摆动。
本发明的第三个目的是提供一种放大压电元件位移的装置和制造这种装置的方法,这种装置和方法可以减小作用在压电元件上的张力,从而防止了压电元件的损坏,这种张力是由于在压电元件收缩时可动部件的返回力矩发生延迟而产生的。
按照本发明的第四个方面,本发明提供一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,该装置包括主框架、可动部件、放大上述压电元件位移的机构和可分离部分,主框架沿上述压电元件的一侧延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一端的侧向凸出部分;可动部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;放大上述压电元件位移的机构被连接到上述可动部件和上述主框架上;可分离部分被配置于在上述可动部件和上述压电元件之间与在上述压电元件和上述主框架的上述侧向凸出部分之间的至少一个相对的表面上。
在切断加到压电元件上的电压时,压电元件收缩到它的原来的状态,可动部件也返回到原来状态。此时,可动部件的返回因其惯性而被延迟。然而,因为在可动部件和压电元件之间与在压电元件和主框架的侧向凸出部分之间的至少一个相对的表面上配置了可分离部分,所以在压电元件收缩时,至少有一个相对的表面可以被分离。因此可以大大减小加在压电元件上的张力。
本发明的第四个目的是提供一种放大压电元件位移的装置和制造这种装置的方法,这种装置和方法可以在部件数目减小的情况下将一定的压力负载加到压电元件上,并且可使可动部件在平行于压电元件位移的方向上位移。
按照本发明的第五个方面,本发明提供一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种装置包括框架部件、可动部件、放大上述压电元件位移的机构和四铰接平行连接机构,框架部件沿上述压电元件延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;可动部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;放大上述压电元件位移的机构被连接到上述可动部件和上述框架;四铰接平行连接机构被固定在上述可动部件和上述框架部件上,以使上述可动部件平行于上述压电元件位移的方向进行位移;其中上述可动部件由于上述四铰接平行连接机构的弹力而被压在上述压电元件的另一端部,从而对上述压电元件施加一定的压力负载。
根据这种结构,可动部件由于四铰接平行连接机构而可以在平行于压电元件位移的方向上位移。另外,因为在压电元件上预先施加了一定的压力负载,因此压电元件的位移可充分地传送给可动部件。特别是因为由四铰接平行连接机构的弹力提供的一定的压力负载被加在压电元件上,所以不需要专用的对压电元件施加一定压力负载的预负载部件。
本发明的第五个目的是提供一种用压电元件驱动的冲击打点打印头,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种打印头能使许多打印单元中的任何一个打印单元可以容易地被替换。
按照本发明的第六个方面,本发明提供一种用压电元件驱动的冲击打点打印头,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种打印头包括许多打印单元、定位支架、盖板和可弯曲的印刷线路板,每个打印单元具有在打印媒介上打点的打印金属丝和将上述压电元件的位移传送到上述打印金属丝的位移传送机构;定位支架使上述打印单元定位,该定位支架具有许多狭缝,每个狭缝用于可松开地插入每个上述的打印单元;盖板适合于与上述定位支架啮合,并具有可松开地固定每个上述打印单元的机构,上述盖板装有引导上述打印单元的上述打印金属丝的引导部分;可弯曲的印刷线路板部分地绕在上述定位支架的外圆周面上,上述可弯曲的印刷线路板具有许多对连接端子,每对连接端子与连接到上述压电元件的一对导线相连接,每对上述连接端子被配置在每个上述打印单元的附近,并通过导体连接到与打印控制装置相连接的末部端子上。
根据这种结构,在某根打印金属丝损坏而需要替换相应的打印单元时,仅需要从可弯曲印刷线路板上拆去连接到要替换的打印单元的负荷线。因此,可以容易替换打印单元。
根据下面参照附图所进行的详细说明和所附的权利要求书,将会更充分地理解本发明。
图1是按照本发明的放大压电元件位移装置的第一最佳实施例的透视图;
图2是图1的侧视图;
图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ线切取的横截面图;
图4是示于图1的四铰接平行连接机构的透视图;
图5是应用来制造图1所示装置的框架体的侧视图;
图6是片簧与框架体组装的侧视图;
图7是类似于图6的图,示出了使主框架、可动部件和辅助框架彼此分开的分离狭缝处的状况;
图8是侧视图,示出了四铰接平行连接机构被固定到可动部件和辅助框架上的状况;
图9是按照本发明的放大压电元件位移装置的第二最佳实施例的透视图;
图10是图9中重要部分的侧视图;
图11是沿图10的Ⅺ-Ⅺ线切取的横截面图;
图12是示于图10的第一制动部件的透视图;
图13是示于图10的第二制动部件的透视图;
图14是按照本发明的放大压电元件位移装置的第三最佳实施例的透视图;
图15是图14的侧视图;
图16至图19是图14所示装置的各种改型的侧视图;
图20是按照本发明的放大压电元件位移装置的第四最佳实施例的透视图;
图21是图20所示装置的重要部分的侧视图,示出连接板被提升并焊接到可动部件上的状况;
图22类似于图21,示出由连接板的弹力形成的压力负载被加到压电元件上的状态;
图23是图20的侧视图;
图24是按照本发明的构成打印头的定位支架的前视图;
图25是图24的右侧视图;
图26是定位支架的后视图;
图27是构成打印头的盖板的前视图;
图28是图27的底视平面图;
图29是盖板的后视图;
图30是定位支架、盖板和打印单元组装的垂直截面图;
图31是打印头的前视图;
图32是打印头的示意透视图;
图33是绕在定位支架上的可弯曲印刷线路板的平面图;
图34是示于图33的被圈区域A的放大图;
图35是示于图33的被圈区域B的放大图;
图36是示于图33的被圈区域C的放大图;
图37是先有技术的放大压电元件位置的装置的侧视图;
图38是先有技术的打印头的示意透视图;
图39是示于图38的打印头的垂直截面图。
现在将参照附图说明一些本发明的最佳实施例。
首先参照示出本发明第一最佳实施例的图1和图2,参考编号1表示由叠层压电陶瓷构成的压电元件,该压电陶瓷当其上加上电压时便伸长。
参考编号2表示支承压电元件1的主框架。主框架2由具有预定厚度的矩形金属板作成,这样设置主框架,使其沿压电元件1延伸。主框架2在其下端部被形成侧向凸出部3,用于通过温度补偿部件12和预负载部件13(它们将在以后被说明)支承压电元件1的下端部。主框架2在其相对的侧表面上形成一对引导一对导线14P和14N的引导槽2a和许多目的在于减少重量的凹口2b。
在压电元件1的上端部装有可动部件5,该可动部件与主框架2的上部份相对。一对片簧6和7的下部分利用铜焊分别固定到主框架2和可动部件5的相对的表面上。片簧6和7的宽度大于主框架2和可动部件5的厚度。即片簧6和7从主框架2和可动部件5的相对的侧表面侧向向外凸出。在这种情况下,将片簧6和7铜焊到主框架2和可动部件5上,因此增强了片簧6和7与主框架2和可动部件5的固定牢固性。片簧6和7间隔开一预定的间隙并从主框架2和可动部件5的上端表面向上伸出。片簧6和7的上端部连接在一起形成摆动部件8。从主框架2和可动部件5的上端表面凸出的片簧6和7的上部分在其外侧表面加工出一对凹口6a和7a,由此构成一对薄壁的部分6b和7b,作为可弹性形变的部分。薄壁部分7b的厚度t2大于薄壁部分6b的厚度t1,从而增强了固定到可动部件5上的片簧7的弹性强度。因此,片簧7的弯折和破裂完全可以避免,从而增加了耐用性。
摆动部件8上成形了一个凹槽8a,该凹槽沿垂直于片簧6和7宽度的方向延伸。摆动臂10的底部分被插入到凹槽8a并用铜焊进行固定。摆动臂10的自由端上加工有凹槽10a。打印金属丝11的底端部被插入到凹槽10a并用铜焊进行固定。摆动部件8的宽度小于片簧6和7的宽度,以便减小重量。另外,摆动臂10上加工了许多穿孔9,从而使重量减小。
主框架2的侧向凸出部分3与辅助框架4整体成形。辅助框架4从侧向凸出部分3向上沿压电元件1(在与主框架2相对的一侧)延伸到与可动部件5相对的位置。
四铰接平行连接机构16被配置在辅助框架4和可动部件5的上端部分之间,使其在平行于压电元件1的伸长方向的方向上引导可动部件5。如图4所示,四铰接平行连接机构16是将一块单一的可弹性形变的片簧材料进行冲压和弯曲形成一对平行连接板17和连接平行连接板17的桥接部分26而制成的。每个平行连接板17由一对垂直连接部分18和19与一对水平连接部分20和21组成,垂直连接部分18和19在平行于压电元件1的伸长方向延伸,水平连接部分20和21通过上铰接部分22和23与下铰接部分24和25连接在垂直连接部分18和19之间,因此形成四铰接平行连接。平行连接板17的垂直连接部分18利用点焊等固定到辅助框架4的相对的侧表面的上端部分,而平行连接板17的垂直连接部分19则利用点焊等固定到可动部件5的相对的侧表面上。垂直连接部分19的上端部由桥接部分26连接。桥接部分26这样定位,使其与可动部件5的上端部表面相隔一段预先确定的距离。
如图4所示,一对平行连接板30整体地被连接到平行连接板17的垂直连接部分18的下端部。在图2所示的装配情况下,连接板30从辅助框架4的相对的侧表面水平延伸,通过可动部件5的相对的侧表面到主框架2的相对的侧表面。连接板30用点焊等被固定到辅助部件4的相对的侧表面上和主框架2的相对的侧表面上。因此,辅助框架4保持平行于主框架2,可以增加框架2和4两个框架的刚性。
在装配连接板17和连接板30的地方,主框架2、辅助框架4和可动部件5的安装部分的厚度减小相当于板17和30的厚度的量。因此,板17和30可以安装在主框架2、辅助框架4和可动部件5的厚度以内,因此使装置紧凑。另外,如图3所示,在配置水平连接部分20和21与铰接部分22至25的地方,在辅助框架4的4a部分的厚度被减小以防止部分20、21、22至25与辅助框架4的薄壁部分4a的相对的侧表面接触。
在连接板17和连接板30被固定到辅助框架4、可动部件5和主框架2上以后,在预负载条件下,将压电元件1和温度补偿部件12安装在主框架2的侧向凸出部分3和可动部件5之间,预负载条件由插入预负载部件13到温度补偿部件12和侧向凸出部分3之间来提供。预负载部件13具有倒U形结构,它由上板13a和相对的侧板13b组成。在安装压电元件1时,首先使预负载部件13可垂直移动地与侧向凸出部分3啮合。温度补偿部件12预先用粘结剂固定到压电元件1的下端表面。然后使温度补偿部件12的下端表面与预负载部件13的上板13a的上表面接触。随后将预负载件13向上推动,从而将一定的压力负载从压电元件1的上端表面加到可动部件5的下表面。在负载条件下,将预负载部件13的相对的侧板13b用点焊固定到侧向凸出部分3的相对的侧表面上。
温度补偿部件12由例如锌或铝这种材料制作,这些材料的线膨胀特性与压电元件1的线膨胀特性相反。因此,由于环境温度的变化而导致的压电元件1的伸长和收缩可以由温度补偿元件12的收缩和伸长补偿,从而使压电元件1的上端表面保持在固定的高度。
在可动部件5和压电元件1之间的接触面和在温度补偿部件12和预负载部件13之间的接触面可以用粘结剂固定。
如图2所示,在可动部件5的下部分加工有相对的凹口5a,从而在其间形成弹性伸长/收缩部分5b。弹性伸长/收缩部分5b的刚性大于片簧7的可弹性形变部分7b的刚性,弹性伸长/收缩部分5b适应于沿压电元件1的伸长和收缩方向进行少量的弹性伸长和收缩。因此,保证获得了由于压电元件1的伸长和收缩而产生的可动部件5的需要的位移量,当加在压电元件1上的电压被切断而使压电元件1收缩时,可动部件5的弹性伸长/收缩部分5b则由于压电元件1而稍为伸长一点。因此可以减小加在由很不耐张力的压电陶瓷作的压电元件1上的张力,从而防止了压电元件1的损坏。
在操作时,当电压加在压电元件1的两个电极之间时,压电元件1便在压电陶瓷叠置的方向,即在图2中由箭头X表示的方向伸长一定的长度。随之,可变部件5发生位移,片簧7沿在主框架2一侧的片簧6被向上推动。因而片簧6和7均被弯曲。因为片簧6比片簧7更容易弯曲,所以与片簧6和7整体成形的摆动部件8便向图2中箭头P的方向摆动。
由于压电元件1的伸长,引起可动部件5的位移,在可动部件5的位移过程中,可动部件5被四铰接平行连接机构16的连接板17引导在平行于压电元件1的伸长方向。因此可以防止由于可动部件5的倾斜而产生的片簧6和7的弯曲量不足,从而使摆动部件8和摆动臂10摆动到希望的摆动角位置。作为结果,固定在摆动臂10的自由端部上的打印金属丝11便会按要求在适当数目的导向部件15(图2中仅示出一个导向部件15)的引导下前进到打印媒介,例如打印纸(图中未示出)。因为固定在可动部件5上的片簧7可以被充分弯曲,比固定在主框架2上的片簧6弯曲大,所以摆动臂10可以可靠地摆动到需要的角位置。因此,被传送到打印金属丝11的压电元件1的伸长被大大放大,从而改善了打印质量。
当切断加在压电元件1上的电压时,压电元件1收缩到原来的状态。作为结果,可动部件5、片簧6和7、摆动部件8和摆动臂10都返回到它们原来的状态,由此,打印金属丝11也退回。
根据上述的最佳实施例的结构,因为连接板17被配置在可动部件5和辅助框架4之间,所以可以避免连接板17和片簧6与7之间的干扰。因此不需要切去片簧6和7从主框架2和可动部件5的侧表面上凸出的相对的凸出部分。
现在参考图5至图8,说明制造放大压电元件位移的装置的方法。
参考图5,首先将例如镍铁合金或超级因瓦铁镍合金的金属粉末和作为结合剂的热塑性树脂的混合物进行压力铸造,制成框架体31,然后在预先确定的温度(100-300℃)下加热上面得到的模制件,除去大部分结合剂,并在预先确定的温度,即大约在金属模制件熔点温度的80%的温度下在大气中烧结模制件。
按上面制造的框架体31是整体形成的,包括主框架2、侧向凸出部分3、可动部分5和辅助框架4。在上述的压力铸造和烧结过程中,还形成了插入片簧6和7的凹口32。另外,还形成了引导连接于压电元件1上的导线的引导槽2a和减小主框架2重量的凹口2b。其次,用于安装连接板17和连接板30的主框架2、辅助框架4和可动部件5的安装部分的厚度也减小相当于板17和30的厚度。再其次,在辅助框架4的上端部分于配置铰接部分22至25和平行水平部分20和21的地方还形成了薄壁部分4a。在烧结过程之后,凹口32的内表面和可动部件5的下表面按要求用机械加工进行精加工。
另外一方面,由片簧6和7与摆动部件8构成的整件是采用切削具有预定厚度的弹性金属材料的方法而制造的。摆动臂10也同样采用机械加工进行制造。然后,将摆动臂10插入到摆动部件8上形成的狭缝8a中并用铜焊固定在其上。同样,将打印金属丝11插入到摆动臂10的凹口10a中并用铜焊将其固定在上面。
在装配上面提到的片簧6和7、摆动臂10和打印金属丝11之后,将片簧6和7插入到凹口32并用铜焊固定到凹口32的内表面上,如图6所示。
然后如图7所示,在主框架2和可动部件5之间形成分离狭缝33,在可动部件5和辅助框架4之间形成分离狭缝34。采用激光切割,金属丝切割或放电切割方法形成这些分离狭缝33和34。因此,主框架2、可动部件5和辅助框架4被彼此分开。在形成狭缝33之前,最好在片簧6和7的外表面上涂敷一层硅橡胶等作保护层,以便防止在用金属丝切割、激光切割等方法加工分离狭缝33时产生的溅射物(熔融渣)散射而碰到片簧6和7并损伤这些片簧,这种损伤将促使片簧6和7发生疲劳。另一方面,将硅橡胶等涂敷在片簧6和7上也有助于防止产生锈斑,因为制造片簧6和7的弹性材料(例如高镍合金钢)容易被腐蚀。涂敷到片簧6和7上的物质例如硅橡胶最好具有柔软性,使其不会妨碍片簧6和7的弯曲,而且还应具有粘附特性,使这种物质不会独自流动。
然后如图8所示,将通过桥接部分26彼此连接的连接板17如此配置,使得它盖住可动部件5和辅助框架4的相对的侧表面。与连接板17形成整体的连接板30也同时被配置而盖住主框架2、可动部件5和辅助框架4的相对的侧表面。然后利用定位工具等正确安置连接板17和连接板30形成的整体件。随后,将连接板17的平行垂直部分18固定到辅助框架4的相对的侧表面上,而将连接板17的另一平行垂直部分19固定到可动部件5的相对的侧表面上。同样,将连接板30固定到主框架2和辅助框架4的相对的侧表面上。用点焊、激光焊等方法进行这种固定。在固定四铰接平行连接机构以后,最好将硅橡胶等涂敷在此连接机构的连接部分上以防止产生锈斑,因为四铰接平行连接机构所用的弹性材料(例如高镍合金钢)容易被腐蚀。
随后,将预负载部件13可垂直移动地安装在主框架2的侧向凸出部分的上表面上。另一方面,用粘结剂将温度补偿部件12固定到压电元件1的下端表面上。然后,将同温度补偿部件12固定在一起的压电元件1插入到预负载部件13的上表面和可动部件5的下表面之间。在插入压电元件1之前,可以将粘结剂涂在预负载部件13的上表面上(或温度补偿部件12的下表面上)和可动部件5的下表面上(或压电元件1的上表面上)。随后向上推动预负载部件13,使压电元件1在预定的压力负载下与可动部件5保持压力接触,利用负载测量设备测量压力负载可以控制预定的压力负载。
在负载的条件下,将预负载部件13的相对的侧板13b用点焊、激光焊等固定到侧向凸出部分的相对的侧表面上。由此,制成了放大压电元件位移的装置。
如上所述,主框架2、可动部件5和辅助框架4是利用由压力铸造和烧结得到的框架体31整体制造的。因此可以简便地以低的价格制造每一个部件。
另外,采用在框架体31上形成分离狭缝33和34的方法将主框架2、可动部件5和辅助框架4分离。因此可以获得这些部件的极精确的配置,从而保证了位移放大装置的高度精确性。
其次,由负载测量设备控制的预定压力负载由预负载部件13加到压电元件1上,并且预负载部件13被固定在主框架2的侧向凸出部分3上。因此,预定的压力负载可以被准确加到压电元件1上,从而保证了可动部件5的由压电元件1的伸长所引起的位移充分而可靠。
虽然框架体31采用压力铸造和烧结进行制造,但是它也可以采用任何一种其它的方法,例如锻造、金属丝切割、激光切割、机械加工或联合的方法进行制造。
下面参考图9至图13,这些图示出本发明的第二最佳实施例,该实施例除开以下的结构,具有与第一最佳实施例相同的构造,在辅助框架4的上端部固定地提供了由制动材料,例如由对苯二甲酸聚丁烯制造的第一制动部件35。第一制动部件35用粘结剂等固定在辅助框架4的上端表面和部分侧边表面,并伸向摆动臂10的下端表面。第一制动部件35在其上端部被加工有倾斜的制动表面36,该制动表面36可分开地紧贴着摆动臂10的自由端部分的下端部表面。
另外,在连接连接板17的桥接部分26上固定地装配了由例如聚苯二甲酸聚丁烯制动材料制作的第二制动部件37。第二制动部件37在其下端加工有与桥接部分26啮合的凹槽39和一对支腿部分40,该支腿的下端表面紧靠着可动部件5的上表面。凹槽39完全与桥接部分26啮合,并用粘结剂等固定在其上。支腿部分40的下端表面用粘结剂等固定在或粘结在可动部件5的上表面上以便支承第二制动部件37。第二制动部件37沿片簧7和摆动部件8延伸,形成具有制动表面38的延伸部分37a,如图10所示,制动表面38可分开地紧靠着摆动部件8的右侧表面,从而可停止摆动部件8沿图10中箭头Q表示的方向摆动。第二制动部件37的延长部分37a还加工有另一凹槽41,该凹槽用于宽松地容放摆动臂10,使得摆动臂10可以进行摆动运动。
在操作时,当加在压电元件1上的电压被切断时,压电元件1缩回到原来的状态,片簧6和7由于它们的弹力也返回到原来的状态。因此在摆动部件8上产生由图10箭头Q表示的力矩,从而使摆动部件8返回到原来的状态。此时,摆动部件8将开始紧靠第二制动部件37的制动表面38,从而限制片簧6和7的返回弯曲。因此可以大大减小片簧6和7沿箭头P和Q方向的振动,并且还可以减小由于它们的振动引起的片簧6和7的弹性疲劳,从而可以防止片簧6和7的弯折和破裂,增加它们的耐用性。
另一方面,当摆动臂10返回它的原来状态时,摆动臂10自由端部分的下端表面便带入到紧靠第一制动部件35的制动表面36,从而停止摆动臂10过分向下摆动并防止摆动臂10的弯曲。
如上所述,利用第一和第二制动部件35和37可以大大抑制在切断加到压电元件1上的电压时片簧6和7的振动以及摆动臂10的弯曲,从而增加了打印速度。
虽然在上述的实施例中第一和第二制动部件35和37是单独制造的,但是这些制动部件也可以整体制造,作成一个单元。
下面参考图14至图19,图中示出本发明的第三最佳实施例,该实施例除开下面的结构,其构造与第一最佳实施例相同,为了形成分离部分33,使可动部件5的下表面与压电元件1的上表面分离。可分离部分33配有一对由耐磨材料例如氧化锆陶瓷作的可分离垫片31和32。可分离垫片31和32不相连地彼此紧靠,并且可分离垫片31用粘结剂固定在可动部件5的下表面上,而可分离垫片32则用粘结剂固定在压电元件1的上表面上。
温度补偿部件12用粘结剂固定在压电元件1的下表面上,同时还用粘结剂固定在预负载部件13的上表面上。
在操作时,当压电元件1收缩到原来的状态时,可动部件5便返回到原来的状态。此时,由于可动部件5、片簧6和7、摆动部件8、摆动臂10和打印金属丝11的惯性,可动部件5的返回将会延迟。结果,可分离垫片31和32将互相分开少许,从而大大降低了加在压电元件1上的张力。
虽然在上述的最佳实施例中,可分离部分33被配置在可动部件5和压电元件1之间,但是可以按照本发明的下述方式进行其它的改型。
参考图16,可分离部分33被配置在温度补偿部件12和预负载件13之间,由耐磨和绝热材料例如氧化锆陶瓷作的可分离垫片331和32被插放在温度补偿部件12和预负载件13之间。在这种情况下,由于提供了具有热绝缘特性的可分离垫片31和32,在压电元件1中产生的并传送到温度补偿部件12的热量被隔离而不能传送到预负载件13上。因此温度补偿部件13可以有效地受热,从而实现温度补偿作用。
虽然在上述的最佳实施例中采用氧化锆陶瓷制作可分离垫片31和32,但是如图17所示,这些垫片可以采用薄壁合成树脂膜来进行制造。
另外,虽然上述的最佳实施例采用一对可分离垫片31和32,但是如图18所示,也可以仅配置可分离垫片31。
其次,虽然在上述的最佳实施例中,温度补偿部件12被配置在压电元件1和预负载部件13之间,但是如图19所示,温度补偿部件12和可分离垫片31和32也可以配置在可动部件5和压电元件1之间。
可以省去可分离垫片31和32,使可动部件5和压电元件1与压电元件1和侧向凸出部分3之间至少有一个形成可分离部分33。
更其次,可以将许多具有可分离垫片31和32的可分离部分33配置在可动部件5、压电元件1和主框架2的侧向凸出部分3之中的相对的表面之间。
下面参考图20至图23,图中示出了本发明的第四最佳实施例,该实施例除开下面的结构,其构造与第一最佳实施例相同,在第一最佳实施例中采用的预负载部件13在第四最佳实施例中被省去了,温度补偿部件12被直接安装在主框架2的侧向凸出部分3上。
按照下面的方式,将四铰接平行连接机构16安装并固定在辅助框架4和可动部件5上。首先,将构成四铰接平行连接机构16的连接板17的垂直平行部分18用点焊等在位置31固定到辅助框架4的相对侧表面上。同时,将连接板30用点焊等分别在位置33和34固定到辅助框架4和主框架2的相对的侧表面上。然后,如图21箭头所示,克服铰接部22至25产生的弹力将连接板17的垂直平行部分19往上提升。在垂直平行部分19被提高的条件下,将垂直平行部分19用点焊等在位置32固定到可动部件5的相对的侧表面上。固定在可动部件5上的垂直平行部分19因此在铰接部分22至25的回弹力的作用下往下降,从而通过可动部件5将一定的压力负载加到压电元件1上,并使可动部件5、压电元件1、温度补偿部件12和侧向凸出部分3彼此构成电力接触。
如上所述,由于连接板17的铰接部分22至25的弹力,可动部件5被压在压电元件1的上端表面。因此,可动部件5、压电元件1、温度补偿部件12和侧向凸出部分3的相应的相对的表面彼此保持压力接触,从而可将一定的压力负载加到压电元件1上。另外,由于平行连接板17,可动部件5可以在平行于压电元件1位移的方向进行位移,所以能够使可动部件5与压电元件1的伸长一致沿图23中箭头X的方向进行充分的位移。
虽然连接板17是和连接板30整体成形的,但连接板17也可以与连接板30无关而单独成形,或者可以省去连接板30。
另外,连接板17的固定可以按照以下的方式进行改变。首先,将垂直平行部分19固定到可动部件5的相对的侧表面上。然后反抗铰接部22至25的弹性,将垂直平行部分18往下降。在垂直平行部分19下降的条件下,将垂直平行部分18固定到辅助框架4的相对的侧表面上。结果,在铰接部分22至25的回弹力的作用下,垂直平行部分19被降低,因而将一定的压力负载通过可动部件5加到压电元件1上。
下面参考图24至图36,图中示出本发明的第五最佳实施例,其中,打印头采用第一最佳实施例的位移放大装置作打印单元,参考编号40表示在其中安装24个打印单元PU的大体为圆筒形的定位支架。定位支架40具有合成树脂作的圆筒形部分41。圆筒形部分41的内圆周面上配置有24个狭缝42,用于分别安装24个打印单元PU。狭缝42在圆周上等距离配置(即间隔15°角),并径向向外伸出。
圆筒形部分41与支承每个打印单元PU的摆动臂10的引导部分43整体成形,每一个打印单元PU被插入到每个狭缝42中。引导部分43具有中心孔44,24根引导柱45围绕该中心孔在圆周上等间距配置而向内凸出,每根引导柱用于引导每个摆动臂10,即每个摆动臂10被设置在相邻的引导柱45之间。
引导部分43还加工有一对向外伸出并相对于中心孔44在正好相反的相对位置配置的引导销46和47。如下面要说明的,引导销46和47与盖板50的一对引导孔57和58啮合。引导部分43的中心孔44在其外圆周上加工有一对向外凸出的用于引导定位支架40与盖板50进行装配的凸出部分48和49。
由金属例如铝作的盖板50具有圆筒形部分50P和空心的凸出部分51,空心凸出部分从圆筒形部分50P向左凸出(见图28),它用于引导每个打印单元PU的打印金属丝11。凸出部分51在其左端加工有允许打印金属丝11伸出的开口52。凸出部分51在其内表面配置有许多彼此在纵向间隔排列的弧形槽53、54、55和56。另外,圆筒形部分50P还加工有分别与定位支架40的引导销46和47啮合的引导孔57和58。引导孔58稍大于引导孔57,以便使引导孔57和58与引导销46和47容易配合。
圆筒形部分50P在其左侧表面50A(如图28所见)上加工有24个在圆周上等间距配置的用于插入螺钉61的孔59,在其右侧表面50B上加工有24个螺纹孔60,这24个螺纹孔60分别与上面的24个孔59共轴,用于螺纹啮合螺钉61。
参考图30至32,图中示出定位支架40和盖板50彼此被装配的情况,打印单元PU被安装在组件中形成打印头pH,每个打印单元PU被插入到定位支架40的相应的狭缝42中,而每个打印单元PU的摆动臂10由引导部分43引导。另外,每根打印金属丝11在突出部分51中可被往复引导。每个打印单元PU中主框架2的左端紧靠盖板50右侧表面50B,如图30所示。每个打印单元PU用相应的螺钉61固定到盖板50上。
如图30所示,许多引导板62、63、64、65和66分别与开孔52和弧形槽53至56啮合,每个引导板具有24个插入打印金属丝11的孔。因此,打印金属丝11可被引导板62至66往复引导。
如图31所示,可以看到从与凸出部分51的开孔52啮合的引导板62上凸出的打印金属丝11的尖端。另外还可见到已经将打印单元PU固定到盖板50上的螺钉61的头部。
按如上所述装配打印头PH之后,将如图33所示的可弯曲的印刷线路板70部分地绕在定位支架40的圆筒形部分41的外圆周表面上,如图30和32所示。可弯曲的印刷线路板70这样制作,在聚酯膜片上印刷要求数目的导体72,每个导体的宽度约1毫米,使导体72相距大约0.3毫米的等间隔排列,并在已印好的导体72上覆盖另一层聚酯膜片。
参考图33至36,可弯曲的印刷线路板70被绕在定位支架40的圆筒形部分41上的部分70a在其纵向边缘加工有许多对按配置打印单元的间距排列的切口70b。如图32和36所示,每对切口70b具有一对连接端子71,该端子被连接到由每个压电元件1引出的正、负导引14P和14N上。连接端子71通过被印刷的导体71被连接到示于图33的在末端部分A上形成的末端端子73上。这些末端端子73然后再通过导体(未示出)连接到打印头控制电路(未示出)。可弯曲的印刷线路板70在缠绕部分70a和末端部分A之间的部分70C保持在自由状态,在这种状态下,部分70C可以配合打印头的轴向运动而进行褶曲。
如图34(末端部分A的放大图)所示,将在可弯曲印刷线路板70上覆盖的膜片除去,以形成垂直长度约为6毫米的导体裸露部分73A。
如上所述,可弯曲的印刷线路板70的缠绕部分70a是这样绕在定位支架40的圆筒形部分41上的,使得切口70b对应于每个压电元件1的引导槽2a配置,并且位于引导槽2a中的每个压电元件1的导线14P和14N是利用焊接等方法在电路上连接到在切口70b上的连接端子71上的。因此,在出现一个打印单元PU损坏而需要替换它时,仅需要将该破损打印单元PU的导线14P和14N从相应的连接端子71上折下,然后放松相应的螺钉61,便可卸下该打印单元。
虽然已经说明了本发明的最佳实施例,但是应当清楚,在不背离本发明精神的情况下,可以进行许多结构的改变和修正。
Claims (53)
1、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种装置包括:
框架部件,该部件沿上述压电元件延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;
第一片簧,该片簧的一个端部分固定在上述框架部件上;
第二片簧,该片簧的一个端部固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置;
摆动部件,该部件固定地连接到上述第一片簧的另一端部上和上述第二片簧的另一端部上,并且该部件当上述第一和第二片簧由于上述压电元件的位移而产生弯曲时可以相应地发生摆动;
四铰接平行连接机构,该机构被固定在上述可动部件和上述框架部件上,以便使上述可动部件平行于上述压电元件位移的方向进行位移。
2、按照权利要求1确定的装置,其中,上述框架部件包括主框架和辅助框架,主框架沿上述压电元件的一侧延伸,辅助框架与主框架相对,它沿上述压电元件的另一侧延伸到与上述可动部件相对的位置,而且它的一个端部被固定地连接到上述主框架的上述侧向凸出部分;而且上述四铰接平行连接机构也固定地连接到上述辅助框架的另一端。
3、按照权利要求1确定的装置,其中,上述压电元件是由叠层压电陶瓷构成的。
4、按照权利要求1确定的装置,其中,上述主框架由具有预定厚度的基本为矩形的金属板组成,并沿基本上平行于上述压电元件位移方向的方向延伸。
5、按照权利要求1确定的装置还包括温度补偿部件和预负载部件,这两种部件均插放在上述压电元件和上述侧向凸出部分之间,上述温度补偿部件的温度-线性膨胀特性与上述压电元件的温度-线性膨胀特性相反,上述预负载部件用于在上述压电元件处于静止位置时将一定的压力负载加到上述压电元件上。
6、按照权利要求2确定的装置,其中,上述主框架和上述辅助框架通过上述侧向凸出部分相互整体成形。
7、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种装置包括:
主框架,该框架沿上述压电元件的一侧延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;
第一片簧,该片簧的一个端部分固定在上述框架部件上;
第二片簧,该片簧的一个端部固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置;
摆动部件,该部件固定地连接到上述第一片簧的另一端部上和上述第二片簧的另一端部上,并且该部件当上述第一和第二片簧由于上述压电元件的位移而产生弯曲时可以相应地发生摆动;
其中,上述第一和第二片簧上分别加工有第一和第二可弹性形变部分,上述第二片簧的上述第二可弹性形变部分的刚性比上述第一片簧的上述第一可弹性形变部分的刚性强。
8、按照权利要求7确定的装置,其中,上述第二片簧的上述第二可弹性形变部分比上述第一片簧的上述第一可弹性形变部分厚。
9、按照权利要求7确定的装置,其中,上述第一和第二片簧的宽度大于上述主框架和上述可动部件的厚度。
10、按照权利要求7确定的装置,其中,上述第一和第二片簧被隔开预定的间隙宽度。
11、按照权利要求1确定的装置,其中,上述的第一和第二片簧与上述的摆动部件被整体成形。
12、按照权利要求8确定的装置,其中,上述第一和第二片簧在其外侧表面分别加工有凹口,从而分别形成上述第一和第二可弹性形变部分。
13、按照权利要求1确定的装置,其中,四铰接平行连接机构包括一对连接板和连接上述连接板的桥接部分。
14、按照权利要求13确定的装置,其中,每个上述连接板包括一对固定在上述辅助框架的侧表面和上述可动部件的侧表面上的平行垂直部分、一对在上述平行垂直部分之间延伸的平行水平部分和将上述平行垂直部分与上述平行水平部分连接起来的四个可弹性形变的铰接部分。
15、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种装置包括:
主框架,该框架沿上述压电元件的一侧延伸,并在主框架的一个端部具有侧向凸出部分,该侧向凸出部分相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件的一个端部;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部;
一种机构,该机构被连接到上述可动部件和上述主框架上,用于放大上述压电元件的位移;
辅助框架,该框架相对于上述主框架沿上述压电元件的另一侧延伸到与上述可动部件相对的位置,该框架的一端固定地连接于上述主框架的上述侧向凸出部分;
连接部件,该部件固定在上述可动部件上和上述辅助框架的另一端部上;
连接板,该连接板的一个端部分被固定到上述主框架的另一端部上,其另一个端部分被固定到上述辅助框架的另一端部上。
16、按照权利要求15确定的装置,其中,上述连接部件包括四铰接平行连接机构。
17、按照权利要求15确定的装置,其中,上述连接板从上述辅助框架的另一端水平延伸到上述主框架的另一端。
18、按照权利要求16确定的装置,其中,上述四铰接平行连接机构包括一对固定于上述辅助框架侧表面上和上述可动部件侧表面上的平行垂直部分、一对在上述平行垂直部分延伸的平行水平部分和四个将上述平行垂直部分和上述平行水平部分连接起来的可弹性形变的铰接部分。
19、按照权利要求16确定的装置,其中,上述主框架、上述可动部件和上述辅助框架在固定地装配上述四铰接平行连接机构和上述连接板的部分具有减少的厚度。
20、按照权利要求14确定的装置,其中,上述辅助框架在配置上述平行水平部分和上述铰接部分的位置具有薄壁部分,从而不接触到上述薄壁部分的相对的侧表面。
21、按照权利要求12确定的装置,其中,可动部件上加工有颈部分,该颈部的刚性大于上述第二可弹性形变部分的刚性,并适合于上述压电元件位移的方向进行弹性伸长和收缩。
22、一种制造放大细长压电元件位移的装置的方法,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种方法包括:
第一步,成形整体的框架体,该整体的框架体具有沿上述压电元件的一侧延伸的主框架、相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的支承部分和相对于上述压电元件位移的方向安装在上述压电元件另一端部的可动部件;
第二步,将一个端部连接在摆动部件上的一对片簧固定在上述主框架和上述可动部件上;
第三步,在上述主框架和上述可动部件之间形成分离狭缝,使上述主框架和上述可动部件分离;
第四步,将上述压电元件固定在上述支承部分和上述可动部件之间。
23、按照权利要求22确定的方法,其中,上述第一步包括成形与上述主框架相对并沿上述压电元件的另一侧延伸的辅助框架;上述第三步包括在上述可动部件和上述辅助框架之间形成第二分离狭缝,使上述可动部件和上述辅助框架分离;在上述第三步之后在上述第四步之前,上述方法还包括将四铰接平行连接机构固定在上述可动部件和上述辅助框架之间的这一步。
24、按照权利要求22确定的方法,其中,上述第一步包括压力铸造金属粉和树脂的混合物、在预定的温度下加热上面得到的模制件和在大气中在预定的温度下烧结此模制件。
25、按照权利要求22确定的方法,其中,上述第一步包括形成用于插入上述片簧另一端部的凹口。
26、按照权利要求23确定的方法,其中,上述第一步包括在固定上述四铰接平行连接机构的位置形成上述可动部件和上述辅助框架的薄壁部分。
27、按照权利要求22确定的方法还包括整体成形带有上述摆动部件的上述片簧的步骤。
28、按照权利要求27确定的方法还包括将摆动部件固定到摆动臂的一个端部和将上述摆动臂的另一端部固定到打印金属丝上的步骤。
29、按照权利要求22确定的方法,其中,上述片簧被铜焊到上述主框架和上述可动部件上。
30、按照权利要求23确定的方法,其中,上述四铰接平行连接机构被焊接到上述可动部件和上述辅助框架上。
31、按照权利要求22确定的方法,其中,上述第一和第二分离狭缝采用激光切割法或金属丝切割法、放电切割法形成。
32、按照权利要求22确定的方法,其中,上述四铰接平行连接机构包括一对相对的平行连接板和整体连接上述平行连接板的桥接部分,上述第四步还包括将上述平行连接板安装在上述可动部件的相对的侧表面上和上述辅助框架的相对的侧表面上的步骤与定位上述平行连接板的步骤。
33、按照权利要求22确定的方法还包括在上述支承部分和上述压电元件之间插入预负载部件和温度补偿部件的步骤,预负载部件用于在上述压电元件的静止位置将一定的压力负载加到上述压电元件上;温度补偿部件的温度-线性膨胀特性与上述压电元件的温度-线性膨胀特性相反。
34、按照权利要求33确定的方法,其中,上述预负载部件具有倒U形结构,它由上板部分和一对侧板部分组成,上述插入步骤包括将上述温度补偿部件固定到上述压电元件的一个端部、可移动式地将上述预负载部件安装在上述支承部分上和将上述预负载部件的上述侧板部分固定在上述支承部分的相对的侧表面上。
35、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种装置包括:
主框架,该框架沿压电元件的一侧延伸,并具有相对于上述压电元件位置的方向支承上述压电元件的一个端部的侧向凸出部分;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;
第一片簧,该片簧的一个端部分固定在上述主框架上;
第二片簧,该片簧的一个端部分固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置;
摆动臂,该臂的一个端部与上述第一和第二片簧的另一个端部连接而且该臂沿基本上垂直于上述压电元件位移方向的方向延伸,上述摆动臂由于上述第一和第二片簧的弯曲而可产生摆动;
第一制动部件,该部件用于在切断加到上述压电元件上的电压时限制上述摆动臂的弯曲;
和第二制动部件,该部件用于在切断加到上述压电元件上的电压时限制上述第二片簧的弯曲。
36、按照权利要求35确定的装置还包括摆动部件,该摆动部件固定地连接在上述第一片簧的另一端部上和上述第二片簧的另一端部上,而且还固定在上述摆动臂的一个端部上,上述摆动部件适应于因上述第一和第二片簧弯曲而产生摆动,其中,上述第一制动部件具有不相连地紧靠在上述摆动臂另一端部分的纵向边上的制动表面,上述第二制动部件具有不相连地紧靠在上述摆动部件的侧表面上的制动表面。
37、按照权利要求36确定的装置还包括辅助框架和四铰接平行连接机构,辅助框架相对于上述主框架沿上述压电元件的另一侧延伸到相对于上述可动部件的位置,并且其一个端部被固定地连接到上述主框架的上述侧向凸出部分;四铰接平行连接机构被固定在上述可动部件上和上述辅助框架的另一端部上,以便使上述可动部件平行于上述压电元件的位移方向进行位移,其中,上述第一制动部件被固定到上述辅助框架的另一端部,上述第二制动部件以这样的方式被固定到上述四铰接平行连接机构上,使其被支承在上述可动部件上。
38、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便发生位移,这种装置包括:
主框架,设框架沿上述压电元件的一侧延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上。
一种机构,该机构连接到上述可动部件和上述主框架上,用于放大上述压电元件的位移;
可分离部分,该可分离部分被提供于在上述可动部件和上述压电元件之间与在上述压电元件和上述主框架的上述侧向凸出部分之间的至少一个相对的表面上。
39、按照权利要求38确定的装置,其中,上述放大上述压电元件位移的装置包括其一个端部分固定在上述主框架上的第一片簧、其一个端部分固定在上述可动部件上并与上述第一片簧相对配置的第二片簧和摆动部件,该摆动部件固定地连接在上述第一片簧的另一端部上和第二片簧的另一端部上,该摆动部件适应于在上述第一和第二片簧因上述压电元件位移而发生弯曲时产生摆动。
40、按照权利要求39确定的装置还包括辅助框架和四铰接平行连接机构,辅助框架相对于上述主框架沿上述压电元件的另一侧延伸到与上述可动部件相对的位置,辅助框架的一个端部固定地连接到上述主框架的上述侧向凸出部分;四铰接平行连接机构固定到上述可动部件上和上述辅助框架的另一端部上,以便使上述可动部件平行于上述压电元件位移的方向进行位移。
41、按照权利要求38确定的装置,其中,上述可分离的部分至少包括一个由垫片构成的可分离部分,这些垫片彼此不相连地叠置并固定在上述相对的(两个)表面上。
42、按照权利要求41确定的装置还包括温度补偿部件和预负载部件,温度补偿部件具有与上述压电元件的温度-线性膨胀特性相反的温度-线性膨胀特性;预负载部件用于在上述压电元件的静止位置将一定的压力负载加到上述压电元件上,其中,上述温度补偿部件和上述预负载部件被插放在上述压电元件和上述侧向凸出部分之间,至少一个上述由垫片构成的可分离部分被插放在上述可动部件和上述压电元件之间。
43、按照权利要求41确定的装置还包括温度补偿部件和预负载部件,温度补偿部件具有与上述压电元件的温度-线性膨胀特性相反的温度-线性膨胀特性;预负载部件用于在上述压电元件的静止位置将一定的压力负载加到上述压电元件上,其中,上述温度补偿部件和上述预负载部件被插放在上述压电元件和上述侧向凸出部分之间,至少一个上述的由垫片构成的可分离部分被配置在上述温度补偿部件和上述预负载部分之间。
44、按照权利要求41确定的装置还包括温度补偿部件和预负载部件,温度补偿部件具有与上述压电元件的温度-线性膨胀特性相反的温度-线性膨胀特性;预负载部件用于在上述压电元件的静止位置将一定的压力负载加到上述压电元件上,其中,上述温度补偿部件和至少一个由垫片构成的可分离部分被插放在上述可动部件和上述压电元件之间,上述预负载部件被插放在上述压电元件和上述主框架的上述侧向凸出部分之间。
45、按照权利要求41确定的装置,其中,至少上述一个由垫片构成的可分离部分由氧化锆陶瓷制作。
46、按照权利要求41确定的装置,其中,至少上述一个由垫片构成的可分离部分用合成树脂制作。
47、一种放大细长压电元件位移的装置,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种装置包括:
框架部件,该部件沿上述压电元件延伸,并具有相对于上述压电元件位移的方向支承上述压电元件一个端部的侧向凸出部分;
可动部件,该部件相对于上述压电元件位移的方向被安装在上述压电元件的另一端部上;
一种机构,该机构被连接到上述可动部件和上述框架部件上,用于放大上述压电元件的位移;
四铰接平行连接机构,该机构被固定在上述可动部件和上述框架部件上,以便使上述可动部件平行于上述压电元件的位移方向进行位移;
其中,利用四铰接平行连接机构的弹力将上述可动部件压在上述压电元件的另一端部上,从而将一定的压力负载加到上述压电元件上。
48、按照权利要求47确定的装置,其中,上述框架部件包括沿上述压电元件的一侧延伸的主框架和与上述主框架相对沿上述压电元件的另一侧延伸到与上述可动部件相对的位置的辅助框架,上述四铰接平行连接机构也被固定到上述辅助框架上。
49、按照权利要求48确定的装置,其中,上述四铰接平行连接机构包括一对连接板和连接上述连接板的桥接部分;上述连接板包括一对被固定在上述辅助框架的相对侧表面上的第一平行垂直部分、一对被固定在上述可动部件的相对侧表面上的第二平行垂直部分、在上述第一平行垂直部分和上述第二平行垂直部分之间延伸的一对第一平行水平部分和一对第二平行水平部分,以及一对使上述第一和第二平行垂直部分和上述第一和第二平行水平部分相连接的四个可弹性形变的铰接部分。
50、按照权利要求49确定的装置还包括一对连接板。该连接板从上述第一平行垂直部分水平延伸,每个上述连接板被固定在上述辅助框架的侧表面上和上述主框架的侧表面上。
51、按照权利要求49确定的装置,其中,上述第二平行垂直部分是在上述第一平行垂直部分被固定在上述辅助框架的相对的侧表面上并且克服上述铰接部分的弹力使上述第二平行垂直部分升高的条件下被固定到上述可动部件的相对的侧表面上的。
52、按照权利要求49确定的装置,其中,上述第一平行垂直部分是在上述第二平行垂直部分被固定在上述可动部件的相对的侧表面上并且克服上述铰接部分的弹力使上述第一水平垂直部分下降的条件下被固定到上述辅助框架的相对的侧表面上。
53、一种用压电元件驱动的冲击打点打印头,该压电元件适应于在其上加上电压便产生位移,这种打印头包括:
许多打印单元,每个打印单元具有将点打印在打印媒介上的打印金属丝和将上述压电元件的位移传送到上述打印金属丝的位移传送机构;
定位上述打印单元的定位支架,上述支架上加工有许多狭缝,每个狭缝用于可松开地插入每个上述打印单元;
盖板,该盖板适合于与上述定位支架啮合并具有可松开地固定每个上述打印单元的装置,上述盖板被加工有引导部分,用于引导上述打印单元的上述打印金属丝;
可弯曲的印刷线路板,该印刷线路板部分缠绕在上述定位支架的外圆周面上,上述可弯曲的印刷线路板具有许多对连接端子,每对连接端子被连接于与上述压电元件相连的一对导线上,每对上述连接端子靠近每个上述打印单元配置并通过导体被连接到与打印控制装置相连接的末端端子上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |