JP2806414B2 - 電気機械変換アクチュエータおよび印字ヘッド - Google Patents

電気機械変換アクチュエータおよび印字ヘッド

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JP2806414B2 JP5200775A JP20077593A JP2806414B2 JP 2806414 B2 JP2806414 B2 JP 2806414B2 JP 5200775 A JP5200775 A JP 5200775A JP 20077593 A JP20077593 A JP 20077593A JP 2806414 B2 JP2806414 B2 JP 2806414B2
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    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤドットプリンタ
の印字ヘッドに用いる電気機械変換アクチュエータに関
し、また本発明は多数の印字ワイヤ要素の各々を電気機
械変換アクチュエータでもって駆動するようになった印
字ヘッドにも関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ワイヤドットプリンタは
インパクプリンタの代表的なものであり、文字や記号等
が多数の印字ワイヤ要素を選択的に駆動することにより
ドットイメージとして形成されるものである。このよう
なワイヤドットプリンタはそのランニグコストが比較的
安いのでオフィスタイプのプリンタとして普及している
が、しかし印字速度が一層早くしかも作動寿命の長いワ
イヤドットプリンタに対する要望もある。
【０００３】従来、印字ワイヤを駆動するアクチュエー
タとして、電磁駆動式のアクチュエータがワイヤドット
プリンタの印字ヘッドに使用されて来ているが、しかし
この種のアクチュエータは消費電力が大きく、またその
印字速度の更なる高速化の開発には限界がある。例え
ば、特開平１-110160 号公報および特開平１237156号公
報に開示されているように、印字ワイヤ要素を駆動する
別のアクチュエータとして、近年、圧電駆動式のアクチ
ュエータも開発されている。この種のアクチュエータは
多数の圧電素子をタイバンドでもって一体的に保持した
圧電素子積層体からなり、この圧電素子積層体は支持ブ
ロック部材に隣接して配置される。詳述すると、支持ブ
ロック部材は前方端および後方端を具備し、圧電素子積
層体は該前方端および該後方端からそれぞれ一体的に突
出した前方張出し部および後方張出し部の間に配置さ
れ、該圧電素子積層体の前方端は支持ブロック部材の前
方張出し部に傍らに位置させられ、また該圧電素子積層
体の後方端は支持ブロック部材の後方張出し部に固着さ
れる。圧電駆動式アクチュエータは更にアームレバーを
具備し、このアームレバーの一端は支持ブロック部材の
前方張出し部と圧電素子積層体の前方端とにそれぞれ固
着された２つの平行板ばね要素によって支持され、一方
該アームレバーの他端には印字ワイヤ要素が固定支持さ
れる。圧電素子積層体がその高さすなわち長さを増大す
るように電気的付勢されると、アームレバーと支持ブロ
ック部材の前方張出し部との間に延在する板ばね要素の
スパン長の中間点を中心として、該アームレバーが回動
させられ、これにより印字ワイヤ要素はドット記録を行
うべく前方ストロークで駆動され得る。圧電素子積層体
の電気的付勢が終了した後、印字ワイヤ要素は板バネ要
素の弾性力のために後方ストロークを行い、次いでその
初期位置に復帰する。以上のような配置構成によれば、
たとえ圧電素子積層体の高さすなわち長さの増分が非常
に小さいくとも（約10μm ）、その増分はアームレバー
によって増幅され、印字ワイヤ要素はドット記録に必要
な数百ミクロンの前方ストロークを行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】圧電駆動式アクチュエ
ータの消費電力は電磁駆動式アクチュエータの消費電力
よりも小さく、また前者によって達成される印字速度も
後者によって達成される印字速度に比べて引けを取るこ
とはない。しかしながら、圧電駆動式アクチュエータに
は、それによって達成される印字速度を一層高めると
き、解決すべき問題が伴う。詳述すると、圧電駆動式ア
クチュエータにより印字速度を一層高めるためには、印
字ワイヤ要素の前方ストロークをその通常の前方ストロ
ークに比べて僅かに増大することが必要であるが、しか
しその僅かな前方ストロークの増大を得るためには圧電
駆動式アクチュエータに印加する電気エネルギを大巾に
増加しなければならない。この場合、印字ワイヤ要素は
電気エネルギの大巾な増加のためにシート紙等の印字媒
体を突き抜けて、該シート紙を損傷し得る。
【０００５】また、圧電駆動式アクチュエータによって
印字の高速化が行われるとき、該圧電駆動式アクチュエ
ータに電気エネルギを印加する頻度が大きくなり、それ
に伴って印字ワイヤ要素の前方ストロークおよび後方ス
トロークも高速となる。この場合、印字ワイヤ要素の後
方ストロークも大きくなって、その初期位置を越えて後
方に移動することになる。その結果、アームレバーと支
持ブロックの前方張出し部との間に延在する板ばね要素
は引張り応力を受けるのに対して、アームレバーと圧電
素子積層体の前方端との間に延在する板ばね要素は圧縮
応力を受ける。かかる板ばね要素は引張り応力に対して
は強度を示すが、しかし圧縮応力に対しては破壊され易
い。このためアームレバーと圧電素子積層体の前方端と
の間に延在する板ばね要素の破壊が早めに起こることに
なる。
【０００６】更に、印字ワイヤ要素がその初期位置を越
えて後方に移動した際には、該印字ワイヤ要素はその振
動のために直ちに該初期位置に復帰され得ない。したが
って、印字ワイヤ要素がその初期位置に対して後方位置
にある状態で電気的に付勢されたとき、該印字ワイヤ要
素は充分な前方ストロークを行うことができず、この場
合には印字品質の低下を招くことになる。
【０００７】したがって、本発明の第１の目的はワイヤ
ドットプリンタの印字ヘッドで用い得る電気機械変換ア
クチュエータであって、シート紙のような記録媒体に損
傷を与えることなく在来の圧電駆動式印字ヘッドに比べ
て更に印字速度を高め得るように構成された電気機械変
換アクチュエータを提供し、またそのような電気機械変
換アクチュエータを具備する印字ヘッドを提供すること
である。また、本発明の第２の目的はワイヤドットプリ
ンタの印字ヘッドで用い得る電気機械変換アクチュエー
タであって、その駆動機構を早期に破壊させることなく
印字速度を高速化し得る電気機械変換アクチュエータを
提供し、またそのような電気機械変換アクチュエータを
具備する印字ヘッドを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するために、本発明によるワイヤドットプリンタ用印
字ヘッドは、複数の電気機械変換アクチュエータを具備
し、各電気機械変換アクチュエータが電気機械変換素子
からなる積層体と、この積層体を２つのセクションに分
割すべく該積層体に介在させられる不活性要素とを包含
し、更に、前記電気機械変換アクチュエータの各々に組
み込まれた印字ワイヤ要素を具備し、この印字ワイヤ要
素が印字のために前記電気機械変換アクチュエータによ
って前方ストロークで駆動され、前記積層体の２つのセ
クションのうち、一方のセクションが前記印字ワイヤ要
素に比較的に大きな前方ストロークが加えられるように
ある時間から第１の時間（Ｔ1 ）を越えて第２の時間
（Ｔ 2 ）にわたって付勢され、他方のセクションが前記
印字ワイヤ要素に比較的に小さな前方ストロークが加え
られるように前記第１の時間（Ｔ 1 ）から前記第２の時
間（Ｔ2 ）にわたって付勢されるようにしたことを特徴
とする。
【０００９】本発明の第２の目的を達成するために、本
発明による電気機械変換アクチュエータは、支持ブロッ
クに沿って延び且つその一端部が該支持ブロックの一端
部に支持される電気機械変換素子からなる積層体と、該
支持ブロックの他端部及び該電気機械変換素子からなる
積層体の他端部にそれぞれ取りつけられた第１及び第２
の平行な板ばね要素と、該第１及び第２の平行な板ばね
要素の他端部に取りつけられ、該電気機械変換素子の電
気的付勢時に初期位置から作動位置に駆動され、該電気
機械変換手段の電気的滅勢時に前記作動位置から前記初
期位置に復帰するレバーアームと、前記作動位置から前
記初期位置に復帰する前記レバーアームを弾性的に規制
するための弾性的規制手段とを具備し、該弾性的規制手
段は、板ばね要素と、該板ばね要素の表裏に当接する当
接要素とを含み、前記板ばね要素の自由端側の前記当接
要素端部の位置を該板ばね要素の表裏で異なる位置とす
ることによって、前記レバーアームが前記作動位置から
前記初期位置に復帰する間は前記初期位置から前記作動
位置へ駆動される場合よりも前記レバーアームを一層強
力に規制することを特徴とする。さらに、本発明によれ
ば、かかる弾性的規制手段の代わりに、電気機械変換手
段の電気的滅勢時にレバーアームが印字位置から初期位
置に復帰する際に該レバーアームを初期位置で停止させ
るための一体型ストッパ手段を用いることもできる。こ
の場合、一体型ストッパ手段のストッパ面を保護するた
めの可撓性シートが設けられ、一体型ストッパ手段のス
トッパ面は可撓性シートに回転力を及ぼし得る歯付き面
として構成される。
【００１０】
【作用】以上の記載から明らかなように、本発明の第１
の目的を達成するための電気機械変換アクチュエータお
よびそれを用いるワイヤドットプリンタ用印字ヘッドに
あっては、多数の電気機械変換要素から構成される積層
体にはそれを２つのセクションに分割すべく不活性要素
が介在させられて、該２つのセクションが個別に電気的
に付勢され得るように構成される。したがって、積層体
の一方のセクションの電気的付勢によって得られる該積
層体の高さすなわち長さの増分に更に付加的な増分を与
える場合、その付加的な増分については該積層体の他方
のセクションに低電気エネルギを印加することにより得
られる。
【００１１】本発明の第２の目的を達成するための電気
機械変換アクチュエータ及びワイヤドットプリンタ用印
字ヘッドにあっては、レバーアームの後方ストローク時
に該印字ワイヤは弾性的規制手段あるいは一体型ストッ
パ手段によってその初期位置に規制あるいは停止される
ので、レバーアームの後方ストローク時に該レバーアー
ムがその初期位置を越えて後方に移動することが緩和あ
るいは阻止される。
【００１２】
【実施例】図１にはワイヤドットプリンタの一部が概略
的に示され、このプリンタは本発明を実施し得る圧電駆
動式印字ヘッド１０を具備する。印字ヘッド１０はキャ
リヤ１２に搭載支持され、このキャリヤ１２はガイドバ
ー１４上い摺動自在に装着される。ガイドバーはプリン
タの側方フレーム１６間に延在しかつ該側方フレーム１
６によって支持される。プリンタの作動中、印字ヘッド
１０を搭載したキャリヤ１２はそこに連結された無端駆
動ベルト１７によってガイドバー１４に沿って移動させ
られる。ワイヤドットプリンタは双方の側方フレーム１
６によって回転自在に支持されかつガイドバー１４と平
行に配置されたプラテン１８と、双方側方フレーム間に
延在した支持部材上に着脱自在に搭載されたインクリボ
ンカセット２０とを具備する。インクリボンカセット２
０内には無端インクリボンが収容され、そのインクリボ
ンの一部２２は図１に示すようにインクリボンカセット
２０から露出されかつ印字ヘッド１０とプラテン１８と
の間のスペースを走行させられる。プリンタの印字作動
時、図１で二点鎖線で示すシート紙がプラテン１８とイ
ンクリボンの露出部分２２との間を通過させられる。
【００１３】図２に詳細に示すように、印字ヘッド１０
は適当な金属例えばスチールから形成された環状ハウジ
ング２４を具備し、この環状ハウジング２４はその外方
側壁から突出した放熱フィン２６と、その前方側環状端
部の内側縁から内方に延びた内側フランジ２８とを有す
る。また、印字ヘッド２０はハウジング２４の内側フラ
ンジ２８に固着されたディスク状板３０を具備し、この
ディスク状板３０にはノーズ部材３２が一体的に形成さ
れる。ハウジング２４の他方の環状端部には印刷回路基
板２４が固着され、その間には適当なゴムシート３６が
介在させられる。
【００１４】例えば，印字ヘッド１０は２４個の圧電駆
動式アクチュエータ３８を包含し、これらアクチュエー
タはハウジング２４内に収容され、しかもその内側壁面
に沿って等間隔に環状形に配置される。図３に詳細に示
すように、各圧電駆動式アクチュエータ３８は圧電素子
積層体４０からなり、この圧電素子積層体４０はタイバ
ンド４２でもって一体的に保持された多数の圧電素子か
ら形成される。圧電素子積層体４０は支持ブロック部材
４４に隣接して配置され、しかも該支持ブロック部材４
４によって部分的に支持される。詳述すると、支持ブロ
ック部材４４は前方端および後方端を具備し、圧電素子
積層体４０は該前方端および該後方端からそれぞれ一体
的に突出した前方張出し部４４ａおよび後方張出し部４
４ｂの間に配置される。このとき圧電素子積層体４０の
前方端にはブロック片４６が固着され、このブロック片
４６は支持ブロック部材４４の前方端４４ａの傍らに配
置される。一方、圧電素子積層体４０の他端すなわち後
方端は支持ブロック部材４４の後方張出し部４４ｂに螺
着された螺子４８の一端に固着される。図２に示すよう
に、支持ブロック部材４４はハウジング２４の内側フラ
ンジ２８にリング部材５０を介して固定支持される。
【００１５】支持ブロック部材４４の後方張出し部４４
ｂにはコネクタ５２が取り付けられ、このコネクタ５２
は図２に示すように印刷回路基板３４に挿通させられた
一対の連結ピン５４を有する。一対の連結ピン５４は一
対のリード線５６を介して圧電素子積層体４０の正負の
電極端子に電気的に接続される。また、図２に示すよう
に、印刷回路基板３４にはマルチコネクタ５８が搭載さ
れ、このマルチコネクタ５８には多数の連結ピン６０が
設けられる。マルチコネクタ５８の多数の連結ピン６０
は可撓性の平坦ケーブル（図示されない）を介してワイ
ヤドットプリンタの制御回路基板（図示されない）に電
気的に接続される。勿論、マルチコネクタ５８の連結ピ
ン６０のそれぞれは印刷回路基板３４に形成された回路
パターンを介して２４個のコネクタ５２の連結ピン５４
に接続され、これにより２４個の圧電素子積層体４０が
プリンタの制御回路基板に設けられた駆動電源回路によ
って選択的に付勢され得る。
【００１６】図３に最もよく図示するように、圧電駆動
式アクチュエータ３８は更にアームレバー６２を具備
し、このアームレバー６２の外側端部はそこに固着され
た２つの平行板ばね要素６４および６６を介して支持ブ
ロック部材４４および圧電素子積層体４０によって支持
される。詳述すると、外側板ばね要素６４の両端部はア
ームレバー６２の外側端部と支持ブロック部材４４の前
方張出し部４４ａとに固定連結され、また内側板ばね要
素６４の両端部はアームレバー６２の外側端部と圧電素
子積層体４０のブロック片４６とに固定連結される。ア
ームレバー６２の内側端部には図３に示すように印字ワ
イヤ要素６８が固定され、この印字ワイヤ要素６８は図
２に示すようにディスク状板３０およびノーズ部材３２
を貫通して延在し、このとき該印字ワイヤ要素８６の自
由端６８ａは図２に示すようにノーズ部材２６の前方面
３２ａから突出する。
【００１７】圧電素子積層体４０がその高さすなわち長
さを増大するように電気的付勢されると、アームレバー
６２は外側板ばね要素６４のスパン長の中間点を中心と
して図３の矢印Ａの方向に回動させられ、これにより印
字ワイヤ要素６８はドット記録を行うべく前方ストロー
クで駆動され得る。圧電素子積層体４０の電気的付勢が
終了した後、印字ワイヤ要素６８は板バネ要素６４およ
び６６の弾性力のために後方ストロークを行い、次いで
図３に示すような初期位置に復帰する。以上のような配
置構成によれば、たとえ圧電素子積層体の高さすなわち
長さの増分が非常に小さいくとも（約10μm ）、その増
分はアームレバー６２によって増幅され、印字ワイヤ要
素はドット記録に必要な数百ミクロンの前方ストローク
を行うことができる。
【００１８】なお、２４本の印字ワイヤ要素の自由端６
８ａはノーズ部材３２の前方面３２ａにおいて所定のピ
ッチで二列に平行に配列され、このとき一方の列に含ま
れる自由端６８ａは他方の列に含まれる自由端６８ａに
対して該ピッチの半分だけずらされる。すなわち、その
半ピッチは印字ヘッド１０によってドットイメージ記録
を行う際のドットピッチとなる。
【００１９】本発明の第１の局面は上述したような圧電
駆動式印字ヘッドにおいてシート紙等の記録媒体に損傷
を及ぼすことなく印字速度を更に高めることに向けれ
る。本発明の第１の局面によれば、図４および図５に示
すように、圧電素子積層体４０はそこに介在する不活性
要素７０によって２つのセクション４０ａおよび４０ｂ
に分割される。セクション４０ａの終端は最外端要素７
２とされ、不活性要素７０と該最外端要素７２との間に
は多数の圧電素子ＰＥが含まれる。セクション４０ａは
互いに隣接した２つの圧電素子ＰＥ間に形成された電極
層を包含し、更に不活性要素７０とそれに隣接する圧電
素子ＰＥとの間にも、また最外端要素７２とそれに隣接
する圧電素子ＰＥとの間にも付加的な電極層が形成され
る。同様に、セクション４０ｂの終端は最外端要素７４
とされ、不活性要素７０と該最外端要素７４との間には
多数の圧電素子ＰＥが含まれる。セクション４０ｂは互
いに隣接した２つの圧電素子ＰＥ間に形成された電極層
を包含し、更に不活性要素７０とそれに隣接する圧電素
子ＰＥとの間にも、また最外端要素７４とそれに隣接す
る圧電素子ＰＥとの間にも付加的な電極層が形成され
る。図５に示すように、圧電素子積層体４０の対向側面
の一方には多数のターミナル７６ａが形成され、またそ
の他方の側面にも多数のターミナル７６ｂが形成され
る。ターミナル７６ａおよびターミナル７６ｂのそれぞ
れは電極層に交互に電気的に接続される。ターミナル７
６ａは単一の導体層７８によって互いに電気的に接続さ
れ、該導体層７８はリード線５６に電気的に接続され
る。セクション４０ａに含まれるターミナル７６ｂはそ
の該当側面上に形成された導体層８０によって互いに電
気的に接続され、該導体層８０はリード線５６ｂに電気
的に接続される。同様に、セクション４０ｂに含まれる
ターミナル７６ｂはその該当側面上に形成された導体層
８２によって互いに電気的に接続され、該導体層８２は
付加的なリード線５６ｃに電気的に接続される。
【００２０】作動において、図６のグラフに示すよう
に、セクション４０ａおよび４０ｂの一方だけが時間０
から時間Ｔ1 に亙って付勢され、これにより印字ワイヤ
要素６８は通常の前方ストロークＳ1 で駆動される。そ
れから、このセクションは時間Ｔ 1 を越えて時間Ｔ 2 ま
で付勢され続け、他方のセクション４０ａまたは４０ｂ
が時間Ｔ 1 から時間Ｔ2 に亙って付勢され、これにより
通常の前方ストロークＳ1 にその増分（Ｓ 2 − Ｓ 1 ）
が加えられる。したがって、圧電駆動式印字ヘッド１０
の印字速度を一層高めることが可能であるが、しかし他
方のセクション４０ａまたは４０ｂに初めて印加される
べき電気エネルギは非常に小さく、このためシート紙Ｐ
への印字ワイヤ要素６８に突抜けは阻止され得る。
【００２１】図７には図５に示した圧電素子積層体４０
の変形実施例が示され、この変形実施例は図５の実施例
と以下の点を除けば同様なものである。すなわち、図７
の変形実施例では、セクション４０ａに含まれるターミ
ナル７６ａが圧電素子積層体４０の該当側面に形成され
た導体層７８ａによって互いに接続され、またセクショ
ン４０ｂに含まれるターミナル７６ａが圧電素子積層体
４０の該当側面に形成された導体層７８ｂによって互い
に接続される。なお、導体層７８ａおよび７８ｂはそれ
ぞれリード線５６ａ′および５６ａ″に電気的に接続さ
れる。
【００２２】先に述べたように、図３に示すような圧電
駆動式アクチュエータ３８によって印字速度を一層高め
るためには、圧電素子積層体４０に比較的大きな電気エ
ネルギを印加して、印字ワイヤ要素６８の前方ストロー
クを通常の前方ストロークよも僅かに大きくすることが
必要である。すなわち、圧電素子積層体４０の高さすな
わち長さの増分δ（図８）は通常の印字速度で印字を行
う場合に比べて幾分大きくしなければならない。勿論、
この場合には、アームレバー３８の回動運動、すなわち
図８で実線でもって示す初期位置から図８で破線でもっ
て示す回動位置に到る回動運動も通常の印字速度の場合
に比べて大きくなる。このため圧電素子積層体４０への
電気的付勢が終了したとき、印字ワイヤ要素６８の後方
ストロークも大きくなって、該印字要素６８は図９で破
線でもって示すようにその初期位置を越えて後方側に移
動する。この場合、アームレバー６２と支持ブロック４
４の前方張出し部４４ａとの間に延在する板ばね要素６
４は引張り応力を受けるのに対して、アームレバー６２
と圧電素子積層体４０のブロック片４６との間に延在す
る板ばね要素６６は圧縮応力を受ける。このような板ば
ね要素は引張り応力に対しては強度を示すが、しかし圧
縮応力に対しては破壊され易い。このため板ばね要素６
６の破壊が早めに起こることになる。
【００２３】本発明の第２の局面は圧電駆動式印字ヘッ
ドの駆動機構を早期に破壊させることなく該圧電駆動式
印字ヘッドで印字速度を一層高めることに向けられる。
本発明の第２の局面によれば、圧電駆動式アクチュエー
タは印字ワイヤ要素６８の後方ストロークを弾性的に規
制するための弾性的規制手段を包含する。図１０に示す
実施例では、弾性的規制手段はコイルばね要素８４から
なり、このコイルばね８４は圧電素子積層体４０のブロ
ック片４６とアームレバー６２との間のスペース内に設
けられかつ板ばね要素６６に対して内側に位置させられ
る。コイルばね要素８４の両端はそれぞれブロック片４
６およびアームレバー６２に固着される。このような構
成によれば、印字ワイヤ要素６８の後方ストローク中、
アームレバー６２の後方移動はコイルばね要素８４によ
って弾性的に規制されて制動され、このため板ばね要素
６６の早期の破壊が阻止され得る。また、アームレバー
６２の振動も直ちに減衰され、このために印字ワイヤ要
素６８は速やかにその初期位置に戻ることが可能であ
る。
【００２４】図１１に示す別の実施例では、弾性的規制
手段はブロック片４６の突起部４６ａによって片持ち梁
の態様で支持された板ばね要素８６と、アームレバー６
２から突出しかつ該板ばね要素８６の自由端に固定連結
されたワイヤ要素８８とからなる。また、図１２に示す
別の実施例では、弾性的規制手段はアームレバー６２の
突起部６２ａによって片持ち梁の態様で支持された板ば
ね要素９０と、ブロック片４６から突出しかつ該板ばね
要素９０の自由端に固定連結されたワイヤ要素９２とか
らなる。図１３に示す更に別の実施例では、弾性的規制
手段はブロック片４６の角部に固着されたＬ字形板ばね
要素９４と、アームレバー６２から突出しかつ該Ｌ字形
板ばね要素９４の自由端に固定連結されたワイヤ要素９
６とからなる。図１３に示すように、ブロック片４６の
前方面には凹部４６ｂが形成され、Ｌ字形板ばね要素９
４を貫通して突出した該ワイヤ要素９６の自由端が該凹
部４６ｂ内に収容される。
【００２５】図１４に示す更に別の実施例では、弾性的
規制手段はブロック片４６およびアームレバー６２の間
に設けられかつそれらに固着された略Ｕ字形板ばね要素
９８からなる。その変形実施例として、略Ｕ字形板ばね
要素９８の代わりに、図１５に示すように、楕円形板ば
ね要素９８′が用いられてもよい。また、図１６に示す
更に別の実施例では、弾性的規制手段はブロック片４６
に形成されたボア４６ｃ内に収容されたコイルばね要素
１００と、レバーアーム６２から突出しかつ該コイルば
ね要素１００に連結されたピン要素１０２とからなり、
コイルばね１００に対するピン要素１０２の連結は該ピ
ン要素１０２の自由端に一体的に形成された小ディスク
板を介して行われる。
【００２６】更に図１７に示す実施例では、弾性的規制
手段はブロック部材４４の突起４４ｃによって片持ち梁
の態様で支持された板ばね要素１０４と、アームレバー
６２から突出しかつ該板ばね要素１０４の自由端に固定
連結されたワイヤ要素１０６とからなる。図１７に示す
ように、この弾性的規制手段はブロック部材４４とアー
ムレバー６２の最外方端部との間に設けられるが、しか
し上述した種々の実施例の場合と同様に印字ワイヤ要素
６８の後方ストロークの際にアームレバー６２の後方移
動を板ばね要素１０４によって規制して制動することが
できる。
【００２７】図１８から図２０は本発明の第２の局面に
従って構成された好適実施例を示す図である。図１８に
示された実施例は図１１の実施例と類似したものであ
る。すなわち、弾性的規制手段はブロック片４６の突起
部４６ａ′によって片持ち梁の態様で支持された板ばね
要素８６′と、アームレバー６２から突出しかつ該板ば
ね要素８６′の自由端に固定連結されたワイヤ要素８
８′とからなる。しかしながら、この実施例は図１８に
示すように突起部材４６ａ′に段部を形成した点を特徴
とし、これによりアームレバー６２の後方移動は一層強
力に規制されかつ制動される。詳述すると、アームレバ
ー６２の前方移動では、板ばね要素８６′には突起部材
４６ａ′の段部のために比較的長い撓み長が与えられる
が、しかしアームレバー６２の後方移動時に突起部材４
６ａ′の段部によって許容され得る撓み長は短いものと
なる。
【００２８】図１９に示された実施例は図１２の実施例
と類似したものである。すなわち、弾性的規制手段はア
ームレバー６２の突起部６２ａ′によって片持ち梁の態
様で支持された板ばね要素９０′と、ブロック片４６か
ら突出しかつ該板ばね要素９０の自由端に固定連結され
たワイヤ要素９２′とからなる。図１８の実施例の場合
と同様に、この実施例も図１９に示すように突起部材４
６ａ′に段部を形成した点を特徴とし、これによりアー
ムレバー６２の後方移動は一層強力に規制されかつ制動
される。
【００２９】図２０に示された実施例は図１７の実施例
と類似したものである。すなわち、弾性的規制手段はブ
ロック部材４４の突起４４ｃ′によって片持ち梁の態様
で支持された板ばね要素１０４′と、アームレバー６２
から突出しかつ該板ばね要素１０４′の自由端に固定連
結されたワイヤ要素１０６′とからなる。図１８の実施
例の場合と同様に、この実施例も図２０に示すように突
起部材４４ｃ′に段部を形成した点を特徴とし、これに
よりアームレバー６２の後方移動は一層強力に規制され
かつ制動される。
【００３０】図２１ないし図２４には本発明の第３の局
面に従って構成された圧電駆動式印字ヘッドの別の実施
例が示される。参照符号１０８で全体的に示された圧電
駆動式印字ヘッドは二重壁環状部材１１０を具備し、こ
の二重壁環状部材１１０内には環状中空スペース１１２
が形成される。環状中空スペース１１２内には２４個の
圧電駆動式アクチュエータ１１４が環状に配置され、各
圧電駆動式アクチュエータ１１４は上述の圧電素子積層
体４０と実質的に同じ態様で構成された圧電素子積層体
１１６からなる。圧電素子積層体１１６はその前方端に
固着されたブロック片１１８と、その後方端に固着され
たベースブロック片１２０とを包含する。圧電素子積層
体１１６のベースブロック片１２０は二重壁環状部材１
１０の底部に固着され、該ベースブロック片１２０には
圧電素子積層体１１６を電気的に付勢するための一対の
リード線１２４が設けられる。リード線１２４は二重壁
環状部材１１０の底部に形成された孔を通して延びて駆
動電源回路に接続され、該駆動電源回路はプリンタの制
御回路基板に設けらる。図２１および図２２から明らか
なように、２４個のブロック片１２６が二重壁環状部材
１１０の前方環状フランジ１１０ａに沿って環状に配置
され、このときブロック片１２６のそれぞれは圧電素子
積層体１１２のブロック片１１８に隣接して該前方環状
フランジ１１０ａに対して固着される。各圧電駆動式ア
クチュエータ１１４はアームレバー１２８を具備し、こ
のアームレバー１２８の外側端は２つの平行板ばね要素
１３０および１３２を介して隣接ブロック片１１８およ
び１２６によって支持され、また該アームレバー１２８
の内側端にはそこに固定された印字ワイヤ要素１３４が
設けられる。以上に述べた構成は図２および図３のもの
と実質的には同じであるので、印字ワイヤ要素１３４は
上述した印字ワイヤ要素６８と同様な態様で駆動され
る。
【００３１】本発明の第３の局面によれば、圧電駆動式
印字ヘッド１０８にはアームレバー１２８のすべてに共
通となった一体型ストッパ部材１３６が組み込まれ、こ
の一体型ストッパ部材１３６により各印字ワイヤ要素１
３４はその後方ストローク中に初期位置を越えて後方に
移動し得ないようにされる。詳述すると、一体型ストッ
パ部材１３６は図２３および２４に示すように環状形に
形成され、環状形ベース部分１３８と、この環状形ベー
ス部分１３８から一体的に突出した２４個の扇形突出体
１４０とを包含する。扇形突出体１４０は環状形ベース
部分１３８の内側環状縁に沿って配置され、その２つの
隣接した扇形突出体１４０間には半径方向スロットが形
成される。図２２に最もよく図示するように、一体型ス
トッパ部材１３６は二重壁環状部材１１２の円形中央部
分１１０ｂ上に螺子１４２でもって固着され、このとき
アームレバー１２８がそれぞれ一体型ストッパ部材１３
６の半径方向スロット内に収容されるようになってい
る。ストッパ部材１３６の環状ベース部分１３８の寸法
形状については、各アームレバー１２８がその初期位置
で環状ベース部分１３８の前方面上に休止し得るように
される。すなわち、環状ベース部分１３８はアームレバ
ー１２８に対してストッパ面として機能する。したがっ
て、印字ワイヤ要素１３４の後方ストロークの間、アー
ムレバー１２８がその初期位置を越えて後方に移動され
得ない。
【００３２】図２５および図２６に示すように、環状ベ
ース部分１３８のストッパ面を環状可撓性シート１４４
でもって覆ってもよく、この場合には該ストッパ面の磨
滅が防止され得る。可撓性シート１４４は好ましくは耐
磨耗性を示すポリイミド樹脂から形成され得る。環状ベ
ース部分１３８のストッパ面が可撓性シート１４４でも
って覆われる場合には、該ストッパ面に図２７および図
２８に示すような多数の半径方向歯１４６を形成するこ
とが好ましい。印字ヘッド１０８の作動時に可撓性シー
ト１４４がアームレバー１２８によって打撃を受ける
と、該可撓性シート１４４は環状ベース部分１３８の歯
付き面のために回転方向の力を受ける。すなわち、可撓
性シート１４４の回転のために、それが局所的に磨滅す
ることから阻止される。
【００３３】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
の第１の局面によれば、電気機械変換アクチュエータへ
の電気エネルギを大巾に増大させることなく印字速度を
高めることができるので、印字ワイヤ要素による記録媒
体の損傷なしに高速印字が可能となる。
【００３４】また、本発明による第２の局面によれば、
印字ワイヤ要素の後方ストローク時に該印字ワイヤがそ
の初期位置を越えて後方に移動することが緩和あるいは
阻止されるので、電気機械変換アクチュエータの駆動機
構を早期に破壊させることなく高速印字を行うことがで
きる。また、高速印字時に印字ワイヤ要素は速やかにそ
の初期位置に復帰し得るので、印字速度の高速化による
印字品質の低下も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施し得るワイヤドットプリンタの概
略平面図である。
【図２】図１のワイヤドットプリンタの印字ヘッドを示
す縦断面図である。
【図３】図２の印字ヘッドに組み込まれた圧電駆動式ア
クチュエータの拡大立面図である。
【図４】図３と同様な立面図であって、本発明の第１の
局面に従って構成された圧電駆動式アクチュエータを示
す図である。
【図５】図４の圧電駆動式アクチュエータの一部をなす
圧電素子積層体を示す斜視図である。
【図６】図４の圧電駆動式アクチュエータの作動特性を
示すグラフである。
【図７】図５に示した圧電素子積層体の変形実施例を示
す斜視図である。
【図８】従来の圧電駆動式アクチュエータの一部を示す
概略図である。
【図９】図８と同様な概略図であって、図８の圧電駆動
式アクチュエータを異なった作動段階で示す図である。
【図１０】本発明の第２の局面に従って構成された圧電
駆動式アクチュエータの立面図である。
【図１１】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
変形実施例を示す部分概略図である。
【図１２】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
別の変形例を示す部分概略図である。
【図１３】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１４】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１５】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１６】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１７】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１８】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１９】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図２０】図１０に示した圧電駆動式アクチュエータの
更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図２１】本発明の第３の局面に従って構成された別の
タイプの圧電駆動式アクチュエータを持つワイヤドット
プリンタ用印字ヘッドの平面図である。
【図２２】図２１のXXII−XXII線に沿う断面図である。
【図２３】図２１のワイヤドットプリンタ用印字ヘッド
に組み込まれた一体型ストッパ部材の平面図である。
【図２４】図２３のXXIV−XXIV線に沿う断面図である。
【図２５】図２３と同様な平面図であって、一体型スト
ッパ部材のストッパ面に可撓性シートを適用した状態を
示す図である。
【図２６】図２５のXXVI−XXVI線に沿う断面図である。
【図２７】図２５と同様な平面図であって、図２５に示
した一体型ストッパ部材の変形実施例を示す図である。
【図２８】図２７の立面図である。
【符号の説明】
１０…圧電駆動式印字ヘッド ２４…環状ハウジング ３８…圧電駆動式アクチュエータ ４０…圧電素子積層体 ４０ａ…分割セクション ４０ｂ…分割セクション ４４…支持ブロック部材 ４４ａ…前方張出し部 ４４ｂ…後方張出し部 ４６…ブロック片 ６２…アームレバー ６４・６６…板ばね要素 ６８…印字ワイヤ要素 ７０…不活性要素 ＰＥ…圧電素子 ８４…コイルばね要素 ８６・８６′…板ばね要素 ８８・８８′…ワイヤ要素 ９０・９０′…板ばね要素 ９２・９２′…ワイヤ要素 ９４…Ｌ字形板ばね要素 ９６…ワイヤ要素 ９８…略Ｕ字形板ばね要素 ９８′…楕円形板ばね要素 １００…コイルばね要素 １０２…ピン要素 １０４・１０４′…板ばね要素 １０６・１０６′…ワイヤ要素 １１０…二重壁環状部材 １１４…圧電駆動式アクチュエータ １１６…圧電素子積層体 １２８…アームレバー １３０・１３２…板ばね要素 １３４…印字ワイヤ要素 １３６…一体型ストッパ部材 １３８…環状形ベース部分 １４０…扇形突出体 １４４…可撓性シート １４６…半径方向歯
フロントページの続き (72)発明者 山木 秀一 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通 アイソテック株式会社内 (72)発明者 吉田 光宏 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通 アイソテック株式会社内 (72)発明者 森 光広 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通 アイソテック株式会社内 (72)発明者 近 信二 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通 アイソテック株式会社内 (72)発明者 矢野 昭雄 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通 アイソテック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−233559（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−141272（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−82743（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39948（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120473（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−216959（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281356（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−101973（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−137937（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−121843（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/295 B41J 2/235 H01L 41/09

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の電気機械変換アクチュエータを具
    備し、各電気機械変換アクチュエータが電気機械変換素
    子からなる積層体と、この積層体を２つのセクションに
    分割すべく該積層体に介在させられる不活性要素とを包
    含し、 更に、前記電気機械変換アクチュエータの各々に組み込
    まれた印字ワイヤ要素を具備し、この印字ワイヤ要素が
    印字のために前記電気機械変換アクチュエータによって
    前方ストロークで駆動され、前記積層体の２つのセクシ
    ョンのうち、一方のセクションが前記印字ワイヤ要素に
    比較的に大きな前方ストロークが加えられるようにある
    時間から第１の時間（Ｔ1 ）を越えて第２の時間
    （Ｔ 2 ）にわたって付勢され、他方のセクションが前記
    印字ワイヤ要素に比較的に小さな前方ストロークが加え
    られるように前記第１の時間から前記第２の時間
    （Ｔ2 ）にわたって付勢されるようにしたワイヤドット
    プリンタ用印字ヘッド。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のワイヤドットプリンタ
    用印字ヘッドにおいて、前記電気機械変換素子が圧電素
    子であることを特徴とするワイヤドットプリンタ用印字
    ヘッド。
  3. 【請求項３】 支持ブロックに沿って延び且つその一端
    部が該支持ブロックの一端部に支持される電気機械変換
    素子からなる積層体と、 該支持ブロックの他端部及び該電気機械変換素子からな
    る積層体の他端部にそれぞれ取りつけられた第１及び第
    ２の平行な板ばね要素と、 該第１及び第２の平行な板ばね要素の他端部に取りつけ
    られ、該電気機械変換素子の電気的付勢時に初期位置か
    ら作動位置に駆動され、該電気機械変換手段の電気的滅
    勢時に前記作動位置から前記初期位置に復帰するレバー
    アームと、 前記作動位置から前記初期位置に復帰する前記レバーア
    ームを弾性的に規制するための弾性的規制手段とを具備
    し、該弾性的規制手段は、板ばね要素と、該板ばね要素
    の表裏に当接する当接要素とを含み、前記板ばね要素の
    自由端側の前記当接要素端部の位置を該板ばね要素の表
    裏で異なる位置とすることによって、前記レバーアーム
    が前記作動位置から前記初期位置に復帰する間は前記初
    期位置から前記作動位置へ駆動される場合よりも前記レ
    バーアームを一層強力に規制する電気機械変換アクチュ
    エータ。
  4. 【請求項４】 複数の電気機械変換アクチュエータを具
    備し、各電気機械変換アクチュエータが、 支持ブロックに沿って延び且つその一端部が該支持ブロ
    ックの一端部に支持される電気機械変換素子からなる積
    層体と、 該支持ブロックの他端部及び該電気機械変換素子からな
    る積層体の他端部にそれぞれ取りつけられた第１及び第
    ２の平行な板ばね要素と、 該第１及び第２の平行な板ばね要素の他端部に取りつけ
    られ、その先端部に印字ワイヤ要素を有し、且つ、該電
    気機械変換素子の電気的付勢時に初期位置から印字位置
    に駆動され、該電気機械変換手段の電気的滅勢時に前記
    印字位置から前記初期位置に復帰するレバーアームとか
    らなり、 前記レバーアームが前記印字位置から前記初期位置に復
    帰する際に該レバーアームを前記初期位置で停止させる
    ための一体型ストッパ手段を具備し、前記一体型ストッ
    パ手段がそのストッパ面を磨滅から保護するための可撓
    性シートを具備し、前記一体型ストッパ手段のストッパ
    面が歯付き面として形成され、この歯付き面が前記可撓
    性シートを介して前記印字ワイヤ要素で打撃された際に
    前記可撓性シートに回転力を及ぼし得るように構成され
    るワイヤドットプリンタ用印字ヘッド。
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