JPH04221646A - ワイヤドット式印字ヘッド用印字ハンマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットマトリックスプ
リンタに使用するワイヤドット式印字ヘッド用印字ハン
マに関し、特にワイヤ駆動部の構造に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】複数個のプリントワイヤにて文字，記号
等を印字する印字ヘッドとしては、小型で明朝体の印字
が可能な多芯式のものがある。そして、この種の印字ヘ
ッドでは、印字速度が速くしかも長寿命なものが要求さ
れている。従来のこの種の印字ヘッドとしては、プリン
トワイヤ（以下、単にワイヤという）の駆動手段として
電磁石，もしくは永久磁石と電磁石より構成した磁気回
路を利用した電磁駆動式の印字ハンマを多数個搭載した
電磁式のものが多く用いられている。ところが、電磁式
印字ヘッドは消費電力が多く、しかも磁気回路を工夫し
て高速化を図るにも限度があるため、近年ではピエゾ素
子を駆動源としたピエゾ式印字ヘッドが採用されるよう
になってきた。ピエゾ式印字ヘッド用の印字ハンマにお
いては、ピエゾ素子の伸縮量が積層化されたものでも１
０μｍ程度と小さく、その変位をワイヤ移動距離として
必要な１０分の数ｍｍ程度まで拡大する変位拡大機構の
開発が最大の焦点であった。変位拡大機構として最も多
く採用されているものとしては、アーマチュア，板ばね
およびブロック等を組み合わせたものである。従来のピ
エゾ式印字ヘッド用印字ハンマを図５ないし図７によっ
て説明する。

【０００３】図５は従来の印字ハンマを示す斜視図、図
６は静止状態の従来の印字ハンマを示す正面図、図７は
印字している状態の従来の印字ハンマを示す正面図であ
る。これらの図において、１は印字用のワイヤ、２はこ
のワイヤ１を支持するハンマ本体で、このハンマ本体２
は、ワイヤ１を先端に備えたアーム３と、このアーム３
の基部に接合されたトップブロック４とから構成されて
いる。また、前記ハンマ本体２は一対のアウタばね５，
センタばね６とによって後述するベースに揺動自在に支
持されている。なお、アウタばね５およびセンタばね６
は板ばねによって形成され、センタばね６を印字面側に
位置づけると共に両者の主面を印字方向（ワイヤ１の軸
方向）へそれぞれ向けて両者平行に装着されている。７
は前記アーム本体２を上述した２つのアウタばね５，セ
ンタばね６等を介して揺動自在に支持するベースで、こ
のベース７は正面視Ｌ字状に形成されている。そして、
このＬ字状を呈するベース７は短辺を印字面とは反対側
に向けて設置され、その長辺の先端に前記センタばね６
が接合されている。８は前記アウタばね５の基端に接合
されたインナブロックで、このインナブロック８は前記
ベース７の短辺にピエゾ素子９を介して取り付けられて
いる。すなわち、このピエゾ素子９は、ベース７の長辺
より印字面とは反対側に配置されている。なお、１０は
印字媒体を示す。次に、このように構成された従来の印
字ハンマの動作について説明する。印字前は図６に示す
ように印字ハンマは静止している。そして、ピエゾ素子
９へ電圧が印加されると、ピエゾ素子９は伸長し、イン
ナブロック８は図中右方向へ移動する。この際、アウタ
ばね５，トップブロック４，センタばね６およびベース
７は相互に結合されているため、図７に示すようにトッ
プブロック４はアウタばね５およびセンタばね６を弾性
変形させながら図中左回りに回転する。そして、トップ
ブロック４に接合されたアーム３は、トップブロック４
の回転変位をレバー比にしたがって拡大し、ワイヤ１は
図中上方向に（印字方向に）移動してその先端が印字媒
体１０に衝突し印字を行う。ここで、アーム３の揺動端
はワイヤ１によりワイヤ１の進行方向への変位が規制さ
れているものの、アーム２およびトップブロック４は慣
性力によってワイヤ１の先端方向へ変位している。すな
わち、アウタばね５，センタばね６は複雑に変形され、
高次振動が引き起こされる。この後、ピエゾ素子９への
電圧印加を停止することにより、変位していた各部材は
印字媒体１０からの反発力およびアウタばね５，センタ
ばね６の復帰力によって初期の位置へと復帰し、一連の
印字動作が終了する。そして、この復帰動作時において
も上述した高次振動は重畳されたままであり、ワイヤ１
，アーム３およびトップブロック４等の挙動は複雑であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように構成さ
れた従来の印字ハンマでは、ワイヤ１，アウタばね５お
よびセンタばね６等の寿命が短いという問題があった。 これは、ワイヤ１が印字媒体１０に衝突した際に、衝突
時に生じる高次振動によってワイヤ１，アウタばね５お
よびセンタばね６が複雑に曲げ変形され、高周波の振幅
の大きい応力を受けるからであった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤドッ
ト式印字ヘッド用印字ハンマは、アームの揺動基部であ
って圧電素子との連結部より印字面側の部位を、アーム
の揺動軸線と平行なトーションバーを介してベースに連
結したものである。

【０００６】

【作用】アームは、トーションバーが捻れることによっ
てこのトーションバーを中心にして揺動するから、印字
用ワイヤが印字媒体に衝突した際に高周波振動が発生し
なくなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る印字ハンマ
を示す斜視図、図２は静止状態の本発明に係る印字ハン
マを示す正面図、図３は印字している状態の本発明に係
る印字ハンマを示す正面図、図４は本発明に係る印字ハ
ンマに使用するトーションバーの斜視図である。これら
の図において前記図５ないし図７で説明したものと同一
もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説
明は省略する。これらの図において、１１はハンマ本体
２を支持するためのベースブロックで、このベースブロ
ック１１は板状に形成され、ベース７の長辺の先端部に
２枚、主面をそれぞれ対向させて間隔をおいて接合され
ている。また、ベースブロック１１の上縁には、後述す
るトーションばねが嵌合固定されるベースブロック溝１
１ａが形成されている。そして、ハンマ本体２のトップ
ブロック４は、これらのベースブロック１１どうしの間
に位置づけられている。なお、本発明に係る印字ヘッド
に使用するベース７は短辺が印字面側へ向けられており
、ベース７とトップブロック４とは、ピエゾ素子９にイ
ンナブロック８を介して連結されたセンタばね６と、後
述するトーションばねとによって連結されている。また
、トップブロック４は、ピエゾ素子９と対向する側部に
おける印字面とは反対側の部位にセンタばね６が接合さ
れると共に、上面に開口するトップブロック溝１２が設
けられて断面上向きコ字状に形成されている。前記トッ
プブロック溝１２は、トップブロック４におけるベース
ブロック１１と対向する２面を連通するように、言い換
えればハンマ本体２の揺動軸線と平行に形成されている
。

【０００８】１３はトーションバーとしてのトーション
ばねで、このトーションばね１３は板状のばね材によっ
て形成され、前記トップブロック溝１２に挿入されて接
合される基部１３ａと、この基部１３ａの両側に突設さ
れ、前記ベースブロック１１のベースブロック溝１１ａ
に嵌合固定される四角柱状の軸部１３ｂとから図４に示
すような断面凸状に形成されている。なお、このトーシ
ョンバー１３の厚み寸法は前記トップブロック溝１２の
溝幅より僅かに薄く設定され、基部１３ａがトップブロ
ック溝１２に嵌合する寸法とされている。また、前記軸
部１３ｂの断面形状は、アーム３の長手方向に長く、か
つワイヤ１の軸線方向に短い長方形断面とされている。 そして、この軸部１３ｂの位置は、トーションばね１３
を前記トップブロック溝１２に取り付けた状態で正面か
らみてセンタばね６より印字面側に位置づけられている
。

【０００９】次に、このように構成された本発明の印字
ハンマの動作について説明する。図２に示す静止状態か
らピエゾ素子９に電圧が印加されると、ピエゾ素子９は
伸長し、インナブロック８は図中右方向へ移動する。そ
れと同時に、センタばね６，トップブロック４，トーシ
ョンばね１３，ベースブロック１１およびベース７が相
互に結合されている関係から、図３に示すようにトップ
ブロック４およびアーム３は回転変位する。この際、ト
ーションばね１３は軸部１３ｂの先端がベースブロック
１１に接合されているため、図３中に矢印で示す方向へ
捻れることになる。なお、軸部１３ｂの断面形状が横長
の長方形であるため、ピエゾ素子９によってトップブロ
ック４が押されても軸部１３ｂはアーム３の長手方向へ
は曲がり難く、ピエゾ素子９の直線的な変位を効率よく
回転変位に変えることができる。そして、アーム３は、
トップブロック４の回転変位をレバー比にしたがって拡
大し、ワイヤ１は図中上方向に移動してその先端が印字
媒体１０に衝突し印字を行う。ここで、アーム３の先端
はワイヤ１によりワイヤ１の進行方向への変位が規制さ
れているものの、アーム３およびトップブロック４は、
慣性によってワイヤ１の先端方向へ変位しようとする運
動エネルギーを有している。ところが、トーションばね
１３は捻り変形となるために高周波振動は生じない。し
かる後、ピエゾ素子９への電圧印加が停止され、トーシ
ョンばね１３，センタばね６の復帰力と、印字媒体１０
からの反発力により速やかに復帰動作が行われて一連の
印字動作は終了する。

【００１０】したがって、アーム３は、トーションばね
１３が捻れることによってこのトーションばね１３を中
心にして揺動するから、ワイヤ１が印字媒体１０に衝突
した際に高周波振動が発生しなくなる。このため、ワイ
ヤ１，センタばね６およびトーションばね１３等の部材
には過大な応力が加わるようなことはない。

【００１１】また、本実施例で示したようにトーション
ばね１３の軸部１３ｂの断面形状を横長の長方形とする
と、印字時にトップブロック４がピエゾ素子９によって
押されても軸部１３ｂはアーム３の長手方向へは曲がり
難い。このため、ピエゾ素子９の直線的な変位を効率よ
く回転変位に変えることができる。

【００１２】さらに、トーションばね１３を本実施例で
示したように板状のばね材によって形成すると、プレス
加工等の単純加工によって製造することができ、コスト
を可及的低く抑えることができる。しかも、トーション
ばね１３をトップブロック溝１２に嵌合させてトップブ
ロック４に取り付ける構造とすると、容易にしかも確実
に組立てることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るワイヤ
ドット式印字ヘッド用印字ハンマは、アームの揺動基部
であって圧電素子との連結部より印字面側の部位を、ア
ームの揺動軸線と平行なトーションバーを介してベース
に連結したため、アームは、トーションバーが捻れるこ
とによってこのトーションバーを中心にして揺動するか
ら、印字用ワイヤが印字媒体に衝突した際に高周波振動
が発生しなくなる。したがって、印字用ワイヤ，板ばね
およびトーションバー等の部材には過大な応力が加わる
ようなことはなくなるから、これらの部材の寿命を延ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印字ハンマを示す斜視図である。

【図２】静止状態の本発明に係る印字ハンマを示す正面
図である。

【図３】印字している状態の本発明に係る印字ハンマを
示す正面図である。

【図４】本発明に係る印字ハンマに使用するトーション
バーの斜視図である。

【図５】従来の印字ハンマを示す斜視図である。

【図６】静止状態の従来の印字ハンマを示す正面図であ
る。

【図７】印字している状態の従来の印字ハンマを示す正
面図である。

【符号の説明】

１　　　　ワイヤ ３　　　　アーム ４　　　　トップブロック ６　　　　センタばね ７　　　　ベース ９　　　　ピエゾ素子 １１　　　　ベースブロック １３　　　　トーションばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　印字用ワイヤを有するアームが板ばね
   および圧電素子を介してベースに揺動自在に連結され、
   前記圧電素子の伸縮動作によって前記アームを揺動させ
   て印字するワイヤドット式印字ヘッド用印字ハンマにお
   いて、前記アームの揺動基部であって圧電素子との連結
   部より印字面側の部位を、アームの揺動軸線と平行なト
   ーションバーを介して前記ベースに連結したことを特徴
   とするワイヤドット式印字ヘッド用印字ハンマ。