JPH0432745B2 - - Google Patents

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JPH0432745B2
JPH0432745B2 JP59196123A JP19612384A JPH0432745B2 JP H0432745 B2 JPH0432745 B2 JP H0432745B2 JP 59196123 A JP59196123 A JP 59196123A JP 19612384 A JP19612384 A JP 19612384A JP H0432745 B2 JPH0432745 B2 JP H0432745B2
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JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
fixed
printing
piezoelectric
compressive force
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59196123A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6174856A (ja
Inventor
Eiichi Sato
Izumi Fukui
Osamu Inui
Takeshi Yano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP59196123A priority Critical patent/JPS6174856A/ja
Publication of JPS6174856A publication Critical patent/JPS6174856A/ja
Publication of JPH0432745B2 publication Critical patent/JPH0432745B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/27Actuators for print wires
    • B41J2/295Actuators for print wires using piezoelectric elements

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印字エレメント、特に圧電セラミツク
の圧電縦効果を利用した印字エレメントに関す
る。
従来、圧電セラミツクが圧電縦効果により発生
する寸法の歪を印字用ワイヤへ拡大伝達してドツ
ト印字を行う印字エレメントが提案されている。
第1図は従来の印字エレメントを示す側面図で
ある。金属U字形のベース部材1の両上端部に接
続して第1および第2のレバー部材3および4が
設けてある。両レバー部材3および4の各下端部
に接続して設けた取付部材10と、ベース部材1
の内底部に接続して設けた取付部材11とにはそ
れぞれ、柱状の圧電セラミツクの圧電素子2の上
端および下端を接着し固定してある。レバー部材
3および4の各上端部にはそれぞれ、金属板の伝
達部材5および6の一方の端部を溶接し固定して
あり、伝達部材5および6の他方の端部は可動部
材7に固定してある。可動部材7には印字用のワ
イヤ8を取付けて固定してある。
圧電素子2に駆動電圧を印加すると、圧電縦効
果により、圧電素子2の長さが伸びて破線矢印A
で示す向きの寸法歪を発生する。この寸法歪に応
じてレバー部材3および4の上端部にそれぞれ破
線矢印BおよびCで示す向きの角度位を生じ、こ
の二つの互いに逆向きの角度位が伝達部材5およ
び6を介して可動部材7に伝達されて、ワイヤ8
が破線矢印Dの向きに動き印字動作を行う。
このような従来の印字エレメントでは、駆動時
に圧電素子2が伸びきつた直後も、レバー部材3
および4、伝達部材5および6、ならびに可動部
材7から成る歪伝達機構が圧電素子2から与えら
れた寸法歪の向きの運動を続行しようとするため
慣性力を生じ、この慣性力により圧電素子2が長
さ方向(すなわち破線矢印Aの向き)に引張られ
る。これに応じて圧電素子2内には引張応力が作
用するが、圧電セラミツクの引張力に対する強度
は低いので、特に、繰返し駆動時には、圧電素子
2が折損などの破壊を生じ易いという欠点があ
る。
駆動時に圧電素子2に作用する引張力を相殺す
るために、スプリング9の両端を、破線で示すご
とく、ベース部材1と可動部材7とに係留させ、
スプリング9の引張力で前述の駆動時の慣性力を
打消すようにした構成がある。しかしこの構成で
は、駆動時にスプリング9が不要振動を発生し
て、伝達部材5および6に不要振動が伝わり過大
な曲げ応力を生じさせ伝達部材5および6の折損
を生じたり、あるいは不要振動による印字の濃淡
むらを生じ印字品質の劣化を招くという難点があ
る。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し駆動時に
歪伝達機構の慣性力を相殺し圧電素子に作用する
引張力を軽減して圧電素子の折損破壊を防止する
ようにした印字エレメントを提供することにあ
る。
本発明の印字エレメントは、圧電縦効果により
寸法歪を発生する柱状の圧電素子の一端を固着し
たベース部材と、おのおの一端部が前記圧電素子
の他端を固着した取付部材と前記ベース部材とに
接続している一対のレバー部材と、おのおの一端
部が一つの前記レバー部材の他端部に固着された
平板状の一対の伝達部材と、該一対の伝達部材の
各他端部を固着してあり且つ印字用ワイヤを取付
けてある可動部材とを備えており、 前記圧電素子の長さは該圧電素子の取付け以前
での前記ベース部材に前記固着する箇所と前記取
付部材に前記固着する箇所との間の距離よりも長
く設定してあり、該圧電素子の両端を取付けて前
記固着したあとには前記一対の伝達部材の板面が
屈曲状態を保持して該圧電素子に圧縮力を与える
よう構成されている。
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例を示す側面図であ
る。同図において、破線で示した面aは、圧電素
子2を取付ける以前の取付部材10の取付面の位
置である。従来の印字ユニツトでは、丁度この面
aから取付部材11の取付面までの距離と同じ長
さの圧電素子を用い、該圧電素子の両端を取付部
材10および11の各取付面に取付けて固定して
いる。この場合には、印字動作をしていないとき
圧電素子には外力が殆んど作用しない。本実施例
では、面aから取付部材11の取付面までの距離
よりも長い圧電素子2を用い、圧電素子2の両端
を取付部材10および11の各取付面に接着して
固定してある。従つて、圧電素子2を取付けたあ
との取付部材10の取付面の位置は、破線で示し
た面bのごとく面aよりも上方になる。
このように圧電素子2を取付けることにより取
付部材10の取付面の位置が面aから面bに押上
げられると、レバー部材3が角度θ1だけ左回りに
回転し、レバー部材4は角度θ2だけ右回りに回転
する。レバー部材3および4の回転によつて生ず
る角変位は、伝達部材5および6を介して伝達さ
れて、可動部材7に角度θ3の左回りの回転を発生
させる。レバー部材3および4は角変位を拡大し
て伝達するから、角度θ3は角度θ1およびθ2のいず
れよりも大きくなる。これに伴つて、伝達部材5
(あるいは6)のレバー部材3(あるいは4)に
固着してある側の端部の板面と、可動部材7に固
着してある側の端部の板面との間の角度φ1(ある
いはφ2)が増加し、伝達部材5(あるいは6)
の板面は両端部がそり上るような向きに屈曲す
る。すなわち、角度φ1およびφ2はそれぞれθ3−θ1
およびθ3−θ2にほぼ等しくなる。圧電素子2を取
付ける以前にθ1=θ2=θ3=0であり従つてφ1=φ2
=0であつたのが、圧電素子2を取付けたあとに
はφ1=θ3−θ1>0、およびφ2=θ3−θ2>0が成立
ち、伝達部材5および6の板面がこの角度φ1
よびφ2を生ずるよう屈曲する。
伝達部材5および6の板面の屈曲を復元する向
きに生ずる弾性力は、それぞれレバー部材3およ
び4で拡大されて取付部材10に伝達され、更に
圧電素子2に対し圧縮力として作用する。従つ
て、圧電素子2には従来と異なつて、印字動作の
有無に拘らず、伝達部材5および6の屈曲の弾性
力による圧縮力が作用し、この圧縮力が印字動作
時の慣性力による引張力を相殺して、圧電素子2
内に生ずる引張応力の大きさを軽減する。圧電セ
ラミツクの圧縮力に対する強度は引張力に対する
強度よりも十分大きいから、このように圧縮力で
引張力を相殺し軽減して、圧電素子2の折損破壊
を防止できる。
第3図aおよびbは、本実施例の動作を説明す
るための特性図である。同図aは、駆動時に圧電
素子2に作用する圧縮力あるいは引張力の変化を
示す特性図である。特性12は従来の印字エレメ
ントについて、また特性13は本実施例の印字エ
レメントについて、おのおの圧電素子2に対する
圧縮力あるいは引張力の時間経過に伴う変化を示
す。特性12では、駆動開始後まず圧縮力が増加
してゆき最大値COに達したあと減少する。この
あと、引張力に変りその最大値TOに達する。引
張力FTは圧電素子2の引張破壊限界を示し、ま
た圧縮力FCは圧電素子2の圧縮破壊限界を示す。
本実施例の圧電素子2では、引張力FTは約2Kg
であり、圧縮力FCは約100Kgである。特性1
2では、駆動時の引張力の最大値TOは約7Kg
で、圧縮力の最大値COは約20Kgである。従つ
て圧縮力の方は破壊限界に対し十分余裕がある
が、引張力の方は破壊限界を超える動作をしてお
り、繰返し動作を行うと圧電素子2に折損破壊を
生ずる。特性13は、前述のような伝達部材5お
よび6の弾性力による圧縮力Bを特性12に相加
した特性になる。本実施例では、この圧縮力B
約8Kgに設定してある。その結果、駆動時の圧
縮力の最大値C1および最小値C2はそれぞれ約28
Kgおよび約1Kgになり、引張力は作用しなく
なる。従つて、圧縮力の方は破壊限界に対し十分
余裕があると共に、引張力の方も破壊限界に対し
余裕をもたせることができ、繰返し動作させても
従来のような折損破壊を生じない。
同図bの特性14は、圧電素子2に作用する圧
縮力とワイヤ8の先端の変位との関係を示す特性
図である。本実施例では、圧縮力Bを前述のごと
く約8Kgに設定したとき、ワイヤ変位dBは約
0.8mmである。なお、従来のエレメントでは、こ
の圧縮力はゼロであり、従つてワイヤ変位dBもゼ
ロである。実際にエレメントを量産する場合、ワ
イヤ変位を設定値に丁度合わせるのは困難であ
り、その誤差Δとして0.1mm程度を許容せねばな
らない。このときには、ワイヤ変位(dB−Δ)に
対応する圧縮力B′を、TOB′がFT以下になる
よう圧縮力Bを設定すれば良い。誤差Δを0.1mm
だけ許容すれば、従来のエレメントのワイヤ変位
は(0+0.1)mmの範囲内になり、一方本実施例
でのワイヤ変位は(0.8±0.1)mmの範囲内にな
る。このように、実際のエレメントの製作時に、
ワイヤ変位を計測して圧電素子に作用する圧縮力
を推定することにより、駆動時に圧電素子に作用
する引張力が破壊限界を超えないよう管理し得
る。
なお本実施例では、第1図に示すスプリング9
のような不要振動を発生因となる部材を付加して
いないから、印字品質の劣化を生じさせずに済
む。
以上の説明から明らかなごとく、本発明には駆
動時に圧電素子に作用する引張力を軽減して圧電
素子の折損破壊を防止するようにした印字エレメ
ントを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の印字エレメントを示す側面図、
第2図は本発明の一実施例を示す側面図である。
第3図aおよびbは、本実施例の動作を説明する
ための特性図である。 1……ベース部材、2……圧電素子、3,4…
…レバー部材、5,6……伝達部材、7……可動
部材、8……ワイヤ、9……スプリング、10,
11……取付部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧電縦効果により寸法歪を発生する柱状の圧
    電素子の一端を固着したベース部材と、おのおの
    一端部が前記圧電素子の他端を固着した取付部材
    と前記ベース部材とに接続している一対のレバー
    部材と、おのおの一端部が一つの前記レバー部材
    の他端部に固着された平板状の一対の伝達部材
    と、該一対の伝達部材の各他端部を固着してあり
    且つ印字用ワイヤを取付けてある可動部材とを備
    えた印字エレメントにおいて、 前記圧電素子の長さは該圧電素子の取付け以前
    での前記ベース部材に前記固着する箇所と前記取
    付部材に前記固着する箇所との間の距離よりも長
    く設長してあり、該圧電素子の両端を取付けて前
    記固着したあとには前記一対の伝達部材の板面が
    屈曲状態を保持して該圧電素子に圧縮力を与える
    よう構成したことを特徴とする印字エレメント。
JP59196123A 1984-09-19 1984-09-19 印字エレメント Granted JPS6174856A (ja)

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JP59196123A JPS6174856A (ja) 1984-09-19 1984-09-19 印字エレメント

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JP59196123A JPS6174856A (ja) 1984-09-19 1984-09-19 印字エレメント

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Publication Number Publication Date
JPS6174856A JPS6174856A (ja) 1986-04-17
JPH0432745B2 true JPH0432745B2 (ja) 1992-06-01

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ID=16352622

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JP59196123A Granted JPS6174856A (ja) 1984-09-19 1984-09-19 印字エレメント

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH071806Y2 (ja) * 1988-03-17 1995-01-18 日本電気株式会社 圧電素子変位増幅機構
DE19833782A1 (de) * 1998-07-27 2000-02-03 Abb Instrumentation Ltd Antriebsanordnung für einen Schreibkopf

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53113625A (en) * 1977-03-12 1978-10-04 Ibm Matrix printer
JPS53128417A (en) * 1977-04-15 1978-11-09 Triumph Werke Nuernberg Ag Needle type head
JPS59111859A (ja) * 1982-12-16 1984-06-28 Nec Corp 電歪型プリンタヘッドの製造方法

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