JPH0435958A - 印字ワイヤ駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドツトマトリックスプリンタ用の印字ワイヤ
駆動装置に関する。

〔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
字ヘッドは、近年のパソコンをはじめとするＯＡ機器の
開発とともに、より小型で明朝体の印字が可能な多芯の
印字ヘッドが数多（開発されている。この印字ヘッドに
ついては、その後の市場の要求で益々印字速度が高く長
寿命のものが必要とされている。

この種の印字ヘッドにおけるプリントワイヤの駆動手段
として、従来より電磁式の印字ハンマを多数個搭載した
電磁式印字ヘッドが多く採用されている。しかし、ｔｖ
Ｌ式印字ヘッドは消費電力が大きく、磁気回路の工夫に
よる高速化技術も限界に近づきつつあるため、近年はピ
エゾ素子を駆動源として使用したピエゾ式印字ヘッドが
脚光を浴びている。

ピエゾ式印字ヘッドの印字ハンマの場合、ピエゾ素子の
伸縮量が積層化されたものでも１０〔μ〕程度と小さい
。このため、その変位をワイヤ移動距離として必要な１
０分の数ミリ程度にまで拡大する変位拡大機構の開発が
最大の重要課題とされている。そこで、これまでに多く
の変位拡大機構が試作、実用化されており、現在有力な
ものはアーマチエアブロック、ブロック等の組合わせに
係るものが多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図に従来技術の一例を示す。この第４図における従
来例は、ワイヤ１を先端に具備したアーマチユア２と、
このアーマチユア２の根元部に接合されたアーマチエア
ブロック３と、このアーマチエアブロック３に接合され
た一対の板バネであるアウタ復帰ばね４とインナ復帰ば
ね５と、アウタ復帰ばね４の他端に接合されたアウタブ
ロック６と、インナ復帰ばね５の他端に接合されたイン
ナブロック７と、インナブロック７の他端に接合された
ピエゾ素子８とアウタブロック６の他端及びピエゾ素子
８の他端に接合されたベース９とにより成る。

そして、第４図に示す静止状態から、ピエゾ素子８へ電
圧が印加されると、このピエゾ素子８は伸長し、インナ
ブロック７は図中右方向へ移動する。このときインナ復
帰ばね５．アーマチエアブロック３．アウタ復帰ばね４
．アウタブロック６は相互に接合されている為、第５図
に示す様にアーマチエアブロック３は回転することにな
り、このアーマチエアブロック３に接合されたアーマチ
ユア２は、アーマチエアブロック３の回転変位をレバー
比に従って拡大し、ワイヤ１は図中上方向へと移動する
。これにより、ワイヤ１の先＠ｌａは、リボン１０．用
紙１１．プラテン１２に打撃を与え印字動作を行う。

そして、その後、ピエゾ素子８への電圧印加は停止され
、変位していた各部材は初期の位置へと復帰動作を行い
、一連の動作は終了する。この時アウタ復帰ばね４及び
インナ復帰ばね５は第５図に示すように変形しており、
曲げ応力を生じている。

また、ピエゾ素子８に生じる軸応力については、印字動
作中はインナブロック７を押圧する為に圧縮応力が生じ
ており、復帰動作中はインナブロック７を引き戻す為に
引張応力が生じるものの、ワイヤの先端１ａでの衝突の
反発力により、各部材は既に復帰方向の移動が行われて
いるため、その引張応力は小さい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ユーザが用紙厚による印字ハンマセット
位置を誤って設定したとき等に生じることであるが、ワ
イヤの先＠１ａとリボン１０との距離Ｘ（以下、これを
プラテンギャップと称する）が大きい場合には、挙動は
上述とは大きく異なる。

電圧印加によって生じたピエゾ素子８の伸長に応じた変
位量よりもブタテンギャップＸが大きい場合には、ピエ
ゾ素子８の伸長が終了してもワイヤ１．ツーマチエア２
．アーマチヱアブロツク３は、その慣性力により更に変
位を続けることになり、第６図の様に各部材は大きく移
動する。

この為、アウタ復帰ばね４及びインナ復帰ばね５には大
きな曲げ応力を生じることになり、又、アーマチエアブ
ロック３の移動に応じてピエゾ素子８も大きな引張応力
を有することになる。ここで、ピエゾ素子８は積層化さ
れたものである為、−船釣に引張りに弱く、上述した様
な過大な引張応力下においては破損を起こし易い。

従って、従来の印字ハンマはプラテンギヤノブに対する
マージンが小さく、大きなプラテンギャップの下ではア
ウタ復帰ばね、インナ復帰ばね。

及びピエゾ素子に破損を生し易いという欠点がある。

一方、大きなプラテンギャップでも上述した慣性の効果
により、ワイヤの先端１ａはリボン１０に打撃を与え、
印字動作を行うこともあるが、その力は所定のものと較
べ小さいものであるから印字濃度が薄くなり、適正な印
字動作とは別のものであり、印字品位も劣ったものとな
る、という欠点も生じる。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に印字を鮮明に行うとともに駆動源であるピエゾ素子の
耐久性向上を図った印字ワイヤ駆動装置を提供すること
を、その目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、印字ワイヤを駆動するアーマチュアと、こ
のアーマチュアをインチ復帰ばねを介して支持するベー
ス部と、このベース部に装備されアウタ復帰ばねを介し
てアーマチュアに雌状回動を付勢するピエゾ素子とを備
えた印字ワイヤ駆動装置において、アーマチュアとベー
ス部材との間に、当記アーマチュアの雌状回動の回動量
の大きさを規制する回動量規制手段を装備する、という
構成を採っている。これによって前述した目的を達成し
ようとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。ここで前述した従来例と同一の構成部材
については同一の符号を用いることとする。

印字ワイヤ１を駆動するアーマチュア２と、このアーマ
チュア２をインナ復帰ばね５を介して支持するベース部
材９と、このベース部材９に装備されアウタ復帰ばね４
を介してアーマチュア２に雌状回動を付勢するピエゾ素
子８とを備えている。

アウタ復帰ばね４とインナ復帰ばね５は板ばねにより形
成されている。そして、アーマチュア２とベース部材９
との間には、当記アーマチュア２の雌状回動の回動量の
大きさを規制する回動量規制手段３０が装備されている
。この回動量規制手段３０は、アーマチュア２側からベ
ース部材９に句けて延設されたフィン部材３０Ａと、こ
のフィン部材３０Ａの先端部の動作を一定の量に規制す
るベース部材側壁面９Ａとにより形成されている。

フィン部材３０Ａの先端部で前述したベース部材９側に
はショック吸収用のアブソーバ３０Ｃが装着されている
。

これを更に詳述すると、この第１図ないし第３図に示す
実施例は、ワイヤ１を先端に具備したアーマチュア２と
、アーマチュア２の根元部に接合されたアーマチエアブ
ロック３と、ワイヤ１の先端と同方向にありアーマチエ
アブロック３からアーマチュア２と反対方向に延びたフ
ィン部材３０Ａと、フィン部材３０Ａのワイヤ１の先端
と反対の面に具備されたゴム等の緩衝材よりなるアブソ
ーバ３ｂと、アーマチエアブロック３にアーマチュア２
と反対方向に接合された一対のスプリングであるアウタ
復帰ばね４とインナ復帰ばね５と、アウタ復帰ばね４の
他端に接合されたアウタブロック６と、インナ復帰ばね
５の他端に接合されたインナブロック７と、インナブロ
ック７の他端に接合されたピエゾ素子８と、アウタブロ
ック６の他端及びピエゾ素子８の他端に接合されたベー
ス部材９よりなる。

そして、第１図の様に印字ハンマが停止状態にあるとき
は前述したフィン部材３０Ａの図中での下面は、アウタ
ブロック６の図中での上面と平行に僅かな隙間を有して
相対しており、アブソーバ３０Ｃの先端はアウタブロッ
ク６の上面に更に近く位置しているものとする。

以上の様な構成をとることにより、本実施例の動作は次
の様になる。

第１図に示す静止状態からピエゾ素子８へ電圧が印加さ
れるとピエゾ素子８は伸長し、インナブロック７は図中
右方向へ移動する。インナ復帰ばね５．アーマチエアー
プロック３．アウタ復帰ばね４．アウタブロック６は相
互に接合されている為、第２図に示す様にアーマチュア
ブロック３は回転、変位し、アーマチュア２はアーマチ
エアブロック３の回転変位をレバー比に従って拡大し、
ワイヤ１は図中上方向へと移動し、ワイヤ１の先端１ａ
はリボン１０．用紙１１．プラテン１２に打撃を与え印
字動作を行う。

ここで、第２図では、プラテンギャップＸは適正なもの
となっている。この後、ピエゾ素子８への電圧印加は停
止され、変位していた各部材は初期の位置へと復帰動作
を行い、一連の動作は終了する。即ち、適正なプラテン
ギャップの範囲内であれば本発明の印字ハンマの動作は
従来例のそれと同様で、アーマチエアブロックの回転変
位が小さい為に、フィン部材３０Ａ及びアブソーバ３０
Ｃは回転による変位が生じても、アウタブロック６に接
触、干渉するものではない。この動作ではアウタ復帰ば
ね４及びインナ復帰ばね５は第２図に示す通りに変形し
ており、曲げ応力を生じている。

また、ピエゾ素子には印字動作中は圧縮応力が生じ、復
帰動作中は引張応力が発生するが、それは大きなもので
はない。

次に′、プラテンギャップＸが適正値よりも大きい場合
を第３図を用いて説明する。

電圧印加によって生じたピエゾ素子８の伸長に応じた変
位量よりもブタテンギャップＸが大きい場合には、ピエ
ゾ素子８の伸長が終了してもワイヤ１．チーマチエア２
．アーマチエアブロツク３は慣性力により更に変位を続
けるが、アーマチエアブロック３の回転に伴い、フィン
部材３０Ａの端部はアウタブロック６に接近し衝突し、
それ以上の変位は規制される。従って、アウタ復帰ばね
４及びインナ復帰ばね５の曲げ変形もある限度以上は大
きくならず曲げ応力値は過大とならない。

又、ピエゾ素子８の引張応力も過大なものとならずに抑
制される。尚、アブソーバ３０Ｃはこのフィン部材３０
Ａとアウタブロック６の衝突を緩衝させるもので急激な
応力の変動、高周波振動は生じない。

このように大きなプラテンギャップの場合には、ワイヤ
の先端１ａはリボン１０に到達することはないが、プラ
テンギャップを適正値に再設定を行えば第２図の通り通
常の印字が開始される。

このように、上述した実施例は、その構成より、以下に
示す利点を備えたものとなっている。

■、フィンを設けることにより、適正値より大きいプラ
テンギャップの場合でも、アーマチエアブロックの過大
な回転変位を規制出来るので、アウタスプリングとイン
ナスプリングの曲げ応力及びピエゾ素子の引張応力を抑
制することができ、これら部材の破損を防止することが
できる。

■、アブソーバを設けることにより、フィンとアウタブ
ロックの衝突を緩衝出来るので、過激な応力変動及び高
周波振動の発生を防止でき、安定した動作を得ることが
できる。

■、プラテンギャップが大きい場合では、全く印字動作
を行わない為に不十分な印字品位での印字結果を使用者
に与えず、速やかに異常を使用者に通知し、再設定を促
すことが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているので、これによる
と、ピエゾ素子に対する引張応力の発生を回動規制手段
の作用により有効に抑えることができ、これがため駆動
装置の駆動源ひいては装置全体の耐久性を著しく増大さ
せることができるという従来にない優れた印字ワイヤ駆
動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図ないし
第３図はそれぞれ第１（財）の動作を示す説明図、第４
図は従来例を示す正面図、第５図ないし第６図はそれぞ
れ第４図の動作を示す説明図である。 １・・・ワイヤ、１ａ・・・ワイヤ先端、２・・・アー
マチユア、３・・・アーマチエアフロツク、４・・・ア
ウタ復帰ばね、５・・・インナ復帰ばね、６・・・アウ
タブロック、７・・・インナブロック、８・・・ピエゾ
素子、９・・・ヘース部材、１２・・・プラテン、Ｘ・
・・プラテンギャップ、３０・・・回動量規制手段、３
０Ａ・・・フィン部材。 出願人　　日　本　電　気　株式会社 代理人　　弁理士　　高　橋　　　勇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、印字ワイヤを駆動するアーマチュアと、このア
   ーマチュアをインナ復帰ばねを介して支持するベース部
   と、このベース部に装備されアウタ復帰ばねを介して前
   記アーマチュアに起状回動を付勢するピエゾ素子とを備
   えた印字ワイヤ駆動装置において、 前記アーマチュアとベース部材との間に、当記アーマチ
   ュアの起状回動の回動量の大きさを規制する回動量規制
   手段を装備したことを特徴とする印字ワイヤ駆動装置。
2. （２）、前記回動量規制手段を、前記アーマチュア側か
   ら前記ベース部材に向けて延設されたフィン部材と、こ
   のフィン部材の先端部の動作を一定の量に規制するベー
   ス部材側壁面とにより形成したことを特徴とする請求項
   １記載の印字ワイヤ駆動装置。