JPH0450195B2 - - Google Patents
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- JPH0450195B2 JPH0450195B2 JP2853587A JP2853587A JPH0450195B2 JP H0450195 B2 JPH0450195 B2 JP H0450195B2 JP 2853587 A JP2853587 A JP 2853587A JP 2853587 A JP2853587 A JP 2853587A JP H0450195 B2 JPH0450195 B2 JP H0450195B2
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- hinge
- piezoelectric element
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/22—Typewriters 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
- B41J2/23—Typewriters 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
- B41J2/27—Actuators for print wires
- B41J2/295—Actuators for print wires using piezoelectric elements
Landscapes
- Impact Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を駆動源とするプリンタ印
字ヘツドに関するものである。
字ヘツドに関するものである。
従来、プリンタ印字ヘツドの駆動源としては、
電磁型のアクチユエータが広く用いられてきた。
この電磁型のアクチユエータは、コイルに電流を
流すことにより磁界を発生しその磁力を利用して
可動部材を駆動するため、銅損や鉄損が生じ、大
きな入力エネルギーを必要とするばかりでなく、
発熱や磁気干渉などの問題点があつた。
電磁型のアクチユエータが広く用いられてきた。
この電磁型のアクチユエータは、コイルに電流を
流すことにより磁界を発生しその磁力を利用して
可動部材を駆動するため、銅損や鉄損が生じ、大
きな入力エネルギーを必要とするばかりでなく、
発熱や磁気干渉などの問題点があつた。
そこで近年、電気・機械エネルギー変換効率が
高く、低電力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子
を駆動源とする印字ヘツドが考えらている。たと
えば特願昭58−163668号明細書には第５図ａ，ｂ
に示すような印字ハンマが記載されている。
高く、低電力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子
を駆動源とする印字ヘツドが考えらている。たと
えば特願昭58−163668号明細書には第５図ａ，ｂ
に示すような印字ハンマが記載されている。
第５図において印字ヘツドは、一端が固定部材
５０に結合された圧電素子５１と、端部に近接し
て２個の第１、第２の結合部５２，５３を有しそ
の一方５２は固定部材５０に結合し他方５３は圧
電素子５１の他の一端に結合された第１のアーム
５４と、近接した２個の第３、第４の結合部５
５，５６を有しその一方５５は第１のアーム５４
の他端に結合し他方５６は固定部材５６に結合し
た第２のアーム５７と、第２のアーム５７の他端
に固着された印字ワイヤ５８を備えている。
５０に結合された圧電素子５１と、端部に近接し
て２個の第１、第２の結合部５２，５３を有しそ
の一方５２は固定部材５０に結合し他方５３は圧
電素子５１の他の一端に結合された第１のアーム
５４と、近接した２個の第３、第４の結合部５
５，５６を有しその一方５５は第１のアーム５４
の他端に結合し他方５６は固定部材５６に結合し
た第２のアーム５７と、第２のアーム５７の他端
に固着された印字ワイヤ５８を備えている。
第５図ａは圧電素子５１に電圧が印加されてい
ない場合であり、圧電素子５１に電圧が印加され
ると第５図ｂに示すように、圧電素子５１は矢印
Ａ方向に伸び、第１のアーム５４は押されて第１
の結合部５２付近を回転中心としてθ1回転し、圧
電素子５１の変位はてこの原理により拡大されて
第３の結合部５５に伝達される。第２のアーム５
７は、第３の結合部５５より引張られ第４の結合
部５６付近を回転中心としてθ2回転し、第３の結
合部５５の変位はてこの原理により拡大されて印
字ワイヤ５８に伝達される。このように電圧素子
５１の変位は、第１および第２のアーム５４，５
７の回転運動により拡大されて印字ワイヤ５８に
伝達され、印字動作を行つている。
ない場合であり、圧電素子５１に電圧が印加され
ると第５図ｂに示すように、圧電素子５１は矢印
Ａ方向に伸び、第１のアーム５４は押されて第１
の結合部５２付近を回転中心としてθ1回転し、圧
電素子５１の変位はてこの原理により拡大されて
第３の結合部５５に伝達される。第２のアーム５
７は、第３の結合部５５より引張られ第４の結合
部５６付近を回転中心としてθ2回転し、第３の結
合部５５の変位はてこの原理により拡大されて印
字ワイヤ５８に伝達される。このように電圧素子
５１の変位は、第１および第２のアーム５４，５
７の回転運動により拡大されて印字ワイヤ５８に
伝達され、印字動作を行つている。
上述した従来の圧電素子による印字ヘツドは、
圧電素子を駆動源として使用していることから、
低電力・低発熱で磁気干渉がないという特徴を持
つている。しかし圧電素子の変位を拡大する変位
拡大機構が、２個のアームと４個の結合部からな
るてこを二段直列に接続した二段増幅型変位拡大
機構になつているため、構造が複雑になり製造コ
ストが高いという問題点がある。また、変位拡大
機構は、てこの原理を応用しているため、変位は
拡大するが力は縮小する性質を持つている。した
がつて、第１のアームと第１、第２の結合部より
構成される一段目の変位拡大機構の出力としては
大きな力を得ることは難しく、第３、第４の結合
部の曲げ剛性は第１、第２の結合部の曲げ剛性よ
りも小さくする必要がある。その結果、第２のア
ームと第３、第４の結合部より構成される二段目
の変位拡大機構の固有振動数は低くなり、結局印
字ヘツドの印字動作の応答周波数を高くすること
ができないという問題点もある。本発明の目的
は、構造が単純で安価な、かつ高速の印字ヘツド
を提供することである。
圧電素子を駆動源として使用していることから、
低電力・低発熱で磁気干渉がないという特徴を持
つている。しかし圧電素子の変位を拡大する変位
拡大機構が、２個のアームと４個の結合部からな
るてこを二段直列に接続した二段増幅型変位拡大
機構になつているため、構造が複雑になり製造コ
ストが高いという問題点がある。また、変位拡大
機構は、てこの原理を応用しているため、変位は
拡大するが力は縮小する性質を持つている。した
がつて、第１のアームと第１、第２の結合部より
構成される一段目の変位拡大機構の出力としては
大きな力を得ることは難しく、第３、第４の結合
部の曲げ剛性は第１、第２の結合部の曲げ剛性よ
りも小さくする必要がある。その結果、第２のア
ームと第３、第４の結合部より構成される二段目
の変位拡大機構の固有振動数は低くなり、結局印
字ヘツドの印字動作の応答周波数を高くすること
ができないという問題点もある。本発明の目的
は、構造が単純で安価な、かつ高速の印字ヘツド
を提供することである。
本発明の印字ヘツドは、一端が固定部材に結合
された圧電素子と、端部に薄板状であつて前記圧
電素子の他端に結合した第１のヒンジとそれを挟
んで幅方向の両側にあつてヒンジの厚さ方向に前
記第１のヒンジとは段差をつけて同じ高さに配置
された薄板状の第２、第３のヒンジを有し、前記
第１のヒンジを前記圧電素子の他端に結合し、前
記第２、第３のヒンジを前記固定部材に結合して
なる前記圧電素子の伸縮方向とは異なる方向に伸
びたアームと、前記アームの他端に結合され前記
圧電素子の伸縮方向と同方向に伸びた印字ワイヤ
とから構成されている。
された圧電素子と、端部に薄板状であつて前記圧
電素子の他端に結合した第１のヒンジとそれを挟
んで幅方向の両側にあつてヒンジの厚さ方向に前
記第１のヒンジとは段差をつけて同じ高さに配置
された薄板状の第２、第３のヒンジを有し、前記
第１のヒンジを前記圧電素子の他端に結合し、前
記第２、第３のヒンジを前記固定部材に結合して
なる前記圧電素子の伸縮方向とは異なる方向に伸
びたアームと、前記アームの他端に結合され前記
圧電素子の伸縮方向と同方向に伸びた印字ワイヤ
とから構成されている。
本発明の印字ヘツドにおいては、第１のヒンジ
を挟んで幅方向の両側に、厚さ方向に第１のヒン
ジとは段差をつけて第２、第３のヒンジを配置し
ているため、第１のヒンジの軸と第２、第３のヒ
ンジの軸との間の距離を従来のように各ヒンジを
平面的に配置した場合と比較して、短くできる。
その結果、変位拡大機構の変位拡大率を大きくで
きアームを１個しか用いない一段増幅でもつて、
印字動作に必要なストロークを得ることができ
る。
を挟んで幅方向の両側に、厚さ方向に第１のヒン
ジとは段差をつけて第２、第３のヒンジを配置し
ているため、第１のヒンジの軸と第２、第３のヒ
ンジの軸との間の距離を従来のように各ヒンジを
平面的に配置した場合と比較して、短くできる。
その結果、変位拡大機構の変位拡大率を大きくで
きアームを１個しか用いない一段増幅でもつて、
印字動作に必要なストロークを得ることができ
る。
したがつて、従来のようにアームを２個使用し
た二段増幅の場合と比較して、アームの等価質量
は小さくなりヒンジ部の等価曲げ剛性も大きくな
るため変位拡大機構の固有振動数は高くなり、印
字ヘツドの印字動作の応答周波数が高くなり高速
の印字ヘツドとなる。
た二段増幅の場合と比較して、アームの等価質量
は小さくなりヒンジ部の等価曲げ剛性も大きくな
るため変位拡大機構の固有振動数は高くなり、印
字ヘツドの印字動作の応答周波数が高くなり高速
の印字ヘツドとなる。
また、変位拡大機構も１個のアームと３個のヒ
ンジのみで構成しているため構造が単純で安価な
印字ヘツドとなる。
ンジのみで構成しているため構造が単純で安価な
印字ヘツドとなる。
次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図は第１図の実施例のヒンジの配置を示す斜視
図、第３図は第１図の実施例の動作図を示す斜視
図、第４図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す正
面図と側面図である。
図は第１図の実施例のヒンジの配置を示す斜視
図、第３図は第１図の実施例の動作図を示す斜視
図、第４図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す正
面図と側面図である。
第１図において、アーム１はその端部１ａに薄
板状の第１のヒンジ２とそれを挟んで幅方向の両
側に薄板状の第２、第３ヒンジ３，４を有し、第
１のヒンジ２は圧電素子５の伸縮方向の一端５ａ
に結合され、第２、第３のヒンジ３，４は固定部
材６に結合され、圧電素子５の伸縮方向の他端５
ｂは固定部材６に結合されている。またアーム１
は圧電素子５の伸縮方向とは直角方向に伸びてお
り、アーム１の他端１ｂに圧電素子５の伸縮方向
と同方向に伸びている印字ワイヤ７が結合されて
いる。
板状の第１のヒンジ２とそれを挟んで幅方向の両
側に薄板状の第２、第３ヒンジ３，４を有し、第
１のヒンジ２は圧電素子５の伸縮方向の一端５ａ
に結合され、第２、第３のヒンジ３，４は固定部
材６に結合され、圧電素子５の伸縮方向の他端５
ｂは固定部材６に結合されている。またアーム１
は圧電素子５の伸縮方向とは直角方向に伸びてお
り、アーム１の他端１ｂに圧電素子５の伸縮方向
と同方向に伸びている印字ワイヤ７が結合されて
いる。
第２図は第１図の実施例の第１、第２、第３の
ヒンジ２，３，４の配置を示す斜視図であり、第
２、第３のヒンジ３，４は第１のヒンジ２を挟ん
でその幅方向の両側に、その厚さ方向に第１のヒ
ンジ２とは段差をつけて同じ高さに配置されてい
る。
ヒンジ２，３，４の配置を示す斜視図であり、第
２、第３のヒンジ３，４は第１のヒンジ２を挟ん
でその幅方向の両側に、その厚さ方向に第１のヒ
ンジ２とは段差をつけて同じ高さに配置されてい
る。
このような構成の印字ヘツドにおいて、圧電素
子５に電圧を印加すると、第３図に示すように、
圧電素子５は矢印Ａ方向に伸張動作を起こし、第
１のヒンジ２に力を伝える。すると第２、第３の
ヒンジ３，４は第１のヒンジ２とは段差をつけて
あるため、薄板状の第１、第２、第３のヒンジ
２，３，４は曲げ変形を起こし、アーム１は矢印
Ｂの方向に回転運動を起こす。その結果アーム１
の先端に結合されていた印字ワイヤ７には、圧電
素子５の変位が拡大されて伝達され、矢印Ｃの方
向に動作し、印字動作を行う。
子５に電圧を印加すると、第３図に示すように、
圧電素子５は矢印Ａ方向に伸張動作を起こし、第
１のヒンジ２に力を伝える。すると第２、第３の
ヒンジ３，４は第１のヒンジ２とは段差をつけて
あるため、薄板状の第１、第２、第３のヒンジ
２，３，４は曲げ変形を起こし、アーム１は矢印
Ｂの方向に回転運動を起こす。その結果アーム１
の先端に結合されていた印字ワイヤ７には、圧電
素子５の変位が拡大されて伝達され、矢印Ｃの方
向に動作し、印字動作を行う。
このような本発明の印字ヘツドにおいては、第
３のヒンジ３，４を第１のヒンジ２を挟んで幅方
向の両側にその厚さ方向に第１のヒンジ２とは段
差をつけて配置しているため、第１のヒンジ２の
軸と第２、第３のヒンジ３，４の軸との間の距離
を、従来のように各ヒンジを平面的に配置した場
合と比較して短くできる。その結果、変位拡大機
構の変位拡大率を大きくでき、アームを１個しか
用いなくても、印字動作に必要なストロークを得
ることができる。したがつて、従来のようにアー
ムを２個使用した場合と比較して、アームの等価
質量は小さくなるため変位拡大機構の固有振動数
は高くなり、印字ヘツドの印字動作の応答周波数
が高くなり高速の印字ヘツドとなる。また、変位
拡大機構も１個のアームと３個のヒンジのみで構
成しているため構造が単純で安価な印字ヘツドと
なる。
３のヒンジ３，４を第１のヒンジ２を挟んで幅方
向の両側にその厚さ方向に第１のヒンジ２とは段
差をつけて配置しているため、第１のヒンジ２の
軸と第２、第３のヒンジ３，４の軸との間の距離
を、従来のように各ヒンジを平面的に配置した場
合と比較して短くできる。その結果、変位拡大機
構の変位拡大率を大きくでき、アームを１個しか
用いなくても、印字動作に必要なストロークを得
ることができる。したがつて、従来のようにアー
ムを２個使用した場合と比較して、アームの等価
質量は小さくなるため変位拡大機構の固有振動数
は高くなり、印字ヘツドの印字動作の応答周波数
が高くなり高速の印字ヘツドとなる。また、変位
拡大機構も１個のアームと３個のヒンジのみで構
成しているため構造が単純で安価な印字ヘツドと
なる。
第４図ａ，ｂは、第１図に示した本発明の印字
ヘツドを放射状に24配置したシリアルプリンタ用
印字ヘツドの一実施例を示す正面図と側面の断面
図である。
ヘツドを放射状に24配置したシリアルプリンタ用
印字ヘツドの一実施例を示す正面図と側面の断面
図である。
第４図において、第１図に示した印字ヘツドと
同じ構造の印字ヘツド４８−１，４８−２，４８
−３…をそれぞれの印字ワイヤ４７−１，４７−
２，４７−３…がほぼ中心になるように放射状に
24個配置してある。
同じ構造の印字ヘツド４８−１，４８−２，４８
−３…をそれぞれの印字ワイヤ４７−１，４７−
２，４７−３…がほぼ中心になるように放射状に
24個配置してある。
このような構成の印字ヘツドにおいても、前述
の印字ヘツドと同様の動作を行い、同様の効果を
発揮する。
の印字ヘツドと同様の動作を行い、同様の効果を
発揮する。
本発明によれば、構造が単純で安価でしかも高
速の印字ヘツドが得られる。
速の印字ヘツドが得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図は第１図の実施例のヒンジの配置を示す斜視
図、第３図は第１図の実施例の動作図を示す斜視
図、第４図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す正
面図と側面図、第５図ａ，ｂは従来の実施例を示
す図である。 １，４１−１，４１−２，４１−３……アー
ム、２……第１のヒンジ、３……第２のヒンジ、
４……第３のヒンジ、５，４５……圧電素子、６
……固定部材、７，４７−１，４７−２，４７−
３……印字ワイヤ、４８−１，４８−２，４８−
３……印字ヘツド、５０……固定部材、５１……
圧電素子、５２……第１の結合部、５３……第２
の結合部、５４……第１のアーム、５５……第３
の接合部、５６……第４の結合部、５７……第２
のアーム、５８……印字ワイヤ。
図は第１図の実施例のヒンジの配置を示す斜視
図、第３図は第１図の実施例の動作図を示す斜視
図、第４図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す正
面図と側面図、第５図ａ，ｂは従来の実施例を示
す図である。 １，４１−１，４１−２，４１−３……アー
ム、２……第１のヒンジ、３……第２のヒンジ、
４……第３のヒンジ、５，４５……圧電素子、６
……固定部材、７，４７−１，４７−２，４７−
３……印字ワイヤ、４８−１，４８−２，４８−
３……印字ヘツド、５０……固定部材、５１……
圧電素子、５２……第１の結合部、５３……第２
の結合部、５４……第１のアーム、５５……第３
の接合部、５６……第４の結合部、５７……第２
のアーム、５８……印字ワイヤ。
Claims (1)
- １ 一端が固定部材に結合された圧電素子と、端
部に薄板状であつて前記圧電素子の他端に結合し
た第１のヒンジとそれを挟んで幅方向の両側にあ
つてヒンジの厚さ方向に前記第１のヒンジとは段
差をつけて同じ高さに配置された薄板状の第２、
第３のヒンジを有し、前記第１のヒンジを前記圧
電素子の他端に結合し、前記第２、第３のヒンジ
を前記固定部材に結合してなる前記圧電素子の伸
縮方向とは異なる方向に伸びたアームと、前記ア
ームの他端に結合され前記圧電素子の伸縮方向と
同方向に伸びた印字ワイヤとから構成されている
ことを特徴とする印字ヘツド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853587A JPS63194956A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
| US07/153,371 US4886382A (en) | 1987-02-09 | 1988-02-08 | Printing hammer comprising two hinge parts coupling an arm to a base member on both sides of a hinge coupling the arm to a piezoelectric actuator |
| DE8888101877T DE3870298D1 (de) | 1987-02-09 | 1988-02-09 | Druckhammer mit piezoelektrischem betaetiger. |
| EP88101877A EP0285766B1 (en) | 1987-02-09 | 1988-02-09 | Printing hammer provided with a piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853587A JPS63194956A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63194956A JPS63194956A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0450195B2 true JPH0450195B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=12251361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2853587A Granted JPS63194956A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63194956A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265092U (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-16 |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP2853587A patent/JPS63194956A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63194956A (ja) | 1988-08-12 |
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